s区金属(A.ppt

1,第12章s区金属（ⅠA、ⅡA）,2,基本内容和重点要求12、1s区元素的通性12、2s区元素的单质12、3s区元素的化合物12．4对角线规则,3,教学目的1.通过课堂讲授和自学掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其结构、存在、制备及用途与性质的关系；2.掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重要氧化物的性质和用途；3.了解碱金属、碱土金属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律；4.掌握碱金属、碱土金属重要盐类的性质及用途，了解盐类热稳定性、溶解性的变化规律。,4,教学重点碱金属和碱土金属的单质及其化合物的性质变化规律.,5,元素的丰度和分类简单介绍地球表面下16km厚的岩石层称为地壳，化学元素在地壳中的含量称为丰度。在化学上按习惯将元素分为普通元素和稀有元素，这种划分只是相对的，它们之间没有严格的界限。通常稀有元素分为以下几类,6,轻稀有金属Li，Rb，Cs，Be；高熔点稀有金属，Ti，Zr．IIf，V，Nb，Ta，Mo，W，Re；分散稀有元素Ga，In，Tl，Ge，Se，Te；稀有气体He，Ne，Ar，Kr，Xe，Rn稀土金属Sc，Y，Lu，和镧系元素；铂系元素；Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt；放射性稀有元素Fr，Ra，Tc，Po，At，Lr和锕系元素。,7,12、1s区元素的通性碱金属和碱土金属原子的最外层电子排布分别为ns1和ns2。它们的次外层具有稀有气体原子式的稳定的电子层结构，对核电荷的屏蔽作用较大，所碱金属元素的第一电离势在同一周期中为最低。碱金属元素的原子很容易失去一个电子而呈1氧化态，因此碱金属是活泼性很强的金属元素。它们不会具有其它氧化态。,8,碱土金属原子比相邻的碱金属多一个核电荷，因而原子核对最外层的两个s电子的作用增强了，所以碱土金属原子要失去一个电子比相应碱金属难。碱土金属的主要呈2氧化态。碱金属和碱土金属元素在化合时，多以离子结合为特征，但在某些情况下仍显一定程度的共价性。碱金属和碱土金属的原子半径，从上至下依次增大，电离能和电负性依同样次序减小。金属活泼性、还原性也从上至下依次增强。,9,常温下在s区元素的盐类水溶液中，金属离子大多数不发生水解反应。除铍以外，s区元素的单质都能溶于液氨生成蓝色的还原性溶液。熔点、沸点硬度低，且从上自下，由高到低。碱土金属由于核外有2个有效成键电子，原子间距离较小，金属键强度较大，因此，它们的熔点、沸点和硬度均较碱金属高，导电性却低于碱金属。,10,s区元素的单质是活泼金属，具有强还原性。它们都能与大多数非金属反应。如与氢反应、与氧气反应、除了镁和铍外，它们都易于水反应，形成稳定的氢氧化物，这些氢氧化物大多是强碱，与非金属反应。它们不能以单质形式存在于自然界中。,11,12.2s区元素的单质12.2.1单质的物理性质、化学性质及用途１、物理性质碱金属和碱土金属都是具有金属光泽的银白色铍为灰色金属。它们物理性质的主要特点是轻、软、低熔点。有良好的导电性和延展性。碱金属原子只有一个价电子且原子半径较大，故金属键弱，熔沸点低，碱土金属的金属键要强一些，熔沸点、密度和强度也高一些。,12,２、化学性质碱金属和碱土金属是化学活泼性很强或较强的金属元素。它们能直接或间接地与电负性较大的非金属元素形成相应的化合物。碱金属和碱土金属的重要化学反应分别列于表126和表127中。除铍和镁外，其它单质易与水反应2Na2H2O2NaOHH2↑Ca2H2OCaOH2H2↑,13,Li,Na,K,Ca,Sr,Ba,焰色反应,14,12.2.2单质的制备,15,12、3s区元素的化合物12.3.1氧化物1．正常氧化物M2OMOLiNaKRbCs空气中燃烧Li2ONa2O2KO2RbO2CsO22．过氧化物M2O2MO2制备4NaO22Na2O2Na2OO22Na2O2反应Na2O22H2OH2O2NaOHNa2O2H2SO4（稀）H2O2Na2SO4Na2O22CO2O2Na2CO3,16,３．超氧化物MO22H2OO2H2O22MOH4MO22CO2M2CO33O2,Na2O2可以用来作为氧气发生剂。用于高空飞行和水下工作时的供氧剂和二氧化碳吸收剂。Na2O2是一种强氧化剂，工业上用作漂白剂。,KO2常用于急救器和消防队员的空气背包中，利用上述反应除去呼出的CO2和湿气并提供氧气。,17,12.3.2氢氧化物除外均可由相应的氧化物与水反应而得，NaOH亦可在溶液中由下法制取Na2CO3Ca（OH）22NaOHCaCO3碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体，它们在空气中易吸水而潮解，故固体NaOH、Ca（OH）2常用做干燥剂。,,18,一、溶解度碱金属的氢氧化物在水中都是易溶的其中LiOH的溶解度稍小些，溶解时还放出大量的热。碱土金属的氢氧化物的溶解度则较小，其中BeOH2和MgOH2是难溶的氢氧化物。对碱土金属来说，由BeOH2到BaOH2溶解度依次增大。因为U减小，易拆开.,19,二、碱性,LiOH中强碱BeOH2两性NaOHMgOH2KOHCaOH2RbOHSrOH2CsOHBaOH2,,,酸性增强,碱性增强,20,氢氧化物制备和用途工业上制备NaOH采用电解食盐水溶液的方法,常用隔膜电解法和离子交换膜电解法.用碳酸钠和熟石灰苛化法也可以制备NaOH.在空气中易潮解，常作干燥剂。NaOH能溶解Al、Zn等两性金属及其氧化物，也能溶解许多非金属Si、B等）及其氧化物。2Al2NaOH6H2O2Na[AlOH4]3H2Al2O32NaOH2NaAlO2H2O,21,Si2NaOHH2ONa2SiO32H2SiO22NaOHNa2SiO3H2O（能腐蚀玻璃）因其能溶解某些金属氧化物、非金属氧化物，在工业生产和分析工作中常用于分解矿石。熔融的氢氧化钠腐蚀性很强，工业上熔化氢氧化钠一般用铸铁容器，在实验室可用银或镍的器皿。氢氧化钙价格低廉,大量用于化工和建筑工业.,22,12.3.3氢化物,1、热稳定性差异较大碱金属和碱土金属中较活泼的Ca、Sr、Ba能与氢在高温下直接化合，形成离子晶体。碱金属氢化物中以LiH最稳定，加热到961K也不分解。但其它氢化物不稳定，加热易分解成金属和氢。碱土金属氢化物比碱金属氢化物的稳定性高一些.,23,2.强还原性,在有机合成中，LiH常用来还原某些有机化合物，CaH2也是重要的还原剂。,24,3.剧烈水解,4.形成配位氢化物,氢化铝锂,Li[AlH4]受潮时强烈水解,CaH2常用作军事和气象野外生氢剂。,25,镁和镁系合金如Mg2Ni，Mg2Cu、镁-稀土系合金是一类贮氢合金。贮氢时，合金与氢反应，生成金属氢化物。用氢时，把金属氢化物加热，将氢放出来，以供使用。,26,12.3.4盐类1、碱金属的盐类大部分碱金属盐类是离子型晶体；M是无色的；一般易溶于水，并与水形成水合离子。Li的半径小，所以许多锂盐难溶；碱金属的弱酸盐在水中都发生水解，水解后的溶液呈碱性；碱金属盐类有形成结晶水合物的倾向；碱金属盐一般具有较高的热稳定性；碱金属的硝酸盐热稳定性差,加热时易分解。,27,2、碱土金属的盐类多为无色的离子晶体；碱土金属的盐比相应的碱金属盐溶解度小，而且不少是难溶的（氟化物、碳酸盐、磷酸盐和草酸盐等）；碱土金属盐的热稳定性比碱金属差，但常温下也都是稳定的。碱土金属的碳酸盐、硫酸盐等的稳定性都是随金属离子半径的增大而增强.氯化钙可用作制冷剂和干燥剂；氯化钡是最重要的可溶性钡盐，可制备各种钡的化合物。,28,12．4对角线规则,LiBeBCNaMgAlSi,原因Z/r比较相似。,在周期表中某一元素的性质与其右下方的元素的性质相似的现象，称为对角线规则。,29,4LiO22Li2O2MgO22MgO,2MgNO322MgO4NO2O24LiNO32Li2O4NO2O2,,6LiN22Li3N3MgN2Mg3N2,12.4.1Li、Mg的相似性,氢氧化物都是中强碱，溶解度都不大。,氯化物都具有共价性。,30,Al、Be金属可与浓硝酸形成钝化膜。AlOH3OH－AlOH4－BeOH22OH－BeOH42－Al3、Be2易水解。氯化物均有共价性，易升华，易聚合，易溶于有机溶剂。,12.4.2Be、Al相似性,