无机及分析化学(第八章S区元素).ppt

第八章S区元素,元素化学,元素周期表的分区,绪论元素化学概要1、无机化学基本理论轻有色元素化学黑色金属重有色2、元素的分类自然存在的72种贵金属金属元素88种有色金属稀有110种元素人造元素16种准金属非金属元素22种3、元素的丰度4、金属通论（1）金属的存在：金属矿藏、金属单质等（矿物化学、地质化学）（2）金属的提取：高温冶金、湿法冶金（冶金化学）（3）金属的物理、化学性质（4）金属的应用,5、非金属通论（1）非金属的存在，聚集状态（2）单质的制备（3）非金属的物理、化学性质（4）非金属的应用6、元素化学学习的要求（1）综合运用化学原理方面的知识；（2）“粗”、“细”结合，元素化学具有叙述性、实验性质，但是有规律的。既要学习、掌握元素变化的规律性的东西，元素的共性，又要学习、掌握某些元素具体的性质（个性），如：在自然界中的存在形式、提取方法、单质及化合物的性质、相互转化规律、应用等等。（3）要重视基本理论的学习，又要重视实验，要与元素化学实验相结合。,1、S区元素包括第一主族和第二主族：Li、Na、K、Rb、Cs、FrBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra2、S区元素在自然界中的存在形式及丰度1）多以卤化物、碳酸盐等矿物形式（为什么？）；2）电解还原法制取（为什么？）3、S区元素单质及化合物性质变化的规律性单质：同一周期从上到下的物理性质与化学性质的变化规律性；同一类化合物性质变化的规律性。,8.1S区元素概述,碱金属的基本性质,碱土金属的基本性质,1、物理性质1）固体密度小，多为极轻金属或轻金属例如：Li的密度为0.53,K:0.86,Ba的密度也只有3.51.2)熔点低：Cs的m.p28.60C,Rb:39.00C,Be:12850C3)硬度低4）光电性在光的照射下能产生光电子原因呢？,8.2S区元素的单质,（2）化学性质1）电子构型：ns1和ns2（次外层？）2）极活泼的金属：电负性低、电极电势低，第一、或第一和第二电离能低。3）主要氧化态为+1和+2，离子状态为主，也有共价态的：a.MM2（Li2、Na2、K2，Tb.p)b.有机化合物中：C6H5Lic.无机化合物中：MgOd.配合物中4）S区元素的多数化合物多是离子型的，易溶于水，难形成配位化合物。原因？5）S区元素的氧化物的水化物均有强碱性6）易形成过氧化物。7）S区元素的化合物的性质变化规律性强。8）较难形成配合物,碱金属、碱土金属的化学反应M+O2MOn(n1)M+SMnS(n1)M+H2OM(OH)n(n1)M+O2MOn(n1)M+H2MHnM+H+Mn+H2M+X2MXn应注意的问题：1、反应的条件2、反应的激烈程度,在一些军事方面应用在日常生活及医药方面的应用,（3）单质的应用S区元素单质的用途不广泛、价值不大（为什么？）主要用途：还原剂（冶金、有机合成）某些特殊用途：光电池、核反应冷却剂、特殊光源材料制造合金（Na、Be、Mg）,在一些军事方面应用：照明弹的组成：信号弹的组成NaNO345%成分红绿黄Mg45%Mg291526聚氯乙烯2%Sr(NO3)23416/聚酯树脂8%CuO/2/Ba(NO3)2/4529KClO429/23沥青222草酸钠/13在日常生活及医药方面的应用,8.3S区元素的化合物,氢化物氧化物S区元素的化合物水化物卤化物盐的制取重要盐硝酸盐盐的物理性质硫酸盐盐的化学性质碳酸盐盐的应用1、氢化物（1）氢化物的制备：M+H2MH（注意反应条件）M+H2MH2（注意反应条件）（2）氢化物的性质：MH+H2OMOH+H2MH2+2H2OM(OH)2+2H2(3)氢化物的应用：主要用作还原剂,2、氧化物（1）氧化物种类及制备：M+O2MnO（注意反应条件）M=Li,Na,Kn=1,2正常氧化物、过氧化物、超氧化物，哪些元素易形成过氧化物和超氧化物？为什么？（2）氧化物的性质：碱金属氧化物的物理性质性质Li2ONa2OK2ORb2OCs2O颜色白白淡黄亮黄橙红熔点/0分解)400（分解）400（分解）碱土金属氧化物的物理性质性质BeOMgOCaOSrOBaO熔点/0C25302852261424301918硬度95.54.53.53.3化学性质：M2O+H2O2MOHM2O2+2H2O2MOH+H2O2M2O2+2H2SO4M2SO4+H2O22M2O2+2CO2M2CO3+O2(3)氧化物的应用,3氢氧化物1）氢氧化物的制备2）氢氧化物的化学性质3）氢氧化物碱性、水溶性的变化规律性（为什么？）3）氢氧化物的应用氢氧化合物酸碱性强弱的经验判据：1、离子势概念（Cartledge提出）=Z/r2、判据1/20.22碱性0.221/20.32碱性1/20.32酸性3、优缺点该判据有很多的例外。为什么？,碱土金属氢氧化物的酸碱性Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2R+(pm)3566991121341/20.240.170.140.130.12酸碱性两性碱碱碱碱,4、重要化合物CO2-3M2CO3CO2-3MCO3NO3-MNO3NO3-M(NO3)2M+SO42-M2SO4M2+SO42-MSO4X-MXX-MX2要求掌握：（1）晶型（2）晶体的颜色（3）溶解性为什么？（4）热稳定性（5）形成复盐的能力（6）应用,例如钠盐：mps作用力SO42-Na2SO488427.9大CO2-3Na2CO385229.4Na+X-NaX80136NO3-Na2NO330791.6小作用力大表示：化合物有较大的热稳定性，熔点高；在水溶液中溶解度较小。可以看出：阳离子相同时，阴离子的作用力取决于：阴离子所带的电荷，电荷越高，作用力越大；阴离子中心离子的电负性，电负性越大，作用力越大；,同样一个道理，考虑同一种阴离子，不同阳离子的状态：Be2+61Be2+1000分解Mg2+95Mg2+5000分解NO3-+Ca2+CO32-+Ca2+Sr2+Sr2+Ba2+595Ba2+14500分解硝酸盐和碳酸盐的热稳定性、水溶性是不同的，变化是有规律的。性质的不同取决于阳离子的有关性质：1、所带电荷的多少2、r的大小3、离子的外层电子构型,（1）碳酸盐1）水溶性碱金属的碳酸盐碱土金属的碳酸盐2）热稳定性碱金属的碳酸盐的热稳定性较好（为什么？）碱土金属的碳酸盐比碱金属的碳酸盐要差一些（为什么？）碳酸盐中金属离子与碳酸根的作用关系可视为：OMOCOM是带正电荷的阳离子，CO32-是容易变形的原子团，M的电荷、半径、电子层结构不同的时候，其作用力（极化力）不一样，使得CO32-离子的受极化作用的程度不一样（变形性不一样），MCO3的分解温度不一样。,含氧酸盐热稳定性Na2CO3CaCO3ZnCO3(NH4)2CO3分解温度/C180091035058Na2SO4CaSO4ZnSO4(NH4)2SO4分解温度/C不分解1450930100碳酸酸盐的分解Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+Fe2+Cd2+Pb2+r+0.781.061.271.430.831.031.32离子电子构型8e8e8e8e14e18e18+2e分解温度60091012901360280360300,含氧酸盐热稳定性分解温度/C酸根金属离子ClO-3NO-3CO2-3SO42-PO43-Na+3003801800不分解不分解Ca2+100561910不分解不分解,(2)硝酸盐1）重要的硝酸盐2）硝酸盐水溶性的规律3）硝酸盐热稳定性（3）硫酸盐1）重要的硫酸盐2）硫酸盐水溶性的规律3）硫酸盐形成复盐的能力5、S区元素的检测（1）焰色反应（2）特征反应6、锂、铍的特殊性及对角线规则,焰色反应：LiNaK、Rb、CsCaSrBa红色黄色紫色橙红色洋红色绿色Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+离子的特征反应离子鉴定试剂鉴定反应Na+KH2SbO4Na+KH2SbO4NaH2SbO4(白色）中性或弱碱性K+Na3Co(NO2)62K+Na+Co(NO2)63+K2NaCo(NO2)6(亮黄色）中性或弱酸性Mg2+镁试剂Mg2+镁试剂天蓝色弱碱性Ca2+(NH4)2C2O4Ca2+C2O42-CaC2O4(白色）Ba2+K2CrO4Ba2+CrO42-BaCrO4(黄色）,难溶的Na盐还有：NaAc.Zn(Ac)2.3UO2(Ac)2.9H2O醋酸双氧铀酰锌钠K盐：KClO4(白色）KB(C6H5)4(四苯硼酸钠）KHC4H4O6(酒石酸氢钠）（白色）K2PtCl6（淡黄色）,12.4.1锂的特殊性*哪