Li+/Li
-3.04
Be2+/Be
-1.97
Na+/Na
-2.71
Mg2+/Mg
-2.36
K+/K
-2.93
Ca2+/Ca
-2.84
Rb+/Rb
-2.92
Sr2+/Sr
-2.89
Cs+/Cs
-2.92
Ba2+/Ba
-2.92
锂电对的数值乍看起来似乎反常，这个原子半径最小、电离
能最高的元素倒成了最强的还原剂.显然与其溶剂化程度（水合
M( N s 3H ()l)M (am )e(am )
碱金属在液氨中的溶解度 (-35℃)
碱金属元素 M
Li Na K Rb Cs
溶解度/ (mol ·L-1)
15.7 10.8 11.8 12.5 13.0
有趣的是，不论溶解的是何种金属，稀溶液都具有同一吸收波 长的蓝光.这暗示各种金属的溶液中存在着某一共同具有的物种.后 来实验这个物种是氨合电子，电子处于4~6个 NH3 的 “空穴” 中.
大气圈：O2、N2、CO2、稀有气体
地 壳
水圈：O、H、Cl、Na、Mg
岩石圈：Si、O、H、金属
元 素 单
气态：AHr2、、KN2r、、OX2e、（C11l2种、）F2、He、Ne、
质 （
液态：Hg、Br2（2种）
常 温
固态：剩余大多数 a
3
）
a
4
a
5
人体中的元素
必 需 元
宏量元素：11种，占99.95%，其中主要为 O、C、H、N，占96%
第三，由于钾变成蒸气，可设法使其不断离开反应体系，让 体系中其分压始终保持在较小的数值.不难预料随Pk变小， D r Gm 向负值的方向变动，有利于反应向右进行.
MH2 (M = Ca, Sr, Ba)
a
24
12-1-3 金属单质的制备
Li
Be 熔盐电解法
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
金属热还原法
电解含58~59% (CaCl2) 的熔融 NaCl:
2Cl-
Cl2 +2e-
2 Na+ + 2 e-
2 Na
2 NaCl(l)
2 Na (l) + Cl2(g)
m.p./K MOH 在水中的 溶解度/(mol·L-1)
453.69 370.96 336.8 312.04 301.55 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8
a
16
Question 3 Li 的 Eө值为什么最负？Be 的 EӨ 值最小？
S 区金属元素相关电对的标准电极电势 Eq(Ox/Red) (单位：V)
Na2O2
镁 带 的 燃 烧
KO2
Question 1
为什么在空气中燃烧碱金属 所得的产物不同？
该问题可以从以下几个方面讨论：
1. 燃烧产物可从燃烧反应的能量变化中推测. 哪一个燃烧反应的
DG负值最大，产物就 和 NaO2的DG 分别是
-是37哪6 k一J·个m.o例l-1,如-4，30NkaJ生·m成olN-1和a2O–3、89N.a22O2
2．了解主要元素的矿物资源及单质的制备方法 ，特别注意 钾和钠制备方法的不同；
3．了解s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质，特别 注意氢氧化物的碱性变化规律；
4．了解 s 区元素的重要盐类化合物，特别注意盐类溶解性 的热力学解释；
5．会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律； 6．了解对角线规则和锂、铍的特殊性.
元 素 Li
Na K
Rb
Cs
Ca
Sr
Ba
颜 色 深红 黄 紫 红紫 蓝 橙红 深红 绿
波 长 / nm 670.8 589.2 766.5 780.0 455.5 714.9 687.8 553.5
(4) 与液氨的作用 碱金属与液氨的反应很特别，在液氨中的溶解度达到了超出人
们想象的程度. 溶于液氨的反应如下：
实验依据 ● 碱金属的液氨溶液比纯溶剂密度小 ● 液氨中随 c(M) 增大，顺磁性减少
(2e e22-)
如果液氨保持干燥和足够高的纯度（特别是没有过渡金属离子存
在），溶液就相当稳定.
钠溶于某些干燥的有机溶剂（如醚）也会产生溶剂合电子的颜色.
用钠回流干燥这些溶剂时，颜色的出现可看作溶剂处于干燥状态
的标志.
a
8
12-1 金属单质 simple substance
12-2 含氧化合物 compound contained oxygen
12-3 盐类
salts
概述 (generalization)
碱金属 (alkalin metals) (ⅠA): ns1
电金原 离属子 能性半 、、径 电还增 负原大 性性 减增 小强
3. 3. 晶格能又正比于阴、阳离子电荷的乘积，反比于阴、阳离 子的距离. 这样就要求阴、阳离子具备一定的 “匹配” 条件， 产生最好的能量效应. 此即所谓的“大-大，小-小”规则. 请参 看第二章有关内容.
a
14
(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) 钠和钠下方的同族元素与水反应十分激烈，过程中生成的氢气能自燃. 金属钠与水的反应在实验室用于干燥有机溶剂，但不能用于干燥醇！
a
21
Question 4
金属钠与水、液氨、甲醇 的反应有何不同？
2 Na(s) + 2 H2O(l)
Na+ (aq) + 2 OH- (aq) + H2(g) ↑
2 Na(s) + CH3CH2OH(l)
2 CH3CH2ONa(l) + H2(g) ↑
Na(s) + (x+y) NH3 (l)
Na+(NH3) x + e- (NH3) y
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) 钙、锶、钡与水的反应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.
Ca
Question 2
锂的标准电极电势比钠或钾的标准电极 电势小，为什么 Li 与水反应没有其它金属
反应制备金属钾？
熔融
KCl + Na
NaCl + K
首先，钾的第一电离能 (418.9 kJ·mol-1 ) 比钠的第一电离能
（495.8 kJ·mol-1 ）小的缘故.
其次，通过计算可知固相反应的D r Hm是个不大的正值，但钾 的沸点（766 ºC）比钠的沸点（890 ºC ）低，当反应体系的温度控 制在两沸点之间，使金属钾变成气态，而金属钠和KCl 、NaCl 仍 保持在液态，钾由液态变成气态, 熵值大为增加，即反应的T D r Sm 项变大，有利于D r Gm变成负值，反应向右进行.
(阴极)
(阳极)
可利用Ellingham 图进行判断
加 ●
C降aC低l2熔的点作，用减(助少熔液剂Na，挥fl发ux)
● 混合盐密度增大，液Na浮在熔盐表面，
易于收集
a
25
Question 5
金属钾能否采用类似 制钠的方法制备呢？
结论是不能采用同类方法. 其原因是： ● 金属 K 与 C 电极可生成羰基化合物 ● 金属 K 易溶在熔盐中，难于分离
素 微量元素：15种，<1%
有毒元素：Cd、Hg、Pb（剧毒），Be、Ga、In、 Tl、Ge、Sn、As、Sb、Bi、Te
未确定元素：33种
a
6
S区元素在周期表中的位置
a
7
本章教学要求
1．了解 s 区元素的物理性质和化学性质，能够解释 Li 的 标准电极电势为什么最低 ，能解释碱金属与水、醇和液 氨反应的不同；
lithium
sodium potassium rubidium
caesium
碱土金属 (alkalin earth metals) (ⅡA): ns2
beryllium
magnesium calcium strontium
barium

francium
radium
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大
kJ·mol-1, 因此燃烧产物就是 Na2O2 .
2. DG 的大小则由 DrGm= Dr Hm-T D r Sm 决定. 其中熵变一般对 D由G设的计贡的献B比o较rn小-H，abeDrG循的环大来小决主定要. 由而D循r环H中m来的决晶定格.能D 值r H的m则大要小 对整个反应能否进行及产物稳定性关系重大.
第12 章 碱金属和碱土金属
Chapter 12 Alkali Metals and Alkaline-earth Metals
原子的起源和演化
1 宇宙之初 2 氢燃烧、氦燃烧、碳燃烧 3 α过程、e过程 4 重元素的诞生 5 宇宙大爆炸理论的是非
a
2
元素通论
112种元素，94种存在于自然界，人体中含60多种。
● 金属 K 蒸气
易从电解槽 逸出造成易 燃爆环境
Na N2
排泄阱 NaCl 渣 热热
不锈钢环
熔融 KCl(1550F)
N2 Na 蒸气
Na NaCl 渣 热热(1620F)