远不如相邻碱金属那样剧烈，
镁和铍在水和空气中因生成致密 的氧化物保护膜而显得十分稳定。
Question 2
Solution
锂的标准电极电势比钠或钾的标准电极 电势小，为什么 Li与水反应没有其他金属 与水的反应激烈？
电极电势属于热力学范畴，而反应剧烈程度属于动力 学范畴，两者之间并无直接的联系。 Li与水反应不激烈，主要原因（1）锂的熔点较高，与 水反应产生的热量不足以使其熔化; (2)与水反应的产物溶 解度较小，易覆盖在金属锂的上面，阻碍反应继续进行。 性 质 Li Na m.p./K 453.69 370.96 MOH 在水中的 5.3 26.4 溶解度/(mol· L-1) K Rb Cs 336.8 312.04 301.55 19.1 17.9 25.8
锂的原子半径最小、电离能最高,但其溶剂化程度(水合 分子数为25.3)和溶剂化强度 (水合焓为-519 kJ· mol-1 ）却 是最大。
Eθ(Be2+/Be) 明显低于同族其余电对 , 与其高电离能有 关。无法被水合焓补偿： I1( Be ) I 2 ( Be ) 2.656 kJ mol 1
过氧离子O22-与F2为等电子体，有一个σ键 超氧离子O2-的结构有一个σ键和一个三电子π键
O O
2-
O
O
-
(2) 与水作用 ● 碱金属被水氧化的反应为: 2 M(s) + 2 H2O (l) → 2 M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
Li
●
Na
K
碱土金属被水氧化的反应为:
M(s) + 2 H2O (l)→ M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
Question 3
Solution
Li 的Eθ值为什么最负？Be的Eθ值最 小？
S 区金属元素相关电对的标准电极电势 E (单位：V)
Li+/Li Na+/Na K+/K Rb+/Rb Cs+/Cs -3.04 -2.71 -2.93 -2.92 -2.92 Be2+/Be Mg2+/Mg Ca2+/Ca Sr2+/Sr Ba2+/Ba -1.97 -2.36 -2.84 -2.89 -2.92
根据循环算得的准电 极电势与下表中的数据十 分接近。在计算时要用到 下面的公式：
θ r Gm
- nFE
(3)
焰色反应 (flame reaction) 碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧 时，会 呈 现 出 一定的颜色 ，称为焰色反 应 ( flame reaction)。可以用来鉴定化合物中某元素的存在，特 别是在野外。
元 颜
素 色
第9章
s 区元素
1. 价电子构型：ns1~2 2. 包含元素：IA族（碱金属） IIA族（碱土金属）
S区元素在周期表中的位置
§9-1 概述
碱金属 (alkalin metals) (ⅠA): ns1
电 离 能 、 电 负 性 减 小 金 属 性 、 还 原 性 增 强 原 子 半 径 增 大
碱土金属 (alkalin earth metals) (ⅡA): ns2 铍 beryllium
KO2
CaO
RbO2
SrO
CsO2
Ba O2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Question 1
Solution
为何空气中燃烧碱金属所得产物不同？
哪一个燃烧反应的Δ rGm负值最大，产物就是哪一个。 Na生成Na2O、Na2O2 和 NaO2的 ΔrGm分别是 ―376 kJ· mol-1, ― 430 kJ· mol-1和― 389.2 kJ· mol-1, 因此燃 烧产物就是 Na2O2 。
离子半径由上到下递增晶体结构中
水合离子半径由上到下递减水溶液中
§9-2 单质
1. 单质的物理性质
有金属光泽，密度小，硬
度小，熔点低、导电、导热
性好的特点
2. 单质的化学性质
(1) 与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应的化合物 单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：
Li2O
BeO
Na2O2
MgO
锂 钠 钾
lithium sodium potassium
镁
钙 锶 钡 镭
magnesium
calcium strontium barium radium
铷 铯
钫
rubidium caesium
francium
金属性、还原性减弱
原子半径减小
电离能、电负性增大
1、几个问题的说明
(1).锂和铍的的特殊性
锂和铍离子半径都特别小（60和31pm）。因此其
极化能力很强，其化合物具有一定的共价性。
尤其是Be2+，离子半径特别小，电荷又高，因而
其化合物的共价性往往超过离子性。
LiI的共价性约为50%；BeI2的共价性约为75%。
(2).关于水合能
水合能是指反应M2+(g)+H2OM2+(aq)的热效应，即由气态
离子变为水合离子的热效应。离子的半径越小，电荷越高， 水合能越大，Li+、Be2+具有同族元素中最大的水合能。
同族元素由上到下水合能递减，结合的水分子数也递减，由
于水合分子数减小，造成水合离子的半径由上到下递减。在 离子交换柱上, Li+离子水合分子多，水合离子半径大，与树 脂结合力比较弱，因此在淋洗时先被淋洗下来。(p.197，表 9-3)
碱金属溶于水的能量变化及标准电极电势
性 质 Li Na 109.5 495.7 -413.8 197.3 -454.5 -275.2 -2.67 -2.71 K 91.5 418.6 -342.8 175.1 -454.5 -279.4 -2.90 -2.931 Rb 86.1 402.9 -321.9 165.1 -454.5 -289.4 -3.00 -2.98 Cs 79.9 375.6 -297.1 158 -454.5 -296.5 -3.07 -2.92 升华能 S/kJ•mol-1 150.5 -1 电离能 IM/kJ•mol 520.1 -1 水合能 HM/kJ•mol -514.1 θ 1 H1 / kJ • mol 163.1 θ 1 H 2 / kJ • mol -454.5 总焓变△Hm/kJ•mol-1 -291.4 θ / V （计算值） -3.02 θ （实验值） /V -3.0401