第10章-碱金属碱土金属元素-2概要.ppt

1、内容概述10.1 10.2碱金属和碱土金属的性质10.3氧化物(氧化物)10.4氢氧化物(氢氧化物)10.5盐类(盐类)10.6配位(配位)，第10章碱金属和碱土金属(碱金属和碱土金属)，它们是周期表第1A族和IIA族的元素。IA族包括六种金属元素：锂、钠、钾、铷、铯和钫。它们的氧化物溶于水时呈强碱性，因此被称为碱金属。IIA组包括铍、镁、钙、锶、钡和镭。由于钙、锶和钡的氧化物在自然界中介于“碱性”和“土状”之间(粘土的主要成分Al2O3以前被称为“土状”)，它们被称为碱土金属，而铍和镁现在被包括在习惯中。共晶和镭是放射性元素。地壳中含有丰富的钠、钾、钙、镁和钡，它们的简单物质和化合物被广泛使

2、用。1807年，大卫用氢氧化钾电解获得金属钾，用同样的方法从氢氧化钠中获得金属钠。10.1概述，10.2碱金属的基本性质，李的特殊性，标准电极电位最低，因为半径极小而水化热较大。它可以从热力学中进行详细分析(见第289页)。碱土金属的基本性质和Be2的特殊性在一定程度上是共价的，因为半径极小，水和热相对较大。例如BeCl2分子。1.简单物质的物理性质，如碱金属密度、低硬度、低熔点和强导电性。碱土金属的密度、熔点和沸点高于碱金属。高能电池的生命元素铯原子钟的碱金属和碱土金属可以溶解在液氨中形成深蓝色溶液。碱金属M(s) (x y)NH3=M (NH3)x e-(NH3)y和碱土金属M(s) (x

3、 2y)NH3=M2 (NH3)x 2e-(NH3)y是不稳定的。在过渡金属化合物的催化作用下，铁的氧化物nan H2(NH3)H2(1)Na(NH3)e-(NH3)y可以分解。(1)当锂与水反应时，它不熔化，而钠和钾与水剧烈反应，因此钾产生的氢会燃烧，铷和铯与水剧烈反应并爆炸。铍能与水蒸气反应，镁能分解热水，而钙和锶能分解热水。根据标准电极电位，锂应该比铯更活泼，但事实上它与水的反应不如钠强烈。这是因为：钾与水反应；2.简单物质的化学性质；(1)锂具有高熔点，其不能被反应过程中产生的热量熔化，但是钠可以被钠与水反应过程中释放的热量熔化，因此固体锂与水接触的表面不如液体钠大；(2)反应产物Li

4、OH溶解度低，覆盖锂表面，阻碍反应。(2)碱金属与非金属反应。碱金属可以在室温下形成一层氧化物(如Na2O)。在锂的表面，除了氧化物，还有氮化物(Li2O，Li3N)。钠和钾在空气中轻微加热时会燃烧(钠产生Na2O2，钾产生KO2等)。)，而铷和铯在室温下立即在空气中燃烧，形成更复杂的氧化物。锂燃烧产生Li2O。氧化物很容易吸收空气中的二氧化碳，形成碳酸盐。(例如Na2CO3)碱土金属的活性稍低，并且在室温下在这些金属的表面上缓慢形成氧化膜。它们在空气中加热时会发生反应，形成氧化物和少量氮化物(如Ca3N2和Mg3N2)。在高温下，碱金属和碱土金属也能带走一些氧化物中的氧，如镁，它能把二氧化碳

5、中的碳还原成简单的物质。金属应该储存在煤油中。锂的密度低于煤油，所以它被浸泡在液体石蜡中或密封在固体石蜡中。简单物质的化学性质，KCl，天然芒硝Na2SO410H2O，碱金属和碱土金属都以组合状态存在于自然界中。在碱金属中，钠和钾广泛分布在地壳中，其丰度为2.5%。主要矿物有芒硝Na2SO410H2O、KCl石盐、光卤石KClMgCl26H2O和明矾石k2so 42(SO4)324 H2O等。海水中氯化钠的含量为2.7%，草木灰中还含有钾盐。锂的重要矿物是锂辉石Li2OAl2O34SiO2。锂、铷和铯是稀有金属，因为它们的体积小现有形式的碱土金属，绿柱石3BeOAl2O36SiO2，萤石CaF

6、2，石灰石CaCO3，方解石，重晶石BaSO4，石膏CaSO42H2O，石灰石，方解石，石膏，重晶石，1。电解二氯化钠并加入氯化钙可以降低电解液的熔点(混合盐的熔点约为873K)，防止钠的挥发。单质钠的制备。热还原热还原法一般使用焦炭或碳化物作为还原剂K2CO 3 1473K 2CO 2 KFCAC 21273-1423K CAF 22C 2 C 3。金属置换法钾、铷和铯通常是通过在高温低压下用强还原金属如钠、钙、镁和钡还原它们的氯化物来制备的。例如：KCl纳纳克k2rbbccacacl 2 2r B2C salo 2 mgmgmgal 2o 42 cs 4，热分解KCN4K 4C N2 MN

7、32M 3N2(M=Na，K，rb，Cs)，制备简单物质K，主要有三种类型的氧化物：正氧化物，过氧化物，过氧化物，10.3氧化物，1。正常氧化物M()(锂)O2(空气)燃烧mo(li2o)Na2O 22na=2Na2O 2kn 310k=6k2O 2n 3ca o 2，碱土金属氧化物的性质都是白色，具有大的离子势(Z/r)和大的晶格能。因此，它具有高熔点和高硬度，经常被用作耐火材料、结构材料和陶瓷材料。重镁水泥：MgO H2OMg(OH)2MgO H2O轻镁水泥：5mgcl 2 5 na2co 3 H2O=4 MGC O3 Mg(OH)210 na cl CO2 | 5mGo 4CO 2 H2

8、O CaO建材，冶金熔剂除杂，电石生产，化学试剂，污水处理，造纸等。2。过氧化物和过氧化物，过氧化氢过氧化物的衍生物，除铍外含有过氧化物链。制造方法2Na(液体)O2(干燥空气)Na2O2(淡黄色)2 Na2O 2(42)Na2O 2 H2O 2 Fe(Cro2)2 7Na2O 2碱性介质4Na2CrO4 3Na2O用于漂白纺织纸浆，它是稳定的，熔化时不分解，但遇到还原物质如棉花和木炭时会爆炸，因此应特别小心使用。超氧氢氧化钠KO2，除了锂、铍和镁，能形成超级氧化物。Na O2(过量)NaO2 K O2(过量)KO2 Rb O2(过量)RbO2 Cs O2(过量)Cs O2性质：过氧化物、过氧

9、化物遇水和稀酸生成过氧化氢。氧气是通过过氧化物和超氧化物与CO2的作用释放出来的。用途：2Na2O2CO22Na2CO3 O2作为供氧剂4ko 22 co 2=2 k2co 33 O3。臭氧化合物和低氧化物：MOH(s) 2O3(g)MO3(s，红色)，Cs7O。与水反应的氢氧化物(白色，易吸收水分和CO2，有腐蚀性)在空气中易潮解，常用作干燥剂。氢氧化钠能溶解铝、锌等两性金属及其氧化物，也能溶解许多非金属(硅、硼等)。)及其氧化物。2al 2 naoh6h 2o 2 naal(oh)43h2o 2 al 2o 32 nao H2O 2 H2O 2 nah 2o熔化Na2 SiO 32 H2O

10、 2 nao HNA 2so 3 H2O(它能腐蚀玻璃)，因为它能溶解一些金属氧化物和非金属氧化物，在工业生产中常被用来分解矿石。熔融氢氧化钠具有高度腐蚀性。铸铁容器通常用于工业中熔化氢氧化钠，银或镍容器可用于实验室。所有碱金属氢氧化物都溶于水(LiOH除外)。碱土金属氢氧化物的溶解度较小，而氢氧化钙的溶解度较小，半径较大，溶解度较小。10.4氢氧化物，氢氧化物的酸碱性，铍(OH)2是两性氢氧化物，溶于酸和碱。be(oh)22 hbe 22 H2 OBE(oh)22 hbe(oh)42-Roh的解离模式与离子极化有关。离子势Z/r(10)ROH可用于判断碱性两性酸度。2.氢少量的氢氧化钠也可以

11、通过苛化来制备，也就是说，熟石灰或石灰乳与碳酸钠的浓溶液反应：碳酸钠(OH)2co 3氢氧化钠，氯化钠水溶液电解槽，氢氧化钠，3。溶解度的变化通常，离子化合物的溶解度与其离子势成反比。相同族元素的氢氧化物的溶解度从上到下逐渐增加。氢氧化钠通常含有Na2CO3杂质，因此有必要获得不含Na2CO3的氢氧化钠溶液，用于制备饱和的氢氧化钠溶液。Na2CO3沉淀是因为它不溶于饱和氢氧化钠溶液，碱金属的溶解度为g/100g水。盐类主要包括卤化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐和硫化物等。这一部分着重论述了李和铍盐的共性和特殊性。1.大多数晶体类型是离子型的，只有Be2盐是共价型的。例如，BeCl2 :mp

12、，bp点低，易升华，可溶于有机溶剂。颜色是无色的，如果是有色的，它是阴离子的。例如，CrO42-(黄色)BaCO4(黄色)、K2CrO4(黄色)、K2Cr2O7(黄色)、高锰酸钾(紫色)3具有更高的热稳定性，但是它们被分成不同的盐。通常，卤化物在高温下挥发，但在高温下不分解硫酸盐，但在高温下不挥发和分解碳酸盐。只有锂盐部分分解成热稳定性差的Li2O和CO2硝酸盐。加热到一定温度会分解4l ino3 650 2 Li 2o 4 no 2o 2 nano 3 830 2 nano 2o 2 kno 3 630 kno 2o 2碱土金属碳酸盐在强烈加热时会分解成氧化物和CO2。10.5盐，4。可溶性

13、碱金属盐通常溶于水(碳酸锂除外)，其离子无色。只有少数碱金属盐是不溶的；它们的不溶性盐通常由大的阴离子组成，碱金属离子越大，不溶性盐越多。常用于离子分离和鉴定。盐、碱土金属盐和铍盐的溶解度大多是可溶的，镁盐是部分可溶的，钙、锶和钡是不可溶的。硫酸盐和铬酸盐的溶解度依次为钙、锶和钡。草酸钙在钙盐中溶解度最小，因此可用于重量分析中测定钙。碳酸盐溶解度的差异常用于从钙、钡铍盐和可溶性钡盐中分离钠、钾。钠盐和钾盐的性质相似，但也有区别。有三个要点：a .溶解度：钠盐和钾盐都有较大的溶解度，而钠盐相对较大。但是碳酸氢钠的溶解度不大，氯化钠的溶解度随温度变化不大，是一种常见的具有特殊溶解度的钠盐。吸湿性：

14、钠盐的吸湿性强于相应的钾盐。化学分析中常用的许多标准试剂是钾盐，如K2Cr2O7代替Na2Cr2O7。在炸药的制备中，用硝酸钾或氯化钾代替相应的钠盐。钠盐和钾盐的性质差异，c，结晶水：含结晶水的钠盐比钾盐多，如Na2SO410H2O、Na2SO410H2O等。钠化合物更便宜，通常用钠化合物代替钾化合物。然而，应注意一些特殊情况，如K2CO3为硬质玻璃，KNO3为黑色粉末。3.大多数碱金属和碱土金属的盐是离子晶体，其中大多数是氯化钠型，卤化铯是铯型。由于Li和Be2离子的半径最小，极化作用强，它们的一些盐具有明显的共价性质。钠盐和钾盐的性质不同，绝大多数碱金属盐和碱土金属盐是氯化钠型离子晶体，而

15、卤化铯是铯型。由于Li和Be2离子的半径最小，极化作用强，它们的一些盐具有明显的共价性质。氯化钠和硝酸钾的溶解度，离子识别反应，几乎所有的锂盐都是水合的，大约75%的钠盐是水合的，25%的钾盐是水合的，只有少数铷盐和铯盐是水合的。大多数碱金属卤化物是无水的，只有硝酸锂能形成水合物。例如LiNO3H2O和LiNO3H2O；只有Li2SO4H2O和Na2SO410H2O在硫酸盐中。除不含水合物的Li2CO3外，碳酸盐中还有不同形式的水合物，其水分子为Na2CO3K2CO3R2CO3C2CO31、7、101、51、53、5，易于形成结晶水合物。除了锂，碱金属还能形成一系列复盐。复盐有几种类型：(1)

16、光卤石，通式为MIClMgCl26H2O，其中MI=K，Rb，Cs。例如光卤石KClMgCl26H2O；(2)通式为M2ISO4MgSO46H2O的明矾，其中，MI=K、Rb、Cs，如软钾镁矾k2so 4 MSO 46h2o；(3)通式为MIMIIII(SO4)212 H2O的明矾，其中MINa、K、Rb、Cs、MIIIAl3、Cr3、Fe3、Co3、Ga3和V3为等离子体。例如，形成复盐的能力，当在无色的火焰中燃烧时，外层电子所吸收的能量是不同的，也就是说，所吸收的光的波长是不同的，而呈现的不同颜色被称为“火焰反应”。锂红、钠黄、钾紫、铷紫、铯紫、钙砖红、锶红(猩红)、钡绿、硼淡绿和铜绿。工业上常用氨碱法(比利时索尔维法)制备硼(浅绿色)和纯碱，用作信号弹、焰火、火焰反应、节日火焰、节日焰火、红色、绿色、锶和钡信号弹。中国化学工程师侯于1942年对侯的制碱方法进行了改进，即组合碱法。其基本原理是盐水用NH3饱和，然后引入CO2，沉淀出低溶解度的碳酸氢钠：NH3NaClH2OCO2碳酸氢钠NH4Cl7碳酸钠(纯碱)，碳酸氢钠(小苏打)，中国第一家天津李咏碱厂，侯的纯碱生产方法，一些重要的盐类，1碳酸钙CaCO36H2O(轻质)，难溶于水，易溶解。石灰石、萤石、二氧化硅和氟化钙是制备氟化氢