第10章碱金属和碱土金属.doc

第10章碱金属和碱土金属一、 讲授时数二、 教学要求和目的三、 重点难点：四、 教学方法： 采用多媒体和板书相结合的课堂讲授方法10.1 s区元素概述S区元素包括周期表中IA和IIA族。IA族由锂、钠、钾、铷、铯和钫六种元素组成。由于钠和钾的氢氧化物是典型的“碱”，故本族元素有碱金属之称。锂、铷、铯是轻稀有金属；钫是放射性元素。IIA族由铍、镁、钙、锶、钡及镭六种元素组成。由于钙、锶、钡的氧化物性质介于“碱”族和“土”族元素之间，故有碱土金属之称。现在习惯上把铍和镁也包括到碱土金属之内。铍也属于轻稀有金属；镭是放射性元素。锂最重要的矿石是锂辉石。钠主要以NaCl形式存在于海洋、盐湖及岩石中。钾的主要矿物是钾石盐。铍的主要矿物是绿柱石。镁主要以菱镁矿、白云石形式存在。钙、锶、钡以碳酸盐、硫酸盐形式存在，如方解石、石膏、天青石、重晶石。10.2 碱金属和碱土金属的性质1、物理性质碱金属元素只要一个价电子，原子半径又较大，所以形成的金属键较弱，因而它们的密度小、硬度低，熔化热、汽化热、第一电离能都较低。碱土金属有两个价电子，原子半径比碱金属小一些，形成的金属键相对较强。因此密度、硬度比同周期碱金属大，熔点、沸点及电离能也较高。Li(锂)：最轻的金属元素Cs(铯)：失去电子的倾向大，受到光照射时，金属表面的电子易逸出，可制造光电管，由铯光电管制成的自动报警装置，可报告远处火警；制成的天文仪器可根据星光转变的电流大小测出太空中星体的亮度，推算星球与地球的距离。2、化学性质E(Li+)反常，是由于Li的半径较小，易与水分子结合生成水合离子放出较多能量所致；氧化数与族号一致，常见的化合物以离子型为主由于Li+、Be2+半径小，其化合物具有一定共价性E (Li+/Li)可用焓变粗略估计对碱金属若不考虑rSm 的影响可用rHm代替rGm由上式可计算碱金属在水溶液中转变为水合离子过程的rHm碱金属转变为水合离子过程的有关数据-246-241-250-241-275rHm /(kJmol-1)-264-293-322-409-519Hh (M+)/(kJmol-1)376403419496520 I1(M)/(kJmol-1)78.885.890108.7161subHm(M)/(kJmol-1)CsRbKNaLi 由上可看出，虽然subHm(Li)和I1(Li)较大，但Hh(Li+)较小，即Li+水合过程放出的能量特别大，而导致rHm(Li)最小，rGm最小，故E(Li+/Li)最小。 碱金属碱土金属可溶于液氨，形成深蓝色溶液碱金属：碱土金属：碱金属和碱土金属的氨溶液： 1. 具有较高的导电性 2. 与金属本身相同的化学反应 3. 稀碱金属氨溶液是还原剂碱金属和碱土金属化学性质活泼，且化学活泼性：碱金属 碱土金属碱金属和碱土金属的一些重要反应金属反应物质反应式碱金属碱土金属H22M + H2 2MH M + H2 MH2碱金属Ca、Sr、Ba、MgH2O 2M + 2H2O 2MOH+H2 M + 2H2O M(OH)2+H2M + H2O(g) MO + H2碱金属碱土金属卤素2M + X2 2MX M + X2 MX2Li、Mg、Ca、Sr、BaN2 6M + N2 2M3N3M + N2 M3N2碱金属Mg、Ca、Sr、BaS 2M + S M2S M + S MSLiNaK 、Rb、Cs碱金属Ca、Sr、BaO24M + O2 2M2O2M + O2 M2O2 M + O2 MO22M + O2 2MO M + O2 MO23、碱金属的制备一般采用电解熔融盐的方法10.3 氧化物10.3.1正常氧化物10.3.2 过氧化物和超氧化物1. 在碱性介质中是强氧化剂,常用作熔矿剂例 2Fe(CrO2)2+7Na2O2 4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O2. 室温下，与水或稀酸反应生成H2O2例 Na2O2 + 2H2O 2NaOH + 2H2O2 Na2O2 + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O2 2KO2 + 2H2O 2KOH + 2H2O2 + O2 2KO2 + H2SO4 K2SO4 + 2H2O2 + O22H2O2 2H2O + O23. 与CO2 反应放出O2例 2Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O24KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2Na2O2在熔融时不分解，遇到棉花、木炭或铝粉等还原剂时，会发生爆炸，使用时应特别小心。过氧化物和超氧化物常用做防毒面具、高空飞行、潜水作业的供氧剂。10.3.3 臭氧化物室温下，缓慢分解为MO2和O2：MO3 MO2 +1/2O2与水反应生成MOH和O2：4MO3 + 2H2O 4MOH + 5O210.4 氢氧化物碱金属和碱土金属氢氧化物易潮解；在空气中吸收CO2生成碳酸盐；均为白色固体；碱金属氢氧化物又称为苛性碱，因它对纤维、皮肤有强烈腐蚀作用。10.4.1 碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性与酸反应 Be(OH)2 + 2H+ Be2+ + 2H2O与碱反应 Be(OH)2+ 2OH- Be(OH)42-10.4.2 碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性碱