堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)

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1、第二節(jié)s區(qū)元素概述第十章 堿金屬和堿土金屬元素第二節(jié)堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Li (鋰) 3 2s1 152 180.5 1342 0.6Na(鈉) 11 3s1 186 97.82 882.9 0.4 K (鉀) 19 4s1 227 63.25 760 0.5Rb(銣) 37 5s1 248 38.89 686 0.3Cs (銫) 55 6s1 265 28.40 669.3 0.2 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Be (鈹) 4 2s2 111 1278 2970 4Mg(鎂) 12 3s 2 16

2、0 648.8 1107 2.0Ca (鈣) 20 4s2 197 839 1484 1.5Sr (鍶) 38 5s2 215 769 1384 1.8Ba (鋇) 56 6s2 217 725 1640 - 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)因?yàn)?原子的原子半徑較大、核電荷較少 其金屬晶體中的金屬鍵很不牢固 故 單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小 熔點(diǎn)低于人的體溫,放在手心里即可熔化 堿金屬和Ca、Sr、Ba均可用刀切割Cs是最軟的金屬為具有銀白色(銫為灰色)光澤的金屬核電荷 原子半徑 熔、沸點(diǎn) 硬度 核電荷 原子半徑 熔、沸點(diǎn) 硬度 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Li

3、 (鋰) 3 2s1 152 180.5 1342 0.6Na(鈉) 11 3s1 186 97.82 882.9 0.4 K (鉀) 19 4s1 227 63.25 760 0.5Rb(銣) 37 5s1 248 38.89 686 0.3Cs (銫) 55 6s1 265 28.40 669.3 0.2 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Be (鈹) 4 2s2 111 1278 2970 4Mg(鎂) 12 3s 2 160 648.8 1107 2.0Ca (鈣) 20 4s2 197 839 1484 1.5Sr (鍶) 38 5s2 215 769 13

4、84 1.8Ba (鋇) 56 6s2 217 725 1640 - 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 因?yàn)?原子的原子半徑較大、核電荷較少 其金屬晶體中的金屬鍵很不牢固 故 單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小堿金屬和Ca、Sr、Ba均可用刀切割 Cs是最軟的金屬 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Li (鋰) 3 2s1 152 180.5 1342 0.6Na(鈉) 11 3s1 186 97.82 882.9 0.4 K (鉀) 19 4s1 227 63.25 760 0.5Rb(銣) 37 5s1 248 38.89 686 0.3Cs (銫) 55 6s1 26

5、5 28.40 669.3 0.2 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Be (鈹) 4 2s2 111 1278 2970 4Mg(鎂) 12 3s 2 160 648.8 1107 2.0Ca (鈣) 20 4s2 197 839 1484 1.5Sr (鍶) 38 5s2 215 769 1384 1.8Ba (鋇) 56 6s2 217 725 1640 - 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 熔點(diǎn)低于人的體溫,放在手心里即可熔化 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Li (鋰) 3 2s1 152 180.5 1342 0.6Na(鈉)

6、11 3s1 186 97.82 882.9 0.4 K (鉀) 19 4s1 227 63.25 760 0.5Rb(銣) 37 5s1 248 38.89 686 0.3Cs (銫) 55 6s1 265 28.40 669.3 0.2 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Be (鈹) 4 2s2 111 1278 2970 4Mg(鎂) 12 3s 2 160 648.8 1107 2.0Ca (鈣) 20 4s2 197 839 1484 1.5Sr (鍶) 38 5s2 215 769 1384 1.8Ba (鋇) 56 6s2 217 725 1640 -

7、10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)核電荷 原子半徑 熔、沸點(diǎn) 硬度 核電荷 原子半徑 熔、沸點(diǎn) 硬度 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Li (鋰) 3 2s1 152 180.5 1342 0.6Na(鈉) 11 3s1 186 97.82 882.9 0.4 K (鉀) 19 4s1 227 63.25 760 0.5Rb(銣) 37 5s1 248 38.89 686 0.3Cs (銫) 55 6s1 265 28.40 669.3 0.2 A原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑pm熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度(金剛石=10)Be (鈹) 4 2s2 111 1278 2970 4Mg(鎂

8、) 12 3s 2 160 648.8 1107 2.0Ca (鈣) 20 4s2 197 839 1484 1.5Sr (鍶) 38 5s2 215 769 1384 1.8Ba (鋇) 56 6s2 217 725 1640 - 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)為具有銀白色(銫為灰色)光澤的金屬 電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7密度/(kgcm-3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88密度/(kgcm-3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)堿金屬和堿土金屬的密度小，屬輕

9、金屬是最輕的元素 失去電子的傾向大, 受到光照射時(shí),金屬表面的電子易逸出，可制造光電管(由銫光電管制成的自動(dòng)報(bào)警裝置, 可報(bào)告遠(yuǎn)處火警); 制成的天文儀器可根據(jù)星光轉(zhuǎn)變的電流大小測(cè)出太空中星體的亮度，推算星球與地球的距離金屬性遞增金屬性遞增金屬性 金屬性 電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7密度/(kgcm-3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88密度/(kgcm-3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)堿金屬和堿土金屬的密度小，屬輕金屬是最輕的元素金屬性遞增金屬性遞增 電負(fù)性

10、1.0 0.9 0.8 0.8 0.7電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7密度/(kgcm-3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88密度/(kgcm-3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 失去電子的傾向大, 受到光照射時(shí),金屬表面的電子易逸出，可制造光電管(由銫光電管制成的自動(dòng)報(bào)警裝置, 可報(bào)告遠(yuǎn)處火警); 制成的天文儀器可根據(jù)星光轉(zhuǎn)變的電流大小測(cè)出太空中星體的亮度，推算星球與地球的距離金屬性遞增金屬性遞增 電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7密度/(kgcm-3)

11、 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88密度/(kgcm-3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)金屬性遞增金屬性遞增金屬性 金屬性 電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7氧化數(shù) +1 +1 +1 +1 +1氧化數(shù) +2 +2 +2 +2 +2密度/(kgcm-3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88密度/(kgcm-3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)E (M+/M) -3.04 -2.713 -2.924 (-2.98

12、) (-3.026) VE (M+/M) -1.99 -2.356 -2.84 -2.89 -2.92 V E (Li+/Li)反常，是由于Li的半徑較小，易與水分子結(jié)合生成水合離子放出較多能量所致 電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7氧化數(shù) +1 +1 +1 +1 +1氧化數(shù) +2 +2 +2 +2 +2密度/(kgcm-3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88密度/(kgcm-3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)E (M+/M) -3.04 -2.713 -2.924 (

13、-2.98) (-3.026) VE (M+/M) -1.99 -2.356 -2.84 -2.89 -2.92 V 電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7氧化數(shù) +1 +1 +1 +1 +1氧化數(shù) +2 +2 +2 +2 +2密度/(kgcm-3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88密度/(kgcm-3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)E (M+/M) -3.04 -2.713 -2.924 (-2.98) (-3.026) VE (M+/M) -1.99 -2.356 -2

14、.84 -2.89 -2.92 V E (Li+/Li)反常，是由于Li的半徑較小，易與水分子結(jié)合生成水合離子放出較多能量所致 電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7電負(fù)性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7氧化數(shù) +1 +1 +1 +1 +1氧化數(shù) +2 +2 +2 +2 +2密度/(kgcm-3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88密度/(kgcm-3) 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)E (M+/M) -3.04 -2.713 -2.924 (-2.98) (-3.026) VE (M+/M) -1.99 -2.3

15、56 -2.84 -2.89 -2.92 V 堿金屬堿土金屬可溶于液氨，形成深藍(lán)色溶液 堿金屬 M(s) + (x+y)NH 3 M+(NH 3)x+ e-(NH 3)y 堿土金屬 M(s)+(x+2y)NH 3 M2+(NH 3)x+2e-(NH 3)y堿金屬和堿土金屬的氨溶液： 1. 具有較高的導(dǎo)電性 2. 化學(xué)性質(zhì)與金屬本身相同 3. 稀堿金屬氨溶液是還原劑10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 堿金屬堿土金屬可溶于液氨，形成深藍(lán)色溶液 堿金屬 M(s) + (x+y)NH 3 M+(NH 3)x+ e-(NH 3)y 堿土金屬 M(s)+(x+2y)NH 3 M2+(NH 3)x+2e-(N

16、H 3)y10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 堿金屬和堿土金屬化學(xué)性質(zhì)且 化學(xué)活潑性 堿金屬 堿土金屬10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 金屬反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)式堿金屬堿土金屬H 2 2M + H 2 2MH M + H 2 MH 2堿金屬Ca、Sr、BaMg H 2O 2M + 2H 2O 2MOH +H 2 M + 2H 2O M(OH )2+H 2Mg + H 2O(g) MO + H 2堿金屬堿土金屬鹵素2M + X2 2MX M + X2 MX2LiMg、Ca、Sr、Ba N2 6Li + N2 2M3N3M + N2 M3N2堿金屬和堿土金屬的一些重要反應(yīng)10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 金

17、屬反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)式堿金屬M(fèi)g、Ca、Sr、Ba S 2M + S M2S M + S MSLiNaK 、Rb、Cs堿金屬Ca、Sr、Ba O2 4Li + O2 2Li2O2Na + O2 Na2O2 M + O2 MO22M + O2 2MO M + O2 MO2堿金屬和堿土金屬的一些重要反應(yīng)10-2 堿金屬和堿土金屬的性質(zhì) 580下電解40%NaCl和60%CaCl2的混合物 鈉450下電解55%LiCl和 45%KCl的熔融混合物鋰850下，用金屬還原氯化鉀鉀800左右、減壓下， 用鈣還原氯化物銣、銫一般采用電解熔融鹽的方法堿金屬的制備 一般采用電解熔融鹽的方法堿土金屬的制備1. 3504

18、00下電解NaCl 和BeCl2的熔融鹽 2. 用鎂還原氯化鈹鈹1. 先脫去水合氯化鎂所含 的水，再電解2. 硅熱還原 2(MgOCaO)+FeSi 2Mg+Ca2SiO4+Fe 鎂 一般采用電解熔融鹽的方法堿土金屬的制備1.700800 下， 電解CaCl2 和KCl的混合物2. 鋁熱法： 鈣6CaO+2Al 3Ca+3CaOAl2O3 鋁熱法或硅還原法鍶、鋇 結(jié)束第十章 堿金屬和堿土金屬元素第二節(jié)結(jié)束 M(s) + H +(aq) M+(aq) + H 2(g)12E EE rGm = -zF = -zF (H +/H 2) - (Li+/Li) = zF (Li+/Li)E 對(duì)堿金屬若不

19、考慮rSm 的影響 可用rHm 代替 rGm rHm 的計(jì)算M(s) + H +(aq) H 2(g) + M+(aq)rHm- Hh (H +)H +(g) + e- H (g)-I1(H ) - D (H -H )M(g) M+(g) +e-I1(M) 12 12 subHm Hh (M+)12 rHm = subHm + I1(M) + Hh (M+) + - Hh (H +) - D (H -H ) -I1(H )由上式可計(jì)算堿金屬在水溶液中轉(zhuǎn)變?yōu)樗想x子過(guò)程的 rHm 堿金屬轉(zhuǎn)變?yōu)樗想x子過(guò)程的有關(guān)數(shù)據(jù)-246-241-250-241-275 rHm /(kJmol-1) -264-293-322-409-519 Hh (M+)/(kJmol-1) 376403419496520 I1(M)/(kJmol-1) 78.885.890108.7161 subHm(M)/(kJmol-1) CsRbKLi 由上可看出， 雖然subHm(Li) 和I1(Li)較大， 但Hh (Li+) 較小，即Li+水合過(guò)程放出的能量特別大，而導(dǎo)致 rHm(Li)最小， rGm 最小， 故E (Li+/Li)最小。