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1、第20章碱金属碱土金属概述单质及化合物作业本章要求基本要求1.掌握碱金属和碱土金属的性质与结构，性质与存在之间的关系、制备及用途。2.掌握碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性和碱性及盐类溶解度、热稳定性等性质的变化规律。3．一般掌握锂、铍的特征、锂和镁的相似性碱金属和碱土金属是周期表IA族和IIA族元素。IA族包括锂(lithium)、钠(sodium)、钾(potassium)、铷(rubidium)、铯(cesium)、钫(francium)六种金属元素。它们的氧化物溶于水呈强碱性，所以称为碱金属。IIA族包括
2、铍(beryllium)、镁(magnesium)、钙(calcium)、锶(strontium)、钡(barium)、镭(radium)六种金属元素。由于钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性”和“土性”之间，所以称为碱土金属，现习惯上把铍和镁也包括在内。钫和镭是放射性元素。钠、钾、钙、镁和钡在地壳内蕴藏较丰富，它们的单质和化合物用途较广泛。20-1概述元素性质LiNaKRbCs原子半径/pm152153.7227.2247.5265.4离子半径/pm6897133147167第一电离势kJ/mol521499
3、421405371第二电离势72954591308826752436电负性0.980.930.820.820.79标准电极电势(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923M+(g)水合热/kJ·mol-1519406322293264碱金属的基本性质元素性质BeMgCaSrBa原子半径/pm111.3160197.3215.1217.3离子半径/pm356699112134第一电离势kJ/mol905742593552564第二电离势1768146011521070971第三电离势1493
4、97658494243513575电负性1.571.311.000.950.89标准电极电势(酸)-1.85-2.375-2.76-2.89-2.90标准电极电势(碱)-2.28-2.69-3.02-2.99-2.97M2+(g)水合热/kJ·mol-124941921157714431305碱土金属的基本性质20-1-1通性1.电子构型分别为ns1,ns2.2.成键特征:+I,+II,常形成离子型化合物.3.同周期相比,碱金属元素是最活泼的金属元素,半径最大,电离能最小,电负性也最小.碱土金属活泼性仅次于碱金
5、属.从Li→Cs,Be→Ba,金属活泼性依次递增.同族单质的熔沸点由上到下依次降低.同族单质的密度由上到下依次增大,Li,Na,K比水还轻.它们的硬度都很小.8.都有很好的导电性.9.离子有味道,如Li+:甜,K+,Na+:咸,Ba2+:苦,Mg2+:涩.10.特殊颜色反应.20-1-2碱金属和碱土金属的存在碱金属和碱土金属都以化合态存在于自然界中。在碱金属中,钠和钾在地壳中分布很广,两者的丰度都为2.5%。主要矿物有芒硝Na2SO4·10H2O、光卤石KCl·MgCl2·6H2O以及明矾石K2SO4·Al2(
6、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·Al2O3·4SiO2，锂、铷和铯在自然界中储量较少且分散，被列为稀有金属。天然芒硝碱土金属除镭外在自然界中分布也很广泛，镁除光卤石外，还有白云石CaCO3·MgCO3和菱镁矿MgCO3等。铍的最重要矿物是绿柱石3BeO·Al2O3·6SiO2。钙、锶、钡在自然界中存在的主要形式为难溶的碳酸盐和硫酸盐，如萤石CaF2、石灰石CaCO3、碳酸锶矿SrCO3、碳酸钡矿、石膏CaSO4·2H2O、天青石SrSO4
7、和重晶石BaSO4等。海水中含有大量镁的氯化物和硫酸盐，1971年世界镁产量有一半以上是以海水为原料生产的。萤石石灰石方解石绿柱石重晶石20-2碱金属和碱土金属的单质碱金属密度小、硬度小、熔点低、导电性强，是典型的轻、软金属。碱土金属的密度、熔点和沸点则较碱金属高。锂是固体单质中最轻的，它的密度约为水的一半。碱土金属的密度稍大些。IA及IIA族金属单质之所以比较轻，是因为它们在同一周期里比相应的其它元素原子量较小，而原子半径较大的缘故。铷、铯可用于制造最准确的计时仪器—铷、铯原子钟。1967年正式规定用铯原子钟
8、所定的秒为新的国际时间单位。锂和锂合金是一种理想的高能燃料。锂电池是一种高能电池。20-2-1单质的物理性质金属钠金属钙20-2-2单质的化学性质1.与水反应锂在与水反应中不熔化，钠、钾与水的反应剧烈，钾产生的氢气能燃烧，铷、铯与水剧烈反应并发生爆炸。钾与水反应铍能与水蒸气反应，镁与热水反应，而钙、锶、钡与冷水能比较剧烈地反应。根据标准电极电势，锂的活泼性应比铯更大，但实际上与水反应不
