s区金属(碱金属与碱土金属)

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1、第20章s区金属（碱金属与碱土金属）[教学要求]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。[教学重点]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。[教学难点]碱金属、碱土金属的氢氧化物的性质。[教学时数]4学时[主要内容]1．

2、碱金属、碱土金属的通性。2．碱金属、碱土金属单质的性质、制法及用途。3．碱金属、碱土金属的氧化物、氢氧化物、氢化物、盐类、配合物的性质。碱金属和碱土金属是周期表ⅠA族和ⅡA族元素。ⅠA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。ⅡA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

3、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

4、，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。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。

5、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

6、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。碱金属和碱土金属晶体均为金属晶格，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。碱金属皆为体心立方晶格，碱土金属中，Be、M

7、g为六方晶格，Ca、Sr为面心立方晶格，Ba为体心立方晶格。这两族元素的离子各有不同的味道特征，如Li+离子味甜；K+、Na+离子味咸；Ba+离子味苦。Li+离子的极化力是碱金属中最强的，它的溶剂化作用和形成共价的趋势异常的大，有人提出有“锂键”的存在，类似于氢键，如H—F···Li—F和(LiF2)2。§20-2碱金属和碱土金属的单质2-1存在和制备一、存在由于碱金属和碱土金属的化学性质很活泼，所以它们只能以化合状态存在于自然界中。在碱金属中，钠和锂在地壳中分布很广，两者的丰度都为2.5%。主要矿物有钠长石N

8、a[AlSi3O8]、钾长石K[A1Si3O8]、光卤石KCl·MgCl2·6H20及明矾石K2SO4·A12(SO4)3·24H2O等。海水中氯化钠的含量为2.7％，植物灰中也含有钾盐。锂的重要矿物为锂辉石Li2O·A12O34SiO2，锂、铷和铯在自然界中储量较少且分散，被列为希有金属。碱土金属除镭外在自然界的分布也很广泛，镁除光卤石外，还有白云石CaCO3·MgCO3和菱镁矿Mg