章堿金屬堿土金屬PPT課件

1、 堿金屬和堿土金屬都是非常活潑的金屬元素，同族從 Li 到 Cs 和從 Be 到 Ba 活潑性依次增強。 堿金屬和堿土金屬都有很強的還原性，與許多非金屬單質(zhì)直接反應(yīng)生成離子型化合物。在絕大多數(shù)化合物中，它們以陽離子形式存在。12 1 2 化學(xué)性質(zhì) 1 堿金屬、堿土金屬與水的作用2 M 2 H2O 2 MOH H2 (g)第1頁/共24頁M1 (xy) NH3 M1(NH3)y e(NH3)xM2 (2xy) NH3 M2(NH3)y2 2 e(NH3)x 2 堿金屬、堿土金屬與液氨的作用 長期放置或有催化劑存在： 2 Na 2 NH3 2 NaNH2 （氨基鈉） H2第2頁/共24頁氨合電子結(jié)

2、構(gòu)示意圖第3頁/共24頁 (1) 熔融鹽電解: 此法可制備 Li、Na、Mg、Ca、Ba 問題：加入CaCl2有何作用? (2) 高溫還原: 此法制備 K、Rb、Cs KCl Na NaCl K(g) 2 RbCl Ca CaCl2 Rb (g) 2 CsCl Ca CaCl2 Cs (g) 問題: 不活潑的金屬為何可置換活潑金屬? 12 1 3 金屬單質(zhì)的制備第4頁/共24頁 鉀的沸點(766 C)比鈉的(890 C)低，當(dāng)反應(yīng)體系的溫度控制在兩沸點之間，使金屬鉀變成氣態(tài)，金屬鈉和KCl、NaCl 仍保持在液態(tài)，鉀由液態(tài)變成氣態(tài)，熵值大為增加，反應(yīng)的 TrSm 項變大，有利于rGm變成負(fù)值使

3、反應(yīng)向右進行。 同時，鉀為蒸氣狀態(tài)，設(shè)法使其不斷離開反應(yīng)體系，讓體系中其分壓始終保持在較小的數(shù)值，有利于反應(yīng)向右進行。第5頁/共24頁 12 2 含氧化合物12 2 1 氧化物 堿金屬形成三類氧化物： 正常氧化物(O2) 過氧化物(O22) 超氧化物(O2)第6頁/共24頁 堿土金屬的氧化物可以通過其碳酸鹽、氫氧化物、 硝酸鹽或硫酸鹽的熱分解來制備。 氧化物熱穩(wěn)定性總的趨勢是，同族從上到下依次降 低，熔點也按此順序降低。 堿土金屬離子半徑較小，電荷高，其氧化物的晶格能大，因而其熔點比堿金屬氧化物的熔點高得多。 鋰以外的堿金屬氧化物的制備一般可以用堿金屬單質(zhì)或疊氮化物還原其過氧化物、硝酸鹽或亞硝

4、酸鹽制備。第7頁/共24頁12 2 2 氫氧化物 1 氫氧化物性質(zhì) 堿金屬和堿土金屬的氫氧化物都是白色固體。 Be(OH)2為兩性氫氧化物，LiOH和Be(OH)2為中強堿，其余氫氧化物都是強堿。 堿金屬的氫氧化物都易溶于水，在空氣中很容易吸潮，它們?nèi)芙庥谒畷r放出大量的熱。除LiOH難溶外，其余的堿金屬氫氧化物在常溫下可以形成很濃的溶液。 堿土金屬氫氧化物的溶解度比堿金屬氫氧化物小，Be(OH)2、 Mg(OH)2難溶，其余的溶解度較小第8頁/共24頁 2 氫氧化物酸堿性判斷標(biāo)準(zhǔn) R拉電子能力與離子勢有關(guān): Z/r (r以pm為單位) 解離方式與 拉電子能力有關(guān) 0.22 0.32 兩性 0.

5、22 堿性 0.32 酸性 ROHRO H R OH第9頁/共24頁 LiOH 0.12 0.25 Be(OH)2 NaOH 0.10 0.18 Mg(OH)2KOH 0.09 0.15 Ca(OH)2RbOH 0.08 0.13 Sr(OH)2CsOH 0.07 0.12 Ba(OH)2 堿金屬氫氧化物均為堿性，Be(OH)2為兩性，其它堿土金屬氫氧化物為堿性。第10頁/共24頁 12 3 鹽類12 3 1 鹽類的共同特點重要鹽類：鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽(1) 晶體類型：絕大多數(shù)是離子晶體， 但堿土金屬鹵化物有一定的共價性。(2 ) 一般無色或白色。(3) 溶解度：堿金屬鹽類一般易溶

6、于水； 堿土金屬鹽除鹵化物、硝酸鹽外多數(shù)難溶。(4) 熱穩(wěn)定性：較高。第11頁/共24頁12 3 2 鹽類的溶解性 (1) IA鹽類易溶為主，難溶的有：K2PtCl6、 NaSb(OH)6、KClO4、 Li3PO4、K2NaCo(NO2)3 難溶鹽往往是在與大陰離子相配時出現(xiàn)。 (2) IIA鹽類難溶居多，常見鹽類除氯化物、硝酸 鹽外， 其他難溶，如MCO3、MC2O4、M3(PO4)2、 MSO4、 MCrO4第12頁/共24頁 (3) 離子型鹽類溶解度的定性判斷標(biāo)準(zhǔn) 巴素洛規(guī)則：陰陽離子電荷絕對值相同, 陰陽離子半徑 較為接近則難溶，否則，易溶。 比較一下兩組溶解度：LiF LiIBaS

7、O4 BeSO4 MCO3(s) MO(s) CO2第16頁/共24頁 碳酸鹽的熱穩(wěn)定性取決于M離子的反極化能力愈來愈難分解物質(zhì)BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3 BaCO3分解溫度 / K298813118315631663第17頁/共24頁12 4 1 化合物的溶解性 鋰和鎂的氫氧化物L(fēng)iOH和Mg(OH)2的溶解度都很小，而其它堿金屬氫氧化物都易溶于水。 鋰與鎂的氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽都是難溶鹽，而堿金屬的氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽都易溶于水。例如，氟化鈉的溶解度約是氟化鋰的10倍，磷酸鈉的溶解度約是磷酸鋰的200倍。 12 4 鋰的特殊性及對角線規(guī)則鋰與同族的元素不類似，而和鎂類似。

8、第18頁/共24頁12 4 2 Li、Mg 的相似性一些反應(yīng) 4 Li O2 2 Li2 O 2 Mg O2 2 MgO 6 Li N2 2 Li3N 3 Mg N2 Mg3N2 1、Li和Mg在氧氣中燃燒的主產(chǎn)物是普通氧化物2、Li和Mg與氮氣反應(yīng)生成氮化物第19頁/共24頁 2 Mg(NO3)2 2 MgO 4 NO2 O2 4 LiNO3 2 Li2O 4 NO2 O2 2 NaNO3 2 NaNO2 O2 LiClH2O LiOH HCl MgCl26H2O Mg(OH)Cl HCl 5 H2O Mg(OH)Cl MgO HCl硝酸鹽熱分解產(chǎn)物為普通氧化物和二氧化氮和氧氣而其他堿金屬硝

9、酸鹽熱分解MgCl2的水溶液俗稱鹵水第20頁/共24頁12 4 3 對角線規(guī)則CSiLiNaBeMgBAl 以上三對處于對角線上的元素及其化合物的性質(zhì)有許多相似之處，叫做對角線規(guī)則。 這是由于對角線位置上的鄰近兩個元素的電荷數(shù)和半徑對極化作用的影響恰好相反，使得它們離子極化力相近而引起的。第21頁/共24頁12 4 4 為什么E (Li/Li)特別負(fù)? E (Li/Li) 3.05 V E (Na/Na) 2.72 VE (K/K) 2.92 V rH H升(M) I1(M) Hh(M) Hh(H) I1(H) 1/2 D(H2)I1(M)I1(H)M(g) H (g)M(g) H (g)HhHh1/2DH升 M (s) H (aq) M (aq) 1/2 H2rH第22頁/共24頁 E(Li/Li) 特別負(fù)是主要是由于鋰離子半徑小，水合作用強，水合熱特別大的緣故。 性 質(zhì)H升/kJmol1I(M)/kJmol1Hh(M)/kJmol1H (M) /kJmol1H (H) /kJmol1總焓變Hm/kJmol1 (計算值) (實驗值)Na109.5495.7413.8197.3 454.5275.22.672.71Li150.5520.1514.1163.1 454.5291.43.02