《堿金屬和堿土金屬》PPT課件.ppt

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1、1 第 12 章 堿 金 屬 和 堿 土 金 屬Alkali Metal 堿 金 屬 (Alkali Metal)元 素 主 要 表現(xiàn) 1氧 化 態(tài) ；堿 土 金 屬 (Alkali Soil Metal)元 素主 要 表 現(xiàn) 2氧 化 態(tài) 。第12章 堿金屬和堿土金屬概 述堿金屬 和堿土金屬元素的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)和氧化態(tài) 3 兩 族 元 素 的 原 子 有 較 大 的 原 子 半 徑 ， 從上 到 下 ， 原 子 半 徑 增 大 ； 離 子 半 徑 小 于 原 子 半 徑 ； 鋰 和 鈹 在 各 相 應(yīng) 族 中 有 特 別 小 的 原 子 半徑 和 離 子 半 徑 ， 故 單 質(zhì) 最 穩(wěn) 定 ，

2、 形 成 的 化合 物 有 較 高 的 共 價(jià) 性 及 較 高 的 水 合 能 。第12章 堿金屬和堿土金屬概 述堿金屬和堿土金屬元素的原子半徑和離子半徑 4 12.1.1 物理性質(zhì)第12章 堿金屬和堿土金屬12.1 金 屬 單 質(zhì) 12.1 金 屬 單 質(zhì) 密 度 小 ， 硬 度 低 ， 熔 沸 點(diǎn) 低 ； 堿 土 金 屬 的 熔 沸 點(diǎn) 和 硬 度 都 比 堿 金 屬 的 高 。 5 1、 固 態(tài)第12章 堿金屬和堿土金屬12.1 金 屬 單 質(zhì)12.1.2 化學(xué)性質(zhì)是 化 學(xué) 活 潑 性 很 強(qiáng) 的 金 屬 元 素 ；兩 個(gè) 族 中 從 上 到 下 ， 元 素 的 第 一 電 離能 和

3、電 負(fù) 性 依 次 降 低 ；最 活 潑 的 金 屬 是 銫 。 6 2、 水 溶 液金 屬 Li Na K Rb CsE /V -3.040 -2.714 -2.936 -2.943 -3.027金 屬 Be Mg Ca Sr BaE /V -1.968 -2.357 -2.869 -2.899 -2.906第12章 堿金屬和堿土金屬12.1 金 屬 單 質(zhì)標(biāo) 準(zhǔn) 電 極 電 勢 值 都 很 小 ， 單 質(zhì) 金 屬 都 是 強(qiáng) 的 還原 劑 ；從 上 到 下 ， 減 小 ， 還 原 性 強(qiáng) ； 小 ， 表 現(xiàn) 出 反 常 性 。 M)/M( nE )CsCs()LiLi( EE 比 7元 素

4、 Be Mg Ca Sr Ba火 焰 顏 色 波 長 /nm 714.9 687.8 553.5 元 素 Li Na K Rb Cs火 焰 顏 色波 長 /nm 670.8 589.2 766.5 780.0 455.5第12章 堿金屬和堿土金屬12.1 金 屬 單 質(zhì)3、 焰 色 反 應(yīng) (Flame Reaction) 8 12.2 含 氧 化 合 物 通 常條 件 下 堿 金 屬 堿 土 金 屬 氧 的 存在 形 式氧 化 物 M2O (M=Li) MO O2-過 氧 化 物 M2O2 (M=Na) MO2(M=Ca Sr Ba) O22-超 氧 化 物 MO 2 (M=K,Rb,Cs)

5、 MO4M=Ca Sr Ba O2-臭 氧 化 物 MO3 (M=K,Rb,Cs） O3-堿 金 屬 、 堿 土 金 屬 的 氧 化 物 第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物12.2.1 氧化物 9 1. 普 通 氧 化 物 制 備2Na+Na2O22Na2O10K+2KNO36K2O+N2OLi O212Li 22 2M+O2 2MOMCO3 MO+CO22M(NO3)22MO+4NO2+O2第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 10 化學(xué)性質(zhì)（與水反應(yīng)）M2O + H2O 2MOHMO + H2O M(OH)2 （ M=Ca、 Sr、 Ba）第12章 堿

6、金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 經(jīng) 過 煅 燒 后 的 BeO、 MgO不 與 水 發(fā)生 反 應(yīng) 。性 質(zhì) 11 2. 過 氧 化 物 (Peroxide) 2-結(jié) 構(gòu) O的 氧 化 數(shù) 為 -1第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物2Na + O2 Na2O2 制 備 （ Na2O2） 12 性 質(zhì) 一 ： 堿 性 介 質(zhì) 中 是 強(qiáng) 氧 化 劑 。 4223222 CrO2NaONaOCrO3Na 42222 MnONaMnOONa Na2O2常 用 作 氧 化 分 解 礦 石 的 溶 劑第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 性 質(zhì) 13 性

7、質(zhì) 二 ： 氧 氣 發(fā) 生 劑 。 2NaOHOHO2HONa 22222 42224222 SO2NaOHSOHONa （ 稀 ） 易 吸 潮 ， 呈 強(qiáng) 堿 性 2222 OO2HO2H 立 即 分 解Na2O2常 用 作 漂 白 劑 和 氧 氣 發(fā) 生 劑 第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 14 性 質(zhì) 三 ： 二 氧 化 碳 吸 收 劑 和 氧 氣 發(fā) 生 劑 。322222 CO2NaO2COO2Na Na2O2廣 泛 用 于 防 毒 面 具 ， 高 空 飛行 和 潛 水 艇 里 ， 吸 收 人 們 放 出 的 CO2，并 供 給 O2性 質(zhì) 四 ： 酸 性 介

8、 質(zhì) 中 遇 強(qiáng) 氧 化 劑 時(shí) 顯 還 原 性 。 O8H5O2Mn16H2MnO5O 222422 第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 15 性 質(zhì) 一 ： 強(qiáng) 氧 化 劑 。 2MOHOHOO2H2MO 22222 (M=K,Rb,Cs)性 質(zhì) 二 ： CO2吸 收 劑 和 氧 氣 發(fā) 生 劑 。 32222 CO2MO32CO4MO 性 質(zhì)第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物3. 超 氧 化 物 (Hyperoxide) 16 12.2.2 氫氧化物 (Hydroxide)1. 堿 性 遞 變 規(guī) 律 2MOHOHOM 22 22 M(OH)OHM

9、O （ 1） 現(xiàn) 象LiOH 中 強(qiáng) 堿 Be(OH)2 兩 性NaOH 強(qiáng) 堿 Mg(OH)2 中 強(qiáng) 堿KOH 強(qiáng) 堿 Ca(OH) 2 強(qiáng) 堿RbOH 強(qiáng) 堿 Sr(OH)2 強(qiáng) 堿CsOH 強(qiáng) 堿 Ba(OH)2 強(qiáng) 堿堿性增強(qiáng) 氫 氧 化 物 的 堿 性 第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 17 （ 3） 解 釋 ROH理 論R 在 水 中 有 兩 種 解 離 方 式ROH R+ + OH- 堿 式 電 離ROH RO- + H+ 酸 式 電 離zr 值 大 ， 有 利 于 酸 式 電 離 ； 值 小 ， 有 利 于 堿 式 電 離 。Z： 離 子 電 荷 數(shù)R：

10、 離 子 半 徑 （ pm）第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 18 2. 溶 解 度（ 1） 現(xiàn) 象堿 金 屬氫 氧 化 物 溶 解 度S/(molL-1) 堿 土 金 屬 氫氧 化 物 溶 解 度S/(molL-1)LiOH 13 Be(OH)2 8 10-6NaOH 109 Mg(OH)2 5 10-4KOH 112 Ca(OH) 2 1.8 10-2RbOH 177 Sr(OH)2 6.7 10-2CsOH 330 Ba(OH)2 2 10-1S增大 氫 氧 化 物 在 水 中 的 溶 解 度 第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 19 陰 、 陽

11、 離 子 半 徑 相 差 較 大 的 離 子 型 化合 物 在 水 中 溶 解 度 較 大 ；陰 、 陽 離 子 半 徑 相 近 的 離 子 化 合 物 在水 中 溶 解 度 較 小 。這 種 規(guī) 律 也 可 叫 做 相 差 溶 解 規(guī) 律 。（ 2） 規(guī) 律第12章 堿金屬和堿土金屬12.2 含 氧 化 合 物 20 12.3 鹽類1. 現(xiàn) 象大 多 數(shù) 堿 金屬 鹽 易 溶 于水 ， 僅 少 數(shù)堿 金 屬 鹽 是難 溶 于 水 的 若 干 鋰 鹽 ： LiF、Li2CO3、 Li3PO4 K + 、 Rb + 、 Cs + 、NH4+同 某 些 較 大 陰離 子 的 鹽 ： KClO 4、

12、氯 鉑 酸 鹽 K2PtCl6 第12章 堿金屬和堿土金屬12.3 鹽 類12.3.1 鹽 的 溶 解 性 21 大 多 數(shù)堿 土 金 屬 鹽難 溶 于 水 ，僅 少 數(shù) 易 溶于 水 碳 酸 鹽 、 磷 酸鹽 、 草 酸 鹽 難溶 于 水氯 化 物 、 硝 酸鹽 易 溶 于 水 第12章 堿金屬和堿土金屬12.3 鹽 類 22 堿 金 屬 氟 化 物 、 碘 化 物 在 水 中 的 溶 解 度 （ molL-1)Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+F- 0.1 1.1 15.9 12.5 24.2I- 12.2 11.8 8.6 7.2 2.8陽 離 子陰 離 子第12章 堿金屬和堿土金屬1

13、2.3 鹽 類堿 土 金 屬 鹽 在 水 中 的 溶 解 度 (g/100gH2O)陽 離 子陰 離 子 Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+SO 42- 易 溶 易 溶 0.204 0.015 0.00024CrO42- 易 溶 易 溶 2.3 0.12 0.00035 23 2. 離 子 型 鹽 類 溶 解 度 的 一 般 規(guī) 律（ 2） 負(fù) 離 子 半 徑 較 大 時(shí) ， 鹽 的 溶 解 度 常 隨金 屬 的 原 子 序 數(shù) 的 增 大 而 減 小 。 例 如 I-、 CrO42- 、 SO42- 半 徑 較 大 ， 它 們 的鹽 的 溶 解 度 從 鋰 到 銫 、 從 鈹

14、到 鋇 的 順序 基 本 減 小 。（ 1） 正 離 子 為 低 電 荷 、 大 半 徑 的 鹽 往 往是 易 溶 的 。第12章 堿金屬和堿土金屬12.3 鹽 類 24 （ 3） 相 反 ， 負(fù) 離 子 半 徑 較 小 時(shí) ， 鹽 的 溶 解 度常 隨 金 屬 的 原 子 序 數(shù) 的 增 大 而 增 大 。 例如 F-、 OH-的 半 徑 較 小 ， 其 鹽 的 溶 解 度 按鋰 到 銫 ， 鈹 到 鋇 的 順 序 基 本 增 大 。（ 4） 一 般 來 講 ， 鹽 中 正 負(fù) 離 子 半 徑 相 差 較 大時(shí) ， 其 鹽 的 溶 解 度 較 大 。 相 反 ， 鹽 中 正負(fù) 離 子 半 徑

15、 相 近 時(shí) ， 其 溶 解 度 較 小 。第12章 堿金屬和堿土金屬12.3 鹽 類 25 堿 土 金 屬 碳 酸 鹽 的 穩(wěn) 定 性 隨 金 屬 離 子 半 徑 的 增 大 而 增 強(qiáng) 。 穩(wěn) 定 性 M2CO3 MCO3 C OOO 2-M2+硝 酸 鹽 熱 穩(wěn) 定 性 差 。 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3T分 / 100 540 900 1290 136012.3.2 含 氧 酸 鹽 的 熱 穩(wěn) 定 性第12章 堿金屬和堿土金屬12.3 鹽 類 26 12.3.3 對角相關(guān)性（ 即 對 角 線 規(guī) 則 ， Diagonal Rule）三 對 元 素 在 周

16、 期 表 中 處 對 角 線 的 位 置 ，相 應(yīng) 的 兩 元 素 及 化 合 物 的 性 質(zhì) 有 許 多 近 似 之處 ， 這 種 相 似 性 稱 對 角 相 關(guān) 性 。（ 1） 定 義 IA IIA IIIA IVA i Be B C Na Mg Al Si第12章 堿金屬和堿土金屬12.3 鹽 類 27 鋰 和 鎂 在 過 量 氧 中 燃 燒 ， 不 形 成 過 氧 化 物 ， 只 形 成 正 常 氧 化 物 。（ 2） 鋰 和 鎂 對 角 相 關(guān) 性 鋰 的 沸 點(diǎn) （ 1615K） 靠 近 鎂 （ 1363K） 而 遠(yuǎn) 離 鈉 （ 1156K） 。第12章 堿金屬和堿土金屬12.3

17、鹽 類 鋰 和 鎂 的 某 些 鹽 類 ， 如 氟 化 物 、 碳 酸 鹽 、 磷 酸 鹽 及 氫 氧 化 物 均 難 溶 于 水 。鋰 鹽 鈉 鹽 鎂 鹽氟 化 物 0.3 4.0 0.009碳 酸 鹽 1.33 21.5 0.0094磷 酸 鹽 0.039 11 0.661某 些 鹽的 sg/100g水 28 （ 3） 鈹 和 鋁 對 角 相 關(guān) 性 無 水 氯 化 物 BeCl2, AlCl3共 價(jià) 成 份 大 , 可 溶 于 醇 、 醚 、 易 升 華 , 其 余 IIA族 的 MCl2是 離 子 晶 體 ； 第12章 堿金屬和堿土金屬12.3 鹽 類 氧 化 物 和 氫 氧 化 物

18、兩 性 , IIA族 其 余 的 氧 化 物 和 氫 氧 化 物 顯 堿 性 ； Be, Al和 冷 濃 HNO3接 觸 時(shí) , 鈍 化 , 其 余 IIA族 金 屬 易 于 和 HNO 3反 應(yīng) 。 29 （ 4） 硼 與 硅 對 角 相 關(guān)性 在 自 然 界 都 以 含 氧 化 合 物 存 在 ， B-O與 Si-O 的 穩(wěn) 定 性 很 高 ； B、Si鹵化物水解的相似性：SiCl4 + 4H2O - H4SiO4 + 4HClBCl3 + 2H2O - HBO2 + 3HCl3SiF4 + 4H2O - H4SiO4 + 2H2SiF6 氟 硅 酸4BF 3 + 2H2O - HBO2 + HBF4 氟 硼 酸 第12章 堿金屬和堿土金屬12.3 鹽 類 氫 化 物 多 種 多 樣 ， 都 具 揮 發(fā) 性 ， 自 燃 并 水 解 ； 30 1.下 列 反 應(yīng) 能 得 到 Na2O的 是 （ ）A) 鈉 在 空 氣 中 燃 燒 B) 加 熱 NaNO3至 271C) 加 熱 Na2CO3至 100 D) Na2O2與 Na作 用2. 下 列 難 溶 鋇 鹽 中 不 溶 于 鹽 酸 的 是 （ ）A) BaCO3 B) BaSO4 C) BaCrO4 D) BaSO3第12章 堿金屬和堿土金屬自 檢 測 題