大学无机化学——碱金属和碱土金属ppt课件.ppt
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1、第12章 碱金属和碱土金属,12-1 金属单质12-2 含氧化合物12-3 盐类,Li,Rb Cs,Na,K,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,碱金属:IA族的金属单质。 锂、钠、钾、铷、铯、钫,由于IA族金属的氢氧化物都是强碱,故称该族元素为碱金属,碱土金属:IA族的金属单质。 铍、镁、钙、锶、钡、镭,钙锶钡碱性“ 碱金属氧化物”和土性的“氧化铝”之间,故称该族元素为碱土金属,121 金属单质,物理性质:共同点:都具有银白色金属光泽, 良好的导电性和延展性; 不同点:碱金属硬度小,密度小,熔点低,熔沸 点相差大 碱土金属硬度,密度,熔沸点比碱金属 高得多,1211物理性质,a. IA、IIA除B
2、e、Mg外均较软,可用刀切割。Li、Na、K密度小于1(实验室 Li 保存在石蜡中, Na、K 保存在煤油中)c. Cs具有光电效应,因为其表面电子活性极高,表面受光照,即可逸出。所以常被用来制造光电管的阴极。d. IA金属能形成液态合金:例:Na-Hg齐合金:一种温和的还原剂;Na-K合金,比热高,被用于核反应堆的冷却剂。e. IA,IIA金属均具有光泽,良好的导电性,导热性,延展性,且IIA族金属mp,bp,密度,硬度均高于IA。因为IIA中为2个价电子金属键强。,1212 化学性质,碱金属和碱土金属都很活泼,有很强的还原性在自然界中大都以离子型化合物存在,在绝大多数化合物中,它们以正离子
3、形式存在,重晶石,1、碱金属和碱土金属与水的反应,原因:碱土金属熔点高不易熔化,因而与水反应不激烈 其氢氧化物溶解度小,生成的氢氧化物覆盖在金属 表面阻碍金属与水接触,从而减缓了金属与水的反应,Li Na K Ca,2、碱金属和钙、锶、钡+,金属氢化物具有强还原性,是很强的氧化剂,碱金属的氢化物 离子型氢化物,(1) 均为白色晶体, 热稳定性差,(2 ) 还原性强,形成配位氢化物,3、碱金属和钙、锶、钡+液氨蓝色导电溶液,金属的氨溶液中含有金属离子和溶剂化自由电子,这种溶剂化自由电子非常活泼,具有极强的还原能力,,金属的氨溶液:强还原性(低温)、导电性、顺磁性,氨合电子结构示意图,由于氨合电子
4、存在, 溶液有导电性和顺磁性, e(NH3)y-是很强的还原剂, 用于无机和有机合成. 痕量杂质如过渡金属盐,氧化物,氢氧化物存在或光化作用,能促进碱金属与氨的反应,当长期放置或有催化剂存在时,利用碱金属和碱土金属的强还原性,在非水溶液或熔融条件下制备稀有金属或贵重金属,4、强还原性,5、碱金属和碱土金属的焰色反应,焰色反应:碱金属、碱土金属及其的挥发性化合物在高温火焰中呈现特征颜色的现象过程:原子化激发跃迁发射出一定波长的光 呈现特征颜色,Li+ 深红色 Ca2+ 橙红色Na+ 黄色 Sr2+ 洋红色K+ 紫色 Ba2+ 绿色Rb+ 紫红色 Cs+ 蓝色,Li Na K,Ca Sr Ba,1
5、213 金属单质的制备,常用方法:1、熔盐电解法Li、Na Be、Mg、Ca、Sr、Ba 2、热还原法 K、Rb、Cs、Be,1、熔融电解法将金属的氯化物熔融电解,1)Na的制备,1、助熔剂、降低耗能2、减少钠的挥发3、降低钠的溶解度,利于产品分离,2)其他金属单质的制备,a、Be的制备由于 的共价性较强,生产过程中需要加入,b、,c、Ca、Sr、Ba都可以通过电解其熔融氯化物制备,2、热还原法,1)K制备,不用熔融电解法制备K的原因:金属K易溶于氯化物中,很难分离;金属K沸点低,易从电解槽中溢出,钾比钠活泼,为什么能通过如下反应制备金属钾?,2)其他金属的制备,1221含氧化合物,1221
6、氧化物分类:普通氧化物、过氧化物超氧化物和臭氧化物,碱金属和碱土金属在充足的空气中燃烧,1、普通氧化物,2、过氧化物,过氧化物的性质,物理性质:粉末状固体、吸潮性化学性质:,过氧化物的热稳定性,碱金属:除Li2O2不稳定外,其他碱金属的热稳定性都比较高稳定性:碱金属碱土金属碱金属过氧化物的热稳定性MgO2BaO2,3、超氧化物和臭氧化物,臭氧化物,制备:Na/K/Rb/Cs的氢氧化物+O3臭氧化物 6KOH+4O3=4KO3+2KOHH2O+O2稳定性:KO3不稳定,122氢氧化物,1、氢氧化物的碱性,1)碱金属和碱土金属的性质概述,碱金属的其他性质:白色固体、易吸潮、溶于水放出大量的热,溶解
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