s区、d区、ds区重要元素及其化合物

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1、s区、d区、ds区重要元素及其化合物(sBlock,dsBlock,dBlockElementsandCompounds)9.1s区元素s区元素中锂(Lithium)、钠(Sodium)、钾(Potassium)、铷(Rubidium)、铯(Cesium)、钫(Francium)六种元素被称为碱金属(alkali　Metals)元素。铍（Beryllium）、镁(Magnesium)、钙(Calcium)、锶(Strontium)、钡(Barium)、镭(Radium)六种元素被称为碱土金属(alkalineearthmetals)元素。锂、铷、铯

2、、铍是稀有金属元素，钫和镭是放射性元素。碱金属和碱土金属原子的价层电子构型分别为ns1和ns2，它们的原子最外层有1～2个电子，是最活泼的金属元素。9.1.1通性碱金属和碱土金属的基本性质分别列于表9-1和表9-2中。表9-1碱金属的性质锂钠钾铷铯原子序数311193755价电子构型2s13s14s15s16s1原子半径/pm155190255248267沸点/℃1317892774688690熔点/℃18097.8643928.5电负性c1.00.90.80.80.7电离能/kJ·mol－1520496419403376电极电势EΘ(M+/M)/

3、V-3.045-2.714-2.925-2.925-2.923氧化数+1+1+1+1+1碱金属原子最外层只有1个ns电子，而次外层是8电子结构(Li的次外层是2个电子)，它们的原子半径在同周期元素中(稀有气体除外)是最大的，而核电荷在同周期元素中是最小的，由于内层电子的屏蔽作用较显著，故这些元素很容易失去最外层的1个s电子，从而使碱金属的第一电离能在同周期元素中最低。因此，碱金属是同周期元素中金属性最强的元素。碱土金属的核电荷比碱金属大，原子半径比碱金属小，金属性比碱金属略差一些。s区同族元素自上而下随着核电荷的增加，无论是原子半径、离子半径，还是

4、电离能、电负性以及还原性等性质的变化总体来说是有规律的，但第二周期的元素表现出一定的特殊性。例如锂的EΘ(Li+/Li)反常地小。31表9-2碱土金属的性质铍镁钙锶钡原子序数412203856价电子构型2s23s24s25s26s2原子半径/pm112160197215222沸点/℃29701107148713341140熔点/℃1280651845769725电负性c1.51.21.01.00.9第一电离能/kJ·mol－1第二电离能/kJ·mol－18991757738145159011455491064503965电极电势EΘ(M+/M)/V

5、-1.85-2.37-2.87-2.89-2.90氧化数+2+2+2+2+2s区元素的一个重要特点是各族元素通常只有一种稳定的氧化态。碱金属的第一电离能较小，很容易失去一个电子，故氧化数为＋1。碱土金属的第一、第二电离能较小，容易失去2个电子，因此氧化数为＋2。在物理性质方面，s区元素单质的主要特点是：轻、软、低熔点。密度最低的是锂（0.53g·cm-3），是最轻的金属，即使密度最大的镭，其密度也小于5（密度小于5的金属统称为轻金属）。碱金属、碱土金属的硬度除铍和镁外也很小，其中碱金属和钙、锶、钡可以用刀切，但铍较特殊，其硬度足以划破玻璃。从熔、沸

6、点来看，碱金属的熔、沸点较低，而碱土金属由于原子半径较小，具有2个价电子，金属键的强度比碱金属的强，故熔、沸点相对较高。s区元素是最活泼的金属元素，它们的单质都能与大多数非金属反应，例如极易在空气中燃烧。除了铍、镁外，都较易与水反应。s区元素形成稳定的氢氧化物，这些氢氧化物大多是强碱。s区元素所形成的化合物大多是离子型的。第二周期的锂和铍的离子半径小，极化作用较强，形成的化合物基本上是共价型的，少数镁的化合物也是共价型的；也有一部分锂的化合物是离子型的。常温下s区元素的盐类在水溶液中大都不发生水解反应。9.1.2s区元素的重要化合物(1)氧化物(1

7、.1)氧化物种类与制备碱金属、碱土金属与氧能形成多种类型的氧化物：正常氧化物、过氧化物、超氧化物、臭氧化物（含有O3－）以及低氧化物，其中前三种的主要形成条件见表9-3。表9-3s区元素形成的氧化物阴离子直接形成间接形成正常氧化物O2－Li，Be，Mg，Ca，Sr，Bas区所有元素过氧化物O22－Na，(Ba)除Be外的所有元素超氧化物O2－(Na)，K，Rb，Cs除Be，Mg，Li外的所有元素31例如碱金属中的锂在空气中燃烧时，生成正常氧化物Li2O：4Li+O22Li2O碱金属的正常氧化物也可以用金属与它们的过氧化物或硝酸盐作用而得到的。例如：

8、Na2O2+2Na2Na2O2KNO3+10K6K2O+N2↑碱土金属的碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等热分解也能得到氧化物MO