第九章 s区元素

第九章 s区元素9.1 s区元素概述 9.2 单质的化学性质 9.3 氧化物和氢氧化物 9.4 盐类

9.5 锂、铍的特殊性和对角线规则

9.1 s区元素概述 ⅠA( ns1 ) Li Na K Rb Cs Fr 碱金属

ⅡA ( ns2 )Be Mg Ca Sr Ba Ra

碱土金属

碱金属：原子半径在同周期中最大，易失去电子， 第一电离能最低，金属性最强。氧化值为+1。

碱土金属：原子半径比碱金属小，金属性比碱金属 略小。氧化值+2。 同族元素：从上到下，原子半径增大，易失去电子， 金属性增强。

1. Li, Be的半径是同族元素中最小的，所以其 化合物带有更多的共价性，如：LiI, BeI2。Li 和Be与同族元素相比，性质差异较大。

2. 水合能： Mz+(g)+H2O Mz+(aq) 过程的 热效应 离子半径越小，电荷越高，水合能越大(放出 热量)。 3. 电极电势：Li特别小，是因为Li有较大的水 合能

9.2 单质的化学性质 1.与O2反应 在氧气中燃烧，形成 碱金属： 正常氧化物 M2O (M=Li) 过氧化物 M2O2 ( M=Na ) 超氧化物 MO2 ( M=K, Rb, Cs ) 碱土金属： 正常氧化物 MO(M=Be,Mg,Ca,Sr,Ba)

2.与H2反应 除Be,Mg,在高温下均与氢化合，生成离子 型氢化物。 2Na+H2 = 2NaH Ca+H2 = CaH2 离子型氢化物与水反应，放出H2 NaH + H2O = NaOH + H2 离子型氢化物是强还原剂 高温 TiCl4+4NaH Ti + 4NaCl +2H2

3.与H2O反应 均可与水反应 2Na+2H2O = 2NaOH+H2 H2O pH=7 , C(H+)=10-7 mol· -1 (H+/H2) =-0.414V L

电势低于-0.414V的金属均可与水反应。 锂的电势最低，但反应不如钠、钾剧烈。电势高 低反映了反应的可能性，和反应速率无直接关系。

锂与水反应速率慢的主要原因有：(1)反应产物 LiOH溶解度较小，阻碍反应进行，(2)锂的熔点高， 反应产生的热量不能使其熔化。铍、镁与冷水作用 很慢，也是因为产物在水中溶解度小。

9.3 氧化物和氢氧化物 9.3.1 氧化物

9.3.2 氢氧化物

9.3.1 氧化物 1.正常氧化物 锂和碱土金属在空气中燃烧，得到正常氧化物。 其他碱金属正常氧化物可利用金属还原硝酸盐： 10M + 2MNO3 = 6M2O + N2 碱土金属氧化物还可由碳酸盐、硝酸盐加热分解得到： CaCO3 = CaO + CO2 2Sr(NO3)2 = 2SrO + 4NO2 + O2 氧化物与水作用生成氢氧化物 Na2O+H2O = 2NaOH 同一族从上到下，反应剧烈程度增加。Li2O, BeO, MgO反应缓慢。

2.过氧化物 除Be外都可形成过氧化物 Na2O2 白色粉末(工业品一般为黄色),可用作 氧化剂，漂白剂和氧气发生剂。 性质：与水、稀酸、CO2作用

Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 Na2O2 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O2 Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 H2O2易分

解 H2O2 = 2H2O + O2 2Na2O2 + 2 H2O(热) = 4NaOH + O2

3.超氧化物 除Li、Be、Mg,都可形成超氧化物。

性质：与水、稀酸、CO2作用 2KO2 + 2H2O = 2KOH + H2O2 + O2

2KO2 + H2SO4 = K2SO4 + H2O2 + O2 4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2

9.3.2 氢氧化物 BeO几乎不与水作用，MgO与水缓慢反应，其余氧 化物遇水都生成碱。 溶解性： 碱金属氢氧化物，除LiOH,都溶于水。 碱土金属氢氧化物：Be(OH)2, Mg(OH)2难溶， 从Be(OH)2到 Ba(OH)2溶解度增大。 碱性： Be(OH)2为两性， LiOH,Mg(OH)2中强碱， 其余为强碱。 碱性(ROH)的强弱可用离子势来判断。Ф = z / r Ф:离子势；z:R的电荷；r:R的半径。

R—O—H:发生酸式解离，溶液呈酸性 R—O—H:发生碱式解离，溶液呈碱性

Ф越大，(电荷高，半径小)越易发生酸式解离 Ф越小，越易发生碱式解离LiOH 中强碱 NaOH 强碱 KOH 强碱 Ca(OH)2 强碱 RbOH 强碱 Sr(OH)2 强碱 CsOH 强碱 Ba(OH)2 强碱

Be(OH)2 Mg(OH)2 两性 中强碱

同一主族从上到下碱性逐渐增强；同一周期碱金属氢 氧化物的碱性强于碱土金属。

性质： NaOH和KOH是重要的碱。 NaOH价格便宜，应用 更广泛。 碱能与酸、酸性氧化物、盐反应，还可与两性金属 和某些非金属作用，放出H2。 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 卤素、硫、磷等在碱中能发生歧化反应。 X2 + 2NaOH = NaX + NaXO + H2O X=Cl,Br,I

9.4 盐 类 9.4.1 晶型 9.4.2 溶解性 9.4.3 含氧酸盐的热稳定性

9.4.1 晶型 碱金属盐大多为离子型的，其熔沸点高。 碱土金属离子电荷大、半径小，极化力较碱金属离 子强，它们的盐有一定共价性。 Li+、Be2+半径小，极化力强，化合物共价性明显。 氯化物 LiCl NaCl KCl RbCl CsCl

熔点(℃)

606

801

776

715

645

LiCl有一定共价性，熔点最低。其余均为离子键， 从NaCl→CsCl,随半径增大，离子键强度减小，熔点 降低。