20章(s区金属)
20-23章习题答案
第20章 s 区金属20-7．商品氢氧化钠中为什么常含有杂质碳酸纳?怎样用最简便的方法加以检验?如何除去它?答：因为氢氧化钠是强碱，容易吸收空气中的CO 2，反应生成Na 2CO 3。
检验的方法是：取少量商品氢氧化钠溶解，向其中加入饱和CaCl 2溶液，若生成白色沉淀，证明有Na 2CO 3存在。
除去Na 2CO 3的方法是：可先配饱和的NaOH 溶液，在这种溶液中，Na 2C03不溶，静置后，沉淀过滤除去。
20-13 . 已知Mg(OH)2的K sp =1.8×10-11, NH 3·H 2O 的K b =1.8×10-5, 计算下列反应的平衡常数:Mg(OH)2 + 2NH 4+=== Mg 2+ + 2NH 3·H 2O讨论Mg(OH)2在NH 4Cl 溶液中的溶解性。
解：Mg(OH)2 + 2NH 4+====== Mg 2++ 2NH 3·H 2O K 值不是很大，在浓的NH 4Cl 溶液中可溶解。
第21章 p 区金属21-7. 有一白色固体混合物，可能含有SnCl 2、 PbCl 2、 SnCl 4·5H 2O 、 PbSO 4等，从下列实验现象判断哪几种是确实存在的，并用反应式表示实验现象。
①加水生成悬浊液A 和不溶固体B ；②A 中加少量盐酸则澄清，滴加碘淀粉溶液可褪色.③固体B 易溶于稀HCl ，通入H 2S 得黑色沉淀，沉淀与H 2O 2反应转变为白色。
21-8. （1）利用下列数据：① Al 3++ 3e -= Al ϕA θ = -1.662V ② Al(OH)4- + 3e - = Al + 4OH- ϕB θ = -2.30V计算反应 Al 3++ 4OH - = Al(OH)4- 的平衡常数。
（2）用标准电极电势说明下列反应中哪个能正向进行。
计算能正向进行反应的△r G θ和平衡常数。
242232][NH O]H ][NH [Mg ++⋅=K 2bsp K K =056.0)108.1(108.12511=⨯⨯=--① PbO 2 + 4H + + Sn 2+ = Pb 2+ + Sn 4++ 2H 2O ② Sn 4++ Pb 2++ 2H 2O = Sn 2++ PbO 2 + 4H +解（1）①-②得： Al 3++ 4OH - = Al(OH)4-② ∵ ϕA θ (PbO 2/Pb 2+) - ϕA θ(Sn 4+/Sn 2+) = 1.455 - 0.15 = 1.305V ＞0∴ ①反应可正向进行。
分析化学第20章碱金属和碱土金属
碱土金属原子比相邻的碱金属多一个核电荷 ，因 而原子核对最外层的两个s电子的作用增强了，所以碱土金 属原子要失去一个电子比相应碱金属难。
碱金属和碱土金属元素在化合时，多以离子 结合为特征，但在某些情况下仍显一定程度的共 价性。
20-4, 20-11,
20-6, 20-13
所有碱金属氢化物都是强还原剂。
673K
TiCl4+4NaH====Ti+4NaCl+2H2 LiH+H2O===LiOH+H2↑
CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑ 由于氢化钙与水反应而能放出大量的氢气，所以常用它作 为野外产生氢气的材料。
镁和镁系合金(如Mg2Ni，Mg2Cu、镁--稀土系合金)是一类 贮氢合金。贮氢时，用合金与氢反应，生成金属氢化物。用氢 时，把金属氢化物加热，将氢放出来，以供使用。
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ Ca +2H2O = Ca(OH)2 + H2↑
20.2.2单质的制备
１．制备方法简介 （1）电解熔融的氯化钠
阳极：2Cl- =Cl2 + 2e阴极：2Na+ + 2e- = 2Na
通电
总反应：2NaCl = 2Na +Cl2 （2）氧化镁的热还原法
教学内容 ：
第一节 碱金属和碱土金属的通性 第二节 碱金属和碱土金属的单质 第三节 碱金属和碱土金属的化合物
教学时数：
4 学时
教学内容 ：
讲授法
§20.1 碱金属和碱土金属的通性
简明无机化学第二版答案
简明无机化学第二版答案【篇一：《无机化学》习题解析和答案】》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2002年8月第4版。
2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，1992年5月第3版。
《无机化学》邵学俊等编，武汉大学出版社，2003年4月第2版。
《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编，高等教育出版社，1994年4月第3版。
《无机化学例题与习题》徐家宁等编，高等教育出版社，2000年7月第1版。
《无机化学习题精解》竺际舜主编，科学出版社，2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论（2学时）第一章原子结构和元素周期系（8学时）第二章分子结构（8学时）第三章晶体结构（4学时）第四章配合物（4学时）第五章化学热力学基础（8学时）第六章化学平衡常数（4学时）第七章化学动力学基础（6学时）第八章水溶液（4学时）第九章酸碱平衡（6学时）第十章沉淀溶解平衡（4学时）第十一章电化学基础（8学时）第十二章配位平衡（4学时）第十三章氢和稀有气体（2学时）第十四章卤素（6学时）第十五章氧族元素（5学时）第十六章氮、磷、砷（5学时）第十七章碳、硅、硼（6学时）第十八章非金属元素小结（4学时）第十九章金属通论（2学时）第二十章 s区元素（4学时）第二十一章 p区金属（4学时）第二十二章 ds区元素（6学时）第二十三章 d区元素（一）第四周期d区元素（6学时）第二十四章 d区元素（二）第五、六周期d区金属（4学时）第二十五章核化学（2学时）1 ．化学的研究对象什么是化学？● 化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。
（太宽泛）● 化学研究的是化学物质 (chemicals) 。
● 化学研究分子的组成、结构、性质与变化。
● 化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。
● 化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。
s区
Li
Na
K
Ca
•与液氨的作用
2M(s) + 2NH3 (l) → 2M + 2NH + H 2 (g)
+
2
M(s) M (am)+ e (am)
液氨溶剂 -
+
3.焰色反应
2.2 s区元素的存在和单质的制备
均以矿物形式存在： 钠长石： NaAlSi 3O8
钾长石： KAlSi 3 O8 光卤石： KCl MgCl 2 6H2 O
3.3 氢氧化物 •都是白色固体 •易吸水而潮解 •MOH易溶于水，放热 碱土金属溶解度（20℃）
氢氧化物 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH) 2 溶解度 mol· L-1 Sr(OH)2 Ba(OH)2
8×10-6 2.1×10 -4 2.3 ×10-2 6.6 ×10-2 1.2 ×10 -1
原 子 半 径 增 大
Li Na K Rb Cs
原子半径减小
电离能、电负性增大
金属性、还原性减弱
§2 s区元素的单质
2.1 单质的物理性质和化学性质 2.2 s区元素的存在和单质的制备
2.1 单质的物理性质和化学性质
1.物理性质
Li
Na
K
Rb
Cs
Be
MgΒιβλιοθήκη CaSrBa
单质的物理性质： 有金属光泽
K + O2 KO2
间接：Na 2 O 2 + 2Na 2Na2 O
2KNO3 + 10K 6K2 O + N 2
MCO3 MO + CO 2 (g)
3.化学性质
•与H2O的作用：
无机化学下复习提纲
(碱性及形成配合物） 还原性（－Ⅲ的N）； 取代反应（三个H）。
***HNO2和HNO3在性质上有何不同？ 1 HNO2为一元弱酸。
HNO3为强酸。 ②HNO2有氧化还原性，酸中是较强的氧化剂，碱中为中强还原剂 （盐）。
***金属元素在自然界中有哪几种主要存在形式？ 少数贵金属以单质或硫化物。（如Au、Ag、Hg、铂系） 轻金属：氧化物和含氧酸盐。（如以CO32- 、PO43- 、 SO42-） 重金属：氧化物、硫化物、SiO32－、CO32－
***什么是超导体？超导材料目前存在的只要问题是什么？ 超导电性：金属材料的电阻通常随温度的降低而减小。1911 年H.K.Onnes发现汞冷到低于4.2K时，其电阻突然消失，导电性差不多 是无限大，这种性质称为超导电性。具有超导性质的物体称为超导体。 超导体电阻突然消失时的温度称为临界温度(T0)。超导体的电阻为零， 也就是电流在超导体中通过时没有任何损失。 面临的问题：研制高临界温度超导材料
第20章 S区金属 （碱金属与碱土金属） ***碱金属元素在形成化合物时有哪些主要特征？ ns1 结构，周期表中最左侧的一族元素。半径大，电负性小，是周期表 中最活泼的金属元素。以失去电子，以形成M＋离子型化合物为主要特 征。 从Li到Cs活泼性增大。
***碱土金属和碱金属元素比，在性质变化上有何规律？ Li、Be有哪些 特殊性？ ns2结构，与碱金属比，金属键增强，硬度增大，熔点高，金属活泼性 降低，但仍是活泼金属，活泼性仅次于碱金属。以形成M2+的离子型化 合物为主要特征。 Li、Be的特殊性：
***砷分族+Ⅲ氧化态卤化物的水解性有何变化规律？写出其相应的水解 反应方程式。 随着As、Sb、Bi顺序碱性逐渐增强，其水解程度逐渐减弱。
Chapter20 S区金属
碱金属和碱土金属的化合物
①正常氧化物(O2-)： 正常氧化物 ： ②过氧化物(O22-)： 过氧化物(O
1s 2 2s 2 2p 6
KK(σ 2s ) (σ
③超氧化物(O2-) 超氧化物(O
2
*
2s
) (σ 2p ) (π 2p ) (π
2 2 4
受潮时强烈水解
LiAlH 4 + 4H 2 O LiOH + Al(OH)3 + 4H 2 →
四. 重要盐类 卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。 卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。 晶体类型： 晶体类型： 绝大多数是离子晶体， 绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤化物有一 定的共价性。 定的共价性。 例如： 极化力强， 已过渡为共价化合物。 例如：Be2+极化力强， BeCl2已过渡为共价化合物。 1.熔点 熔点 BeCl2 熔点/ 熔点 ℃ 415 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 714 775 874 962
电 离 金 属 性 、 还 原 性 增 强 原 子 半 径 增 大
IA Li Na K Rb Cs
子 金属性、 金属性、 离 、
IIA Be Mg Ca Sr Ba
：
的
性
能 、 电 负 性 减 小
性 性
2020-2
碱金属和碱土金属的单质
一.单质的物理性质、化学性质及用途 单质的物理性质、
Li
Na
K
3.热还原法 热还原法
1473k
K2CO3 + 2C
真空
2K↑+ 3CO
1273~1423k
2KF + CaC2 KCl + Na 2RbCl + Ca 2CsAlO2 + Mg
S区元素
混合盐密度增大，液Na浮在熔盐表面，
易于收集
金属钾能否采用类似制钠的方法制备呢？
不能采用同类方法，其原因是： (1)金属 K 与 C 电极可生成羰基化合物 (2)金属 K 易溶在熔盐中，难于分离 (3)金属 K 蒸气易从电解槽逸出造成爆炸
N2K合金 (或K)蒸气
Na N2
排泄阱 NaCl 渣 热
热
1. 燃烧反应的△G负值大小决定。Na生成Na2O、
Na2O2 和 NaO2的△G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 。 2. △G 的大小由 rGm rHm TrSm 决定。 其中 △G的大小主要由 rHm来决定。rHm 则要由玻 恩－哈伯循环来决定。
二、氧化物
正常氧化物(O2-)：1s2 2s2 2p6
过氧化物(O22-)：
“能KK量(σ效2s )应2 (σ”*2要s )2求(σ 2体p )2积(π较2p )大4 (π的*2过p )4氧 离超子氧、化超物(氧O2离-) 子和臭氧离子更易被较 大的金K属K(阳σ 2s离)2 (子σ *所2s )2稳(σ定2p )。2 (π 2p )4 (π *2p )3
类型
在空气中 直接形成
间接形成
正常氧化物
Li、Be、Mg Ca、Sr、Ba
ⅠA、ⅡA族 所有元素
过氧化物
Na
除Li Be外的 所有元素
超氧化物
Na、K、 除Be、Mg、 Rb、Cs Li外所有元素
Na2O2 + 2Na 2Na2O 2KNO3 +10K 6K2O + N2
过氧化物和超氧化物 1. 在碱性介质中是强氧化剂,常用作 熔矿剂。 例 2Fe(CrO2)2+7Na2O2 →
无机化学练习题(含答案)
无机化学练习题(含答案)第1章原子结构与元素周期系1-1试讨论，为什么有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字的位数多达9位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至3~4位？1-2Br2分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol，求引起溴分子解离需要吸收的最低能量子的波长与频率。
1-3氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm，问：它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁？1-4周期系中哪一个元素的电负性最大？哪一个元素的电负性最小？周期系从左到右和从上到下元素的电负性变化呈现什么规律？为什么？1-5什么叫惰性电子对效应？它对元素的性质有何影响？1-6当氢原子的一个电子从第二能级层跃迁至第一能级层时发射出光子的波长是121.6nm；当电子从第三能级层跃迁至第二能级层时，发射出光子的波长是656.3nm。
问哪一个光子的能量大？1-7有A,B,C,D四种元素。
其中A为第四周期元素，与D可形成1:1和1:2原子比的化合物。
B为第四周期d区元素，最高氧化数为7。
C和B是同周期元素，具有相同的最高氧化数。
D为所有元素中电负性第二大元素。
给出四种元素的元素符号，并按电负性由大到小排列之。
1-8有A,B,C,D,E,F元素，试按下列条件推断各元素在周期表中的位置、元素符号，给出各元系的价电子构型。
（1）A,B,C为同一周期活泼金属元素，原子半径满足A>B>C，已知C有3个电子层。
（2）D,E为非金属元素，与氢结合生成HD和HE。
室温下D的单质为液体，E的单质为固体。
（3）F为金属元素，它有4个电子层并且有6个单电子。
第2章分子结构2-1键可由-、-p和p-p原子轨道“头碰头”重叠构建而成，试讨论LiH（气态分子）、HCl、Cl2分子里的键分别属于哪一种？2-2NF3和NH3的偶极矩相差很大，试从它们的组成和结构的差异分析原因。
2-3一氧化碳分子与酮的羰基（>C=O）相比，键能较小，键长较小，偶极矩则小得多，且方向相反，试从结构角度作出解释。
S区常见元素
S区常见元素一、教学目的1、掌握钠、钾、过氧化钠的主要性质；2、了解锂、钠、钾的微溶盐，Mg、Ca、Ba的氢氧化物及其盐类的溶解情况。
3、掌握用焰色反应检验元素的操作。
二、实验提要碱金属、碱土金属分属周期系第ⅠA、ⅡA 族，价电子构型ns1、ns2，属s 区元素。
其单质是最活泼的金属和还原剂，且从上到下，从碱金属到碱土金属活泼性增强。
在空气中能迅速地与O2、CO2、H2O 作用（Rb、Cs 在空气中自燃），需保存在煤油或液体石蜡中（Be、Mg 由于生成致密氧化膜而除外）。
在空气中燃烧时，锂、碱土金属生成正常氧化物；钠主要生成过氧化物；而钾、铷、铯则主要生成超氧化物。
Na2O2为淡黄色粉末状物质，与水或稀酸反应生成氢氧化钠或钠盐，同时产生H2O2。
H2O2会立即分解放出O2，所以过氧化钠具有强碱性和强氧化性。
与水相遇，Be、Mg 由于表面形成致密氧化物保护膜而对水稳定，分别需水蒸气及热水才反应，其它元素都易与冷水反应生成相应氢氧化物，放出氢气。
Na、K、Rb、Cs 与水反应随其金属性递增、单质熔点的减小，而剧烈程度加强。
碱金属与汞在常温下生成的合金称为汞齐，根据金属与汞的相对含量可呈固体或液体状态，由于可降低碱金属的反应活性，常用作化学反应中的温和还原剂。
在氢氧化物方面，碱金属的氢氧化物除LiOH 溶解度较小外，其余都很大，且都是强碱。
碱土金属的氢氧化物除Be(OH)2呈两性外，其余也都是碱性，但由于溶解度不如碱金属，所以碱性要弱得多，但从上到下，碱性是增强的，这与它们氢氧化物溶解度增大的趋势相一致。
绝大多数碱金属所形成的盐都是可溶的，并与水形成水合离子，仅有少数碱金属盐是难溶的，如LiF、Li2CO3、Li3PO4、Na[Sb(OH)6]、KHC4H4O6等均为白色微溶或难溶物。
碱土金属的难溶盐则要多得多，一般除氟外，一价阴离子是可溶的，除S2-以外，高价阴离子都是难溶的，如碳酸盐、磷酸盐、草酸盐。
第二十章 碱金属和碱土金属
－ －
极明亮眩 橙红 目的光焰
ห้องสมุดไป่ตู้深红
绿
－
714.9 687.8 553.5
用于元素的定性和定量分析。
第二十章
S区金属
§20.3 S区金属的化合物
20.3 碱金属和碱土金属的化合物
20.3.1 氧化物
M O2
Na2O2
M2O (M=Li) M2O2 (M=Na) MO2 (M=K,Rb,Cs) MO (M=Be,Mg,Ca,Sr) MO2 (M=Ba)
碱 S 性 增 大 增 强
NaOH KOH RbOH CsOH
第二十章
S区金属
§20.1 S区金属的通性
2. 焰色反应
碱金属和碱土金属的火焰颜色
元素
Li
Na
K
Rb
Cs
火焰颜色 深红
波长/nm 670.8 元素 Be
黄
589.2 Mg
紫
766.5 Ca
红紫
780.0 Sr
蓝
455.5 Ba
火焰颜色 波长/nm
4MO2 2CO2 3O2 2M2CO3
第二十章
S区金属
§20.3 S区金属的化合物
20.3.2 盐类
1 锂的强酸盐溶解性较好，如LiCl和LiNO3 。 而弱酸盐的溶解性较差，如LiOH, Li2CO3
2 带结晶水的能力
阳离子愈小，带电荷愈多，则作用于水分子 的电场愈强，其盐愈易带结晶水。 碱金属的强酸盐水合能力小，弱酸盐水合能力大。 碱土金属的盐比碱金属的盐更易带结晶水。
60
Be
95
Mg 157.2 65
133
Ca 202.5 99
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一、溶解度的变化规律：
碱金属氢氧化物在水中的溶解度很大 （LiOH例外），并全部电离。碱土金属氢氧化 物的溶解度比碱金属氢氧化物的溶解度小得多。 从表20-5可以看出，同族元素的氢氧化物 的溶解度从上到下是逐渐增大的。
因为大多数情况下，离子化合物的溶解度 与离子势（Z/r）成反比，（详见第十五章第 四节）。
4、I，χ在同周期最低 ；m.p.、b.p.、硬 度低，导电性ⅠA＞ⅡA 5、离子有味道：如Li+离子味甜；K+、Na+ 离子味咸；Ba+离子味苦。 6、挥发性盐的焰色反应
7、存在：在自然界中均以化合物形式存在。
20－2
碱金属和碱土金属的单质
存在与制备
20－2－1
一、存在 ：
盐（X-、CO32-、SiO32-、SO42-等）；
20-3-3 氢化物（离子型）
化学活性很高的碱金属和碱土金属中较活 泼的Ca、Sr、Ba能与氢在高温下直接化合，生 成离子型氢化物： 2M＋H2＝2M+H（M＝碱金属） M＋H2＝M2+H2- （M=Ca、Sr、Ba） 由于碱金属和Ca、Sr、Ba与氢的电负性相 差较大，氢从金属原子的外层电子中夺得1个 电子形成阴离子H-，这些氢化物都是离子体， 故称为离子型氢化物，又称为盐型氢化物。
同族元素的氢氧化物。由于R的电子层 构型和电荷数均相同，其碱性强弱的变化， 主要取决于离子半径的大小。所以碱金属、 碱土金属氢氧化物的碱性，均随R离子半径 的增大而增强，若把这两族同周期的相邻两 个元素的氢氧化物加以比较，碱性的变化规 律可以概括如下：从上到下碱性增强；从左 到右碱性减弱。 这两族元素氢氧化物碱性强弱的变化规 律和在水中溶解度的变化规律是一致的。
773～793K
2BaO＋O2 ========= 2BaO2 BaO2与稀酸反应生成H2O2，这是H2O2的实验 室制法： BaO2＋H2SO4 === BaSO4＋H2O2 过氧化钡还可作供氧剂、引火剂等
三、超氧化物 钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧可直接得 超氧化物MO2。超氧化物中含有超氧离子O2-， 其结构为： [∶O ·· ·O∶]其分子轨道式为： O2-[KK(δ2s)2(δ*2s)2(δ2p)2(π2p)4(π*2p)3] 在O2-中，有13个价电子，成键的（δ2P）2 构成一个δ键，成键的（π2P）2和反键的 （π*2P）1构成一个三电子π键，键级为： （2＋2－1）/2＝1.5。
2、与空气反应
Li + O2 N2 Ca + 、、
保存方式：Li需蜡封(Li 为最轻金属) ，钾、钠、 钙等应保存于煤油中
3 、还原剂
SiO2 CO2 CO2 + Si + Mg C + MgO
夺氧
Na
Na2CO3 + CO Ti + NaCl
4、碱金属的液氨溶液
TiCl4 + Na
夺卤
M(s)+(x+y)NH3(l) === M(NH3)x+ + e(NH3)y-
20-3-1
碱金属和碱土金属的化合物
氧化物
一、普通氧化物 1、碱金属 （1）制备 Na2O2＋2Na＝2Na2O 2KNO3＋10K＝6K2O＋N2
（2）性质
颜色：碱金属氧化物的颜色依次加深，Li2O和 Na2O为白色，K2O为淡黄色，Rb2O为亮黄色， Cs2O为橙红色。 碱性：碱金属氧化物M2O与水化合而生成氢氧 化物MOH： M2O＋H2O＝2MOH 【指出】碱金属氧化物与水反应的程度，从 Li2O到Cs2O依次加强。Li2O与水反应很慢，但 Rb2O和Cs2O与水反应时会发生燃烧甚至爆炸。
2、碱土金属 （1）制备 CaCO3＝CaO＋CO2↑ 2Sr（NO3）2＝2SrO＋4NO2↑＋O2↑
（2）性质 颜色：都是白色。熔点和硬度高。BeO为两 性，其余均为碱性。 氧化钙与水反应而生成熟石灰并放出大量 的热，熟石灰广泛应用在建筑工业上。 CaO＋H2O＝Ca（OH）2 氧化钙的这种水合能力，常用来吸收酒精 中的水分。 碱土金属氧化物的水合热从Be到Ba依次增 加。煅烧过的BeO和MgO难溶于水，钙、锶、钡 的氧化物可与水迅速反应并放出大量的热，反 应的剧烈程度从CaO到BaO依次增大。
第二十章
s区金属
20-1 通性
20-2 单质
20-3 化合物 20-4 锂和镁的相似性
本章主要介绍：本章将系统介绍位于周期表s 区的碱金属和碱土金属的单质、氧化物、氢氧 化物、氢化物及一些重要的盐类的知识。 教学要求： 1．掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解 其存在、制备及用途与性质的关系。 2．掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重 要氧化物的性质及用途。 3．了解碱金属、碱土金属氢氧化物溶解性和 碱性的变化规律。 4．掌握碱金属、碱土金属重要盐类的性质及 用途，了解盐类热稳定性、溶解性的变化规律。
教学重点和难点： 教学重点： 1．碱金属、碱土金属的单质、氧化物、 氢氧化物、重要盐类的性质。 2．碱金属、碱土金属性质递变的规律。 教学难点：碱金属、碱土金属的氢氧 化物性质递变规律。
20－1 包括锂（Li）、钠 （Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、 钫（Fr）六种元素。由于它们的氧化物溶 于水呈强碱性，故称为碱金属。 碱土金属（ⅡA族）包括铍、镁、钙、 锶、钡、镭六种元素。 2、价层电子组态：ns1～2 3、成键特征：+Ⅰ，+Ⅱ离子型
在高温下氧化钙能同酸性氧化物SiO2作用： CaO+ SiO2＝CaSiO3 CaO与P2O5也有类似反应，这可用在 炼钢中除去杂质磷。 密度为2.949· -3的MgO为白色细末，称轻 cm 质氧化镁。密度为3.589· -3的MgO称重质氧化 cm 镁。它们均难溶于水，易溶于酸和氨盐溶液。 氧化镁浸于水中慢慢转变为氢氧化镁。
3、金属臵换
KCl + Na NaCl + K
（K比Na易挥发，离开体系；NaCl晶格能大 于KCl）
BeF2 + Mg MgF2 + Be
4. 热分解 △ 4KCN ==== 4K＋4C＋2N2 △ 2MN3 ==== 2M＋3N2（M = Na、K、Rb、Cs）
20-2-2 单质的物理性质、化学性质及用途 一、单质的物理性质及用途 1、物理性质 颜色：具银白色光泽（铍呈钢灰色） 密度：小 硬度：小 熔、沸点：低 导电性 ：好 碱土金属的密度，熔点和沸点则较碱金属为高。
碱金属氢氧化物从LiOH到CsOH随着阳离 子半径的增大，阳离子和阴离子之间的吸引 力逐渐减小，ROH晶格愈来愈容易被水分子把 它们拆开。同—周期中，碱土金属离子比碱 金属离子小，而且带两个正电荷，因此水分 子就不容易将它们拆开，溶解度就小得多。
二、碱性的变化规律：
一般氢氧化物和含氧酸的酸碱性强弱可用 Φ1/2值的大小来判断（见第十五章，第三节）。 当金属离子（R）的电子构型相同时，则Φ1/2 值愈小，碱性愈强。 从表20-5可知Be（OH）2是两性氢氧化物， 其余碱土金属氢氧化物均为碱性氢氧化物，而 且碱性依Be到Ba的顺序而增强。
2、用途
碱金属在常温下能形成液态合金 （77．2%K和22．8%Na，熔点260．7K）和钠汞 齐（熔点236．2K）。 锂的用途愈来愈广泛，如锂和锂合金是一 种理想的高能燃料。锂电池是一种高能电池。 碱土金属中实际用途较大的是镁，其次是铍。
二、单质的化学性质 1、与水反应：均可 碱金属和碱土金属均为活泼金属，都是强 还原剂；在同一族中，金属的活泼性由上而下 逐渐增强，在同一周期中从左到右金属活泼性 逐渐减弱。
四、臭氧化物 臭氧和K、Rb、Cs的氢氧化物作用，可以 制得臭氧化物，例如： 2KOH（s）＋2O3（g） ==== 2KO3（s）＋KOH·H2O（s）＋O2（g） 将KO3用液氨结晶，可得到桔红色的KO3晶 体，它缓慢地分解成KO2和O2。
20-3-2
氢氧化物
碱金属和碱土金属的氧化物与水作用，即 可得到相应的氢氧化物： M2O＋2H2O＝2MOH MO＋2H2O＝M（OH）2 碱金属和碱土金属的氢氧化物均为白色固 体，它们的基本性质见表20-5中。 碱金属和碱土金属的氢氧化物的溶解性和 碱性均表现为较好的规律性，即从LiOH到 CsOH，从Be（OH）2到Ba（OH）22，它们的溶解 性逐渐增大，碱性逐渐增强。
因超氧离子O2-有一个末成对的电子，故它 具有顺磁性，并呈现出颜色。KO2是橙黄色固 体，RbO2是深棕色固体，CsO2是深黄色固体。 由于O2-的键级比O2小，所以稳定性比O2差。实 际上超氧化物是强氧化剂，与水剧烈地反应， 发出氧气： 2MO2＋2H2O＝O2＋H2O2＋2MOH 也能和CO2反应放出氧气： 4MO2＋2CO2＝2M2CO3＋3O2 故它们也能除去CO2和再生O2，也可用于急 救器中和潜水、登山等方面。
金属的氨溶液呈蓝色，若挥发掉溶剂，
又可得到金属。
金属氨溶液具有高导电性，顺磁性。
5、生成负离子M－
碱金属另一有趣的性质是能获得电子生成
非常活泼的负离子M－。
Na＋Cryp（穴醚）＋xNH3（l）
［Na（Cryp）］＋［Na（NH3）x］－（s）
思考题：P.666
20－1、20－5、20－6
20-3
性质：Na2O2与水或稀酸反应而产生H2O2，H2O2 立即分解放出氧气： Na2O2＋2H2O＝H2O2＋2NaOH Na2O2＋H2SO4＝H2O2＋Na2SO4 2H2O2＝2H2O+O2 所以Na2O2可用作氧化剂、漂白剂和氧气 发生剂。 Na2O2与CO2反应，也能放出氧气： 2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 利用这一性质，Na2O2在防毒面具、高空 飞行和潜艇中用作CO2的吸收剂和供氧剂。
碱金属氢化物中以LiH最稳定。加热到熔 点（961K）也不分解。其它碱金属氢化物稳定 性较差，加热还不到熔点，就分解成金属和氢。 所有碱金属氢化物都是强还原剂。固态 NaH在673K时能将TiCl4还原为金属钛： TiCl4＋4NaH＝Ti＋4NaCl＋2H2 LiH和CaH2等在有机合成中常作为还原剂。 在水溶液H2/H-电对的Eθ=225V，可见H-是最强 的还原剂之一，它们遇到含有H+的物质，如 水，就迅速反应而放出氢： LiH＋H2O＝LiOH＋H2 CaH2＋2H2O＝Ca（OH）2＋2H2