第9章碱金属和碱土金属ppt课件.ppt

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1、第三篇重要元素及化合物2021/9/3第9章主族金属元素（一）9.1化学元素的自然资源9.2碱金属9.3碱土金属9.4锂、铍的特殊性和对角线规则9.5应用2021/9/3要求：1.了解碱金属、碱土金属单质的典型性质并能够判断其递变规律；2.掌握碱金属和碱土金属的重要氧化物和氢氧化物的性质及主要用途；3.掌握碱金属盐和碱土金属盐的热稳定性、溶解度的变化规律；4.了解锂、铍的特殊性和对角线规则；5.了解锂电池、锂离子电池及硬水软化和纯水制备。2021/9/39.1化学元素的自然资源9.1.1地壳中元素的

2、分布和存在类型迄今发现的元素共有112种，在自然界中存在的有94种，其余18种由人工合成的。元素在地壳中的含量称为丰度，可用质量分数来表示。元素OSiAlFeCaNaKMgHTiω/%46.826.37.734.753.452.742.742.000.760.42地壳中分布最广的10种元素的丰度（质量分数）2021/9/3各种元素在地壳中的含量相差很大，含量最多的是氧，几乎占地壳质量的一半；其次是硅。上述10种元素占地壳总重量的99%以上，其余80多种元素共占不到1%。2021/9/3元素在地壳中的

3、存在形式元素在地壳中的存在形式比较复杂，只有O、N、S、C、Au、Pt、稀有气体等少量元素在自然界中能以单质存在，其余均以化合物形态存在。化合物主要有氧化物（包括含氧酸盐）和硫化物两大类。地质学上称前者为亲石元素（与氧亲和力强，主要以硅酸盐或其他含氧酸盐和氧化物集中于岩石圈中的元素），后者为亲硫元素。元素在地壳中的主要存在形式见图9-12021/9/39.1.2元素资源的存在形式和提取、利用1.化学矿物金属矿物，如用来提取金、银、铜、铁、钨、钼等金属的矿物；非金属矿物，如硫铁矿、自然硫、硼砂、石墨、

4、岩盐、芒硝等，化工原料多属这一类。2021/9/3从金属矿物提取金属元素：富集用重选、浮选和磁选等物理方法，或溶解-沉淀、溶剂萃取和离子交换等化学方法，提高矿石品位还原通过电解还原或用C、CO、H2、活泼金属等化学还原的方法→金属单质→矿物→几种常见的金属精炼方法：电解精炼，气相精炼法，羰化法，碘化物热分解法，区域熔炼法等。2021/9/3金属的提炼方法2021/9/3从化学矿物提取非金属单质有三种情况：1.以游离状态存在的稀有气体、N2、O2、S等用物理方法分离；2.硼、硅、磷等以正氧化态化合物形

5、态存在的，可用活泼金属（如Al、Mg、Fe）、C或H2等还原其氧化物或含氧酸盐；3.卤素等以负离子形态存在的，可以通过电解氧化或用活泼非金属的取代反应来制取。2021/9/32.天然含盐水天然含盐水包括海水、盐湖水、地下卤水和气井水等。采用有效的富集和特殊的提取方法以获得无机盐。３.大气地球表面的大气层是游离N2、O2和稀有气体的大本营，可通过液态空气分馏制取它们的单质。2021/9/34.农副产品某些农副产品也可以用来提取无机物，虽然产量不多，但可以因地制宜，综合利用。例如：从向日葵壳、棉子壳、桐

6、子壳、甜菜制酒后的酒糟、洗羊毛的废水中提取钾盐；从海带中提取碘；从兽骨中提取磷酸氢钙等。2021/9/35.工业废料工业生产中排出的废水、废气和废渣(称“三废”)，是污染环境的根源，但含有大量的可用之物。如果与三废治理相结合，可以化害为利，变废为宝。例如：用硫酸厂的含SO2废气制NH4HSO３，用电镀厂的含Cr(Ⅵ)废水制Cr(Ⅲ)盐，用水泥厂的窑灰制钾盐等。2021/9/39.2碱金属9.2.1碱金属元素概述元素周期表的ⅠA族金属元素称为碱金属，包括锂、钠、钾、铷、铯和钫6种元素。碱金属属于s区元

7、素，其原子价电子层构型为ns1，次外层为稀有气体的稳定8电子结构。锂、铷和铯是稀有金属，钫是放射性元素。碱金属是银白色的柔软、易熔轻金属，密度较小，可以用刀切割。与同一周期其它元素相比，碱金属的原子半径最大，固体中的金属键较弱，原子间的作用力较小，故密度、硬度小，熔点低。2021/9/3碱金属的基本性质元素性质锂Li钠Na钾K铷Rb铯Cs原子序数311193755原子半径/pm152153.7227.2247.5265.4离子半径/pm6897133147167第一电离能I1kJ·mol-15214

8、99421405371第二电离能I272954591308826752436电负性0.980.930.820.820.79标准电极电势(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923密度/gcm-30.530.970.861.531.90硬度(金刚石=10)0.60.40.50.30.2M+(g)水合热/kJ·mol-15194063222932642021/9/3碱金属元素的特点：在同周期元素中，原子半径最大，核电荷最少，最外层的ns1电子离核较