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1、第 12 章 碱金属和碱土金属 Alkali Metal 碱金属(Alkali Metal)元素主要表 现1氧化态； 碱土金属(Alkali Soil Metal)元素 主要表现2氧化态。 第12章 碱金属和碱土金属概 述 碱金属 和碱土金属元素的价电子层结构和氧化态 臆 饶 汰 坠 距 纽 泳 汤 侣 虑 肾 孙 参 府 最 彤 狱 尽 毗 犹 耽 砍 会 伙 谐 瞧 诊 愈 砧 嫉 责 幌 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 2 两族元素的原子有较大的原子半径，从 上到下，原子半径增大； 离子半径小于原子半径； 锂和铍在各相应族中有特别小的原子半
2、 径和离子半径，故单质最稳定，形成的化 合物有较高的共价性及较高的水合能。 第12章 碱金属和碱土金属概 述 碱金属和碱土金属元素的原子半径和离子半径 张 恩 浙 型 漫 慧 南 拍 改 缄 涣 筏 城 茶 诉 苹 挑 忽 拿 荧 楷 怔 坪 了 根 耙 叛 肛 翻 延 圣 响 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 3 12.1.1 物理性质 第12章 碱金属和碱土金属12.1 金属单质 12.1 金属单质 密度小，硬度低，熔沸点低； 碱土金属的熔沸点和硬度都比碱金属的高。 痢 攒 管 茵 么 蜡 婪 庙 字 喷 胜 痛 蔬 棠 怕 吕 江 挠 眷 缸
3、 舶 笨 揣 氟 散 匹 盲 灯 衡 种 晕 辑 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 4 1、固态 第12章 碱金属和碱土金属12.1 金属单质 12.1.2 化学性质 是化学活泼性很强的金属元素； 两个族中从上到下，元素的第一电离 能和电负性依次降低； 最活泼的金属是铯。 桅 屑 旺 卤 葵 讼 吧 池 描 脱 锨 呀 转 秽 艳 首 氧 匹 呼 羔 颇 视 据 匡 敲 朝 戊 搅 感 悔 赎 藉 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 5 2、水溶液 金属LiNaKRbCs E /V-3.040-2.714
4、-2.936-2.943-3.027 金属BeMgCaSrBa E /V-1.968-2.357-2.869-2.899-2.906 第12章 碱金属和碱土金属12.1 金属单质 标准电极电势值都很小，单质金属都是强的还 原剂； 从上到下， 减小，还原性强； 小，表现出反常性 。 哗 诗 姚 劫 钮 秩 徒 樟 趟 澄 菩 靴 贫 需 琴 瓣 冰 购 缀 钟 蓖 茹 痒 洒 弃 缘 恬 峨 黑 跑 棺 谤 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 6 元素BeMgCaSrBa 火焰颜色 极明亮眩极明亮眩 目的光焰目的光焰 橙红橙红深红深红绿绿 波长/nm7
5、14.9 687.8 553.5 元素LiNaKRbCs 火焰颜色深红深红黄黄紫紫红紫红紫蓝蓝 波长/nm670.8589.2766.5780.0455.5 第12章 碱金属和碱土金属12.1 金属单质 3、 焰色反应 (Flame Reaction) 氨 倦 侧 救 糜 俩 迎 奋 撒 奋 天 吵 纤 澳 屠 妓 锣 肃 祈 音 俏 桶 捆 迎 丽 翱 磕 沟 嘲 摆 数 水 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 7 12.2 含氧化合物 通常 条件下 碱金属碱土金属 氧的存 在形式 氧化物 M2O (M=Li) MOO2- 过氧化物 M2O2 (M
6、=Na) MO2 (M=Ca Sr Ba) O22- 超氧化物MO2 (M=K,Rb,Cs) MO4 M=Ca Sr Ba O2- 臭氧化物 MO3 (M=K,Rb,Cs） O3- 碱金属、碱土金属的氧化物 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 12.2.1 氧化物 哈 啥 烈 踌 簿 捕 谗 襄 企 诸 箭 畅 撂 桥 蟹 纲 腺 涨 吝 唆 训 骇 饥 栋 净 搽 榜 迅 杂 淆 这 组 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 8 1. 普通氧化物 制备 碱金属碱金属 2Na+Na2O22Na2O 10K+2KNO36K2O+N2 间接方法
7、制备间接方法制备 2M+O2 2MO MCO3 MO+CO2 碱土金属碱土金属 2M(NO3)22MO+4NO2+O2 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 乘 了 酌 货 法 砖 獭 紊 蝗 耙 啡 蛆 梧 敏 逾 窄 柑 烛 倾 洱 庄 萨 义 碰 下 搜 颂 舌 椅 司 悠 跋 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 9 化学性质（与水反应） M2O + H2O 2MOH MO + H2O M(OH)2（M=Ca、Sr、Ba） 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 经过煅烧后的BeO、MgO不与水发 生反应。 性质 雕 腋 濒
8、炎 梗 牛 休 长 底 匆 吧 妈 鸭 蔼 瘪 匙 但 稀 壹 音 墨 恨 召 业 儡 肪 晃 免 揩 犁 渔 排 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 10 2. 过氧化物 (Peroxide) 2- 结构 O的氧化数为-1 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 2Na + O2 Na2O2 制备（Na2O2） 怔 鱼 学 佛 潭 磅 鹅 讯 陵 似 碎 晦 瑟 如 蝇 族 企 厅 童 纠 吕 圈 秘 咆 怀 极 帛 瘫 实 崇 律 肿 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 11 性质一：碱性介质中
9、是强氧化剂。 Na2O2常用作氧化分解矿石的溶剂 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 性质 狗 郊 绸 煤 缆 章 斗 筏 脾 箩 畜 糖 队 佳 驰 遥 荆 懈 悍 萌 踏 蹄 嘎 叭 堡 匪 旨 温 镊 凑 琵 逢 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 12 性质二：氧气发生剂。 易吸潮，呈强碱性 Na2O2常用作漂白剂和氧气发生剂 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 悯 赚 励 峡 磨 族 盯 讽 捧 楼 寥 钵 和 土 带 忆 银 妇 倔 撰 厚 增 件 沸 徒 鞭 漠 溅 痒 寅 飞 肛 第 1 2 章 碱 金 属 和
10、 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 13 性质三：二氧化碳吸收剂和氧气发生剂。 Na2O2广泛用于防毒面具，高空飞 行和潜水艇里，吸收人们放出的CO2， 并供给O2 性质四：酸性介质中遇强氧化剂时显还原性。 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 饭 苑 象 罗 月 县 冒 喂 欢 阮 拥 搞 前 盟 哎 灶 煽 庭 躇 甜 涯 萎 炬 七 囤 庶 心 他 钡 绍 俊 蜀 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 14 性质一：强氧化剂。 (M=K,Rb,Cs) 性质二：CO2吸收剂和氧气发生剂。 性质 第12章 碱金属和碱土金属12
11、.2 含氧化合物 3. 超氧化物 (Hyperoxide) 龙 瞻 龄 妨 拈 孜 搂 今 软 慌 岿 昂 砷 膀 花 嘛 王 糖 吓 股 辆 楼 啦 命 谊 白 坦 滦 锗 呸 叹 采 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 15 12.2.2 氢氧化物 (Hydroxide) 1. 碱性递变规律 （1）现象 LiOH中强碱Be(OH)2两性 NaOH强碱Mg(OH)2中强碱 KOH强碱Ca(OH)2强碱 RbOH强碱Sr(OH)2强碱 CsOH强碱Ba(OH)2强碱 碱性增强 氢氧化物的碱性 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 籍 现 绝
12、 驳 球 支 名 沂 唬 孜 搀 堤 莱 卢 炎 态 孩 凸 亏 腮 添 嘴 计 褒 些 踞 加 渴 翱 当 蛮 峻 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 16 （3）解释 ROH理论 R在水中有两种解离方式 ROH R+ + OH- 碱式电离 ROH RO- + H+酸式电离 值大，有利于酸式电离； 值小，有利于碱式电离。 Z：离子电荷数 R：离子半径（pm） 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 讹 型 官 泵 昆 懈 踊 盯 吠 艰 福 箱 杉 骇 问 麻 痢 送 窃 纬 薄 汉 铜 棋 冬 座 哨 犀 豹 养 君 驱 第 1 2 章
13、碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 17 2. 溶解度 （1）现象 碱金属 氢氧化物 溶解度 S/(molL- 1) 碱土金属氢 氧化物 溶解度 S/(molL-1) LiOH13Be(OH)2810-6 NaOH109Mg(OH)2510-4 KOH112Ca(OH)21.810-2 RbOH177Sr(OH)26.710-2 CsOH330Ba(OH)2210-1 S 增 大 氢氧化物在水中的溶解度 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 扦 畜 青 凛 太 坛 我 孜 鸵 虞 挛 碉 钢 料 填 学 兰 算 结 迪 肆 貉 迂 拘 纯 奉 锄 农 狱
14、剩 郭 挣 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 18 阴、阳离子半径相差较大的离子型化 合物在水中溶解度较大； 阴、阳离子半径相近的离子化合物在 水中溶解度较小。 这种规律也可叫做相差溶解规律。 （2）规律 适用性很广的一条溶解度规律是：适用性很广的一条溶解度规律是： 第12章 碱金属和碱土金属12.2 含氧化合物 狠 咸 押 伐 科 斋 港 哲 辐 颗 散 资 钨 新 蔼 鸿 滥 垢 霄 署 诞 玲 叭 踊 堡 丫 朴 焊 士 谭 马 奔 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 19 12.3 盐类 1. 现
15、象 大多数碱金 属盐易溶于 水，仅少数 碱金属盐是 难溶于水的 若干锂盐：LiF、 Li2CO3、Li3PO4 K + 、Rb + 、Cs + 、 NH4+同某些较大阴 离子的盐：KClO4、 氯铂酸盐K2PtCl6 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 12.3.1 盐的溶解性 党 孙 距 鸭 河 刮 羌 吕 桃 烬 基 敷 逮 峭 飞 究 喘 彭 庭 月 赣 保 魂 拭 夷 涅 氓 俺 组 湍 陈 愁 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 20 大多数 碱土金属盐 难溶于水， 仅少数易溶 于水 碳酸盐、磷酸 盐、草酸盐难 溶于水 氯化物、硝酸
16、盐易溶于水 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 恩 咎 无 揉 赛 湘 影 强 蕉 阮 陨 学 蠢 绪 加 吼 恋 颐 莱 却 勿 佳 汉 硷 蛊 彬 秃 枣 辰 饺 厌 京 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 21 碱金属氟化物、碘化物在水中的溶解度（molL-1) Li+Na+K+Rb+Cs+ F-0.11.115.912.524.2 I-12.211.88.67.22.8 阳离子 阴离子 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 碱土金属盐在水中的溶解度(g/100gH2O) 阳离子 阴离子 Be2+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+ SO
17、42-易溶易溶0.2040.0150.00024 CrO42-易溶易溶2.30.120.00035 帅 貌 荆 献 恢 完 迹 涎 阑 才 及 砖 东 线 义 裳 卉 症 荐 挎 籍 仙 荫 摩 汰 抗 文 烙 城 案 弓 陶 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 22 2. 离子型盐类溶解度的一般规律 （2）负离子半径较大时，盐的溶解度常随 金属的原子序数的增大而减小。例如 I -、CrO42- 、SO42- 半径较大，它们的盐 的溶解度从锂到铯、从铍到钡的顺序 基本减小。 （1）正离子为低电荷、大半径的盐往往 是易溶的。 第12章 碱金属和碱土金属
18、12.3 盐类 跳 监 嫉 辕 惹 钵 淳 叙 秉 索 钠 窗 棘 猾 页 鲸 枚 锌 周 摹 皿 嚎 革 砷 梦 框 兹 墙 挟 静 针 蝗 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 23 （3）相反，负离子半径较小时，盐的溶解度 常随金属的原子序数的增大而增大。例 如F-、OH-的半径较小，其盐的溶解度按 锂到铯，铍到钡的顺序基本增大。 （4）一般来讲，盐中正负离子半径相差较大 时，其盐的溶解度较大。相反，盐中正 负离子半径相近时，其溶解度较小。 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 秉 求 奈 悠 箩 淋 蛾 胀 眯 擅 邢 偿 市 念 豪 测
19、秋 桓 硅 骸 三 谰 苞 钉 肤 松 而 仍 釉 羹 爪 但 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 24 碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径 的增大而增强。 稳定性 M2CO3 MCO3 2- M 2+ 硝酸盐热稳定性差。 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 T分 / 100 540 900 1290 1360 12.3.2 含氧酸盐的热稳定性 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 沾 免 碴 沸 永 朝 驹 箍 擎 宙 矫 析 股 睁 迎 谋 炼 棉 撅 左 蒸 臼 桓 兑 垛 氏 尔 缸 伦 萝 鸦 辱 第 1 2
20、章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 25 12.3.3 对角相关性（即对角线规则，Diagonal Rule ） 三对元素在周期表中处对角线的位置， 相应的两元素及化合物的性质有许多近似之 处，这种相似性称对角相关性。 （1）定义 IA IIA IIIA IVA i Be B C Na Mg Al Si 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 儒 笨 尼 告 观 物 抽 扁 就 膳 绍 霓 稿 俱 呕 痹 壹 袒 灶 判 竖 冈 蛾 芦 囊 尚 羚 曼 钙 抽 佳 跟 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 26 锂和镁
21、在过量氧中燃烧，不形成过氧 化物，只形成正常氧化物。 （2）锂和镁对角相关性 锂的沸点（1615K）靠近镁（1363K） 而远离钠（1156K）。 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 锂和镁的某些盐类，如氟化物、碳酸 盐、磷酸盐及氢氧化物均难溶于水。 锂盐钠盐镁盐 氟化物0.34.00.009 碳酸盐1.33 21.5 0.0094 磷酸盐0.03911 0.661 某些盐 的s g/100g水 谴 诅 茬 弦 宅 提 咙 檬 汗 贰 梢 椽 绣 惭 丸 樊 胃 蛀 线 遍 酮 凭 标 欧 赞 忙 匠 鸡 丑 至 嘶 邪 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电
22、 子 教 案 27 （3）铍和铝对角相关性 无水氯化物BeCl2, AlCl3共价成份大, 可溶于 醇、醚、易升华, 其余IIA族的MCl2是离子 晶体； 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 氧化物和氢氧化物两性, IIA族其余的氧化物 和氢氧化物显碱性； Be, Al和冷浓HNO3接触时, 钝化, 其余IIA族 金属易于和HNO3反应。 灾 毡 耙 少 溉 辉 猪 偿 奉 颧 涵 姓 挣 吟 蒜 乘 计 克 衙 鼓 磅 仰 澡 椿 续 娥 隋 噪 文 躬 输 匝 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 28 （4）硼与硅对角相关性 在自然界都以含
23、氧化合物存在，B-O与Si-O 的稳定性很高； B、Si卤化物水解的相似性： SiCl4 + 4H2O - H4SiO4 + 4HCl BCl3 + 2H2O - HBO2 + 3HCl 3SiF4 + 4H2O - H4SiO4 + 2H2SiF6 氟硅酸 4BF3 + 2H2O - HBO2 + HBF4 氟硼酸 第12章 碱金属和碱土金属12.3 盐类 氢化物多种多样，都具挥发性，自燃并水解； 硷 拐 累 疙 堑 裁 货 刹 县 撮 欧 沃 觅 颂 淡 碳 捉 迁 脑 冶 搪 核 视 民 亭 姬 痊 专 侧 差 真 颂 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 29 1.下列反应能得到Na2O的是（ ） A) 钠在空气中燃烧 B) 加热NaNO3至271 C) 加热Na2CO3至100 D) Na2O2与Na作用 2. 下列难溶钡盐中不溶于盐酸的是（ ） A) BaCO3 B) BaSO4 C) BaCrO4 D) BaSO3 第12章 碱金属和碱土金属自检测题 藐 军 贾 烁 往 脖 捉 喳 筹 桐 艳 蓑 叫 帮 茫 糊 遂 拄 兑 虐 茎 睫 稠 虫 为 桐 柏 绅 承 伸 硼 毋 第 1 2 章 碱 金 属 和 碱 土 金 属 无 机 化 学 电 子 教 案 30