无机及分析化学第八章S区元素课件

第八章

S区元素元素化学周期ⅠAⅧA1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA23ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧBⅠBⅡB4Sp5dds67镧系f锕系元素周期表的分区绪论元素化学概要

1、无机化学基本理论轻有色元素化学黑色金属重有色

2、元素的分类自然存在的72种贵金属金属元素88种有色金属稀有110种元素人造元素16种准金属非金属元素22种3、元素的丰度4、金属通论（1）金属的存在：金属矿藏、金属单质等（矿物化学、地质化学）（2）金属的提取：高温冶金、湿法冶金（冶金化学）（3）金属的物理、化学性质（4）金属的应用1、S区元素包括第一主族和第二主族：Li、Na、K、Rb、Cs、FrBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra2、S区元素在自然界中的存在形式及丰度

1）多以卤化物、碳酸盐等矿物形式（为什么？）；2）电解还原法制取（为什么？）3、S区元素单质及化合物性质变化的规律性

单质：同一周期从上到下的物理性质与化学性质的变化规律性；同一类化合物性质变化的规律性。8.1S区元素概述

LiNaKRbCs价电子层构型2s13s14s15s16s1金属半径/pm52186227248265沸点/0C1341881.4759691668.2熔点/0C180.5497.8263.3839.3128.44密度/(g.cm-3)0.5340.9680.891.5321.878电负性0.980.930.820.820.79电离能(I1)526.41502.04425.02409.22381.90电子亲合能-59.6-52.9-48.446.945电极电势-3.040-2.714-2.936-2.943-3.027氧化值+1+1+1+1+1晶体结构

碱金属的基本性质碱土金属的基本性质

BeMgCaSrBa价电子层构型2s23s24s25s26s2金属半径/pm111160197215217沸点/0C24671100148413661845熔点/0C1287651842757727密度/(g.cm-3)1.8471.7381.5512.643.51电负性1.571.311.000.950.89电离能(I1)905.63743.94596.1555.7508.9电子亲合能48.238.628.928.9电极电势-1.968-2.357-2.869-2.899-2.906氧化值+2+2+2+2+2晶体结构

1、物理性质

1）固体密度小，多为极轻金属或轻金属例如：Li的密度为0.53,K:0.86,Ba的密度也只有3.51.2)熔点低：Cs的m.p28.60C,Rb:39.00C,Be:12850C

3)硬度低4）光电性

在光的照射下能产生光电子原因呢？8.2S区元素的单质碱金属、碱土金属的化学反应M+O2→MOn(n>1)M+S→MnS(n>1)M+H2O→M(OH)n(n>1)M+O2→MOn(n>1)M+H2→MHnM+H+→Mn++H2M+X2→MXn应注意的问题：1、反应的条件2、反应的激烈程度

在一些军事方面应用在日常生活及医药方面的应用（3）单质的应用S区元素单质的用途不广泛、价值不大（为什么？）主要用途：▲还原剂（冶金、有机合成）▲某些特殊用途：光电池、核反应冷却剂、特殊光源材料▲制造合金（Na、Be、Mg）在一些军事方面应用：照明弹的组成：信号弹的组成NaNO345%成分红绿黄Mg45%Mg291526

聚氯乙烯2%Sr(NO3)23416/聚酯树脂8%CuO/2/

Ba(NO3)2/4529

KClO429/23沥青222草酸钠//13在日常生活及医药方面的应用2、氧化物

（1）氧化物种类及制备：M+O2→MnO（注意反应条件）M=Li,Na,K…n=1,2正常氧化物、过氧化物、超氧化物，哪些元素易形成过氧化物和超氧化物？为什么？（2）氧化物的性质：

碱金属氧化物的物理性质性质Li2ONa2OK2ORb2OCs2O颜色白白淡黄亮黄橙红熔点/0C>分解)400（分解）400（分解）碱土金属氧化物的物理性质性质BeOMgOCaOSrOBaO熔点/0C25302852261424301918硬度95.54.53.53.3

化学性质：M2O+H2O→2MOHM2O2+2H2O→2MOH+H2O2M2O2+2H2SO4→M2SO4+H2O22M2O2+2CO2→M2CO3+O2(3)氧化物的应用

3氢氧化物

1）氢氧化物的制备2）氢氧化物的化学性质3）氢氧化物碱性、水溶性的变化规律性（为什么？）3）氢氧化物的应用氢氧化合物酸碱性强弱的经验判据：1、离子势概念（Cartledge提出）

φ=Z/r

2、判据

Φ1/2<0.22碱性0.22<Φ1/2<0.32碱性Φ1/2<0.32酸性3、优缺点该判据有很多的例外。为什么？

碱土金属氢氧化物的酸碱性Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2R+(pm)356699112134Φ1/20.240.170.140.130.12酸碱性两性碱碱碱碱例如钠盐：

mps作用力

SO42-→Na2SO488427.9大CO2-3→Na2CO385229.4Na++X-→NaX80136NO3-→Na2NO330791.6小作用力大表示：化合物有较大的热稳定性，熔点高；在水溶液中溶解度较小。可以看出：

阳离子相同时，阴离子的作用力取决于：▲阴离子所带的电荷，电荷越高，作用力越大；▲阴离子中心离子的电负性，电负性越大，作用力越大；

同样一个道理，考虑同一种阴离子，不同阳离子的状态：Be2+61

Be2+1000分解Mg2+95

Mg2+5000分解NO3-+Ca2+CO32-+Ca2+Sr2+Sr2+Ba2+595Ba2+

14500分解

硝酸盐和碳酸盐的热稳定性、水溶性是不同的，变化是有规律的。性质的不同取决于阳离子的有关性质：1、所带电荷的多少2、r的大小3、离子的外层电子构型

（1）碳酸盐

1）水溶性碱金属的碳酸盐碱土金属的碳酸盐2）热稳定性碱金属的碳酸盐的热稳定性较好（为什么？）碱土金属的碳酸盐比碱金属的碳酸盐要差一些（为什么？）碳酸盐中金属离子与碳酸根的作用关系可视为：OMO—COM是带正电荷的阳离子，CO32-是容易变形的原子团，M的电荷、半径、电子层结构不同的时候，其作用力（极化力）不一样，使得CO32-离子的受极化作用的程度不一样（变形性不一样），MCO3的分解温度不一样。含氧酸盐热稳定性分解温度/C

酸根

金属离子

ClO-3

NO-3CO2-3SO42-PO43-Na+3003801800不分解不分解Ca2+

100561910不分解不分解

(2)硝酸盐

1）重要的硝酸盐2）硝酸盐水溶性的规律3）硝酸盐热稳定性（3）硫酸盐

1）重要的硫酸盐2）硫酸盐水溶性的规律3）硫酸盐形成复盐的能力5、S区元素的检测

（1）焰色反应（2）特征反应6、锂、铍的特殊性及对角线规则焰色反应：LiNaK、Rb、CsCaSrBa红色黄色紫色橙红色洋红色绿色Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+离子的特征反应离子鉴定试剂鉴定反应Na+KH2SbO4Na++KH2SbO4→NaH2SbO4(白色）

中性或弱碱性K+Na3[Co(NO2)6]2K++Na++[Co(NO2)6]3+→K2Na[Co(NO2)6]↓(亮黄色）中性或弱酸性Mg2+镁试剂Mg2++镁试剂→天蓝色↓

弱碱性Ca2+(NH4)2C2O4Ca2++C2O42-→

CaC2O4↓(白色）Ba2+K2CrO4Ba2++CrO42-→

BaCrO4↓(黄色）12.4.1锂的特殊性

*哪些性质特殊（反常）？化学性质、物理性质**为什么？12.4.2铍的特殊性

*哪些性质特殊（反常）？化学性质、物理性质**为什么？12.4.3对角线规则

*Li与Mg的相似性**Be的Al相似性8.4锂、铍的特殊性对角线规则

预习：P区B族和C族元素作业：p.436,思考题：T.1，2（第一版）

习题：T.9（第一版）

p.357,思考题：T.1，2（第二版）习题：T.11（第二版）