济源职业技术学院：《无机及分析化学》课程教学资源（PPT课件）第十一章 金属元素

之

11.1s区元条 IA IVA VA VA VIA 山 Be sB 13 SI 15 16 o 20 31 Ga 32 Ge 33AS 34 37 8T1 82Pb 83Bi 8P0 85At 族和1A族的原子最外层分别有1个和2个s电子，故这 些元素称为s区元素

11.1 s区元素 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2He 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 19K 20Ca 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 37Rb 38Sr 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe 55Cs 56Ba 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn 87Fr 88Ra ⅠA 族和ⅡA族的原子最外层分别有1个和2个s电子，故这 些元素称为s区元素。 1H

通性 第IA族包括锂、 第A族包括铍、镁、钙、 钠、钾、铷、铯 锶、钡和镭六种元素， 和钫六种元素， Li Be 由于钙、锶和钡的氧化 由于它们的氢氧 物在性质上介于“碱性 化物都是易溶于 Na Mg 的”碱金属氧化物和 水的强碱，所以 “土性的”难熔的氧化 称它们为碱金属 K Ca 物A1O3之间，所以称它 元素。其中钫是 Rb Sr 们为碱土金属。现在习 放射性元素。 惯上把铍和镁也包括在 Cs Ba 内， 统称为碱土金属元 素。其中镭是放射性元 Fr Ra 素

一、通性 第IA族包括锂、 钠、钾、铷、铯 和钫六种元素， 由于它们的氢氧 化物都是易溶于 水的强碱，所以 称它们为碱金属 元素。其中钫是 放射性元素。 第IIA族包括铍、镁、钙、 锶、钡和镭六种元素， 由于钙、锶和钡的氧化 物在性质上介于“碱性 的”碱金属氧化物和 “土性的” 难熔的氧化 物Al2O3之间，所以称它 们为碱土金属。现在习 惯上把铍和镁也包括在 内，统称为碱土金属元 素。其中镭是放射性元 素。 ⅠA ⅡA Li Na K Rb Cs Fr Be Mg Ca Sr Ba Ra

表17-1碱金属元素的 一些基本性质 元素 Li Na K Rb Cs 性质 价电子构型 28' 3S1 5S1 6S 主要氧化数 +1 第一、二电离势 521 499 421 405 371 (kJ.mol) 7295 4591 3088 2675 2436 电负性 0.98 0.93 0.82 0.82 0.79 E(M/M)(V) -3.045 -2.7109 -2.923 -2.925 -2.93 M水合热 519 406 322 293 254 (kJ.mol)

元素 性质 Li Na K Rb Cs 价电子构型 2S1 3S1 4S1 5S1 6S1 主要氧化数 + 1 第一、二电离势 (kJ.mol1- ) 521 7295 499 4591 421 3088 405 2675 371 2436 电负性 0.98 0.93 0.82 0.82 0.79 E 0 (M+ /M)(V) -3.045 -2.7109 -2.923 -2.925 -2.93 M + 水合热 (kJ.mol-1 ) 519 406 322 293 254 表17-1 碱金属元素的一些基本性质

表172碱土金属元素的一些基本性质 元素 Be Mg Ca Sr Ba 性质 价电子构型 2S2 3S2 4S2 5S2 6S2 主要氧化数 +2 第一、二电离势 905 742 593 552 564 (kJ.mol') 1768 1460 1152 1070 971 第三电离势 14939 7658 4942 4351 3575 (kJ.mol) EM2+/M0(V) -1.85 -2.375 -2.76 -2.89 -2.90 M2*水合热 2494 1921 1577 1443 1305 (kJ.mol)

元素 性质 Be Mg Ca Sr Ba 价电子构型 2S2 3S2 4S2 5S2 6S2 主要氧化数 + 2 第一、二电离势 (kJ.mol-1 ) 905 1768 742 1460 593 1152 552 1070 564 971 第三电离势 (kJ.mol-1 ) 14939 7658 4942 4351 3575 E 0 (M2 +/M)(V) -1.85 -2.375 -2.76 -2.89 -2.90 M 2 + 水合热 (kJ.mol-1 ) 2494 1921 1577 1443 1305 表17-2 碱土金属元素的一些基本性质

二、$区元素的重要化合物 1、氧化物 正常氧化物 过氧化物 超氧化物 臭氧化物 Li,O、MO(M Na202 MO,(M=K MO2M-K、 碱土金属) BaO2 Rb、Cs Rb、CS 结 构 1eo》

二、s区元素的重要化合物 1、氧化物 正常氧化物 过氧化物 超氧化物 臭氧化物 Li2O、MO (M = 碱土金属) Na2O2、 BaO2 MO2 (M = K、 Rb、Cs) MO3 (M=K、 Rb、Cs) :O: ¨ ¨ 2- :O—O: ¨ ¨ ¨ ¨ 2- :O—O: • • • ¨ ¨ - O O O - 3 5 结 构

Li、Ⅱ金属与空气作用或由碳酸盐加 (1)正常氧化物 热分解时均生成氧化物： 4M+02===4M0 (M碱金属，常温) 6Li+N2=2LiN(常温) 制备 △ 2M+0,=2MG (M=碱土) △ MC0===MO-+C0, (M=碱土 M,O+H,O 2MOH (M=碱金属》 M0+C0,= MC0(M=碱金属) 性质 MO+HO=M(OH)。 (M=碱土金属》 M0+C0,=MC01 (M=碱土金属) BeO+NaOH=NaBe(OI),(铍酸钠 Be0+2HC1=BeC1,+H,O

Li、ⅡA金属与空气作用或由碳酸盐加 热分解时均生成氧化物： 4M＋O2====4M2O （M=碱金属，常温） 6Li + N2 ====2Li3N （常温） △ 2M＋O2====2MO （M=碱土） △ MCO3====MO＋CO2↑ （M=碱土） M2O+H2O = 2MOH (M=碱金属) M2O+CO2 = M2CO3(M=碱金属) MO+H2O=M(OH)2 (M=碱土金属) MO+CO2 = MCO3 (M=碱土金属) BeO+NaOH=Na2Be(OH)4(铍酸钠) BeO+2HCl=BeCl2+H2O 制备 性质 （1）正常氧化物

(2)其他氧化物 453473k 4Na+0 2Na,0 过氧化物 573-673K 2Na0+02-==2Na202 773-793K 2Ba0-+0,=====2Ba0 超氧化物 燃烧 M十0w=M0 (M=K,Rb,Cs) 臭氧与K、Rb、Cs的氢氧化物 臭氧化物 反应，可以制得臭氧化物： 6KOH+403=4KO3+ 2KOHH,O+O

453-473K 4Na＋O2=======2Na2O 573-673K 2Na2O＋O2====2Na2O2 773-793K 2BaO＋O2======2BaO2 燃烧 M＋O2==MO2 （M=K,Rb,Cs) 臭氧与K、Rb、Cs的氢氧化物 反应，可以制得臭氧化物： 6KOH + 4O3 = 4KO3 + 2KOH •H2O + O2 臭氧化物 超氧化物 过氧化物 （2）其他氧化物

(3)、氧化物 Na202+2H20=H02+2Na0H 的性质比较 2H202=2H20+02↑ 2M02+2H0=02+H02+2MOH 与水反应 2M03+2H0=202+H02+2M0H M20+CO2 M2CO2 与CO,反应 2M202+C02==2M2C03+02 4M02+2C02=2MC03+302 强氧化性 Cr2O3+3Na2O2==2Na2CrO4+Na2O MnO2+Na2O2==Na2MnO 过氧化物用于把某些 难溶氧化物氧化为高 价的易溶物：

(3)、氧化物 的性质比较 Na2O2＋2H2O＝H2O2＋2NaOH 2H2O2＝2H2O＋O2↑ 2MO2＋2H2O＝O2＋H2O2＋2MOH 2MO3＋2H2O＝2O2＋H2O2＋2MOH 与水反应 M2O+CO2 = M2CO3 2M2O2+CO2==2M2CO3+O2 4MO2＋2CO2＝2M2CO3＋3O2 与CO2反应 Cr2O3+3Na2O2==2Na2CrO4+Na2O MnO2+Na2O2==Na2MnO4 强氧化性 过氧化物用于把某些 难溶氧化物氧化为高 价的易溶物：

(4)、氧化物 碱土金属的Be0,MgO具有很高的熔点 的主要用途 和硬度，用于制耐火材料和金属髓 瓷。Ca0俗称石灰或生石灰，作建筑 材料，也用做干燥剂， 炼钢工业上用 碱土氧化物 于除去Si、P杂质△ 过氧化物N超化物、臭氧化物都是 氧化剂 强氧化，烈0+P,0=Cag(P0)2 由于它们的强氧化性，可用于纸张、 漂白剂 织物等的漂白剂 利用它们与二氧化碳反应生成氧气的 供氧剂 性质作为潜水、登山、高空作业的供 氧剂 引火剂 过氧化钡常用于爆破作业上作强火剂

(4)、氧化物 的主要用途 碱土氧化物 氧化剂 漂白剂 供氧剂 引火剂 碱土金属的BeO,MgO具有很高的熔点 和硬度， 用于制耐火材料和金属陶 瓷。CaO俗称石灰或生石灰，作建筑 材料，也用做干燥剂，炼钢工业上用 于除去Si、P杂质。 过氧化物、超氧化物、臭氧化物都是 强氧化剂。 由于它们的强氧化性，可用于纸张、 织物等的漂白剂 利用它们与二氧化碳反应生成氧气的 性质作为潜水、登山、高空作业的供 氧剂 过氧化钡常用于爆破作业上作强火剂 △ CaO＋SiO2====CaSiO3 △ 3CaO＋P2O5==Ca3(PO4)2