KO2
间接法
Na 2 O 2 2Na 2Na2 O
2KNO 6K N 如何制备 Na2O ， K2 O ？ 3 10K 2O 2 Question 5
M2CO3 M2O CO2 (g)
无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
3 氧化物的化学性质
(1) 与H2O的作用（生成相应的碱）
3. 稀碱金属氨溶液是还原剂
无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
7 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.
主要用途：鉴定化合物中某元素的存在；焰火.
特别注意
焰色反应是物理变化，不是化学变化
Li
元 颜 素 色 Li 深红
4
§7.1 s区元素的通性
碱金属的基本性质
元素 性质 原子半径/pm 离子半径/pm Li 152 68 Na 153.7 97 K 227.2 133 Rb 247.5 147 Cs 265.4 167
第一电离势
第二电离势 电负性
kJ/ mol
521
7295 0.98
499
4591 0.93
421
单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物： Li2O BeO Na2O2 MgO KO2 CaO RbO2 SrO CsO2 BaO2
这些氧化物的形式有什么不同？
Na2O2
镁 带 的 燃 烧
Li2O Gc2-706-18.12 KO2 无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
(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)
3088 0.82
405
2675 0.82
371
2436 0.79
标准电极电势(酸)
M+(g)水合热 /kJ· mol-1 无机化学
-3.045 -2.711 -2.923 -2.925 -2.923
519 406 322 293 264
§7.1 s区元素的通性
碱土金属的基本性质
性质 元素 原子半径/pm 离子半径/pm 第一电离势
信号弹
红绿锶钡信号弹 无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
§7.2.2 氧化物
1、碱金属-三类氧化物，碱土金属-普通氧化物
正常氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2-)
Li2O Na2O2 2 氧化物的制备 2Na O2 Na 2O2 直接法
K O2 KO2
beryllium magnesium calcium strontium barium radium
francium
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大 无机化学
§7.1 s区元素的通性
ⅠA Li (锂) Na (钠) K (钾 ) Rb (铷) Cs (铯) ⅡA 原子序数 3 11 19 37 55 价电子构型 2s1 3s1 4s1 5s1 6s1 金属半径 (pm) 152 186 227 248 265 熔点 (℃ ) 硬度 沸点 (℃) (金刚石=10) 0.6 0.4 0.5 0.3 0.2
Na
Na 黄 589.2
K
K 紫 766.5
Rb
Rb 红紫 780.0
Cs
Cs 蓝 455.5
Ca
Ca 橙红 714.9
Sr
Sr 深红 687.8
Ba
Ba 绿 553.5
波长(nm) 670.8
无机化学
鉴定溶液中是否存在某种离子
用 途 节 日 焰 火
无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
电负性 标准电极电势(酸)
1.57 -1.85
1.31
1.00
0.95 -2.89
0.89 -2.90
-2.375 -2.76
标准电极电势(碱)
M2+(g)水合热/kJ· mol-1
-2.28
2494
-2.69
1921
-3.02
1577
-2.99
1443
-2.97
1305
无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
比较：2 M(s) + 2 H2O (l) → 2 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.
无机化学
Ca
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
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 Question 1 有其它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与水反应没有其它碱金属与水反应激烈，主要原因有: (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，一旦生成 ，就覆盖在金属 锂的上面，阻碍反应继续进行. 性 质 m.p./K Li Na K Rb Cs 453.69 370.96 336.8 312.04 301.55 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8 -1
都是活泼金属
无机化学
§7.1 s区元素的通性
碱金属 (alkalin metals) (ⅠA): ns1
lithium
sodium potassium rubidium caesium
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
Be
无机化学
Mg
Ca
Sr
Ba
ⅠA
(kg· cm )
Li(锂)
Na(钠)
K(钾)
Rb(铷) Cs(铯)
密度 -3
0.53
0.97
0.86
1.53
1.88
金属表面的电子易逸出，可制造光电 金属性递增 管，由铯光电管制成的自动报警装置， 可报告远处火警；制成的天文仪器可 ⅡA Be(铍) Mg(镁) Ca(钙) Sr(锶) Ba(钡) 根据星光转变的电流大小测出太空中 密度 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 -3) (kg· cm 星体的亮度，推算星球与地球的距离。
S
MH
M
NH3(溶液或气态)
O2
O2 + CO2
MNH2 + H2 MOH + H2
有 Fe 存在
M2CO3
H2 O Hg 液NH3
汞齐
M+ (am) + e- (am)
无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
碱 土 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应
MX2 M3 N 2 (M = Mg) M(OH)2 + H2 (M = Ca, Sr, Ba)
MOH 在水中 的溶解度/(mol· L )
无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
(3) 与液氨作用
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
无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
180.5 1342 97.82 882.9 63.25 760 38.89 686 28.40 669.3
原子序数 Ca 价电子构型 碱金属和 、 Sr 、 Ba （pm ） 均可用刀切割 (℃ ) (℃ ) ∧ (金刚石=10) ∧ ∨ ∧ 属晶体中的金属键很不牢固. 故单质的熔、沸
IA 核电荷 原子半径 熔、沸点 硬度 因为原子的原子半径较大、核电荷较少 ,其金 硬度 金属半径 熔点 沸点 点较低，硬度较小 原子半径 熔、沸点 2 3s 160 648.8 Cs 是最软的金属
ns1~2
ns2np1~6
(n-1)d1~10ns2 (n-1)d10ns1~2 无机化学
第七章
s区元素
s-Block Elements
§7.1 s区元素的通性
§7.2 s区元素单质及其化合物的性质
§7.3 s区元素的生物学效应及常用药物
无机化学
本章教学要求
ⅠA Li Na K Rb Cs
ⅡA Be Mg Ca Sr Ba
N2
O2
MO2 (M = Ba), MO
H2 O
M
NH3
M(NH2)2 + H2
水蒸气
MO + H2 (M = Be, Mg)
NaOH
HMO2- + H2 (M = Be)
MH2 (M = Ca, Sr, Ba)
无机化学
§7.2 s区元素的单质及其化合物的性质
(1). 与O2、S、N2、X2卤素反应
电负性 1.5 1.2 1.0 1.0 0.9
失去电子的倾向大，受到光照射时， 电负性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7
金属性递增
无机化学
2 化学性质
碱 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应
M3 P M3N (M = Li) P N2 X2 MX （X = 卤素） M2 S M2O （M = Li, Na） M2O2 （M = Na, K, Rb, Cs） MO2 （M = K, Rb, Cs）