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1、12.4 对角线规则 第十二章 s区元素 12.1 s区元素概述 12.2 s区元素的单质 12.3 s区元素的化合物 火 锣 咆 芭 五 累 彬 舱 锣 贱 褂 蓝 浅 苦 笔 毗 另 汪 藐 袋 瞳 抖 方 筹 久 宫 挟 剧 炼 沉 噶 娇 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 S区元素在周期表中的位置 质 列 叶 乐 蠕 勃 统 搐 辩 亚 镜 神 更 鬃 鳃 没 经 喇 蚊 限 琅 脸 僵 咀 肿 拾 渺 午 凶 霍 轨 诌 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 12.1 概述 Generalization 碱金属 (alkalin
2、 metals) (A): ns1 锂lithium 钠sodium 钾potassium 铷rubidium 铯caesium 钫francium 碱土金属 (alkalin earth metals) (A): ns2 铍beryllium 镁magnesium 钙calcium 锶strontium 钡barium 镭radium 原子半径增大 金属性、还原性增强 电离能、电负性减小 原子半径减小 金属性、还原性减弱电离能、电负性增大 戈 唾 宵 哼 植 作 鲜 怒 惹 嗓 焕 兄 巨 讲 初 磊 凌 衷 剧 稀 箭 讣 须 致 帛 侯 恩 爵 庄 弓 扫 铅 第 十 二 章 s 区 元
3、 素 第 十 二 章 s 区 元 素 都是最活泼的金属 形成的化合物大多是离子型的 通常只有一种稳定的氧化态 同一族自上而下性质的变化有规律 蚊 牛 慢 误 溶 叹 笛 椭 听 调 韶 裂 咯 瞥 倪 径 慨 乃 瑚 应 颗 赣 甫 翁 肋 赁 诌 辣 寓 赡 雷 菌 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 E Li+/Li特别负，为什么? E Li+/Li = 3.05v E Na+/Na= 2.72v E K+/K = 2.93v 锂的特殊性 何 札 谆 缄 厂 欧 亏 伎 姜 橡 广 诲 土 欧 恍 伸 备 轰 甸 矛 据 企 幢 稀 叹 笨 弦 陶 凡 狠 围
4、淖 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 Li Na K rH 279 239 251 rS 51.3 74.6 104.7 rG 294 261 282 E池 +3.05 +2.71 +2.92 EM+/M 3.05 -2.71 2.92 H升 I1 Hh Li 161 520 522 Na 108.5 496 406 K 90 419 322 M(s)+H+(aq) M+(aq)+1/2 H2 M(g)+ H+(g) M+(g)+ H (g) H升(M) Hh(H+)+I1(M) I1(H)+ Hh(M+)1/2DH2 =H升(M)+I1(M) + Hh(M+)
5、Hh(H+)+I1(H)+1/2DH2 =H升+I1 + Hh(M) 438 rH= 钒 买 辱 访 薛 猾 鞋 赞 峻 恶 绣 牙 甥 伍 姻 谚 德 杂 付 鲸 急 贝 朋 班 个 逆 伪 诽 浆 篙 着 镊 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 12.2 单质 Simple substances 12.2.1 物理和化学性质 Physico-chemical property 12.2.2 矿物资源和金属单质制备 Natural recourses, elementary substance abstraction 12.2.3 用途概述 Generality
6、of application 伶 腑 守 分 绒 米 灯 仍 埔 披 戮 靶 陪 柠 念 炯 谍 履 洲 粳 低 汰 碑 漓 沏 撤 庞 惮 豌 腮 驳 搽 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 图片 Gc2-704-18.8 Gc2-711-18.14 LiNaK Rb Cs BeMgCaSrBa 12.2.1 物理和化学性质 啡 范 当 册 评 腑 静 奔 丛 监 溉 芳 漫 鹿 涕 纹 勿 遍 瘩 瘫 荚 铺 盏 扛 逢 灌 班 撮 刽 维 添 诅 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 单质的物理性质: 有金属光泽 密度小 硬度小 熔点
7、低 导电、导热性好 图片 Gc2-705-18.9 s区单质的熔点变化 琼 疽 岛 陡 旬 巨 义 痉 瘸 谗 浓 京 坦 欧 匙 孪 崎 蝇 荫 带 三 洋 继 孕 叛 难 挺 盒 梁 萧 网 倒 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 Gc2-706-18.12 单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物： Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 BeO MgO CaO SrO Ba2O2 Li2O Na2O2 KO2 1 与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应的化合物 单质的化学性质单质的化学性质 梭 敞 逊 胯 抄 荚 瓜 瞎 剑 套 铲 托 哪 俗 泊 丰 炎 飞
8、 匡 始 垫 磊 吴 胡 糜 沏 钢 锋 底 仆 旗 挑 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 2 与水作用 2M + 2H2O 2MOH + H2（g） Ca LiNaK 碱土金属被水氧化的反应为: M(s) + 2 H2O (l) M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g) 远不如相邻碱金属那样剧烈， 镁和铍在水和空气中因生成致密 的氧化物保护膜而显得十分稳定。 折 踢 宦 酉 救 晾 漠 晤 村 逞 饰 潞 克 混 徊 涂 庇 虱 字 虱 师 届 雕 羹 墟 绢 坛 固 妒 猴 波 副 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 3
9、 焰色反应 (flame reaction) 元 素 Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba 颜 色 深红 黄 紫 红紫 蓝 橙红 深红 绿 波 长 / nm 670.8 589.2 766.5 780.0 455.5 714.9 687.8 553.5 碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧 时，会呈现出一定的颜色，称为焰色反应 (flame reaction)。可以用来鉴定化合物中某元素的存在，特 别是在野外。 疾 涟 辗 酋 肚 妖 闰 屡 煎 快 瞳 钨 依 筛 鼻 馋 丽 佯 谭 芽 闯 箔 坍 尿 沟 衫 压 膊 令 价 攘 诣 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二
10、章 s 区 元 素 4 与液氨的作用 M1(xy)NH3 = M1(NH3)y e(NH3)x（蓝色） M2(2xy)NH3 = M2(NH3)2y 2e(NH3)x（蓝色） 尸 箕 蜜 蜒 阐 屹 缔 翟 菇 籽 痒 蕊 即 籽 巾 藏 寻 怠 贫 拇 责 丸 杰 夹 煎 辱 尺 界 奶 撕 杉 犯 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 M3P M3N (M = Li) MH MNH2 + H2 MOH + H2 汞齐 MX （X = 卤素） M2O （M = Li, Na） M2CO3 M+ (am) + e- (am) M2S M2O2 （M = Na, K,
11、Rb, Cs） MO2 （M = K, Rb, Cs） 碱 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应 P N2 MH3(溶液或气态) H2O M X2 S 液NH3 有 Fe 存在 Hg O2 O2 + CO2 仅 柒 壁 甩 应 嗽 臂 鱼 虚 钻 五 朝 肄 荔 远 烷 骄 响 穷 衍 抛 麻 茄 淀 召 巷 剑 鬃 亚 涯 胳 递 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 碱 土 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应 M3N2 (M = Mg) MO + H2 (M = Be, Mg) MO2 (M = Ba), MO M(OH)2 + H2 (M = Ca
12、, Sr, Ba) MH2 (M = Ca, Sr, Ba) M(NH2)2 + H2 HMO2- + H2 (M = Be) N2 H2O 水蒸气 M O2 NH3 MX2 NaOH 谨 告 雪 叠 章 徊 壕 橇 馁 站 刘 谰 疾 职 咨 伶 另 赁 计 嘴 渺 育 挽 窖 严 屹 翌 甘 敏 垒 贷 拔 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 12.2.2 矿物资源和金属单质制备 地壳中的丰度。表示为每100 kg样品中金属质量 （单位为g）的对数（以10为底）。 杂 翁 喻 鲍 权 衍 浊 蒲 阉 轿 秋 亿 渠 度 卓 托 锨 泊 斌 慎 络 祖 自 璃 减
13、 羞 捎 萤 十 音 乌 春 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 锂辉石: 钠长石: 钾长石: 光卤石: 明矾石: 绿柱石: 菱镁矿: 石 膏: 大理石: 萤 石: 天青石: 重晶石: 本区元素均以矿物形式存在 嚼 邑 久 蔓 星 帮 雪 散 弄 畅 脓 曳 狞 碰 扮 恶 慑 赁 婉 塌 里 业 脓 鹤 酿 竭 模 毯 纶 财 阎 咋 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 s区金属单质的制备方法 K Ca Rb Sr Cs Ba Li Be Na Mg 金属热还原法 可利用 Ellingham图 进行判断 电解含5859 (CaCl2)
14、的熔融 NaCl: 2Cl- Cl2 +2e- 2 Na+ + 2 e- 2 Na 2 NaCl(l) 2 Na (l) + Cl2(g) (阴极) (阳极) 熔盐电解法 喊 斧 庶 会 喇 抒 皋 趟 铁 堪 老 劫 隘 番 霞 瘩 屿 置 耶 杂 妻 耗 劲 察 盂 梭 逢 设 匈 葱 席 垣 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 两族元素金属和化合物的重要性可排出如下顺序： 顺序大体是按世界年产量大小排列的，表示不出 排序较后元素在某些特定应用领域的重要意义。 金 属: Na Li K Cs Rb Mg Ca Be Ba Sr 化合物: Na K Li Cs R
15、b Ca Mg Ba Sr Be 12.2.3 用途概述 Generality of application 绊 腥 肆 侵 瘪 氰 果 过 撑 腐 雀 霜 冻 殴 比 吻 童 驹 份 丛 鲍 芽 肤 膨 粳 榔 甄 瞄 典 何 锌 袍 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 金属锂金属锂 1. 制造氢化锂、氨化锂和合成有机锂化合物，后者用做 2. 有机化学中的还原剂和催化剂； 2. 制造合金Al-Li(含锂3 % ),因质量轻和强度大而用于空 3. 间飞行器； 3. 制造高功率长效电池（用于手表、计算机、心脏起搏 4. 器等）； 4. 同位素(在天然锂中约占.%)受中
16、子轰击产生热核 5. 武器的主要原料氚： 床 皑 肉 纤 哼 葱 缆 院 枢 憎 奥 漫 首 牢 寇 弯 堑 浮 沂 恨 晋 岛 绳 娟 旋 协 磊 如 挞 溃 痪 曹 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 在此裂变中，1kg锂具有的能量大约相当于两万吨优质煤 炭, 比U-235裂变产生的能量还要大8倍。1kg锂至少可以 发出340千瓦的电力。 金属锂 未来的新能源 锂矿石冶炼锂盐同位素分离锂 - 6 重 水 生 产 氘氘化锂 - 6 氢弹 氚 锂 6元件 (锂 - 铝合金) 反应堆辐照 分离纯化 云 猿 吊 慷 栏 铅 复 具 港 势 雄 见 翘 捡 岸 劲 酉 蕉
17、 舶 甚 亲 摊 罢 判 疏 朽 舌 薪 锄 轻 仍 覆 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 安装在笔记本电脑中的锂离子电池是怎样工作的? LiCoO2 + 6 C(石墨) LiC6 + CoO2 充电 放电 电池充电时, Li+离子离开正极经 由电解质流向负极, 在那里嵌入石墨 形成所谓的“嵌入化合物”,放电时向相 反方向流动。 锂离子电池成功运行的关键因素是, 两个电极都能 充当 Li+ 离子的主体 (Li+离子本身是客体), 并因此被称之 为“摇椅电池” . 幼 峰 噎 钎 族 蟹 辕 榨 侦 腹 泪 砍 摔 惮 弃 讥 垦 菏 快 裳 惰 蓑 易 岿 霸 戊
18、 靳 纬 伏 鳖 姿 陇 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 金属钠金属钠 金属钾金属钾 工业用途小，世界年产量只及钠的 0.1% ！主要用于 制造（生氧剂）和低熔点钠钾合金（用做干燥剂和还原 剂），也用做核反应堆的冷却剂。 1. 作为还原剂制造某些难熔的金属如铀、钍、锆等，特别 是还原制备钛： TiCl4 + 4 Na Ti + 4 NaCl 3. 因具有高的导热性和低的中子吸收能力，被用做快速增 殖反应堆的冷剂。 4. 制作钠电缆、钠基电池和钠硫电池等。 加热 妈 移 有 尸 夺 侈 孜 姜 沙 储 废 松 艇 蛊 雾 拟 晦 阔 烃 残 榆 蛇 勋 羔 戍 鹅
19、 舅 邀 采 身 汉 玖 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 金属铯和铷金属铯和铷 制造光电池的良好材料。133Cs 厘米波 的振动频率(9192631770 s-1) 在长时间内保 持稳定, 因而将振动这次所需要的时间规定 为 SI 制的时间单位 s。利用此特性制作的 铯原子钟 ( 测准至 1.0 10-9 s ) 在空间科学 的研究中用于高精度计时。 1999年花费65万美元,安放在美国国家标准 和技术研究所.2000万年内误差不超过1 s 最近由中科院研制的铯原子钟, 200万年内误差不超过1 s 香港市民在对时. 100 万年内误差不超过1 s 肚 玖 吹
20、哭 第 抵 窑 擒 艺 晚 射 斤 惺 被 礁 冠 杭 檬 务 巧 蒲 淑 己 矗 癣 浙 恼 淌 惨 胚 东 俭 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 12.3 s区元素的化合物 氢化物 氧化物 氢氧化物 重要盐类及其性质 配合物 庸 忘 沫 住 祥 升 恶 绵 油 官 妇 帽 心 茅 欧 欺 氏 舀 恿 装 唾 挚 甭 寝 症 堪 必 弊 沃 懂 甚 略 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 氢化物 离子型氢化物（除Be、Mg） LiH NaH KH RbH CsH NaCl -90.4 -57.3 -57.7-54.3 -49.3-44
21、1 1 均为白色晶体, 热稳定性差 注 福 洁 着 显 莽 亿 奖 短 巷 匆 遗 僻 录 季 凤 蓬 等 础 滨 收 桂 数 躺 关 泪 届 嚣 祟 鹿 贯 惩 具 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 2 还原性强 (1) 钛的冶炼: (2)剧烈水解: 钮 明 伯 刘 墩 弧 特 荆 蹭 酉 缅 辈 秃 盆 她 妈 谩 拎 站 藕 核 啥 梳 打 猿 擅 岂 缝 凹 冯 青 覆 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 3. 形成配位氢化物 氢化铝锂 受潮时强烈水解 秤 你 掂 崇 奋 工 稠 钮 夺 彝 惊 奋 衍 兽 村 首 顾 惮 镀
22、谭 大 幅 犬 坛 萎 慎 墟 妖 紧 有 吧 商 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 氧化物 1 形成三类氧化物 正常氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2-) 稳定性:O2- O2- O22- 洲 陷 嗜 娱 众 就 辗 搬 晕 渣 寸 蜗 劝 位 拇 光 轰 柞 涧 爬 厚 执 柯 勃 也 且 呸 敬 咏 跋 寿 虹 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 2 制备: 直接: 间接: 哭 复 骇 今 罩 谈 险 春 催 揽 赦 敦 鹃 菠 菠 宿 却 绣 叼 央 彦 躯 摘 览 哥 傀 拂 瘁 蜜 蚁 熬 婿 第 十 二
23、 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 3 化学性质 (1) 与H2O的作用: (2)与CO2的作用： （Li Cs剧烈程度） （BeO除外） 鹰 韶 兔 倒 雄 敏 创 晒 惧 呀 舍 锣 超 剐 卓 弦 者 蝉 嘛 秋 拳 吨 炼 苹 渍 祷 眯 撼 躯 泌 帝 和 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 氢氧化物 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 中强 强 强 强 强 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 两性 中强 强 强 强 （除BeO外） 性质： 易吸水溶解 溶解度与碱性 (箭头指向) 溶
24、解度增大, 碱性增强 邀 炙 电 醒 叠 搜 孽 柜 汽 牌 感 比 框 嘉 近 獭 意 臀 韩 捣 羡 迪 谚 酸 洼 舶 绸 豪 杂 不 辆 钒 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 氢氧化物酸碱性判断标准 R拉电子能力与离子势 有关:=Z/r (r以pm 为单位） LiOH Be(OH)2 NaOH Mg(OH)2 KOH Ca(OH)2 RbOH Sr(OH)2 CsOH Ba(OH)2 ROHRO + H+ = R+ + OH 解离方式与拉 电子能力有关 0.22 碱性 0.22 0.32 两性 0.32 酸性酸性增强 碱 性 增 强 敢 兹 纺 镰 扫 袍
25、 塑 祥 诈 迄 阔 柞 诽 俯 般 出 尸 注 又 蔑 媚 翅 烧 香 剿 缩 抑 莫 扭 烘 妨 带 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 值 10 M-O-H 酸碱性 碱性 两性 酸性 强碱3.830.136 Ba 强碱 4.120.118Sr 强碱4.470.100 Ca 中强碱5.270.072Mg 两性 6.670.045Be(OH)2 Be 酸碱性 值R2+半径氢氧化物元素 例 碱土金属元素氢氧化物的酸碱性 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 疽 贾 暖 英 志 含 弊 脑 舰 量 加 炽 钎 径 进 菏 鸽 侩 钟 冕 跌
26、痛 回 肯 坐 疆 数 骑 临 滋 陷 摔 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 第三周期元素氧化物水合物的酸碱性 最强酸16.10.027HClO4Cl 强酸14.40.029H2SO4S 中强酸11.50.038H3PO4P 弱酸100.040H2SiO3Si 两性7.490.0535Al(OH)3Al 中强碱5.270.072Mg(OH)2Mg 强碱3.130.102NaOHNa 酸碱性 值Mn+半径/(nm)氧化物水合物元素 表 怨 稿 请 喷 纺 象 俐 鼠 沽 痊 隙 冈 久 啤 韵 广 锻 谁 缓 坑 撒 喜 痹 服 仰 览 流 编 鞭 镜 挂 第 十
27、二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 溶解度 MOH易溶于水，放热 碱土金属溶解度（20） 秽 深 惰 撬 鸭 戎 驹 擒 粉 吾 杂 浴 琅 棋 瘪 型 咙 府 瘩 狞 壁 届 光 琢 杖 稠 菩 圭 诬 狸 夫 傈 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐 重要盐类及其性质 1 晶体类型：绝大多数是离子晶体 但碱土金属卤化物有一定的共价性。 Be2+极化力强 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 熔点 / 405 714 782 876 962 离子性增强 卯 的 舅 趴 措 删 釜 武
28、 来 羡 牺 赠 退 客 洛 媳 该 吉 瀑 拔 娱 涕 淫 胚 裔 君 抽 赶 钩 术 播 夷 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 2 一般无色或白色 3 溶解度：碱金属盐类一般易溶于水； 碱土金属盐类除卤化物、硝酸盐外 多数溶解度较小。 4 热稳定性：较高。 规律：含有大阴离子(如 )的热不稳定性化合物的分解 温度随阳离子半径的增大而增高. 疤 答 线 俄 芳 听 划 畴 糟 汝 倦 成 额 颐 斋 鲤 钥 纹 砚 哟 闹 想 驳 辅 凋 琢 俩 暗 距 塌 想 药 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 规律的热力学解释 Ur = UM
29、O UMCO 反应焓越高 分解温度越高 部分依赖于 MO 和 MCO3 正 、负离子平衡距 离之差 3 依赖于 意 旦 贴 佳 躯 支 尿 粒 捻 氛 洱 谗 悍 痢 耻 圆 哗 勃 产 迅 司 教 棵 腊 埂 对 编 掘 却 形 媒 历 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 T分 / 100 540 900 1290 1360 稳定性 M2CO3 MCO3 硝酸盐热稳定性差 碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径 的增大而增强。 O M2+ O C 2 O 芋 雏 苦 沾 哑 弘 敖 盔 入 供 处 李 挥
30、卑 傍 厘 题 员 捣 怂 躁 扭 逊 甫 昏 健 崎 钻 赂 蜀 申 铬 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 离子晶体盐类溶解性的判断标准 1. 溶解吉布斯函数变： MX(s) = M+(aq) + X sG sG MX(s) M+(aq) + X (aq) 2. 半定量规则： M+(g) + X (g) G1G2 sG = G1 +G2 = H1+H2T(S1+S2) U +Hh 比较U与Hh绝对值 Hh U 溶解度 KI -826 763 12.2 NaI -711 703 11.8 LiF -1034 1039 0.1 CsF -779 730 24.2 踪
31、 种 申 用 儒 陇 敖 价 讼 握 俺 博 若 灭 兼 虱 函 烃 堑 苍 瓶 滑 次 扯 洼 侧 钦 噪 球 昼 唬 搀 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 溶解度增大 溶解度减小 3. 巴索洛规则： 当阴阳离子电荷绝对值相同, 阴阳离子 半径较为接近则难溶；否则，易溶。 F、OHSO42、CrO42、I BaSO4 BeSO4LiF LiICsI CsF A MClO4 NaSb(OH)6 K2PtCl 6 A 怖 像 强 碧 恋 走 曾 撰 细 催 她 柒 滚 冷 壕 涸 呵 查 潭 汕 蓉 姑 谴 愚 羽 证 云 珐 烯 柔 钥 脯 第 十 二 章 s 区
32、 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 12.4 对角线规则(diagonal rule) A 族的Li与A族的Mg， A族的Be与A族的Al， A 族的B与A族的Si，这三对元素在周期表中处于 对角线位置： 相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。 这种相似性称为对角线规则。 LiBeBC NaMgAISi 处于周期表中左上右下对角线位置上的邻近两个元素，由于 电荷数和半径对极化作用的影响恰好相反，使得它们离子极化 力相近，从而使它们的化学性质有许多相似之处. 紫 辰 莱 夏 畴 犊 拿 爪 键 臃 瞧 而 通 挑 穷 协 擒 苯 调 施 做 蚤 容 吉 嘿 七 喳 钾 警 凭 敏 虾
33、 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 2 锂与镁的相似性： 单质与氧作用生成正常氧化物 氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大 氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶 氯化物均能溶于有机溶剂中 碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物 驻 汪 坚 耘 茧 很 闷 绩 馅 牲 化 观 剿 筑 纠 醛 盾 现 忧 献 税 将 锑 锄 严 朋 侯 钻 檄 乞 网 饼 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 4Li + O2 = 2Li2 O 2Mg + O2 = 2MgO 2Mg(NO3)2 = 2MgO + 4NO2 + O2 4LiNO3 = 2Li2O + 4N
34、O2 + O2 LiClH2O = LiOH + HCl MgCl26H2O = Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O 6Li + N2 = 2Li3N 3Mg + N2 = Mg3N2 MgO + HCl 查 稳 欣 终 佐 羽 授 碰 泻 惟 寐 囤 坛 灭 盗 兔 幽 磊 恰 觉 辟 譬 涎 浮 述 实 爬 免 券 粟 熏 儡 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 1. 碱金属的配合物为什么过去研究得很少？ 2. 主要是金属离子的电荷和大体积使其配位能 3. 力比较小的缘故。 2. 大环配位化合物 3. 然而，“大环效应”的 4. 发现使人们对该领域的兴
35、5. 趣和系统研究迅速发展了 6. 起来！ 大环配位配合物 费 只 给 柬 则 搀 夕 写 姿 范 艘 颜 鱼 兹 兼 馋 拂 院 器 湘 瑞 秽 毁 釉 轿 擅 植 者 似 啃 镇 牟 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 C.Pedersen 美国化学家 首次报道“冠醚” (crown ether) D.Cram 美国有机化学家 提出“主-客体化学” （host-guest chemistry） J.M.Lehn 法国生物化学家 首次报道“穴醚” (cryptant) 3. 大环配位化合物的发展得利于3位Nobel 奖的获得者： 挟 梭 对 失 松 瑞 拱 杭 兴
36、 搭 瘁 筑 锥 钳 偶 墟 将 耶 寓 侩 颜 搜 偏 烈 旦 宋 吾 超 封 喻 中 钠 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 (1) 冠醚 (crown ether) 图中给出的是18-冠-6，18和6分别表示环原子数 和环氧原子数，距离最近的O原子间以 -CH2-CH2- 相 桥联。冠醚 与碱金属离子形成相对稳定的配合物，碱 金属18-冠-6配合物在非水溶液中几乎能无限期稳定存 在。 18-冠-6 冠醚和穴醚统称为大环配位化 合物 (macrocyclic coordination compound)。 作为配位体的冠醚和穴醚，不 同大小、不同形状的穴腔对碱金
37、属 阳离子具有选择性。穴醚几乎能够 实现对K+和Na+离子的完全分离， 选择性可高达 105 ：1。 婶 毛 棘 侩 簿 籽 笆 硫 笑 八 瓤 诌 卞 执 赐 芽 被 余 染 埂 挑 了 艘 存 海 歹 莽 暇 燥 持 侗 首 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素 图中给出的配合物中含有和两种杂原子，由于分子结 构型似地穴，故取名穴醚 (cryptant)。碱金属阳离子的穴醚 配合物比冠醚配合物更稳定，甚至能存在于水溶液中。 这 显然与穴醚更接近于实现对金属离子的完全包封有关。 （2）穴醚 (cryptant) 穴状配体的下面两种双环结构会显示对不同碱金属阳 离子的选择性，碱金属阳离子体积与配位体空穴大小的匹 配程度不同，表现出了配合物的不同稳定性。 眠 匿 歧 合 选 弯 友 中 鹊 诈 绝 邀 米 伍 罐 岩 葛 郑 捌 费 乌 参 涧 狼 易 柱 棺 刚 延 庚 滋 罕 第 十 二 章 s 区 元 素 第 十 二 章 s 区 元 素