分析化学第20章碱金属和碱土金属.ppt
第二十章 碱金属和碱土金属,教学目的：1.通过课堂讲授和自学掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其结构、存在、制备及用途与性质的关系；2.掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重要氧化物的性质和用途；3.了解碱金属、碱土金属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律；4.掌握碱金属、碱土金属重要盐类的性质及用途，了解盐类热稳定性、溶解性的变化规律。教学重点：碱金属和碱土金属的单质及其化合物的性质变化规律 教学难点：碱金属、碱土金属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律,教学内容：第一节 碱金属和碱土金属的通性 第二节 碱金属和碱土金属的单质 第三节 碱金属和碱土金属的化合物教学时数：4 学时 教学内容：讲授法,20.1 碱金属和碱土金属的通性 碱金属和碱土金属原子的最外层电子排布分别为:ns1和ns2,这两族 元素构成了周期系的s区元素。它们的次外层具有稀有气体原子式的稳定的电子层结构，对核电荷 的屏蔽作用较大，所碱金属元素的第一电离势在同一周期中为最低。碱金属元素的原子很容易失去一个电子而呈+1氧化态，因此碱金属是活泼性很强的金属元素。它们不会具有其它氧化态。,碱土金属原子比相邻的碱金属多一个核电荷，因而原子核对最外层的两个s电子的作用增强了，所以碱土金属原子要失去一个电子比相应碱金属难。碱金属和碱土金属元素在化合时，多以离子结合为特征，但在某些情况下仍显一定程度的共价性。碱金属和碱土金属的原子半径，从上至下依次增大，电离能和电负性依同样次序减小。金属活泼性也从上至下依次增强。它们不能以单质形式存在于自然界中。,20.2碱金属碱土金属的单质单质的物理性质、化学性质及用途 物理性质 单质具有金属光泽，有良好的导电性和延展性；碱金属原子只有一个价电子且原子半径较大，故金属键弱，熔沸点低，碱土金属的金属键要强一些，熔沸点、密度和强度也高一些。化学性质除铍和镁外，其它单质易与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2 Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2,单质的制备,20.3碱金属和碱土金属的化合物M+和 M2+离子的特征氧化物1氧化物 M2O Li Na K Rb Cs空气中燃烧 Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO22过氧化物制备：4Na+O2=2Na2O 2Na2O+O2=2Na2O2反应：Na2O2+2H2O=H2O2+NaOH Na2O2+H2SO4=H2O2+Na2SO4 Na2O2+2CO2=O2+Na2CO3,超氧化物MO2+2H2O=O2+H2O2+2MOH4MO2+2CO2=M2CO3+3O2 臭氧化物3KOH(s)+2O3(g)=2KO3(s)+KOH H2O(s)+1/2O2(g)20.3.2氢氧化物 3.2时:金属氢氧化物属酸性同一主族的金属氢氧化物，从上到下碱性增强；同一周期的金属氢氧化物，从右到左碱性增强。,附：氢氧化物性质和用途在空气中易潮解，常作干燥剂。NaOH能溶解Al、Zn等两性金属及其氧化物，也能溶解许多非金属(Si、B等）及其氧化物。2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（能腐蚀玻璃）因其能溶解某些金属氧化物、非金属氧化物，在工业生产和分析工作中常用于分解矿石。熔融的氢氧化钠腐蚀性很强，工业上熔化氢氧化钠一般用铸铁容器，在实验室可用银或镍的器皿。,熔融,氢化物,碱金属和碱土金属中较活泼的Ca、Sr、Ba能与氢在高温下直接化合，形成离子晶体，故称为离子型氢化物，又称为盐型氢化物。金属氢化物中的H-离子的半径介于F-离子和Cl-离子之间，所以具有卤化物的一些性质。碱金属氢化物中以LiH最稳定，加热到(961K)也不分解。但其它氢化物不稳定，加热易分解成金属和氢。,所有碱金属氢化物都是强还原剂。673KTiCl4+4NaH=Ti+4NaCl+2H2LiH+H2O=LiOH+H2CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2由于氢化钙与水反应而能放出大量的氢气，所以常用它作为野外产生氢气的材料。镁和镁系合金(如Mg2Ni，Mg2Cu、镁-稀土系合金)是一类贮氢合金。贮氢时，用合金与氢反应，生成金属氢化物。用氢时，把金属氢化物加热，将氢放出来，以供使用。,盐类1、碱金属的盐类大部分碱金属盐类是离子型晶体；M+是无色的；一般易溶于水，并与水形成水合离子。Li+的半径小，所以许多锂盐难溶；碱金属的弱酸盐在水中都发生水解，水解后的溶液呈碱性；碱金属盐类有形成结晶水合物的倾向；碱金属盐一般具有较高的热稳定性；碱金属盐尤其是硫酸盐和卤化物，具有形成复盐的能力；,2、碱土金属的盐类多为无色的离子晶体；有些是难溶的（碳酸盐、磷酸盐和草酸盐等）碱土金属的碳酸盐在常温下是稳定的；碱土金属卤化物除了氟化物外，一般易溶于水；氯化钙可用作制冷剂和干燥剂；氯化钡是最重要的可溶性钡盐，可制备各种钡的化合物。,习题：P 20-2,20-3,20-4,20-6,20-8,20-10,20-11,20-13,
