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文档简介

1、第12章碱金属、碱土金属、碱金属和碱土金属元素、a2he 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 11Na 12mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 19K 20Ca 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 37Rb 38Sr 49In 50Sn 51Sb 5 2te 53 i5 4xe 55 cs 56 ba 81tl 81掌握a和a族元素的简单物质、氧化物和氢氧化物的性质、制备和应用。熟悉财产变动的规律。掌握金属盐的一些重要性质。通过比较锂和镁的相似性来理解对角线规则。第一部分是简单的金属,第一部分由六种元素组成:锂、钠、钾、铷、

2、铯和钫。因为它们的氢氧化物是强碱,易溶于水,所以它们被称为碱金属元素。其中,钹是放射性元素。IIA族包括六种元素:铍、镁、钙、锶、钡和镭。因为钙、锶和钡的氧化物介于“碱性”碱金属氧化物和“天然”难熔氧化物Al2O3之间,所以它们被称为碱土金属。通常包括铍和镁,统称为碱土元素。镭是一种放射性元素。A,A,Li Na K Rb Cs Fr,Be Mg Ca Sr Ba Ra,碱金属元素的一些基本性质,碱金属是最活跃的金属元素,是一种强还原剂,不能完全反映还原性,因为锂离子的水化热是最负的,所以从水合锂离子还原为锂需要更多的能量,导致电极电位测试的计算结果为负。碱土金属元素的一些基本性质。碱土金属仍

3、然是非常活跃的金属元素和强还原剂。密度最小的金属元素是锂,其次是钾和钠。李的密度只有水的一半,能浮在煤油上。碱金属可以用小刀切割并具有金属光泽,但它很快会被氧化并失去光泽。由于碱土金属的原子半径较小,形成的金属键比碱金属的键强得多,所以它们的熔点、密度和硬度都比碱金属的高。然而,碱土金属的密度比普通金属如铜、锌和铁的密度小得多,并且碱土金属也是轻金属。除了铍和镁之外,所有金属都是软的,可以用刀切割。它们的简单物质具有良好的导电性和延展性。成键特征,1,主要是离子键,A组是离子键特征最强的元素,其次是A组;2.能形成共价化合物的元素有锂、铍、镁等。气态Na2和Cs2也是共价分子。碱金属具有低密度

4、、低硬度、低熔点、低升华热和强导电性的特点,存在于海水(氯化钠、氯化镁、KCl)光卤石(氯化钾)中。钠长石(NaAlSi3O8)、钾长石(KAlSi3O8)、锂辉石(Li2Al2O34SiO2)、明矾(K2SO4Al2(SO4)324H2O)、石膏(CaSO42H2O)、重晶石(BaSO4)、天青石(SrSO4)、大理石(CaCO3)和石灰石(CaCO3)硅酸盐矿石、硫酸盐矿石、碳酸盐矿石,物理性质简单的物质,密度低但硬度高的镁和铍被用来制造轻合金,如镁铝合金和电子合金,并被用来制造飞机零件。铍青铜具有高强度、高硬度和良好弹性的优点。碱土金属的最佳导电性是镁和钙,而其他导电性较差。首先,碱金属

5、的特殊物理性质:低密度。钾和钠储存在煤油中,锂储存在蜡中。它们的硬度很低,可以用刀切割。较低的熔点随着原子量的增加而降低。具有强导电性的铯和铷被用作光电材料。2.碱土金属的物理物质;3.液态合金,可由碱金属在常温下形成:钾钠合金(K: 77.2%钠3360 22.8%金属粉末=260.7 K)具有较高的比热和较宽的液化范围,用作核反应堆冷却剂。钠汞合金(称为钠汞合金,熔点=236.2 K)在有机合成中用作还原剂。就简单物质的化学性质而言,A组是最活跃的金属元素,其次是A组。同一组中简单物质的化学性质自上而下增强。当一小块钠被切割并放入水中时,可以观察到钠漂浮在水面上,与水发生剧烈反应并来回移动

6、:在水中可以发现2Na 2H 2O=2NaOH H2K当锂反应时,由于其溶解度低,产物吸附在金属表面,使反应进行缓慢。1.与水和空气的反应,碱金属与水的反应,碱金属在常温下能与空气中的o2、CO2和水蒸气反应,碱土金属只能通过加热反应。这是因为在其表面上容易形成氧化膜保护层。当空气燃烧时,钠产生过氧化物,而钾、铷和铯产生超氧化物,与空气反应。想想如何保存活性金属。避免接触空气。锂应该储存在蜡中,钾、钠和钙应该储存在煤油中。在常温下,锂能与氮反应;其次,它可用作高温还原剂,如钠、镁、钙等。SiO 22mg=si 2 gticl 44 na=ti 4 NaCl;第三,它能与非金属反应形成二元化合物

7、,2m(熔化的)H2=2mmhli,na研磨nas=na2snap=。4.溶解在液氨中,生成溶剂化的离子和电子。M(s)(x y)NH3(l)=M(NH3)x e(NH3)y-金属氨溶液是蓝色的。如果溶剂挥发,金属可以再次获得。金属氨溶液具有高导电性、顺磁性和强还原性,常用于有机制备反应,如2Na 2 NH3(l)2NaN 2 H2、热还原法、金属置换法,碳化碳常用作热还原法中的还原剂,将金属从金属氧化物或碳酸盐中还原出来。K2CO32C=2k3co,1473k真空,MgO C=co mgMgO CaC2=mgcao2c,2k CaCO 2=CaF 22 k2C,1273-1473k,这是用热

8、还原法以活性金属作为还原剂来调用的,kclna=NaCl k2rbbcca=CaCl 2 2r B3 caO 2 al=3 caO 2o 3,1473k,真空,k通常是通过取代而不电解来制备的, 因为它容易溶解在熔融的KCl中而难以分离,而且电解中产生的超氧化物和金属钾会爆炸,所以钾不是通过电解制备的。 Rb和Cs也是如此。以上是熔盐中的置换反应,与溶液中的置换反应不同,低熔点物质容易被置换。制备,金属制备,电解熔盐法,电解熔盐法是最强的氧化还原手段,由于卤化物的熔点低,活性金属通常用电解氯化物法制备:氯气从阳极释放:2Cl-=Cl2 2e,金属从阴极沉淀:M e=M电解反应:2MCl=2M

9、Cl2。在电解过程中,必要时混合适当的熔剂。例如,在氯化钠的电解中,添加氯化钙作为助熔剂,其具有以下功能:1 .降低熔点(钠熔点=1073千,混合盐熔点=873千);2.防止钠的挥发;3.降低钠的分散度(熔盐密度大,但钠的密度小,所以容易浮在熔盐上分离)。金属如锂、钠、镁、钙等。通过电解金属氯化物制备:2nacl2 MgCl2,热还原,金属置换,热分解,4k cn=4k 4c 2n 22 mn3=2mn2 mna,k,Rb,cs668k2rbn3=2rb3n2真空663k2csn3=2cs3n2,热分解法,热分解法可用于一些不稳定的盐类,如氰化物和叠氮化物。由于碱金属叠氮化物易于提纯,加热分解

10、时不会爆炸。因此,这是一个很好的方法来准备他们。想想吧。1.为什么自然界中没有游离的碱金属和碱土金属?它们的主要形式是什么?2.碱金属有什么特殊的物理性质?3.工业上常用的电解法制备的碱金属和碱土金属是什么?为什么不用电解法制备金属钾?2.碱金属的特殊物理性质:低密度、低硬度、强导电性和易形成液态合金。通过电解制备的碱金属是锂和钠,碱土金属是镁和钙。一般来说,钾不是通过电解制备的,因为它熔点低,易挥发,产生的钾容易溶解在熔融的KCl中,难以分离,电解产生的超氧化物和金属钾会爆炸。答:因为碱金属和碱土金属是最活跃的金属,它们与空气或水接触时会发生反应,所以它们在自然界中总是以化合状态存在,主要以

11、卤化物、硅酸盐、硫酸盐和碳酸盐的形式存在。碱金属和碱土金属的化合物,2-1氧化物,普通氧化物,过氧化物,过氧化物,过氧化物,臭氧化合物,Li2O,MO (M=碱土金属),Na2O2,BaO2,MO2 (M=K,Rb,cs),MO3 (M=K,Rb,Cs),o333 : OO :,35,抗磁性,抗磁性,顺磁性,结构,1。普通氧化物,当锂和A金属与空气反应或通过碳酸盐加热分解时,它们都生成氧化物:4mo2=4m2o室温)6Li N2=2li 3(室温)2MO 2=2MO(M=碱土)MCO 3=MOCO 2(M=碱土)。它们都是白色固体,其化学性质主要是碱性氧化物,与水、酸和酸性氧化物反应,而BeO

12、是两性的。M2O H2O=2MOH (M=碱金属)m2oc2=m2co3 (m=碱金属)MO H2O=M(OH)2 (M=碱土金属)MO CO2=MCO3 (M=碱土金属)BeO NaOH=Na2O(OH)4(铍钠)BeO 2HCl=BeCl2 H2O,其他453-473 k4 nao 2=2 Na2O 2=773-793 k2 Bao 2=2 Bao 2,燃烧Mo2=臭氧化可以制备:6k h4o 3=4ko 32k H2O 2,过氧化物,过氧化物,臭氧化物,钠可以在空气中燃烧,产生黄色的过氧化钠粉末,氧化钡可以在氧气中燃烧,产生白色的过氧化钡,钾,铷,铯和氧可以产生三种类型的氧化物:M2O,

13、M2O2,MO2。在空气中燃烧会产生超氧化物,用液氨结晶KO3可以得到橙色的KO3晶体。第三,比较氧化物的性质,Na2O 22H2O 2 NaOH 2H2O 22H2O O2 2mo 22H2O O2 H2O 22mo 2mo 32h2o O2 H2O 22MoH与水反应。m2o co2=m2co 3 2 m2o 2 co 2=2m 2co 3o 2 mo 22m 2co 3o 2,其与CO2反应,cr2o 3 3n a2o 2=2na 2co 4 a2 Nam 2 Na2O 2=na2mno 4,其具有强氧化性。过氧化物用于将一些不溶性氧化物氧化成高价的可溶性物质。第四,碱土金属的氧化物、碱

14、土金属氧化物、氧化剂、漂白剂、供氧剂、引燃剂、BeO和MgO的主要用途是具有高熔点和高硬度,并用于制造耐火材料和金属陶瓷。氧化钙,俗称石灰或生石灰,用作建筑材料和干燥剂,在炼钢工业中用于去除硅和磷杂质。过氧化物、超氧化物和臭氧都是强氧化剂。由于它们的强氧化性,它们可以用作纸张和织物的漂白剂。通过与二氧化碳的反应,它们可以用作潜水、登山和高空作业的供氧剂。在爆破作业中,过氧化钡经常被用作强灭火剂。卡西欧2=卡西欧3 3 CaOP 2 O 5=Ca3 (PO4) 2,2-2氢氧化物,碱金属氢氧化物。物理性质,碱金属和碱土金属氢氧化物是白色固体。颜色和状态,碱金属氢氧化物的熔点较低:LioH NaO

15、H KOH rboh csoh 723 591 633 574 545碱土金属氢氧化物在熔点、熔点(k)、溶解度molL-1、LioH NaOH KOH rboh csoh 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8 be(oh)2mg(oh)2ca(oh)2sr(oh)2ba(oh)2 810-6 510-6它是一种重要的工业原料,具有强碱反应,化学性质,碱金属氢氧化物,酸性氧化物,CO2,碳酸盐,硅酸盐,铝酸盐,二氧化硅,氧化铝,非金属歧化,酸,盐水,卤素,XO3-X-,磷,硫,H2PO2-PH3,SO32-S2含氧酸盐H2,和重要的氢氧化物是氢氧化钠,氢氧化钾,氢氧化钙等。这些都是准备好的。1)NaOH 33602 nacl2h2o=2 nah 2cl 2通过电解盐水法制备,2)氧化物与水反应, co 3=cao co 2caoh2o=Ca(oh)2,2-3氢化物制备,碱金属和碱土金属Ca,Sr,Ba在高温下与氢气反应生成离子氢化物:2MH22MH (M碱金属)MH2M 2(McA,Sr,Ba),其中LiH最稳定,加热至熔点(966)时不分解氢是通过在水中水解而释放出来的:四氯化钛钠氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂

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