第十二章 s区元素
第十二章 s区元素

5、举例说明铍与铝的相似性。 、举例说明铍与铝的相似性。
答:Be 和Al 单质及化合物性质有许多相似之处,可以从以下 几个方面来理解: (1) Be 和Al 都是两性金属,不仅能溶于酸也都溶于强碱,放 出氢气; (2) Be 和Al 的氢氧化物都是两性化合物,易溶于强碱; (3) Be 和Al 都是共价化合物,易升华,聚合,易溶于有机溶 剂; (4) Be 和Al 常温下不与水作用,与冷的浓硝酸接触时都发生 钝化现象; (5) Be 和Al 的盐都易水解。
12、关于s 区元素的性质下列叙述中不正确的是 A、 由于s 区元素的电负性小,所以都形成典型的离子型化 、 由于 区元素的电负性小, 合物 B、 在s 区元素中,Be、 Mg 因表面形成致密的氧化物保护 膜而对水较稳定 C、 s 区元素的单质都有很强的还原性 D、 除Be、 Mg 外,其他s 区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做 焰火材料 13、关于Mg , Ca , Sr , Ba 及其化合物的性质下列叙述中不正确 的是 A、 单质都可以在氮气中燃烧生成氮化物M3N2 B、 单质都易与水、水蒸气反应得到氢气 、 单质都易与水、水蒸气反应得到氢气(p378) C、M(HCO3)2 在水中的溶解度大于MCO3 的溶解度 (p392) D、这些元素几乎总是生成+2 价离子
碳酸盐受热分解的难易程度与阳离子的极化作用 有关。阳离子对CO32-离子的极化作用,使CO32-不稳定 离子的极化作用, 有关。阳离子对 以致分解,极化作用越大越易分解。 质子) 以致分解,极化作用越大越易分解。H+(质子)的极 化作用超过一般金属离子,所以有下列热稳定性顺序: 化作用超过一般金属离子,所以有下列热稳定性顺序: M2CO3>MHCO3>H2CO3 p430另外一种解释 另外一种解释
新312第12章s区元素

Chloride, silicate, phosphate, sulfide, oxide, free element, sulfate, carbonate
氯化物,硅酸盐,磷酸盐, 硫化物, 氧化物, 单质, 硫酸盐,碳酸盐
Occurrences of metals 存在方式
• free elements单质— Au、Ag、Pt、Cu; • binary compounds 二元化合物 — oxides 氧化物、 — sulfides 硫化物、 — halides 卤化物… • oxo-acids 含氧酸盐 — carbonates 碳酸盐、 — silicates 硅酸盐、 — sulfates 硫酸盐…
Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
In engineering, metals can be classified as 按工程技术分
• ferrous metals 黑色金属: 如Fe、Mn、Cr • non-ferrous metals有色金属: • and the non-ferrous metals can be divided as the heavy, light, noble, rare, and radioactive.又分重、轻、贵、稀有、 放射性
The properties of metals性质(1)
Physical properties
• luster光泽: most metal are silvery.金属大多呈银 白色, Au—golden金黄色,Bi—pale red淡红, Cu—紫红色;
• density密度: light metals with the density less than 5gcm3; 按5g.cm3为标准,分为轻金属, 否则 为重金属; • melting point 熔点: the melting points between metals show great difference. 金属熔点差别很 大。 如:Hg (liquid)、W (3380℃);
s区、d区、ds区重要元素及其化合物

s区、d区、ds区重要元素及其化合物(s Block, ds Block, d Block Elements and Compounds)9.1 s区元素s区元素中锂(Lithium)、钠(Sodium)、钾(Potassium)、铷(Rubidium)、铯(Cesium)、钫(Francium)六种元素被称为碱金属(alkali Metals)元素。
铍(Beryllium)、镁(Magnesium)、钙(Calcium)、锶(Strontium)、钡(Barium)、镭(Radium)六种元素被称为碱土金属(alkaline earth metals)元素。
锂、铷、铯、铍是稀有金属元素,钫和镭是放射性元素。
碱金属和碱土金属原子的价层电子构型分别为ns1和ns2,它们的原子最外层有1~2个电子,是最活泼的金属元素。
9.1.1 通性碱金属和碱土金属的基本性质分别列于表9-1和表9-2中。
表9-1碱金属的性质碱金属原子最外层只有1个ns电子,而次外层是8电子结构(Li的次外层是2个电子),它们的原子半径在同周期元素中(稀有气体除外)是最大的,而核电荷在同周期元素中是最小的,由于内层电子的屏蔽作用较显著,故这些元素很容易失去最外层的1个s电子,从而使碱金属的第一电离能在同周期元素中最低。
因此,碱金属是同周期元素中金属性最强的元素。
碱土金属的核电荷比碱金属大,原子半径比碱金属小,金属性比碱金属略差一些。
s区同族元素自上而下随着核电荷的增加,无论是原子半径、离子半径,还是电离能、电负性以及还原性等性质的变化总体来说是有规律的,但第二周期的元素表现出一定的特殊性。
例如锂的EΘ(Li+/Li)反常地小。
表9-2碱土金属的性质s区元素的一个重要特点是各族元素通常只有一种稳定的氧化态。
碱金属的第一电离能较小,很容易失去一个电子,故氧化数为+1。
碱土金属的第一、第二电离能较小,容易失去2个电子,因此氧化数为+2。
在物理性质方面,s区元素单质的主要特点是:轻、软、低熔点。
s 区 元 素

s 区元素
一、 s区金属
1. s区元素的通性
s区金属又称为成碱金属,包括第Ⅰ A族的碱金属元素Li、Na、K、 Rb、Cs、Fr和第Ⅱ A族的碱土金属元素Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra。 它们以卤化物、硫酸盐、碳酸盐和硅酸盐存在于地壳中。Rb、Cs在自 然界存在较少,是稀有金属;Fr和Ra是放射性金属,Fr放射性极强,半 衰期极短,在天然放射性衰变和核反应中可形成微量的Fr,而Ra首先被 玛丽·居里(Marie Curie)从沥青油矿中分离出来,其所有的同位素都具 有放射性且寿命最长,如226Ra的半衰期为1602年。
s区元素
成碱金属能与水迅速反应放出氢气,所以不能在水溶 液中用于还原任何物质,但可成为非水介质中有机化学反 应的重要还原剂。同时也是高温条件下从氧化物或氯化物 中制备稀有金属的重要还原剂。当然,这些反应必须在真 空或稀有气体保护下进行。
对比锂和镁的性质,不难发现在它们之间有许多相似 之处,如它们都能与氧或者氮直接化合生成氧化物、氮化 物,它们的氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐等都难溶于水。
s 区元素
成碱金属的基本性质列入表8-2中。成碱金属在物理 性质方面表现出金属的外观和良好的导电性,但硬度、熔 点和沸点与其他金属相比很低。这是因为成碱金属成键电 子数少,金属键弱,反映在宏观性质上表现出低熔点、低 沸点和低硬度的特点。第Ⅰ A和第Ⅱ A族元素的电子构型 分别为ns1和ns2,它们能失去1个或2个电子形成氧化数为 +1或+2的离子型化合物。同族中它们的有效核电荷相等, 但自上而下,原子(离子)半径依次增大,电离能、电负 性逐渐降低,金属活泼性增强。
碱金属氢化物中以LiH最稳定,加热到熔点也不分解。其他碱金 属氢化物的稳定性较差。LiH能与AlCl3在无水乙醚中反应生成LiAIH4 (氢配合物):
江苏师范大学《无机化学》习题库及答案第十二章 s区元素

第十二章S区元素一、选择题(每题3分,共30分)( ) 1. 钠在空气中燃烧,得到的产物是(A) Na2O (B) Na2O2(C) NaO2(D) Na2CO3( ) 2. 下列氢氧化物中碱性最强的是(A) LiOH (B) NaOH (C) KOH (D) Mg(OH)2 ( ) 3. 下列氢氧化物中溶解度最小的是(A) LiOH (B) NaOH (B) KOH (D) RbOH( ) 4. 下列哪一个氢氧化物是两性的?(A) Be(OH)2(B) Mg(OH)2(C) Ca(OH)2(D) Sr(OH)2( ) 5. 下列晶体中熔点最高的是(A) BeCl2(B) MgCl2(C) CaCl2(D) SrCl2 (E) BaCl2( ) 6. 下列物质中热稳定性最高的是(A) BeCO3(B) MgCO3(C) CaCO3(D) SrCO3 (E) BaCO3( ) 7.下列成对元素中化学性质最相似的是()(A) Be和Mg (B) Mg和Al (C) Li和Mg (D) Be和B( ) 8. 氢化铷与水反应可放出氢气,则下列叙述正确的是()(A) 氢化铷溶于水显酸性。
(B) 氢化铷中的氢离子被还原为氢气。
(C) 氢化铷与水反应时,水是还原剂。
(D) 氢化铷中的氢离子最外层有两个电子。
( ) 9. 现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4 L。
这种碱金属可能是( )(A) Na (B) K (C) Rb (D) Cs( ) 10. 我国人民很早就知道用焰色反应来鉴别某些物质。
南北朝时期,著名的炼丹家和医药大师陶弘景在他的《本草经集注》中就有这样的记载:“以火烧之,紫青烟起,云是真硝石也”。
这一记载所鉴别出的物质应该是()(A) NaNO3(B) KNO3(C) KMnO4(D) I2二、填空题(每空1分,共31分)1. 钠与水剧烈作用,生成___和____,易引起燃烧和爆炸,需贮存在_________或_________中,而锂的密度很小,能浮在煤油上,所以将其保存在__________。
S区元素

§10-4 10-
生物学效应及常用药物
钠钾的生物功能 一、调节机体和细胞的渗透压 二.调节体液的酸碱平衡 三.参与体内蛋白质和糖类的代谢 四.维持正常的神经兴奋性和心肌运动
常见的药物
§10-1 101-1 1-2
通性
ⅡAns2。
价电子层结构。 价电子层结构。ⅠA ns1、 成键特征: 成键特征:
易失电子,化学性质活拨。 易失电子,化学性质活拨。 大多数金属可形成离子型化合物 Li、Be、Mg可形成一些共价化合物, Li、Be、Mg可形成一些共价化合物,Na2也具有 可形成一些共价化合物 共价性。 共价性。 1-3 性质
= =
2MgO+Si (高温 高温) 高温 2MgCl2+Ti (高温) 高温)
4、与NH3反应(溶于 、 反应(溶于NH3) 1)Na+NH3(l) = NaNH2+ 1/2 H2 )
§ 10-2 10制备 1 2 3 电解熔融: 电解熔融:2NaCl K2CO3+2C
单质
电解
Na+Cl2 2K+3CO K+3
热还原法(制K、Mg) 热还原法( Mg)
1473 K
金属置换法( 金属置换法(制K、Rb、C) Rb、 KCl+Na 高温 NaCl+K↑
10-3 重要化合物
一、氧化物和氢氧化物
直接反应 普通化合物O2普通化合物O 过氧化物O 过氧化物O22超氧化物O 超氧化物O2臭氧化物O3臭氧化物O 间接反应 Li、Be、Mg、Cs、Sr、Ba (ⅠA、ⅡA) ⅠA、ⅡA) Li、Be、Mg、Cs、Sr、 Na、 Be以外 Na、Ba 除Be以外 Be、Mg、Li以外 (Na)K、Rb、Cs 除Be、Mg、Li以外 Na) Rb、 KO3与水反应生成ROH 与水反应生成ROH
第十二章s区元素

溶解度
MOH易溶于水,放热 碱土金属溶解度(20℃)
氢氧化物
溶解度 /mol·L-1
Be(OH)2 8×10-6
Mg(OH)2 5×10-4
Ca(OH)2 1.8×10-2
Sr(OH)2 6.7×10-2
Ba(OH)2 2×10-1
重要盐类及其性质 重要盐类:卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐
1 晶体类型:绝大多数是离子晶体 但碱土金属卤化物有一定的共价性。
两族元素金属和化合物的重要性可排出如下顺序:
金 属: Na>> Li >K > Cs > Rb Mg >> Ca > Be > Ba > Sr
化合物: Na > K >> Li >> Cs > Rb Ca >> Mg >> Ba >> Sr > Be
顺序大体是按世界年产量大小排列的,表示不出 排序较后元素在某些特定应用领域的重要意义。
菱镁矿: MgCO3
钾长石:
KAlSi3O8
光卤石:
KCl MgCl2 6H2O
明矾石:
石 膏: 大理石:
CaSO4 CaCO3
2H2O
萤 石: 天青石:
CaF2
SrSO4
重晶石: BaSO4
K(AlO) 3(SO4 )2 3H2O
12.2.3 用途概述 Generality of application
CaH2 2H2O
4NaH TiCl 4 Ti 4NaCl 2H 2
(2)剧烈水解:
MH H2O MOH H2 (g)
CaH 2 2H2O Ca(OH) 2 2H2 (g)
3. 形成配位氢化物 4LiH AlCl 3 (无水)乙醚Li[AlH 4 ] 3LiCl
第12章 s区和ds区元素吉林大学无机化学

原 子 半 径 增 大 , 金 属 性 增 强
IA
Li Na K Rb Cs
IIA
Be Mg Ca Sr Ba
原子半径减小,金属性减弱
特殊性:Li 的 E 值负值最大
硫脲
HCl
③ Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸
Cu 4HNO 3 (浓) Cu(NO 3 ) 2 2NO 2 2H 2 O Ag 2HNO 3 (浓) AgNO 3 NO 2 H 2 O Cu 2H 2 SO 4 (浓) CuSO 4 SO 2 2H 2 O 2Ag 2H 2 SO 4 (浓) Ag 2 SO 4 (s) SO 2 2H 2 O Au 4HCl( 浓) HNO 3 (浓) H[AuCl 4 ] NO(g) H 2 O
第12章
s区和ds区元素
1.金属单质的物理性质
s区和ds区元素通常仅以s电子参与成键,故熔点、 沸点、气化热等低于其他d区元素。特别是Hg,由 于6s电子的“惰性电子对效应”形成的金属键更弱, 故在温室下为液体。
2. 化学性质-s区元素
s区金属原子半径大、核电荷数小,单质 易失去最外层电子而表现很强的还原性
(4) 锌与OH-,NH3反应
Zn 2OH 2H 2 O Zn(OH) 2 4 H2
Zn 4NH 3 2H 2 O Zn(NH )
2 3 4
H 2 2OH
3.重要化合物
(1 ) 铜的化合物
常见氧化数:+1 (3d10), +2 (3d9)
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5、举例说明铍与铝的相似性。
答:Be 和Al 单质及化合物性质有许多相似之处,可以从以下 几个方面来理解:
(1) Be 和Al 都是两性金属,不仅能溶于酸也都溶于强碱,放 出氢气;
(2) Be 和Al 的氢氧化物都是两性化合物,易溶于强碱; (3) Be 和Al 都是共价化合物,易升华,聚合,易溶于有机溶 剂; (4) Be 和Al 常温下不与水作用,与冷的浓硝酸接触时都发生 钝化现象; (5) Be 和Al 的盐都易水解。
C、 KO2
D、 BaO2
12、关于s 区元素的性质下列叙述中不正确的是 A、 由于s 区元素的电负性小,所以都形成典型的离子型化
合物 B、 在s 区元素中,Be、 Mg 因表面形成致密的氧化物保护
膜而对水较稳定 C、 s 区元素的单质都有很强的还原性 D、 除Be、 Mg 外,其他s 区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做
碱金属的基本性质
元素 性质
Li Na K Rb Cs
原子半径/pm 152 153.7 227.2 247.5 265.4
离子半径/pm 68 97 133 147 167
第一电离势 kJ/ 521 499 421 405 371 第二电离势 mol 7295 4591 3088 2675 2436
9、下列化合物中键的离子性最小的是 (p387)
A、 LiCl
B、 NaCl
C、 KCl
D、 BaCl2
10、下列碳酸盐中热稳定性最差的是(p389---390)
A、 BaCO3
B、CaCO3
C、 K2CO3 D、 Na2CO3
11、下列化合物中具有顺磁性的是(p382 385)
A、 Na2O2
B、 SrO
四、完成并配平下列反应方程式 1、在过氧化钠固体上滴加热水
2Na2O2 + 2H2O(热) = 4NaOH + O2 ↑
2、将二氧化碳通入过氧化钠 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 ↑
3、将氮化镁投入水中 Mg3N2 + 6H2O = Mg(OH)2 ↓ + 2NH3
4、向氯化锂溶液中滴加磷酸氢二钠溶液 3Li+ + HPO42- = Li3PO4 ↓ + H+
电负性
0.98 0.93 0.82 0.82 0.79
标准电极电势(酸) -3.045 -2.711 -2.923 -2.925 -2.923
M+(g)水合热 /kJ·mol-1
519 406 322 293 264
碱土金属的基本性质
元素 性质
原子半径/pm 离子半径/pm 第一电离势
第二电离势 kJ/ mol
1921 1577 1443 1305
一、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如钠剧烈。这是因为:
(1)锂的熔点较高,反应时产生的热量不能使它熔 化,而钠与水反应时放出的热可以使钠熔化,因而固 体锂与水接触的表面不如液态钠大;
(2)反应产物LiOH的溶解度较小,它覆盖在锂的表 面,阻碍反应的进行。
第三电离势
电负性
标准电极电势(酸) 标准电极电势(碱)
M2+(g)水合热 /kJ·mol-1
Be 111.3
35 905 1768 14939 1.57 -1.85 -2.28
2494
Mg Ca Sr Ba 160 197.3 215.1 217.3 66 99 112 134 742 593 552 564 1460 1152 1070 971 7658 4942 4351 3575 1.31 1.00 0.95 0.89 -2.375 -2.76 -2.89 -2.90 -2.69 -3.02 -2.99 -2.97
A、 Li
B、 Be
C、Na
D、 Mg
6、下列最稳定的氮化物是(p378)
A、 Li3N
B、 Na3N
C、K3N
7、下列水合离子生成时放出热量最少的是
A、Li+
B、 Na+
C、 K+
D、 Ba3N2 D、 Mg2+
8、下列最稳定的过氧化物是
A、Li2O2
B、 Na2O2
C、 K2O2 D、 Rb2O2
M2CO3>MHCO3>H2CO3
p430另外一种解释
三、填空题 1、锂应保存在 液态石蜡 中,钠和钾应保存在 煤油 中。
2、在s 区金属中熔点最高的是 Be ,熔点最低的是 Cs ,密 度最小的是 Li ,硬度最小的是 Cs 。
3、周期表中处于斜线位置的B 与Si、 Be 与Al 、 Li 与Mg 性质十分相似,人们习惯上把这种现象称之为斜线规则或对角线 规则。
3、NaNO3受热分解的产物是(p389)
A、Na2O,NO2,O2
B、NaNO2,O2
C、NaNO2,NO2,O2
D、Na2O,NO,O2
4、下列哪对元素的化学性质最相似 (p395) A、 Be 和Mg B、Mg 和Al C、Li 和Be
Al
D、 Be 和
5、下列元素中第一电离能最小的是 (p373)
二、碱性的变化
当金属离子(R)的电子构型相同时,则1/2值愈
小,金属氢氧化物的碱性愈强。
氢氧化物 1/2 碱性 氢氧化物 1/2 碱性
碱 LiOH 性 NaOH 增 强 KOH ↓ RbOH
3.8 强碱 Be(OH)2 7.6 两性 3.2 强碱 Mg(OH)2 5.5 中强碱 2.7 强碱 Ca(OH)2 4.5 强碱 2.6 强碱 Sr(OH)2 4.2 强碱
二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√” 错的填“×”)
1、因为氢可以形成H+,所以可以把它划分为碱金属。 ( √ )
2、铍和其同组元素相比离子半径小极化作用强所以形成键具
有较多共价性。(p374)
(√)
3、在周期表中,处于对角线位置的元素性质相似,这称为对
角线规则。
(×)
4、碱金属是很强的还原剂所以碱金属的水溶液也是很强的还
碱金属和碱土金属
IA族包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素。它们 的氧化物溶于水呈强碱性,所以称为碱金属。
IIA族包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种金属元素。由于 钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性”和“土性”(以前把 粘土的主要成分Al2O3称为“土”)之间,所以称为碱土金属, 现习惯上把铍和镁也包括在内。
5、Be(OH)2 与Mg(OH)2 性质的最大差异是 Be(OH)2 具有两性, 既溶于酸又溶于强碱 ;Mg(OH)2 为碱性,只溶于酸 。
6、电解熔盐法制得的金属钠中一般含有少量的 金属钙 ,其 原因是 电解时加入CaCl2 助溶剂而有少量的钙电解时析出 。
7、熔盐电解法生产金属铍时加入NaCl 的作用是增加熔盐的导 电性。
8、盛Ba(OH)2 的试剂瓶在空气中放置一段时间后, 瓶内出现一 层白膜是 BaCO3 。
9、ⅡA 族元素中性质表现特殊的元素是 Be ,他与p 区元素 中的 Al 性质极相似,如两者的氯化物都是 共价 化合物在有机 溶剂中溶解度较大。
10、碱土金属的氧化物从上至下晶格能依次 减小 ,硬度逐渐 减小 ,熔点依次 降低 。
5、六水合氯化镁受热分解 MgCl2•6H2O = Mg(OH)Cl + HCl ↑ + 5H2O (加热)
6、金属钠和氯化钾共热 Na(s) + K = NaCl + K(g) (加热)
7、金属铍溶于氢氧化钠溶液中 Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2 ↑
8、用NaH 还原四氯化钛 TiCl4 + 4NaH = Ti + 2H2 ↑ + NaCl
原剂
(×)
5、碱金属的氢氧化物都是强碱性的(p386) (LiOH中等强度)
(× )
6、氧化数为+2的碱土金属离子在过量碱性溶液中都是以氢氧
化物的形式存在
(×)
(Be(OH)2两性) 7、碱金属和碱土金属很活泼,因此在自然界中没有它们的游
离状态
(√)
8、CaH2便于携带,与水分解放出H2, 故野外常用它来制取氢
4、给出下列物质的化学式 (1) 萤石 CaF2 ;(2) 生石膏 CaSO4·2H2O ;(3) 天青石 SrSO4 ; (4) 方解石 CaCO3 ;(5) 光卤石 KCl·MgCl2·6 H2O ;(6) 智利硝 石 NaNO3 ;(7) 芒硝 Na2SO4·10H2O ;(8) 纯碱 Na2CO3 ;
焰火材料
13、关于Mg , Ca , Sr , Ba 及其化合物的性质下列叙述中不正确 的是
A、 单质都可以在氮气中燃烧生成氮化物M3N2 B、 单质都易与水、水蒸气反应得到氢气(p378) C、M(HCO3)2 在水中的溶解度大于MCO3 的溶解度 (p392) D、这些元素几乎总是生成+2 价离子
答:(1)将三种物质分别加水溶解,能溶于水的是Ba(OH)2。 (2)往不溶于水的两种物质中分别加入HCl,有气体产生的是 MgCO3,无气体产生的是Mg(OH)2。
4、钾要比钠活泼,但可以通过反应Na + KCl = NaCl + K制备 金属钾,请解释原因并分析由此制备金属钾是否切实可行?
答:钾的沸点为759℃, 钠的沸点为881.4℃, 钾的沸点比钠的沸 点低122.4 ℃, 控制温度在钠和钾沸点之间,则生成的钾从反应 体系中挥发出来,有利于平衡向生成钾的方向移动。由于反应 是一个平衡过程,反应不够彻底,同时钾易溶于熔融的氯化物 中,或生成超氧化物等因素,此方法并不切实可行。