无机化学课件12s区元素

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,12.1 s,区元素概述,碱金属,(IA ),：,ns,1,Li, Na, K, Rb, Cs, Fr,碱土金属,(IIA ),：,ns,2,Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra,都是活泼金属。,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反响(除Be、Mg外)。,注：它们的活泼性有差异,通性：,原子半径增大,电离能、电负性减小,金属性、复原性增强,IA IIA,Li Be,Na Mg,K Ca,Rb Sr,Cs Ba,原子半径减小,电离能、电负性增大,金属性、复原性减弱,12.2.1,单质的物理性质和化学性质,12.2 s,区元素的单质,12.2.2 s,区元素的存在和单质的制备,1.,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,Li,2,O,Na,2,O,2,KO,2,2.,化学性质,碱金属和碱土金属都是非常活泼的金属元素，同族从 Li 到 Cs 和从 Be 到 Ba 活泼性依次增强。,碱金属和碱土金属都有很强的复原性，与许多非金属单质直接反响生成离子型化合物。在绝大多数化合物中，它们以阳离子形式存在。,单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：,Li,2,O,Na,2,O,2,KO,2,RbO,2,CsO,2,BeO MgO CaO SrO,BaO,2,Li,2,O,Na,2,O,2,KO,2,(1)与氧、硫、氮、卤素反响，形成相应的化合物。,镁带的燃烧,(2),与水作用,Li,Na,K,Ca,2M + 2H,2,O 2MOH + H,2,(g),(3),与液氨的作用,(g),H,2NH,2M,(l),2NH,2M(s),2,2,3,+,+,+,-,+,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,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,12.3 s,区元素的化合物,12.3.5,配合物,12.3.4,重要盐类及其性质,12.3.3,氢氧化物,12.3.2,氧化物,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 -441,1.,均为白色晶体， 热稳定性差,/,kJ,mol,-1,12.3.1,氢化物,2.复原性强,钛的冶炼：,剧烈水解：,V),23,.,2,),/H,(H,(,2,-,=,-,E,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,(O,3,-,),：顺磁性,正常氧化物,(O,2-,),：,过氧化物,(O,2,2-,),：反磁性， 键级：,1,超氧化物,(O,2,-,),：顺磁性， 键级：,3/2,12.3.2,氧化物,2s,2p,1s,2p,*,2p,*,2p,*,2s,*,1s,1s,1s,2s,2s,2p,2p,A.O,M.O,A.O,能量,例,O,2,O,2,(,1s,),2,(,*,1s,),2,(,2s,),2,(,*,2s,),2,(,2p,x,),2,(,2p,y,),2,(,2p,z,),2,(*,2p,y,),1,(,*,2p,z,),1,O,2,分子轨道式,1s,2,2s,2,2p,4,O,电子分布式,3.,化学性质,与,H,2,O,的作用：,Li Cs剧烈程度,BeO除外,与,CO,2,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。,12.3.3,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,/,mol,L,-1,8,10,-6,2.1,10,-4,2.3,10,-2,6.6,10,-2,1.2,10,-1,溶解度增大,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,氢氧化物酸碱性判断标准,R拉电子能力与离子势有关: Z/r (r以pm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,R,O,H,RO,H,R,OH, ,LiOH 0.12 0.25 Be(OH),2,NaOH 0.10 0.18 Mg(OH),2,KOH 0.09 0.15 Ca(OH),2,RbOH 0.08 0.13 Sr(OH),2,CsOH 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,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：,Be,2+,极化力强，,BeCl,2,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。,BeCl,2,MgCl,2,CaCl,2,SrCl,2,BaCl,2,熔点,/ 415 714 775 874 962,2.,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。,盐类的溶解性,(1) IA,盐类易溶为主，难溶的有：,K,2,PtCl,6,、,NaSb(OH),6,、,KClO,4,、,Li,3,PO,4,、,K,2,NaCo(NO,2,),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,MCO,3,、,MC,2,O,4,、,M,3,(PO,4,),2,、,MSO,4,、,MCrO,4,离子型盐类溶解度的定性判断标准,巴素洛规那么：阴阳离子电荷绝对值一样, 阴阳离子半径,较为接近那么难溶，否那么，易溶。,比较一下两组溶解度：,LiF LiI,BaSO,4,BeSO,4,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,锂和碱土金属离子的极化能力较强，其硝酸盐热分解为：,4 LiNO,3,2 Li,2,O,4 NO,2,O,2,2 Mg(NO,3,),2,2 MgO,4 NO,2,O,2,其它碱金属硝酸盐受热分解的产物为亚硝酸盐,O,2,：,2 NaNO,3,2 NaNO,2,O,2,500,含氧酸盐的热稳定性,4 NaNO,3,2 Na,2,O,N,2,5 O,2,800,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,(2),碳酸盐,:,稳定性随金属离子半径的增大而增强。,BeCO,3,MgCO,3,CaCO,3,SrCO,3,BaCO,3,T,/,100 540 900 1290 1360,稳定性,M,2,CO,3,MCO,3,2-,M,2+,MCO,3,(s) MO(s),CO,2,12.4 锂 、铍的特殊性 对角线规那么,12.4.1,锂的特殊性,12.4.3 对角线规那么,12.4.2,铍的特殊性,Li Be B C,Na 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那么。,12.4.3 对角线规那么,这是由于对角线位置上的邻近两个元素的电荷数和半径对极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。,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。,