沈阳师范大学：《无机化学》课程教学课件（讲稿）第17章 碱金属和碱土金属元素

“碱、第17章碱土金属元素自学提纲、小结、习作非正常氧化物盐类溶解性：钠盐和钾盐的性质差异锂、铍的特殊性锂与镁的相似性对角线规则铍与铝的相似性硼与硅的相似性

第17章“碱、碱土金属元素” 自学提纲、小结、习作 盐类溶解性；钠盐和钾盐的性质差异 锂与镁的相似性 铍与铝的相似性 硼与硅的相似性 非正常氧化物 对角线规则 锂、铍的特殊性

CONaHCO3Na,CO,+Li,COHOCO2CO2NaOHHo-NaOLiOHHO LizOH,OHONHNaNH2NaCkChNaNLi,NCl2PbLiCl+TiCl4LiTiNaPbC.H,CIC,H,CI(C,H)PbLiC,H,eOKHCOK,COHOCO2KOH HOKO2H.OKCICl2KNaKCI

C,H,MgBrC,H,BrHO+Mg2-Mg+MgOMolN2Mg3NCa,N2N2CaC2CaCl,CaNOnH20CaCNCaOH2OCOH,OCOCaCO3Ca(OH)2

非正常氧化物普通氧化物过氧化物超氧化物臭氧化物结0构0抗磁性抗磁性顺磁性顺磁性IA和IA化学性质活泼，且IA>IA；上→下活泼个金属反应式Li4M+02→2M,02M +02 → M,02(air)NaM + 02 → MO2(过量02)K、Rb、CSM0H(s)+03 →MO3(s)+MOH·H,O(s)+1/2 0,碱土金属2M + 02 → 2M0BaBa +O, →BaO

金属 反应式 Li Na K 、Rb、Cs 碱土金属 Ba 4M + O2 → 2M2O 2M + O2 → M2O2 (air) M + O2 → MO2 (过量O2 ) MOH(s)+O3 →MO3 (s)+MOH·H2O(s)+1/2 O2 2M + O2 → 2MO Ba + O2 → BaO2 ⅠA和ⅡA化学性质活泼,且ⅠA＞ⅡA； 上→下 活泼↑ :O—O: • • • ¨ ¨ - 顺磁性 普通氧化物 过氧化物 超氧化物 臭氧化物 :O: ¨ ¨ 2- 抗磁性 :O¨—O: ¨ ¨ ¨ 2- 抗磁性 结 构 O O O - 3 5 顺磁性 非正常氧化物

盐类溶解性碱金属的大部分盐是可溶的，少数难溶盐的数目是随着碱金属离子半径的增大而增多?碱土金属的难溶盐很多盐类颜色及焰色反应KLiNaCaBa离子Ca2+Sr2+Ba2+LitK+Rb+Cs+Na+黄绿颜色黄紫紫红紫红橙红洋红红黄民间焰火。1.鉴定化合物中某元素的存在2.军事上信号弹

Li Na K Ca Ba 离子 Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ 颜色 红 黄 紫 紫红 紫红 橙红 洋红 黄绿 1.鉴定化合物中某元素的存在 2. 军事上信号弹，民间焰火。 盐类颜色及 焰色反应 碱金属的大部分盐是可溶的，少数难溶盐的数目是随着 碱金属离子半径的增大而增多 碱土金属的难溶盐很多 盐类溶解性

钠盐和钾盐的性质差异1.溶解性多数钠的强酸盐的溶解度大于相应钾盐；难溶盐的种类以钾盐较多。钠盐溶解度较特殊的是，NaHCO,的溶解度小于Na,CO3，NaCI的溶解度随温度的变化不大。2.吸湿性钠盐的吸湿性比相应的钾盐强，因此一般不用NaC1O.代替KCIO.作炸药；在分析上一般用钾盐作标准试剂，如作标定用的邻苯二甲酸氢钾，重铬酸钾等。3.结晶水钠盐容易形成结晶水合物如Na,SO4·10H,0O, Na,HPO4·12H,O,Na2S,O3·5H,0等。4.生理作用不同人体细胞内K+浓度比Na+大，细胞液中则相反，细胞液中Na+的浓度约是细胞内的100倍。人体内含Na约70～120g，K为160～200g。植物只需要钾(所以要施钾肥)而不需要钠

1. 溶解性 多数钠的强酸盐的溶解度大于相应钾盐；难溶盐 的种类以钾盐较多。钠盐溶解度较特殊的是，NaHCO3的溶解 度小于Na2CO3，NaCl的溶解度随温度的变化不大。 2. 吸湿性 钠盐的吸湿性比相应的钾盐强，因此一般不用 NaC1O3代替KClO3作炸药；在分析上一般用钾盐作标准试剂， 如作标定用的邻苯二甲酸氢钾，重铬酸钾等。 3. 结晶水 钠盐容易形成结晶水合物， 如Na2SO4·10H2O，Na2HPO4·12H2O，Na2S2O3·5H2O等。 钠盐和钾盐的性质差异 4. 生理作用不同 人体细胞内K＋浓度比Na＋大，细胞液中 则相反，细胞液中Na＋ 的浓度约是细胞内的100 倍。人体内含 Na 约70 ～120g , K 为160 ～ 200g 。植物只需要钾(所以要施钾 肥)而不需要钠

在周期表中，除了我们常说的族和周期的规律性外，还会出现某一小块区对角线规则域的规律性。在周期表中，在第二周期和第三周期元素中，处于对角线位置上的三对元素：Li—Mg、Be一Al、B一Si，它们的性质具有相似性。这种相似性称为“对角线规则”BCLiBeSiAlNaMg如何解释对角线规则？因为处于对角线上的元素，具有相近的离子势乙/r和电负性，对于相同的阴离子具有相似的极化能力，因而表现出相似的化学性质。极化性：所以 Li-MgNa < Li< BeNa < Mg<Be J所以 Be~AlMg < Be< BMg<AI<B所以 B~SiAI<B<CAl<Si<C

如何解释对角线规则？ 因为处于对角线上的元素，具有相近的离子势Z/r和电 负性，对于相同的阴离子具有相似的极化能力，因而表现 出相似的化学性质。 极化性: Na < Li < Be Na < Mg < Be 所以 Li≈Mg Mg < Be < B Mg < Al < B 所以 Be≈Al Al < B < C Al < Si < C 所以 B≈Si Li Be B C Na Mg Al Si 在周期表中，除了我们常说的族和 周期的规律性外，还会出现某一小块区 对角线规则 域的规律性。 在周期表中，在第二周期和第三周期元素中，处于对 角线位置上的三对元素：Li—Mg、Be—Al、B—Si，它们 的性质具有相似性。这种相似性称为“对角线规则

铝和铍的相似性1、标准电极电势相近.都是活泼金属：β°(AI3+/AI) = -1.706V β°(Be2+/Be)= -1.85V2、都是亲氧元素，金属表面易形成氧化物保护膜，都能被浓HNO,钝化。3、均为两性金属,氢氧化物也呈两性高硬度。4、氧化物BeO和Al,O.都具有高熔点、通过桥键5、BeCl,和AICl,都是缺电子的共价型化合物，形成聚合分子。6、铍盐、铝盐都易水解，溶液显酸性。但两者在人体内的生理7、AlC,像Be,C一样，水解时产生甲烷：作用极不相同。人体能容纳适量的铝，但不能Be,C+4H,O==2Be(OH)2+CH4 1有一点铍，吸入少量的Al,C,+12H,O==4AI(OH)s+3CH41BeO，就有致命的危险

但两者在人体内的生理 作用极不相同。人体能 容纳适量的铝，但不能 有一点铍，吸入少量的 BeO，就有致命的危险。 1、标准电极电势相近,都是活泼金属: θ (Al3+/Al) = -1.706V θ (Be2+/Be)= -1.85V 2、都是亲氧元素，金属表面易形成氧化物保护膜，都能被浓 HNO3钝化。 3、均为两性金属,氢氧化物也呈两性. 4、氧化物BeO和Al2O3都具有高熔点、高硬度。 5、BeCl2和AlCl3都是缺电子的共价型化合物，通过桥键 形成聚合分子。 6、铍盐、铝盐都易水解，溶液显酸性。 7、Al4C3像Be2C一样，水解时产生甲烷： Be2C+4H2O==2Be(OH)2+CH4↑ Al4C3+12H2O==4Al(OH)3+3CH4↑ 铝和铍的相似性

硼与硅的相似性①自然界均以化合物形式存在：单质易与强碱反应；氧化物是难熔固体；H,BO,和H,SiO,在水中溶解度不大；5由于B-B和Si-Si键能较小，烷的数自比碳烷烃少得多，且易水解；③卤化物易水解；D易形成配合物，如HBF4和H,SiF6

① 自然界均以化合物形式存在； ⑦ 易形成配合物，如 HBF4 和 H2SiF6。 ⑥ 卤化物易水解； ⑤ 由于B-B和Si-Si键能较小，烷的数目比碳烷烃少 得多，且易水解； ④ H3BO3 和 H2SiO3 在水中溶解度不大； ③ 氧化物是难熔固体； ② 单质易与强碱反应； 硼与硅的相似性

etherL与碱金属元素的区别Li的性质与碱金属有很大区别，但与碱土金属，特别是Mg的化学性质相似一对角线关系。锂的硬度大，与碱土金属相似(1) 锂形成正常氧化物，而不形成过氧和超氧的化合物(2)桥(3)钅锂与氮气形成氮化物，而碱土金属与N,能直接化合(4)锂与碳反应生成Li,C2(乙炔锂)，碱土金属都能形成MC,(5)三种锂盐（Li,CO3、Li,PO4和LiF）溶解度小，碱土金属这三种盐的溶解度也小。(6)锂的有机金属化合物与镁的有机金属化合物相似CHz→ LiC,H, + LiCI(s),2Li(s) + C,H,CIether→>C,H,BrMgC,H,Br+ Mg(7)许多锂的盐有高度的共价性，与镁相似。(8）锂的氢氧化物、碳酸盐加热（与Mg相似）分解；而氢化锂加热不分解

Li与碱金属元素的区别  ether Li的性质与碱金属有很大区别，但与碱土金属，特别是Mg 的化学性质相似—对角线关系。 (1) 锂的硬度大，与碱土金属相似 (2) 锂形成正常氧化物，而不形成过氧和超氧的化合物 (3) 锂与氮气形成氮化物，而碱土金属与N2能直接化合 (4) 锂与碳反应生成Li2C2 (乙炔锂)，碱土金属都能形成MC2 (5) 三种锂盐（Li2CO3、Li3PO4和LiF）溶解度小，碱土金属这 三种盐的溶解度也小。 (6) 锂的有机金属化合物与镁的有机金属化合物相似 2Li(s) + C4H9Cl LiC4H9 + LiCl(s), C2H5Br+ Mg C2H5BrMg (7) 许多锂的盐有高度的共价性，与镁相似。  C H6 12  ether (8) 锂的氢氧化物、碳酸盐加热（与Mg相似）分解; 而氢化锂 加热不分解