上大无机化学A第十五章碱金属和碱土金属

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1、9—1S区元素概述碱金属(IA):ns1Li,Na,K,Rb,Cs,Fr碱土金属(IIA):ns2Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra都是活泼金属碱金属和碱土金属是周期表IA族和IIA族元素。IA族包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素。它们的氧化物溶于水呈强碱性，所以称为碱金属。IIA族包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种金属元素。由于钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性”和“土性”(以前把粘土的主要成分Al2O3称为“土”)之间，所以称为碱土金属，现习惯上把铍和镁也包括在内。钫和镭是放射性元素。钠、钾、钙、镁和钡在地壳内蕴藏较丰富，它们的单质和

2、化合物用途较广泛。概述概述元素性质LiNaKRbCs原子半径/pm152153.7227.2247.5265.4离子半径/pm6897133147167第一电离势kJ/mol521499421405371第二电离势72954591308826752436电负性0.980.930.820.820.79标准电极电势(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923M+(g)水合热/kJ·mol-1519406322293264碱金属的基本性质一、元素通性1，碱金属碱金属最外层电子构型为ns1,其第一电离能很小，第二电离能很大，故

3、其氧化数只能为+1，不会有其他的氧化数，形成化合物时一般为离子型的（Li除外）。其原子半径，离子半径能均随原子序数增大而增大，电离能，气体分子离解能，电子亲和能，电负性均随之减小。标准电极电位除Li以外是逐步下降的。Li+/Li的φ0值特别低是因为Li+的水合能特别大的原因。概述元素性质BeMgCaSrBa原子半径/pm111.3160197.3215.1217.3离子半径/pm356699112134第一电离势kJ/mol905742593552564第二电离势1768146011521070971第三电离势149397658494243

4、513575电负性1.571.311.000.950.89标准电极电势(酸)-1.85-2.375-2.76-2.89-2.90标准电极电势(碱)-2.28-2.69-3.02-2.99-2.97M2+(g)水合热/kJ·mol-124941921157714431305碱土金属的基本性质2，碱土金属碱土金属价电子构型为ns2，其第一电离能比碱金属要大的多，第二电离能又很接近第一电离能，而其第三电离能比第一、第二电离能大约要大10倍上下。所以碱土金属失去一个电子的可能性比碱金属要小些；而且，一旦失去一个电子参与反应，化合时释放出来的能量足以

5、使第二个电子也失去，第三个电子失去的可能性是极小的。所以，碱土金属的还原性比碱金属差一些，而且氧化数一般为+2。由于碱土金属离子带2个单位正电荷，离子半径很小，极化能力很强。其中Be2+半径最小，所以Be―Cl,Be―I等键已有很大的共价成分了。由于，从Be→Ba半径递增，所以：碱土金属的还原性：　　从Be→Ba递增；碱土金属离子的水合热：从Be→Ba递减；碱土金属的电极电位：　从Be→Ba递降。原子半径增大金属性、还原性增强电离能、电负性减小IAIIALiBeNaMgKCaRbSrCsBa原子半径减小金属性、还原性减弱电离能、电负性增大★

6、易与H2直接化合成MH、MH2离子型化合物★与O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物★易与H2O反应(除Be、Mg外）★与非金属作用形成相应的化合物注：它们的活泼性有差异1、S区元素的存在形式S区元素均以矿物形式存在:锂辉石:LiAl(SiO3)2；钠长石:Na(AlSi3O8)芒硝Na2SO4·10H2O石盐KCl光卤石：KCl·MgCl2·6H2O钾长石:K(AlSi3O8)；明矾石：K(AlO)3(SO4)2·3H2O绿柱石:Be3Al2(SiO3)6菱镁矿:MgCO3；石膏：CaSO4·2H2O萤石:CaF2；大理石:CaCO3天青

7、石：SrSO4；重晶石:BaSO4存在天然芒硝石盐存在萤石石膏绿柱石石灰石方解石重晶石LiNaKRbCsBeMgCaSrBa9—2单质的物理性质和化学性质3、单质的物理性质:有金属光泽密度小硬度小熔点低导电、导热性好s区单质的熔点变化碱金属密度小、硬度小、熔点低、导电性强，是典型的轻金属。碱土金属的密度、熔点和沸点则较碱金属为高。锂是固体单质中最轻的，它的密度约为水的一半。碱土金属的密度稍大些。IA及IIA族金属单质之所以比较轻，是因为它们在同一周期里比相应的其它元素原子量较小，而原子半径较大的缘故。铷、铯可用于制造最准确的计时仪器—铷、铯

8、原子钟。1967年正式规定用铯原子钟所定的秒为新的国际时间单位。锂和锂合金是一种理想的高能燃料。锂电池是一种高能电池。它们有些还可以制合金，许多是生命必须元素。金属钙金属钠单质的