无机化学课件12-s区元素

12.1 s区元素概述区元素概述12.4 锂锂、铍的特殊性、铍的特殊性 对角线规则对角线规则12.3 s区元素的化合物区元素的化合物12.2 s区元素的单质区元素的单质第十二章第十二章 s s区元素区元素第三篇第三篇 元素化学元素化学12.1 s区元素概述12.4 锂、铍的特殊性12.1 s区元素概述区元素概述碱金属(IA)：ns1 Li,Na,K,Rb,Cs,Fr碱土金属(IIA)：ns2 Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra 都是活泼金属。都是活泼金属。12.1 s区元素概述碱金属(IA)：ns11.易与H2直接化合成MH、MH2离子 型化合物；2.与O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物；3.与其他非金属作用形成相应的化合物；4.易与H2O反应(除Be、Mg外)。注：它们的活泼性有差异通性：易与H2直接化合成MH、MH2离子注：它们的活泼性有差异通原子半径增大电离能、电负性减小金属性、还原性增强IA IIALi BeNa MgK Ca Rb SrCs Ba原子半径减小电离能、电负性增大金属性、还原性减弱IA IIA原子半径减小12.2.1 单质的物理性质和化学性质单质的物理性质和化学性质12.2 s区元素的单质区元素的单质12.2.2 s区元素的存在和单质的制备区元素的存在和单质的制备12.2.1 单质的物理性质和化学性质12.2 s1.单质的物理性质：有金属光泽密度小硬度小熔点低s区单质的熔、沸点变化导电、导热性好 由于碱土金属的金属键比碱金属的金属键要强，所以碱土金属的熔沸点、硬度、密度都比碱金属高得多。12.2.1 单质的物理性质和化学性质单质的物理性质和化学性质1.单质的物理性质：有金属光泽s区单质的熔、沸点变化导电、导Li2ONa2O2KO22.化学性质 碱金属和碱土金属都是非常活Li2ONa2O2KO22.化学性质 碱金属和碱土单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2BeO MgO CaO SrO BaO2Li2ONa2O2KO2(1)与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应的化合物。镁带的燃烧单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li2O Na2(2)与水作用LiNaKCa2M+2H2O 2MOH+H2(g)(2)与水作用LiNaKCa2M+2H2O 2MOH(3)与液氨的作用(g)H2NH2M(l)2NH2M(s)223+-+(3)与液氨的作用(g)H2NH2M(l)2NH2M(s)2均以矿物形式存在：锂辉石：钠长石：钾长石：光卤石：明矾石：12.2.2 s区元素的存在和单质的制备区元素的存在和单质的制备均以矿物形式存在：锂辉石：钠长石：钾长石：光卤石：明矾石：1绿柱石：菱镁矿：萤石：天青石：大理石：石膏：重晶石：绿柱石：菱镁矿：萤石：天青石：大理石：石膏：重晶石：12.3.1 氢化物氢化物12.3 s区元素的化合物区元素的化合物12.3.5 配合物配合物12.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质12.3.3 氢氧化物氢氧化物12.3.2 氧化物氧化物12.3.1 氢化物12.3 s区元素的化合物12 s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢形成离子型氢化物。LiH NaH KH RbH CsH NaCl-90.4 -57.3 -57.7-54.3 -49.3 -4411.均为白色晶体，热稳定性差/kJmol-112.3.1 氢化物氢化物 s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢形成2.还原性强 钛的冶炼：剧烈水解：V)23.2)/H(H(2-=-E2.还原性强 钛的冶炼：剧烈水解：V)23.2)/H(H(23.形成配位氢化物铝氢化锂受潮时强烈水解3.形成配位氢化物铝氢化锂受潮时强烈水解1.形成四类氧化物臭氧化物(O3-)：顺磁性正常氧化物(O2-)：过氧化物(O22-)：反磁性，键级：1超氧化物(O2-)：顺磁性，键级：3/212.3.2 氧化物氧化物1.形成四类氧化物臭氧化物(O3-)：顺磁性正常氧化物(O22s2p1s2p*2p*2p*2s*1s1s1s2s2s2p2pA.O M.O A.O能量例例O2O2(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2px)2(2py)2 (2pz)2(*2py)1(*2pz)1O2分子分子轨道式道式1s22s22p4O 电子分布式子分布式2s2p1s2p*2p*2p*2s*1s1s3.化学性质与H2O的作用：（Li Cs剧烈程度）（BeO除外）3.化学性质与H2O的作用：（Li Cs剧烈程度）与CO2的作用：氧化物热稳定性 总的趋势是，同族从上到下依次降低，熔点也按此顺序降低。碱土金属离子半径较小，电荷高，其氧化物的晶格能大，因而其熔点比碱金属氧化物的熔点高得多。与CO2的作用：氧化物热稳定性 12.3.3 氢氧化物氢氧化物 碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。易吸水而潮解MOH易溶于水，放热。碱土金属溶解度（20）氢氧化物Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 溶解度/molL-1 810-6 2.110-4 2.310-2 6.610-2 1.210-1溶解度增大 12.3.3 氢氧化物 碱金属和碱土金属 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 中强 强 强 强 强 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 两性 中强 强 强 强(箭头指向)碱性增强，溶解度增大。碱性 LiOH NaOH KOH氢氧化物酸碱性判断标准 R拉电子能力与离子势有关拉电子能力与离子势有关:Z/r(r以以pm为单位为单位)解离方式与 拉电子能力有关 0.22 0.32 两性 0.22 碱性 0.32 酸性 ROHRO H R OH氢氧化物酸碱性判断标准 R拉电子能力与离子势 LiOH 0.12 0.25 Be(OH)2 NaOH 0.10 0.18 Mg(OH)2KOH 0.09 0.15 Ca(OH)2RbOH 0.08 0.13 Sr(OH)2CsOH 0.07 0.12 Ba(OH)2 碱金属氢氧化物均为碱性，Be(OH)2为两性，其它碱土金属氢氧化物为碱性。12.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质1.晶体类型：绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤化物有一定的共价性。例如：Be2+极化力强，BeCl2已过渡为共价 化合物。离子性增强重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔点/415 714 775 874 96212.3.4 重要盐类及其性质1.晶体类型：例如：Be22.一般无色或白色3.溶解度：碱金属盐类一般易溶于水；碱土金属盐类除卤化物、硝酸 盐外多数溶解度较小。4.热稳定性：较高。2.一般无色或白色盐类的溶解性 (1)IA盐类易溶为主，难溶的有：K2PtCl6、NaSb(OH)6、KClO4、Li3PO4、K2NaCo(NO2)3 难溶盐往往是在与大阴离子相配时出现。(2)IIA盐类难溶居多，常见盐类除氯化物、硝酸 盐外，其他难溶，如MCO3、MC2O4、M3(PO4)2、MSO4、MCrO4盐类的溶解性 (1)IA盐类易溶为主，难离子型盐类溶解度的定性判断标准 巴素洛规则：阴阳离子电荷绝对值相同,阴阳离子半径 较为接近则难溶，否则，易溶。比较一下两组溶解度：LiF LiIBaSO4 BeSO4离子型盐类溶解度的定性判断标准 巴素洛规则：阴阳离子电荷 对于IIA族的化合物溶解度变化如下：其氟化物、氢氧化物溶解度增大从上到下其硫酸盐、铬酸盐、碘化物溶解度减小从上到下 对于IIA族的化合物溶解度变化如下：其氟化物、氢 锂和碱土金属离子的极化能力较强，其硝酸盐热分解为：4 LiNO3 2 Li2O 4 NO2 O2 2 Mg(NO3)2 2 MgO 4 NO2 O2 其它碱金属硝酸盐受热分解的产物为亚硝酸盐O2：2 NaNO3 2 NaNO2 O2 500含氧酸盐的热稳定性4 NaNO3 2 Na2O N2 5 O2800 在更高的温度分解则生成氧化物、氮气和氧气：(1)硝酸盐热分解 锂和碱土金属离子的极化能力较强，其硝酸盐热分解(2)碳酸盐:稳定性随金属离子半径的增大而增强。BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3T/100 540 900 1290 1360稳定性 M2CO3 MCO32-M2+MCO3(s)MO(s)CO2(2)碳酸盐:稳定性随金属离子半径的增大而增强。稳定性 12.4 锂、铍的特殊性 对角线规则12.4.1 锂的特殊性锂的特殊性12.4.3 对角线规则对角线规则12.4.2 铍的特殊性铍的特殊性12.4 锂、铍的特殊性 对角线规则12.4.1 Li Be B CNa Mg Al Si A 族的Li与A族的Mg，A族的Be与A族的Al，A 族的B与A族的Si，这三对元素在周期表中处于对角线位置：相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规则。12.4.3 对角线规则对角线规则 这这是是由由于于对对角角线线位位置置上上的的邻邻近近两两个个元元素素的的电电荷荷数数和和半半径径对对极极化化作用的影响恰好相反，使得它们离子极化力相近而引起的。作用的影响恰好相反，使得它们离子极化力相近而引起的。Li Be B C 锂与镁的相似性：单质与氧作用生成正常氧化物；氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大；氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶；氯化物均能溶于有机溶剂中；碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物。锂与镁的相似性：