《无机及分析化学》（第2版）教学课件 第十章.pptVIP

第十章 元素化学; 10.1 元素概述 10.2 s区元素 10.3 p区元素 10.4 d区元素 10.5 ds区元素 10.6 f区元素 ;学习要求; 元素化学是研究元素所组成的单质和化合物的制备、性质及其变化规律的一门学科，它是各门化学学科的基础。元素及其化合物性质对工农业生产及人类生活产生着巨大的影响意义。本章仅对各区元素的性质作一概述，并对一些重要元素及其化合物作简单介绍。;Date;10.1 元素概述;元素 O Si Al Fe Ca Na K Mg H Ti ; 海洋是元素资源的巨大宝库，人类一直在探索、开发海洋资源。 表11-2 海水中元素含量（未计水和溶解气体量）; 除上表所列元素外，海水中尚含有微量的U、Zn、Cu、Mn、Ag、Au、Ra等，共约50余种元素。这些元素大多与其它元素结合成无机盐的形式存在于海水中。由于海水总体积（约1.4×109Km3）十分巨大，虽然某些元素的百分含量极低，但在海水中的总含量却十分惊人，如I2总量达7.0×1013Kg 。因此，海洋是一个巨大的物资库。;气体;; 2．普通元素和稀有元素 根据元素在自然界中的分布及应用情况，将元素分为普通元素和稀有元素。稀有元素一般指在自然界中含量少，或被人们发现的较晚，或对它们研究的较少，或提炼它们比较困难，以致在工业上应用也较晚的元素。前四周期（Li，Be，稀有气体除外），ds区元素为普通元素，其余为稀有元素。 通常稀有元素也可继续分为：轻稀有金属、高熔点稀有金属、分散稀有元素、稀有气体、稀土金属、放射性稀有元素等。;3．生命元素与非生命元素 根据元素的生物效应不同，又分为有生物活性的生命元素和非生命元素。 生命元素又可根据在人体中的含量及作用再进行细分，可分为人体必需元素（essential elements）（包括宏量元素和微量元素）和有毒元素（toxic elements）。 ;10.2 s区元素;Date;1．电子构型;2．物理性质;3．化学性质;10.2.2 重要元素及其化合物;（1）正常氧化物 碱金属中的锂和所有碱土金属在空气中燃烧，生成正常氧化物： 4Li + O2 = 2Li2O 2M + O2 = 2MO 其他碱金属的正常氧化物是用金属与它们的过氧化物或硝酸盐作用而得到的。例如： Na2O2 + 2Na = 2Na2O 2KNO3 + 10K = 6K2O + N2 ↑ 将碱土金属的碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等热分解也能得到氧化物MO： MCO3 =MO + CO2 ↑; 碱金属氧化物与水化合生成氢氧化物MOH。Li2O与水反应很慢，Rb2O和Cs2O与水发生剧烈反应。碱土金属的氧化物都是难溶于水的白色粉末。碱土金属氧化物中，唯有BeO是ZnS型晶体，其他氧化物都是NaCl型晶体。与M＋相比。M2＋电荷多，离子半径小，所以碱土金属氧化物具有较大的晶格能，熔点都很高，硬度也较大。除BeO外，由MgO到BaO，熔点依次降低。BeO和MgO可作耐高温材料，CaO是重要的建筑材料。; （2）过氧化物 除铍和镁外，所有碱金属和所有碱土金属都能分别形成相对应的过氧化物M2O2，MO2，其中只有钠和钡的过氧化物可由金属在空气中燃烧直接得到。 Na2O2是最常见的碱金属过氧化物。将金属钠在铝制容器中加热到300 ℃，并通入不含二氧化碳的干燥空气，得到淡黄色的Na2O2粉末： 2Na + O2 = 2Na2O2 Na2O2与H2O或稀酸反应，生成过氧化氢： Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 Na2O2 + H2SO4（稀） = Na2SO4 + H2O2 Na2O2与CO2反应，放出氧气： 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 ↑; Na2O2是一种强氧化剂，工业上用作漂白剂，也可用来作为制取O2的来源。在熔融时几乎不分解，但遇到棉花、木炭或铝粉等还原性物质时，就会发生爆炸，故使用时应注意安全。 钙、锶、钡的氧化物与过氧化氢作用，得到相应的过氧化物： MO + H2O2 + 7H2O = MO2·8H2O 工业上把BaO在空气中加热到600 ℃以上使它转化为过氧化钡： 2BaO + O2 = 2BaO2 ;（3）超氧化物 除