《无机元素化学》课程教学资源（PPT课件）第1章 碱金属和碱土金属

第一章碱金属与碱土金属 1.1概述 IAⅡA Humphry Davy(戴维 Li Be 1778~1829)利用电解法 N 制取了金属K、Na、Ca、 K Ca Mg、S、Ba,确认氯气 Rb Sr 是一种元素,氢是一切酸 Cs Ba 类不可缺少的要素,为化 学做出了杰出贡献 +1 +2

第一章 碱金属与碱土金属 ⅠA Li Na K Rb Cs ns 1 +1 ⅡA Be Mg Ca Sr Ba ns 2 +2 Humphry Davy (戴维 1778～1829) 利用电解法 制取了金属K、Na、Ca、 Mg、Sr、Ba，确认氯气 是一种元素，氢是一切酸 类不可缺少的要素，为化 学做出了杰出贡献。 1.1 概述

1.2单质的性质 1.2.1减金属、碱土金属与液氨的作用 M1+(x+y)NH3=M(NH)y+e(NH3)(蓝色) M, t(2xtyNH =M(NH3)2+,+2e(NH3)x (蓝色) 2M(s)+2NH3()— ∠ 2M++2NH2+H2(g)

1.2 单质的性质 2M 2NH H (g) 2M(s) 2NH (l) 2 2 3 + + + ⎯→ + − 1.2.1 碱金属、碱土金属与液氨的作用 M1＋(x＋y)NH3 == M1 (NH3 )＋ y ＋e(NH3 ) x －（蓝色） M2＋(2x＋y)NH3 == M2 (NH3 ) 2＋ y ＋2e(NH3 ) x －（蓝色）

1.22离子型化物(除Be、Mg IAⅡA金属活泼,可与氢形成离子性氢化物,有以下特点: 1.均为白色晶体,热稳定性差 LiH Nah Kh rbh csh Nac △H-90.4-573-57.7-543-493441 2.还原性强 (E°(H2H)=-2.23V) 2LIH +tio->Ti+ 2LIOH 4Nah+ticl->Ti+4NaCI+2H

1.2.2 离子型氢化物（除Be、Mg） LiH NaH KH RbH CsH NaC－ －90.4 －57.3 －57.7 －54.3 －49.3 －441 1. 均为白色晶体, 热稳定性差 △fH Θ 2. 还原性强 ( (H /H ) 2.23V) 2 = − − E Θ 2LiH + TiO 2 ⎯→Ti + 2LiOH 4NaH + TiCl 4 ⎯→Ti + 4NaCl + 2H2 ⅠA ⅡA 金属活泼，可与氢形成离子性氢化物，有以下特点：

3.剧烈水解 MH+H2O—>MOH+H2(g) CaH,+2H, o->Caoh),+2H, (g) 4.形成配位氢化物 氢化铝锂 4LH+AICI3 -CEx)Z>LiAIH 4 1+3LiCI LiAH受潮时强烈水解 LIAIH 4 +4H,O->LIOH +Al(OH)3+4H

3. 剧烈水解 MH H O MOH H (g) + 2 ⎯→ + 2 CaH 2H O Ca(OH) 2H (g) 2 + 2 ⎯→ 2 + 2 4. 形成配位氢化物 4LiH AlCl Li[AlH ] 3LiCl + 3 ⎯⎯⎯⎯→ 4 + （无水）乙醚 氢化铝锂 Li[AlH4 ]受潮时强烈水解 4 2 3 2 LiAlH + 4H O ⎯→LiOH + Al(OH) + 4H

对角线规贝 Li Be b c原因: Na Mg a|Siz/r比较相似。 1.3.1B、Si的相似性 2B+ 6NaOH-- 2Na3 BO3 +3H2 Si+2NaoH+h,o=- Na,Sio +2H 其单质为原子型晶体,B一O、Si-O十分稳定

1.3 对角线规则 Li Be B C Na Mg Al Si 1. 3.1 B、Si的相似性 2B + 6NaOH == 2Na3BO3 +3H2 Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2 其单质为原子型晶体，B－O、Si－O十分稳定。 原因： Z / r 比较相似

1.3.2Be、Al相似性 A、Be金属可与浓硝酸形成钝化膜。 AI(OH3+OH-=Al(OH)4 Be(o)2+20H--- be(oh)4 AF+、Be2+易水解。 均有共价性:在蒸气中,氯化物两分子缔合

Al 、Be金属可与浓硝酸形成钝化膜。 Al(OH)3+OH－ == Al(OH)4 － Be(OH)2+2OH－== Be(OH)4 2－ Al3+ 、Be2+易水解。 均有共价性：在蒸气中，氯化物两分子缔合。 Al Al Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Be Be Cl 1.3.2 Be、Al相似性

1.3.3Li、Mg的相似性 4Li+0==2LL O 6Li+N,== 2LiN 2Mg +O2==2MgO 3Mg+ N2=Mg3N2 2Mg(NO3)2==2MgO 4N02+O2 4LiNO3=-2LL0+ 4N02+O2 LiCl.HO==LiOH +HC MgCl2 6H2O== Mg(OHCI+ HCl+ 5H2O MgO HCI

4Li + O2 == 2Li2 O 2Mg + O2 == 2MgO 2Mg(NO3 )2 == 2MgO + 4NO2 + O2 4LiNO3 ==2Li2O + 4NO2 + O2 LiCl·H2O == LiOH + HCl MgCl2·6H2O == Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O 6Li + N2 == 2Li3N 3Mg + N2 == Mg3N2 MgO + HCl 1.3.3 Li、Mg的相似性

1.4氢氧化物酸碱性判断标准 解离方式与拉 RO+H=ROH=R++OH电子能力有关 R拉电子能力与离子势 Lioh Be(oh)2 有关:中个(以m为单位) Naoh Mg(OH2碱 Φ0.32酸性 酸性增强

1.4 氢氧化物酸碱性判断标准 R拉电子能力与离子势 有关:ф=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 RO ROH － + H+ = = R+ + OH－ 解离方式与拉 电子能力有关 Ф 0.22 碱性 0.22 Ф 0.32 两性 Ф 0.32 酸性 酸性增强 碱 性 增 强

1.5盐类 1.5.1共同特点 1.基本上是离子型化合物。 2.阳离子基本无色,盐的颜色取决于阴离子的颜色。 3.ⅠA盐类易溶,ⅡA盐类难溶,一般与大直径阴离 子相配时易形成难溶的ⅡA盐。 ⅠA易溶 ⅡA难溶 难溶:K2 PtCl、 MCO3、MCO NaSb(OH)6]、 M3(PO4h KCO4、L13PO4、 MSO4、MCrO4 K2Na[Co(NO2 3]

1.5 盐类 1. 5.1 共同特点 1. 基本上是离子型化合物。 2. 阳离子基本无色，盐的颜色取决于阴离子的颜色。 3.ⅠA盐类易溶， ⅡA盐类难溶，一般与大直径阴离 子相配时易形成难溶的ⅡA盐。 ⅠA易溶 难溶: K2 [PtCl6 ]、 Na[Sb(OH)6 ]、 KClO4、 Li3PO4 、 K2Na[Co(NO2 )3 ] ⅡA难溶 MCO3 、MC2O4、 M3 (PO4 )2、 MSO4、MCrO4

1.5.2.碳酸盐的热稳定性 △ McO3s)=M○s)+CO2 Be2+ M2+[O-C] 2+ Ca2+ 碳酸盐的热稳定 Sr2+ 愈来愈难分解 性取决于M离子 Ba2+ 的反极化能力

1.5.2. 碳酸盐的热稳定性 Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ O M2+ [ O C ]2－ O 碳酸盐的热稳定 性取决于M离子 的反极化能力 △ MCO3 (s) ＝ MO(s) +CO2 愈 来 愈 难 分 解