01 第1章 碱金属和碱土金属.pptx

第1页：第一章本章教学要求

第一章本章教学要求

• 本章要求1．了解s区元素的物理性质。
• 6．掌握对角线规则和锂、铍的特殊性。
• 5．掌握碳酸盐的分解规律。
• 4．掌握s区元素的重要盐类化合物的性质，会用热力学观点解释盐类溶解性。
• 3．掌握s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质，掌握氢氧化物的碱性变化规律。
• 2．了解主要元素单质的制备,掌握钾和钠制备方法。第1章碱金属与碱土金属

第2页：s区元素概述

s区元素概述：ⅠALiNaKRbCsns1+1ⅡABeMgCaSrBans2+2Humphry 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概述活泼性依次增强原子半径增大

第3页：单质的性质

单质的性质

• 1.2单质的性质
• 1.单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li2ONa2O2KO2RbOCsO2BeOMgOCaO SrOBaO22.与其他非金属作用：单质与硫、氮、卤素反应，形成相应的离子型化合物。
• 3.与水的作用：2 M + 2 H2O = 2 MOH + H2（g）

第4页：与液氨的作用

与液氨的作用：4.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）

第5页：离子型氢化物

离子型氢化物：下表列出碱金属氢化物与氯化钠的标准生成焓，均为白色晶体且热稳定性差。

第6页：配位氢化物

配位氢化物

• 3.剧烈水解
• 4.形成配位氢化物氢化铝锂Li[AlH4]受潮时强烈水解

第7页：氢氧化物性质

氢氧化物性质：1.氢氧化物性质碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。

Be(OH)2为两性氢氧化物，LiOH和Be(OH)2为中强碱，其余氢氧化物都是强碱。

碱金属的氢氧化物都易溶于水，在空气中很容易吸潮，它们溶解于水时放出大量的热。

除氢氧化锂的溶解度稍小外，其余的碱金属氢氧化物在常温下可以形成很浓的溶液。

1.4氢氧化物

第8页：氢氧化物酸碱性判断标准

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）LiOHBe(OH)2NaOHMg(OH)2KOHCa(OH)2RbOHSr(OH)2CsOHBa(OH)2ROHRO－+ H+== R++ OH－解离方式与拉电子能力有关Ф0.22碱性0.22Ф0.32两性Ф0.32酸性酸性增强碱性增强2.氢氧化物酸碱性判断标准

第9页：盐类的共同特点

盐类的共同特点

• 1.5盐类
• 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易溶为主难溶: K2[PtCl6]、Na[Sb(OH)6]、KClO4、Li3PO4、K2Na[Co(NO2)3]ⅡA难溶为主如：MCO3、MC2O4、M3(PO4)2、MSO4、MCrO4

第10页：盐类的热稳定性

盐类的热稳定性

• （2）碳酸盐的热稳定性BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3OM2+[ O C ]2－O热稳定性取决于M离子的反极化能力△MCO3(s)＝MO(s) +CO2越来越难分解
• 2.盐类的热稳定性
• （1）硝酸盐的热稳定性2KNO3(s)2KNO2(s)+O2(g)940K

第11页：复盐：矾与光卤石

复盐：矾与光卤石：3.复盐(1)矾——硫酸盐形成的复盐：M2SO4·MgSO4·6H2O M = K、Rb、Cs软钾镁矾MⅠMⅢ(SO4)2·6H2O [KAl(SO4)2·6H2O](2)光卤石：MCl·MgCl2·6H2O问：Li+为什么难以形成复盐？

由于半径特别小。

特点：形成复盐溶解度变小，溶水后电离出简单离子。

第12页：焰色反应

焰色反应：LiNaKCaSrBa4.焰色反应可以用来鉴定化合物中某元素的存在，特别是在野外。

第13页：单质的制备方法

单质的制备方法

• (1)熔融盐电解:此法可制备Li、Na、Mg、Ca、Ba问题：加入CaCl2有何作用?(2)高温还原:此法制备K、Rb、CsKCl + Na = NaCl + K(g )不活泼的金属为何可置换活泼金属?2RbCl + Ca = CaCl2+ Rb (g )2CsCl+ Ca = CaCl2+ Cs (g )1.6制备简介1.单质制备

第14页：重晶石制备钡盐

重晶石制备钡盐：2.重晶石制备钡盐600~800℃BaSO4+ 2C ===== BaS + 2CO2(或CO)BaSBaCl2BaSO4BaCO3Ba(OH)2+Ba(HS)2Ba(NO3)2HNO3Ba(NO3)2

第15页：对角线规则

对角线规则：1.7对角线规则Li Be B CNa Mg Al Si1. B、Si的相似性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。

第16页：Be与Al的相似性

Be与Al的相似性：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)42－Al3+、Be2+易水解。

均有共价性：在蒸气中，氯化物两分子缔合。

2. Be、Al相似性

第17页：Li与Mg的相似性

Li与Mg的相似性：4Li + O2==2Li2O2Mg + O2==2MgO2Mg(NO3)2==2MgO + 4NO2+ O24LiNO3==2Li2O + 4NO2+ O2LiCl·H2O==LiOH + HClMgCl2·6H2O==Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O6Li + N2==2Li3N3Mg + N2==Mg3N2MgO + HCl3. Li、Mg的相似性

第18页：锂电池

锂电池

• 1.8应用
• 1、锂电池：金属锂作为负极种类：Li-I2、Li-Ag2CrO4、Li-(CF)n、Li-MnO2、Li-SO2、LiO-SOCl2应用：心脏起搏器、电子手表、计算器、录音机、通信设备、导弹点火等。正极（多种）：MnO2+ Li++ e→ LiMnO2电解质（多种）：有机溶剂+锂盐电池符号：Li | LiClO4+有机溶剂|MnO2负极：Li-e→Li+原理：

第19页：锂离子电池

锂离子电池：2、锂离子电池锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功负极：锂离子嵌入碳中正极：LixCoO2或LixNiO2和LixMnO4电解液：LiPF6＋二乙烯碳酸酯（EC）＋二甲基碳酸酯（DMC）锂离子二次电池充放电时的反应式为充电LiCoO2＋C===Li1－xCoO2＋LixC放电

第20页：盐湖——无机盐工业宝库

盐湖——无机盐工业宝库：3.盐湖——无机盐工业的重要宝库每升水中含盐量大于50g的湖泊称为盐湖。

除主要成分氯化钠外，盐湖其他成分有相当大的差异。

可分为氯化物、硫酸盐、碳酸盐三种类型，硫酸盐型又可分为硫酸镁和硫酸钠两个亚型。

我国内蒙古以碳酸盐型盐湖为主，新疆以硫酸盐型盐湖为主，青海柴达木盆地则以硫酸镁-氯化物型为主；

西藏则以碳酸盐-硫酸盐型为主。

不同类型的盐湖资源要采用不同的加工工艺，产品也不同。

除食盐外，通常盐湖资源的特色产品是钾盐、镁化合物、硼酸和硼酸盐、溴(碘)及锂化合物等。

第21页：锂的水合数与水合能

锂的水合数与水合能：碱金属离子的半径、水合数与水合焓数据如下，Li+水合能特别大使其电极电势最负。

第22页：锂电极电势的热力学分析

锂电极电势的热力学分析：LiNaK△rH－279－239－251△rS51.374.6104.7△rG－294－261－282E池+3.05+2.71+2.92EM+/M－3.05+2.71－2.92△H升I1△HhLi 161 520－522Na 108.5 496－406K 90 419－322M(s)+H+(aq)＝M+(aq)+1/2 H2M(g)+ H+(g)M+(g)+ H(g)△H升(M)－Hh(H+)+I1(M)－I1(H)+Hh(M+)－1/2DH2=[△H升(M)+I1(M)+Hh(M+)]－[Hh(H+)+I1(H)+1/2DH2]=[△H升+I1+Hh](M)－438△rH=→

第23页：盐类溶解性的判断标准

盐类溶解性的判断标准：以溶解度 0.01 mol·L-1 作为易溶与难溶的分界，不同类型盐的溶解自由能变界线如下。

第24页：溶解性半定量规则

溶解性半定量规则：比较晶格能 U 与水合焓 △Hh 的绝对值，可半定量判断离子晶体的溶解度大小。

第25页：巴索洛规则

巴索洛规则：溶解度增大溶解度减小

• （3）巴索洛规则：当阴、阳离子电荷绝对值相同,阴、阳离子半径较为接近则难溶，否则，易溶。F-、OH-SO42-、CrO42-、I-BaSO4BeSO4LiF LiICsI CsFIAMClO4Na[Sb(OH)6]K2[PtCl6][CuCl5]3-[Cr(NH)6]3+IIA