1、第 六 章 碱金属和碱土金属(Alkali and Alkaline Earth Metals)(IA、 IIA族 )第六章 碱金属和碱土金属6-1 碱金属和碱土金属的通性6-2 碱金属和碱土金属的单质6-3 化合物6-4 冠醚配合物碱金属Li Na K Rb Cs Fr锂 钠 钾 铷 铯 钫Lithium Sodium Potassium Rubidium Cesium Francium碱土金属Be Mg Ca Sr Ba Ra铍 镁 钙 锶 钡 镭Beryllium Magnesium Calcium Strontium Barium Radium元素6-1 碱金属和碱土金属的通性元素性
2、质 锂 钠 钾 铷 铯 铍 镁 钙 锶 钡元素符号原子序数相 对 原子 质 量价 层电 子构型原子半径 /pm离子半径 pm电 离能 I1/kJ.mol-1电 离能 I2/kJ.mol-1电 离能 I3/kJ.mol-1电负 性 (Pauling)Ao /VLi36.9412s1123605207298118150.98-3.045Na1122.993s115495496456269120.93-2.714K1939.0984s1203133419305144110.82-2.925Rb3785.475s1216148403263339000.82-2.925Cs55132.96s123516
3、937622300.79-2.923Be49.0122s289319001757148491.57-1.85Mg1224.3053s213665738145177331.31-2.36Ca2040.084s217499590114549121.00-2.87Sr3887.625s2191113550106442100.95-2.89Ba56137.36s21981355039650.89-2.91一 . 价电子层结构： ns1 和 ns2二 .同族从上到下金属活泼性增强；同周期从左到右金属活泼性下降。三碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规则的一族元素 1. 原子半径是同周期中最大的、电负性在同
4、周期中最小 ; 2. 电离能、电极电势是同周期中最小的 ;3. 氧化数仅为 1，因为 I1金属钠，钠浮在上层 )。1. 融盐电解法2. 热还原法：一般采用焦炭或碳化物为还原剂MgO(s) + C(s) = CO(g) + Mg(g) K2CO3 + 2C = 2K + 3CO2KF + CaC2 = CaF2 + 2K + 2C3. 金属置换法 : 高温低压下还原氯化物。KCl + Na = NaCl + K RbCl + Ca = CaCl2 + Rb2CsCl + Mg = MgCl2 + 2Cs4. 热分解法2MN3 = 2M + 3N2 (M = Na, K, Rb, Cs)3-1 M
5、+和 M2+离子的特征 3-2 氧化物 3-3 氢氧化物 3-5 盐类 3-4 氢化物 63 碱金属、碱土金属的化合物1. M+和 M2+具稀有气体离子结构，是无色离子。2. 离子半径大、电荷低、 8e结构、极化作用小(1) 阳离子基本不水解 (除 Be2 外 )；(2) 碱金属 MOH、盐大多易溶于水；(3)碱土金属 M(OH)2、盐溶解度 O2- O22-1. 普通氧化物 (O2-)2. 过 氧化物 (O22-) 4. 臭氧化物 (O3-)一、 普通氧化物1.制备 (1)碱金属：4Li+O2 2Li2O(白 )Na2O2+2Na2Na 2O(白 )2KNO3+10K6K 2O+N2燃烧(2
6、)碱土金属：MCO3 MO+CO2 M(NO3)2 MO+NO2 +O2高温2. 性质物 质性 质 Li 2O Na 2O K 2O Rb 2O Cs 2O颜 色 白 白 淡黄 亮黄 橙 红熔点 /K 1973 1548(升华 ) 623(分解 ) 673 (分解) 673 (分解) fHo/kJ.mol-1 -595.8 -415.9 -493.7 -330.1 -317.6物 质性 质 BeO MgO CaO SrO BaO颜 色 白 白 白 白 白熔点 /K 2803 3125 2887 2693 2191 fHo/kJ.mol-1 -610.9 -601.7 -635.5 -590.4
7、 -558.硬度（莫氏） 9 6.5 4.5 3.8 3.3(1)碱金属氧化物： M2O+H2O2MOH反应的剧烈程度由 Li到 Cs依次增加(2)碱土金属氧化物：反应的剧烈程度从 BeO到 BaO依次增加MO+H2O M(OH) 2与水作用：(3)BeO为两性，其余为碱性二、过氧化物 Na2O2 K2O2 Rb2O2 Cs2O2 MgO2 CaO2 SrO2 BaO2 1、过氧离子 (O2 2- )结构：KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)22Na(l) + O2(无 CO2) = Na2O2(淡黄 )2BaO + O2 = 2BaO2(2
8、) 性质a. Na2O2淡黄色粉末，易吸潮 ；b.与水或稀酸作用，生成 H2O2：Na2O2+2H2O = H2O2+2NaOHNa2O2+H2SO4= H2O2+ Na2SO4c. 吸收 CO2并放出 O2:2Na2O2+ 2CO2 = Na2CO3+ O2 因此可用作高空飞行或潜水时的供氧剂。2、 Na2O2:(1)工业上制 Na2O24Na(l)+ O2 2Na2O 453-473K2Na2O +O2 2Na2O2573-673Kd. 强碱性氧化剂2Fe(CrO2)2+7Na2O2=4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O不能使用瓷制容器、石英容器、铂制容器；宜用 - 铁、镍等制成的容器
9、。迂棉花、炭粉或铝粉会发生爆炸，使用时要特别小心。Ba(NO3)2+3H2O2+2NH3H2O=BaO22H2O2+2NH4NO3+2H2O然后加热至 383388K，即脱去 H2O2而得 BaO23、过氧化钡三、超氧化物 碱金属 MO2碱土金属 M(O2)2。 一般说来，金属性越强的元素越容易形成含氧较多的氧化物。因此， K、 Rb、 Cs易形成超氧化物。K(Rb、 Cs) + O2 = MO2Na2O2 + O2 = 2NaO21.结构： KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)12.性质：(1)有单电子：顺磁性、有颜色KO2 RbO2 Cs
10、O2橙黄 深棕 深黄(2)与水剧烈反应：2MO2+2H2O = O2 +H2O2+2MOH(3)与 CO2反应： 4MO2+2CO2 = 2M2CO3+3O2因此，它们用来除去 CO2和再生 O2，较易制备的 KO2常用于急救箱中。氧化物的稳定性顺序：Li2O Na2O K2O Rb2O Cs2OLi2O2 Na2O2 K2O2 Rb2O2 Cs2O2NaO2 KO2 RbO2 CsO2Li Na K Rb Cs2M2O+O2 2M 2O2 rHmo/kJ.mol-12M2O+O2 2MO 2 rHmo/kJ.mol-1-68.6-159.4-15.1-185.8-72-201.7-150.2-209.2-187.4热力学观点讨论：结构观点讨论：金属和非金属生成的离子晶体：阴、阳离子具备一定的 “匹配 ”条件，可达最好的能量效应，化合物稳定。经验规则：(1)阴、阳离子的半径 小 -小、大 -大结合。(2)阴、阳离子的价数 高 -高、低 -低结合(3)半径小的离子趋向与和价数高的异号离子结合
