主族金屬元素一堿金屬和堿土金屬

第八章

堿金屬和堿土金屬1化學(xué)元素的自然資源21、地殼地殼為地表向下到莫霍面，其厚度差異較大，5km-80km不等，并且大陸地殼和大洋地殼之間存在顯著的差別。2、地幔地幔從莫霍面以下到2900km。地幔分為上地幔、下地幔及兩者之間的過渡層。3、地核

2900km以下到地心。38種元素占地球(除去水圈和大氣圈)總質(zhì)量的99%410種元素占地殼總質(zhì)量的99%5地球中元素含量從大到小順序?yàn)椋篎e、O、Si、Mg、Ni、S、Ca、Al、Na、Co…90%>1%地殼中元素含量從大到小順序?yàn)椋篛、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti…99%元素在地殼中的相對含量稱為豐度。6生產(chǎn)無機(jī)物的原料：1、化學(xué)礦物2、天然含鹽水(海水、鹽湖水、地下鹵水等)3、大氣4、農(nóng)副產(chǎn)品5、工業(yè)廢料7

ⅠA中的鈉、鉀氫氧化物是典型堿，故ⅠA族元素又稱為堿金屬

ⅢA有時(shí)稱為“土金屬”

ⅡA中的鈣、鍶、鋇氧化物性質(zhì)介于“堿”與“土”族元素之間，所以把ⅡA又稱為堿土金屬81堿金屬1.1堿金屬元素概述堿金屬是周期表的ⅠA族，包括鋰、鈉、鉀、銣、銫和鈁6種元素。由于它們氧化物的水溶液顯堿性，所以稱為堿金屬。鈁是放射性元素。本族元素原子的價(jià)電子層構(gòu)型為ns1，在周期表中屬于s區(qū)元素。9Na、K分布較廣、豐度較高，主要以氯化物形式存在。Na:鈉長石—Na[AlSi3O8]K:鉀長石—K[AlSi3O8]

光鹵石—KCl·MgCl2·6H2O，明礬等Li:鋰輝石—Li2O·Al2O3·4SiO210堿金屬是銀白色的柔軟、易熔輕金屬。堿金屬元素的特點(diǎn)是：在同周期元素中，原子半徑最大，核電荷最少。由于它們的次外層為8個(gè)電子（鋰只有2個(gè)），對核電荷的屏蔽作用較強(qiáng)，有效核電荷較小，所以最外層的1個(gè)電子離核較遠(yuǎn)，電離能最低，很容易失去，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的金屬性。它們與氧、硫、鹵素以及其他非金屬都能強(qiáng)烈反應(yīng)，并能從許多金屬化合物中置換出金屬。11

元素性質(zhì)鋰鈉鉀銣銫

元素符號原子序數(shù)相對原子質(zhì)量價(jià)層電子構(gòu)型原子半徑/pm

離子半徑pm電離能I1/kJ.mol-1電子親和能Y/kJ.mol-1電負(fù)性

電極電勢Eo/V熔沸點(diǎn)變化Li36.9412s112368520601.0-3.045Na1122.993s115495496530.9-2.714K1939.0984s1203133419480.8-2.925Rb3785.475s1216148403470.8-2.925Cs55132.96s1235169376460.7-2.92312

本族自上而下原子半徑和離子半徑依次增大，其活潑性有規(guī)律的增強(qiáng)。例如，鈉和水劇烈反應(yīng)，鉀更為劇烈，而銣、銫遇水則有爆炸危險(xiǎn)。鋰的活潑性比其他堿金屬大為遜色，與水的反應(yīng)也較緩慢。與同一周期其他元素相比，堿金屬的原子體積最大，固體中的金屬鍵較弱，原子間的作用力較小，故密度和硬度小，熔點(diǎn)低。

132 堿土金屬2.1堿土金屬元素概述堿土金屬是周期表的ⅡA族元素，也屬于s區(qū)。包括鈹、鎂、鈣、鍶、鋇和鐳。由于鈣、鍶、鋇的氧化物在性質(zhì)上介于“堿性的”堿金屬氧化物和“土性的”難溶的氧化鋁等之間，所以稱為堿土金屬，習(xí)慣上把鈹、鎂包括在內(nèi)。鐳是放射性元素。14Be:綠柱石-3BeO·Al2O3·6SiO2、硅鈹石-3BeO·SiO2、鋁鈹石Mg:菱鎂礦-MgCO3、光鹵石等Ca:分布廣，以碳酸鹽和硫酸鹽形成存在。如方解石、石灰石-CaCO3、石膏-CaSO4·2H2OSr:天青石-SrSO4、碳酸鍶礦SrCO3Ba:重晶石-BaSO4、毒重石BaCO315鈹鎂鈣鍶鋇Be49.0122s289319001.57-1.85Mg1224.3053s2136657381.31-2.36Ca2040.084s2174995901.00-2.87Sr3887.625s21911135500.95-2.89Ba56137.36s21981355030.89-2.91

元素性質(zhì)

元素符號原子序數(shù)相對原子質(zhì)量價(jià)層電子構(gòu)型原子半徑/pm

離子半徑pm電離能I1/kJ.mol-1電負(fù)性(Pauling)

φAo/V161718192021堿金屬的一些重要反應(yīng)22堿土金屬的一些重要反應(yīng)23金屬反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)式堿金屬堿土金屬H22M+H2

→2MHM+H2

→MH2堿金屬Ca、Sr、BaMgH2O2M+2H2O→2MOH+H2M+2H2O→M(OH)2+H2Mg+H2O(g)→MgO+H2堿金屬堿土金屬鹵素2M+X2

→2MXM+X2

→MX2LiMg、Ca、Sr、BaN26Li+N2

→2M3N3M+N2

→M3N224金屬反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)式堿金屬M(fèi)g、Ca、Sr、BaS2M+S→M2S

M+S→MSLiNaK、Rb、Cs堿金屬Ca、Sr、BaO24Li+O2

→2Li2O2Na+O2

→Na2O2M+O2

→MO22M+O2

→2MO

M+O2

→MO2252627282930313233343536373839404142K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Ba2+的鑒定離子鑒定試劑鑒定反應(yīng)Na+KH2SbO4

Na++H2SbO4

NaH2SbO4↓(白色)K+Na3[Co(NO2)6]

2K++Na++[Co(NO2)6]3-

K2Na[Co(NO2)6]↓(亮黃）Mg2+鎂試劑Mg2++鎂試劑

天藍(lán)色↓

Ca2+(NH4)2C2O4Ca2++C2O4

CaC2O4↓(白色)Ba2+K2CrO4

Ba2++CrO4

BaCrO4↓(黃色)

中性或弱堿性中性或弱堿性堿性43習(xí)題：P188 2、4

44堿土金屬和堿金屬兩族元素的性質(zhì)有許多相似之處，但仍有差異，概述如下：（1）堿土金屬元素的價(jià)電子層構(gòu)型為ns2。和同周期的堿金屬元素相比，有效和電荷有所增加，因此，核對電子的引力要強(qiáng)些，金屬半徑較小，金屬鍵較強(qiáng)，致使它們單質(zhì)的密度、硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都比同周期的堿金屬高得多。堿土金屬物理性質(zhì)的變化并無嚴(yán)格的規(guī)律，這是由于堿土金屬晶格類型不完全相同的緣故。（2）堿土金屬的活潑性略低于堿金屬，在堿土金屬的同族中，隨著原子半徑增大，活潑性也依次遞增。45（3）堿土金屬燃燒時(shí)，也會發(fā)出