第20章s区金属碱金属与碱土金属.pdfVIP

第20章 s 区金属 碱金属与碱土金属 1 授课学时 time plan 3 学时 2 教学目的与要求(requirements) 1 掌握碱金属 碱土金属单质的性质 了解其结构 制备 存在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及用途 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 3 教学重点与难点(key points) 1 碱金属 碱土金属的单质 氧化物 氢氧化物 重要盐类的性质 2 碱金属 碱土金属性质递变的规律 3. 碱金属 碱土金属的氢氧化物的性质 4 教学内容(content) 如下 碱金属和碱土金属是周期表 A 族和 A 族元素 A 族包括锂 钠 钾 铷 铯 钫 六种金属元素 它们的氧化物溶于水呈碱性 所以称为碱金属 A 族包括铍 镁 钙 锶 钡 镭六种金属元素 由于钙 锶 钡的氧化物在性质上介于 碱性的 和 土性的 以 前把粘土的主要成分 既难溶于水又难熔融的Al2O3 称为 土 之间 其中锂 铷 铯 铍是希有金属 钫和镭是放射性元素 钠 钾 镁 钙和钡在地壳内蕴藏较丰富 它们的单 质和化合物用途广泛 本章将重点介绍它们 20-1 碱金属和碱土金属的通性 表20 1 和20 2 列举了碱金属和碱土金属的一些重要性质 碱金属元素原子的价电子层结构为ns1 因此 碱金属元素只有+1 氧化态 碱金属原子 最外层只有一个电子 次外层为8 电子(Li 为2 电子) 对核电荷的屏蔽效应较强 所以这一 个价电子离核校远 特别容易失去 因此 各周期元素的第一电离能以碱金属为最低 与同 周期的元素比较 碱金属原子体积最大 只有一个成键电子 在固体中原子间的引力较小 所以它们的熔点 沸点 硬度 升华热都很低 并随着Li 一Na K 一Rb 一Cs 的顺序而下 降 随着原子量的增加(即原子半径增加) 电离能和电负性也依次降低 见表17 1 碱金属性质的变化一般很有规律 但由于锂原子最小 所以有些性质表现特殊 事实上 除了它们的氧化态以外 锂及其化合物的性质与本族其它碱金属差别较大 而与周期表中锂 的右下角元素镁有很多相似之处 碱金属元素在化合时 多以形成离子键为特征 但在某些情况下也显共价性 气态双原 子分子 如 Na2 Cs2 等就是以共价键结合的 碱金属元素形成化合物时 锂的共价倾向最 大 铯最小 与碱金属元素比较 碱土金属最外层有2 个s 电子 次外层电子数目和排列与相邻的碱 金属元素是相同的 由于核电荷相应增加了一个单位 对电子的引力要强一些 所以碱土金 属的原子半径比相邻的碱金属要小些 电离能要大些 较难失去第一个价电子 失去第二个 价电子的电离能约为第一电离能的一倍 从表面上看碱土金属要失去两个电子而形成二价正 离子似乎很困难 实际上生成化合物时所释放的晶格能足以使它们失去第二个电子 它们的 第三电离能约为第二电离能的4 8 倍 要失去第三个电子很困难 因此 它们的主要氧化 数是+2 而不是+1 和+3 由于上述原因 所以碱土金属的金属活泼性不如碱金属 比较它们 的标准电极电势数值 也可以得到同样的结论 在这两族元素中 它们的原了半径和核电荷 都由上而下逐渐增大 在这里 原子半径的影响是主要的 核对外层电子的引力逐渐减弱 失去电子的倾向逐渐增大 所以它们的金属活泼性由上而下逐渐增强 碱金属和碱土金属团体均为金属晶格 碱土金属由于核外有2 个有效成键电子 原于间 距离较小 金属键强度较大 因此 它们的熔点 沸点和硬度均较碱金属高 导电性却低于 碱金属 碱土金属的物理性质变化不如碱金属那么有规律 这是由于碱土金属晶格类型不是 完全相同的缘故 碱金属皆为体立方晶格 碱土金属中 Be Mg 为六方晶格 Ca Sr 为面 心立方晶格 Ba 为体立方晶格 这两族元素的离子各有不同的味道特征 + + +