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第十七章 碱金属和碱土金属

第十七章 碱金属和碱土金属. 碱金属和碱土金属的通性 碱金属和碱土金属的单质 化合物 离子晶体盐类的溶解性. 碱金属和碱土金属的通性. Li 锂 : 锂辉石 [LiAl(SiO 3 ) 2 ] Na 钠 : （第 6 位）海水 NaCl, 矿物 NaCl, 钠长石 Na[AlSi 3 O 8 ] ，芒硝 Na 2 SO 4 · 10H 2 O K 钾 : （第 7 位）海水中的 K + ，钾长石 K[AlSi 3 O 8 ] ， Rb 铷和 Cs 铯 : 与 K 共生

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第十七章 碱金属和碱土金属

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Presentation Transcript

  1. 第十七章 碱金属和碱土金属 碱金属和碱土金属的通性 碱金属和碱土金属的单质 化合物 离子晶体盐类的溶解性

  2. 碱金属和碱土金属的通性 • Li 锂: 锂辉石 [LiAl(SiO3)2] • Na 钠:（第6位）海水 NaCl, 矿物 NaCl, 钠长石 Na[AlSi3O8]，芒硝 Na2SO4·10H2O • K 钾:（第7位）海水中的 K+，钾长石 K[AlSi3O8]，Rb铷和Cs铯: 与K共生 • Be 铍: 绿柱石 3BeO·Al2O3·6SiO2 • Mg 镁: (第8位）光卤石 KMgCl3·6H2O　　白云石 CaMg(CO3)2，菱镁矿 MgCO3 • Ca 钙(第5位), Sr 锶, Ba 钡(第17位): 碳酸盐及硫酸盐矿物，石膏CaSO4·2H2O，重晶石BaSO4

  3. 单质 • 生成合金液体合金:一定比例的Na和K( K 77.2%, Na 22.8%)可得常温下的液体合金, (m.p. 260.7K). (合金的凝固点低!)钠汞齐:钠溶于汞中得到, 也是液体合金, Na还原性强, 反应猛烈, 但Na·nHg钠汞齐却是平和的还原剂, 反应不剧烈, 可以控制:2(Na·nHg) + 2H2O--- 2NaOH + H2 + 2nHg(汞齐, 是金属溶解于汞中形成的溶液, 经常做还原剂使用) • 化学反应和H2反应剧烈(除Be、Mg之外):Ca + 2H2O --- Ca(OH)2 + H2置换稀有金属:ZrO2 + 2Ca --- Zr + 2CaO和H2的反应(除Be、Mg之外):2Na + H2 --- 2NaH NaH: 白色晶体, H显负价, 是强还原剂. LiH, NaH, KH, RbH中, LiH最稳定. 原因: Li+半径最小, 极化能力强, 与H形成的离子键趋向共价键, 所以最稳定。

  4. 碱金属和碱土金属化合物 • 氧化物 碱金属、碱土金属在空气中燃烧的产物:普通氧化物: Li2O, 碱土: MO过氧化物:Na2O2超氧化物: KO2、RbO2、CsO2Na2O2 + 2Na--- 2Na2O2KNO3 + 10K --- 6K2O + N2 (制普通氧化物的两个方法) • 氢氧化物 只有Be(OH)2显两性, 其余均为碱性M－O－H 是一般氧化物的水化物的键联形式, 究竟是酸式还是碱式解离, 取决于M 的电场.

  5. 锂、铍的特殊性 IA族中, 锂半径r最小, 极化能力强, 表现出与 Na 和 K 等的不同性质, 它与IIA族里的Mg 相似.　*LiOH, Li2CO3, LiNO3都不稳定, 极化作用大, 而LiHCO3更难于存在;　*在氧气中燃烧，只生成Li2O, 和 Mg 相似;　*Li, Mg 都可以和 N2直接化合, 其余碱金属不能;　*Li, Mg的氟化物、碳酸盐、硫酸盐难溶, 而其它碱金属无此性质;　*Li, Mg 结晶水合氯化物，受热分解时水解.问题: LiH的稳定和LiOH, Li2CO3, LiNO3等的不稳定原因, 都是因为Li的半径小, 极化作用大. 差别是什么?　　极化使Li-H键增强, 所以LiH稳定, 而含氧酸盐中, 极化加强了Li-O键, 削弱了 O 和其它原子间的键强, 因而易分解:Li2CO3 --- Li2O + CO2(1000K以上, 部分分解)4LiNO3 --- 2Li2O + 2N2O4 + O2(773K)　　与其它碱金属硝酸盐分解成亚硝酸盐和NO2, 不同于此反应.

  6. 铍和铝的相似性 IIA族的Be也很特殊, 其性质和IIIA族中的Al有些相近: 　　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; 　　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; Be, Al和冷浓HNO3接触时, 钝化, 其余IIA族金属易于和HNO3反应. Li和Mg、Be和Al，连同上一章的B和Si的相似性体现着斜线(对角线)规律.

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