第九章_s区元素分析
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第09章s区元素ppt课件
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.
9.1 概述
generalization
9.2 单质
simple substance
9.3 化合物 compound
9.4 锂 、铍 special characteristic
● 金属 K 易溶在熔盐中，难于分离
● 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)
N2K合金 (或K)蒸气
N2 N2K合金 (或K)
热
NaCl 渣和 N2
工业上钾的提取
Question 6
E(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) + I2 (Be) = 2 656 kJ·mol-1.
右图以自由能变给出了锂 和铯的热化学循环，该循环表 示了相关能量的补偿关系.根据 循环算得的标准电极电势与下 表中的数据十分接近.在计算时 要用到下面的公式：
(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！
Li
Na
K
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.
9.1 概述
generalization
9.2 单质
simple substance
9.3 化合物 compound
9.4 锂 、铍 special characteristic
● 金属 K 易溶在熔盐中，难于分离
● 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)
N2K合金 (或K)蒸气
N2 N2K合金 (或K)
热
NaCl 渣和 N2
工业上钾的提取
Question 6
E(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) + I2 (Be) = 2 656 kJ·mol-1.
右图以自由能变给出了锂 和铯的热化学循环，该循环表 示了相关能量的补偿关系.根据 循环算得的标准电极电势与下 表中的数据十分接近.在计算时 要用到下面的公式：
(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！
Li
Na
K
《S区元素》PPT课件 (2)
钴亚硝酸钠
亮黄色沉淀
整理ppt
33
• Ca2+：
C a 2 C 2 O 4 2 C a C 2 O 4
白色沉淀
• Ba2+：
B a 2 C rO 4 2 B a C rO 4 黄色沉淀
B a2S O 42 B a S O 4
白色沉淀
整理ppt
34
硬水及其软化
Ca(3)H 2 C C Oa3 C H 2O C O 2
生成配位氢化物
强还原
4L A iH 3 l C 乙 醚 lLi[4]A 3lL HiCl性于，有用机
Li4 A 4l2 O H Li整 O 理A ppt H l(3 O 42 H H)
合成
24
13.3.2 氧化物
形成三类氧化物 正常氧化物(O2-) 1s22s22p8
σ σ σ π 过氧化物(O22-) K (2 K s)2 (* 2 s)2 (2 p )2 (2 p )4 (* 2 p )4
• 碱金属多以卤化物和硅铝盐形式存在。 明矾石:
K(A 3(整S 理lp4 pt)O O 23)2 H O
11
橄榄石：Mg2SiO4
硬玉：NaAl(SiO3)2
钾长石: K Al3S O8i 钠长石: NA a l3O S8i
整理ppt
12
光卤石:
KC Ml2 g6 C 2 H O l 锂辉石: LiAl(SiO3)2
整理ppt
39
13.4.2 铍的特殊性
铍及其化合物的性质和ⅡA族其它元素及其化合物 也有明显的差异。
★ 铍的熔点、沸点比其它碱土金属高，硬度也其它 碱土金属中最高的，但却有脆性。
★ 铍的电负性较大，有较强的形成共价键的倾向。
S区元素(化学竞赛课件)
丰度可以用质量分数表示，也可用原子分数表述 氧是地壳中含量最多的元素，其次是硅，二者的总质 量约占地壳的75％。氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、 总质量占地壳的90％以上。 人体中大约含有30多种元素，11中为常量元素，约占 人体质量的99.95％，其余的为微量元素或超微量元素。
❖ 3.元素的分类：普通元素和稀有元素。
都能与水反应，并生成氢气。
常将钠与钙作碱为金某属锂些的钠的有化、反学钾应反与不应水如反钠应激激烈烈，，另放外出， 机溶剂的脱水剂。反大应量生的成热的，氢使氧钠化、锂钾溶熔解化度，较
4LO i2(过 量 2L2 ） O i 小也同，降时覆低使盖了氢在反燃金应烧属速。表率面 。上，从而
2M S M 2S
稀有元素：一般是指在自然界中含量少，或被人 们发现较晚，或对其研究较少，或比较难以提炼， 以致在工业上应用得也较晚的元素。
在自然界中只有少数元素（如稀有气体，O2，N2， S，C，Au，Pt等）以单质的形态存在，大多数 以化合态，而且主要以氧化物、硫化物、卤化物 和含氧酸盐的形式存在。）
结 构 分 区
S区元素是最活泼的金属元素。（原子半径、核电 荷数、第一电离能）
✓同一族元素自上而下性质的变化是有规律的。 （原子半径、离子半径、电离能、电负性、金属 性、还原性）
✓各族元素通常只有一种稳定的价态。
✓除铍和镁外，都较易与水反应，形成稳定的氢 氧化物，这些氢氧化物大多是强碱。
✓S区元素所形成的化合物大多是离子型的。
Li Be B C
Na Mg Al Si
❖1. 锂与镁的相似性
✓在过量的氧气中燃烧时不生成过氧化物，而生成 正常氧化物；
✓它们的氢氧化物都是中强碱，溶解度都不大，在 加热时可分解为Li2O和MgO； ✓它们的某些盐类如氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难 溶于水；
s区,p区元素
过氧化物
453 573K 4Na O2 2Na 2O 573 673K 2Na 2O O2 2Na 2O2
Na2O2在碱性介质中具有强氧化性： 熔矿剂；遇棉花、炭粉爆炸
3Na 2O2 Cr2O3 2Na 2CrO4 +Na 2O Na 2O2 MnO2 Na 2MnO4
H2 O
8.1.3 氧化物
多样性（三种氧化物）
普通氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2
-)
1s 2 2s 2 2p6
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p ) 4
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p )3
盐类的应用
硝酸钾：在空气中不吸潮,在加热时有强氧化性,用来制
造黑火药。硝酸钾还是含氮、钾的优质化肥。
氯化镁：通常以MgCl2· 6H2O形式存在，它能水解为
Mg(OH)Cl，氯化镁易潮解，普通食盐的潮解 就是其中含有氯化镁之故。纺织工业中用氯化 镁保持棉纱的湿度而使其柔软。
氯化钙：无水CaCl2有很强的吸水性，是常用的干燥剂。
碳-碳复合材料
人造金刚石
分子筛
高能燃料
光子带隙材料
硅单晶材料
太阳电池材料 纳米半导体材料
8.2.2 卤素的化合物
8.2.2.1 卤素概述
卤素的性质变化
卤素 价电子构型 共价半径（pm） 电负性
第一电离能（kJ/mol） 电子亲和能（ kJ/mol ） 氧化数
F 2s22p5 64 4.00
1681 -328 -1
医用基础化学 第九章 原子结构和元素周期表
（也就是说电子主要在界面内出现）
s,p,d电子云的形状
•通常我们提到的电子 云图形均指电子云的界 面图，如s电子云为球 形，p电子云为哑铃形, d电子云为花瓣形。
（二）氢原子轨道的角度分布图
• 定义：角度波函数Yl,m (θ,)随方位角θ、的
变化图形。
• 由于角度波函数Yl,m (θ,)只与l、m有关，而与n
Z轴方向上概
-
率密度最大
15° 0.472
y
Pz 原子轨道角度分布图
s原子轨道的绘制
Ys
1
4
=0.282
z y x
氢原子轨道的角度分布图 返回
z
z
正负号表示
z
Yl,m (θ,)取值
+
+
x-
yx
+y
-
+
x
的正负。当两 y 个波相遇产生
干涉时，同号
Ys
则相互加强，
Y pz
Ypy
Ypx
异号则相互减 弱或抵消。
化学与医学的关系
医学是探讨人体生理现象和病理现象的规律，从 而寻找防病治病方法，以保护人类健康的科学。
人体是由糖 、脂肪、蛋白质、无机盐和水等物质 所组成,人体内的一切生理现象和病理现象都与化 学变化息息相关。
临床检验、环境保护、生命科学、药物治疗及合 成等都与化学密切相关 。
基础化学课程的内容和学习建议
▪ 在同一原子轨道中，可容纳两种相反自旋方向的 电子，成为成对电子。
▪ 两个电子自旋方向相同时称为平行自旋，反之称 为反平行自旋。
量子数举例
▪ 原子核外的每个电子的运动状态均可用对应的一
套n、l、m、s四个量子数来描述。
s,p,d电子云的形状
•通常我们提到的电子 云图形均指电子云的界 面图，如s电子云为球 形，p电子云为哑铃形, d电子云为花瓣形。
（二）氢原子轨道的角度分布图
• 定义：角度波函数Yl,m (θ,)随方位角θ、的
变化图形。
• 由于角度波函数Yl,m (θ,)只与l、m有关，而与n
Z轴方向上概
-
率密度最大
15° 0.472
y
Pz 原子轨道角度分布图
s原子轨道的绘制
Ys
1
4
=0.282
z y x
氢原子轨道的角度分布图 返回
z
z
正负号表示
z
Yl,m (θ,)取值
+
+
x-
yx
+y
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+
x
的正负。当两 y 个波相遇产生
干涉时，同号
Ys
则相互加强，
Y pz
Ypy
Ypx
异号则相互减 弱或抵消。
化学与医学的关系
医学是探讨人体生理现象和病理现象的规律，从 而寻找防病治病方法，以保护人类健康的科学。
人体是由糖 、脂肪、蛋白质、无机盐和水等物质 所组成,人体内的一切生理现象和病理现象都与化 学变化息息相关。
临床检验、环境保护、生命科学、药物治疗及合 成等都与化学密切相关 。
基础化学课程的内容和学习建议
▪ 在同一原子轨道中，可容纳两种相反自旋方向的 电子，成为成对电子。
▪ 两个电子自旋方向相同时称为平行自旋，反之称 为反平行自旋。
量子数举例
▪ 原子核外的每个电子的运动状态均可用对应的一
套n、l、m、s四个量子数来描述。
教学课件第九章s区元素概述讲解
§9-3 氧化物和氢氧化物
一、氧化物
Na2O2＋2H2O＝H2O2＋2NaOH 2H2O2＝2H2O＋O2↑
2MO2＋2H2O＝O2＋H2O2＋2MOH
与水反应
2MO3＋2H2O＝2O2＋H2O2＋2MOH
M2O+CO2 = M2CO3
与CO2反应
2M2O2+CO2==2M2CO3+O2 4MO2＋2CO2＝2M2CO3＋3O2
盐类的溶解性和热稳定性。〉 §9-4 锂，铍的特殊性和对角线规则。
§9-1 s区元素概述
第IA族包括锂、 钠、钾、铷、铯 和钫六种元素， 由于它们的氢氧 化物都是易溶于 水的强碱，所以 称它们为碱金属 元素。其中钫是 放射性元素。
ⅠA ⅡA
Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba Fr Ra
同一周期的金属氢Biblioteka 化物，从右到左碱 性增强。一、晶型
§9-4 盐类
碱金属和碱土金属离子型晶体大多数为NaCl型和CsCl型
面心立方构型，配位数均为6 简单立方构型，配位数均为8
§9-4 盐类
二、溶解性
碱金属盐类易溶，少数难溶：
锂盐：氟化锂 LiF、碳酸锂Li2CO3、 磷酸锂Li3PO4.5H2O 钠盐：六羟基锑酸钠 Na[Sb(OH)6] （白）
碱金属可以用小刀切割，具有金属光泽，但 很快会被氧化而失去光泽 。
成键特征
§9-1 s区元素概述
1、以离子键为主，ⅠA族是离子键特征最强 的元素，其次是ⅡA族；
2、可以形成共价化合物的元素是：Li、Be、 Mg等，气态的Na2、Cs2也是共价分子。
§9-2 单质的化学性质
单质的物理性质
碱金属特殊物理性质： 密度小 钾钠保存于煤油中，锂保存于蜡中。 硬度小 用小刀可以切割它们。
第九章 原子结构和元素周期律(最终版)
三个量子数的取值限制和物理意义
1. 主量子数 (principal quantum number) — n n = 1, 2, 3… 非零的任意正整数 n 又称为电子层数（electron shell number） 光谱学上：K、L、 M、N、O、P、Q… 物理意义：决定电子能量和离核平均距离 n 它决定电子在核外空间出现概率最大的 区域离核的远近，并且是决定电子能量高低的 主要因素。
三、测不准原理(Uncertainty Principle)
1927海森堡(Heisenberg)提出的著名的 测不准原理。
Δx·Δpx≥h/4π
测不准原理是量子力学的基本原理之一。 它并不意味着微观粒子运动无规律可言， 只是说它不符合经典力学的规律，应该用量子 力学来描述微观粒子的运动。
第二节
二、电子的波粒二象性 （particle-wave duality）
1905 年爱因斯坦根 据光的干涉、衍射和光电 效应，提出了光具有波粒 二象性。
L de Broglie的假设
1924年法国物理学家德 布罗意(L.de Brogile) 在研究 电子的运动规律时，受光的 波粒二象性的启发，大胆提 出了电子等实物粒子(微观粒 子:原子、质子、中子)不仅 具有粒子性，也具有波动性 h h 的假设。提出了“物质波” λ p m 公式，称为德布罗意关系式，
氢原子的波函数
一、量子数
Schrö dinger E，奥地利物理学 家，于1926年提出了微观粒子
运动的波动方程，即薛定鄂方 程，通过复杂的求解可得出如 下结论： （1） 波函数 是Schrodinger方程的解，它 不是一个数值，而是一个空间坐标的函数式。
（2） 解 Schrodinger 方程可以获得一系列 合理的解 及其相应的能量 E ，电子的能 量是不连续的（量子化）。每一能量 E 称 为“定态”，能量最小的称为 “基态” ， 其余的称为“激发态” 。 （3） 本身的物理意义不明确, 但 ψ 却 有明确的物理意义。它表示在空间某处电子 出现的概率密度，即在该点周围微单位体积 中电子出现的概率，常用电子云来形象直观 地表示它。如下图：
s区元素知识点总结
9.4.1 晶型 9.4.2 溶解性 9.4.3 含氧酸盐的热稳定性
9.4.1 晶型
重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。 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。 例：Be2+极化力强， BeCl2为共价化合物。
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 熔点/ ℃ 415 714 775 874 962
通性： • 易与H2直接化合成MH、MH2离子
型化合物；
• 与O2形成正常氧化物、过氧化物、 超氧化物；
• 易与H2O反应(除Be、Mg外)， 与非金属作用形成相应的化合物。 注：它们的活泼性有差异
电金原 离属子 能性半 、、径 电还增 负原大 性性 减增 小强
IA
IIA
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Li2O
Na2O2 KO2
镁 带 的 燃 烧
发出耀眼的白光
2、与H2作用 s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢
形成离子型氢化物。 （1）均为白色晶体， 热稳定性差
LiH NaH KH RbH CsH NaCl
-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -441
△ fHm / kJ·mol-1
§9.3 氧化物和氢氧化合物
9.3.1 氧化物 9.3.2 氢氧化物
9.3.2 氢氧化物
碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白 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 Sr(OH)2 Ba(OH)2
溶解度 /mol·L-1
8×10-6 2.1×10 -4 2.3 ×10-2 6.6 ×10-2 1.2 ×10-1
9.4.1 晶型
重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。 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。 例：Be2+极化力强， BeCl2为共价化合物。
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 熔点/ ℃ 415 714 775 874 962
通性： • 易与H2直接化合成MH、MH2离子
型化合物；
• 与O2形成正常氧化物、过氧化物、 超氧化物；
• 易与H2O反应(除Be、Mg外)， 与非金属作用形成相应的化合物。 注：它们的活泼性有差异
电金原 离属子 能性半 、、径 电还增 负原大 性性 减增 小强
IA
IIA
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Li2O
Na2O2 KO2
镁 带 的 燃 烧
发出耀眼的白光
2、与H2作用 s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢
形成离子型氢化物。 （1）均为白色晶体， 热稳定性差
LiH NaH KH RbH CsH NaCl
-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -441
△ fHm / kJ·mol-1
§9.3 氧化物和氢氧化合物
9.3.1 氧化物 9.3.2 氢氧化物
9.3.2 氢氧化物
碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白 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 Sr(OH)2 Ba(OH)2
溶解度 /mol·L-1
8×10-6 2.1×10 -4 2.3 ×10-2 6.6 ×10-2 1.2 ×10-1
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。
无机化学课件12-s区元素
对土壤的影响
土壤污染
S区元素在工业生产过程中 可能通过废渣、废气等途 径进入土壤，导致土壤污 染。
土壤质量下降
这些元素在土壤中积累， 可能影响土壤的理化性质 ，导致土壤质量下降。
农产品安全问题
被污染的土壤可能影响农 作物的生长和品质，进而 影响农产品安全。
对大气的影响
大气污染
S区元素可能以气态或颗粒物的形 式排放到大气中，造成大气污染 。
SUMMAR Y
01
S区元素的概述
定义与特性
定义
S区元素指的是元素周期表中第12族（IIIB族）的元素，包括钪（Sc）、钇（Y ）、镧（La）、锕（Ac）等。
特性
S区元素都是金属元素，具有金属的通性，如导电、导热、延展性等。它们在化 学反应中通常表现出较强的还原性，易于失去电子成为正离子。
S区元素在自然界中的存在形式
金属氢化物是S区元素与氢反应生成的化合物，它们具有高的能量密度和稳定性。金属氢化物在能源储存和转换领域有潜在的 应用价值。
金属氢化物在工业中有一定的应用，如作为储氢材料和制备其他金属氢化物的原料。此外，一些金属氢化物还具有特殊的物 理和化学性质，可用于制备新型材料和器件。
REPORT
CATALOG
环保催化剂
利用硫元素制备的催化剂可用于 处理工业废气，降低污染物排放 。
合成新物质
含硫化合物
硫单质或硫化物可与其他元素合成多 种含硫化合物，如硫酸、硫代硫酸盐 等。
高分子材料
含硫元素的高分子材料具有特殊性能 ，如耐高温、抗氧化等，在航空、航 天等领域有广泛应用。
REPORT
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REPORT
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的第一电离势以碱金属最低。与同周期
元素比较，碱金属原子体积最大，只有
一个成键电子，在固体中原子间的引力
较小，所以它们的熔点、沸点、硬度、 升华热都很低，并随着Li－Na－K－Rb －Cs的顺序而下降，随着原子量的增加 （即原子半径增加），电离势和电负性 也依次降低。
2、碱金属和碱土金属均为金属晶格。碱土金 属由于核外有2个有效成键电子，晶体中 的原子间距离较小，金属键强度较大，因 此，它们的熔点，沸点和硬度均较碱金属 高，导电性却低于碱金属。
熔点/℃ 沸点/℃
Be 2s2
111
31 890 1757
Mg 3s2
160
65 738 1451
-2455 -1900
322 1.5 -1.85 1280 2500
150 1.2 -2.37 649 1105
Ca
Sr
Ba
4s2
5s2
6s2
197
215
217
99
113
135
590
550
503
1145 1064 965
Li
Na
K
Rb
Cs
2s1
3s1
4s1
5s1
6s1
152
186
227
248
266
60
95
133
148
169
520
496
419
403
376
-498
-393
-310 -284 -251
195 1.0 -3.04 180 1317
108 0.9 -2.71 97.8 881.4
90 0.8 -2.93 63.2 756.5
第九章 S区元素
1 s区元素性质的递变规律？与s区元素的电子构型之间有何 关系？ 2 水合能是什么？它与哪些因素有关？它的应用有哪些？
3 s区元素的氧化物有哪些类型？它们生成的条件分别是什 么？ 4 s区元素氢氧化物的碱性及其变化规律？
5 s区元素的盐类的溶解性规律是什么？ 6 s区元素的含氧酸盐的热稳定性规律？
2.1存在和制备
1.存在
由于碱金属和碱土金属的化学性质很活泼， 所以它们以化合状态存在于自然界中。在碱 金属中，钠和钾在地壳中分布最广，两者的 丰度都为2.5％。 主要矿物有钠长石 Na[AlSi3O8]、 钾长石 K[AlSi3O8]、光卤石 KCl · MgCl2 · 6H2O 以及明矾石 K2SO4 · Al2(SO4)3 · 24H2O
所以：离子交换柱上Li+首先被淋洗下来； 这些离子聚沉负胶体时，聚沉能力： Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+
3 电极电势变化趋势中，Li反常
Eo（Li+/Li）＝-3.04V < Eo（Na+/Na)＝-2.71V
电极反应：M(s)
M+(aq)+ e-
ΔGo = -nFEo = ΔH + TΔS
7 对角线规则
S区元素有：
IA 碱金属 (它们的氧化物溶于水呈强碱性） 价电子构型 ns1
Li ห้องสมุดไป่ตู้Na、k、Rb、Cs、Fr、
锂、钠、钾、铷、铯、钫
IIA 碱土金属 （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 价分电，子既构难型溶于ns2水又难熔融的Al2O3称为土）
海水中氯化钠含量为2.7％，植物灰中也含有
钾盐。锂的重要矿物为锂辉石Li2O · Al2O3 · 4SiO2 锂、铷、铯在自然界中储量较少且分散，被列为
希有金属。
碱土金属除镭外在自然界中分布也很广泛，镁除光 卤石外，还有白云石CaCO3 ·MgCO3和菱镁矿 MgCO3等。铍的最重要矿物是绿柱石 3BeO ·Al2O3 ·6SiO3。钙、锶、钡在自然界中存在 的最主要形式为难溶的碳酸盐和硫酸盐，如方解石 CaCO3、碳酸锶矿SrCO3、碳酸钡矿、石膏 CaSO4 ·2H2O、天青石SrSO4、和重晶石BaSO4等。 海水中含有大量镁的氯化物和硫酸盐，1971年世界 镁产量有一半以上是海水为原料生产的。
ΔH
M（s）
S升华能
M（g）
I电离能
M+（aq）+e-
ΔhH水合能
M+（g）+e-
表9－4 Li 和 Na 在 M(s) →M+(aq)+ e-中有关 焓值/kJ · mol-1
升华能S
电离能I
水合能ΔhH ΔH＝S＋I＋ ΔhH
Li
Na
159
108
520
495
-498
-393
181
210
§9-2碱金属和碱土金属的单质
2 水合能
M 2+（g） + H2O →M2+（aq) 的热效应 离子半径越小，电荷越高水合能越大。
Li+
Na+
K+
Rb+ Cs+
离子半径/pm
60
95
133 148 169
水合离子半径/pm 340 276 232 228 228
水合的平均分子数 25.3 16.6 10.5 10 9.9
同一族从下而上：水合能增加，离子结合 的水分子数也增加，水合离子半径增大。
Rb
Sr
还原能力
Cs
Ba
性质增加： 熔沸点 硬度 升华能 电离能 电负性 水合能 极化力
二 S区元素性质变化的几点说明
1 锂、铍性质与其它同族元素不一样
因为Li、Be的原子半径和离子半径是同族 元素中最小的。（Be2+离子半径特别小， 电荷又高，极化力强，共价性超过了离 子性）
例如，LiI的共价性约占50％， BeI2的共价性可达75％
86 0.8 -2.93 39 688
78 0.7 -2.92 28.5 705
表9-2 碱土金属的一些性质
价电子构型 金属半径/pm 离子半径（M+）/pm 电离能/（kJ · mol-1）
水合能M+(g)→M+(aq)/ （kJ.mol-1） 升华能/（kJ · mol-1）
电负性 电极电势Eo(M+/M)/V
-1565 -1415 -1275
177 1.1 -2.87 839 1494
163 1.1 -2.89 768 1381
176 0.9 -2.90 727 1849
1、碱金属最外层只有一个电子，次外层为 8个电子（Li为2个电子），对核电荷的 屏蔽效应较强，所以这个价电子离核较
远，特别容易失去，因此，各周期元素
Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、
铍、镁、钙、锶、钡、镭
表9-1 碱金属的一些性质
价电子构型
金属半径/pm 离子半径（M+）/pm 电离能/（kJ.mol-1）
水合能M+(g)→M+(aq)/ （kJ.mol-1） 升华能/（kJ.mol-1）
电负性
电极电势Eo(M+/M)/V 熔点/℃ 沸点/℃
3、原子半径和核电荷都由上而下逐渐增大， 原子半径的影响是主要的，核对外层电子 的引力逐渐减弱，失去电子的倾向逐渐增 大，所以它们的金属活泼性，还原能力由 上至下渐增。
注意：s区金属的活泼性是有差异的，这种 差异有一定的规律性，可通过下表说明：
性质增加：
Li
Be
原子半径
Na
Mg
离子 半径
K
Ca
化学活泼性
元素比较，碱金属原子体积最大，只有
一个成键电子，在固体中原子间的引力
较小，所以它们的熔点、沸点、硬度、 升华热都很低，并随着Li－Na－K－Rb －Cs的顺序而下降，随着原子量的增加 （即原子半径增加），电离势和电负性 也依次降低。
2、碱金属和碱土金属均为金属晶格。碱土金 属由于核外有2个有效成键电子，晶体中 的原子间距离较小，金属键强度较大，因 此，它们的熔点，沸点和硬度均较碱金属 高，导电性却低于碱金属。
熔点/℃ 沸点/℃
Be 2s2
111
31 890 1757
Mg 3s2
160
65 738 1451
-2455 -1900
322 1.5 -1.85 1280 2500
150 1.2 -2.37 649 1105
Ca
Sr
Ba
4s2
5s2
6s2
197
215
217
99
113
135
590
550
503
1145 1064 965
Li
Na
K
Rb
Cs
2s1
3s1
4s1
5s1
6s1
152
186
227
248
266
60
95
133
148
169
520
496
419
403
376
-498
-393
-310 -284 -251
195 1.0 -3.04 180 1317
108 0.9 -2.71 97.8 881.4
90 0.8 -2.93 63.2 756.5
第九章 S区元素
1 s区元素性质的递变规律？与s区元素的电子构型之间有何 关系？ 2 水合能是什么？它与哪些因素有关？它的应用有哪些？
3 s区元素的氧化物有哪些类型？它们生成的条件分别是什 么？ 4 s区元素氢氧化物的碱性及其变化规律？
5 s区元素的盐类的溶解性规律是什么？ 6 s区元素的含氧酸盐的热稳定性规律？
2.1存在和制备
1.存在
由于碱金属和碱土金属的化学性质很活泼， 所以它们以化合状态存在于自然界中。在碱 金属中，钠和钾在地壳中分布最广，两者的 丰度都为2.5％。 主要矿物有钠长石 Na[AlSi3O8]、 钾长石 K[AlSi3O8]、光卤石 KCl · MgCl2 · 6H2O 以及明矾石 K2SO4 · Al2(SO4)3 · 24H2O
所以：离子交换柱上Li+首先被淋洗下来； 这些离子聚沉负胶体时，聚沉能力： Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+
3 电极电势变化趋势中，Li反常
Eo（Li+/Li）＝-3.04V < Eo（Na+/Na)＝-2.71V
电极反应：M(s)
M+(aq)+ e-
ΔGo = -nFEo = ΔH + TΔS
7 对角线规则
S区元素有：
IA 碱金属 (它们的氧化物溶于水呈强碱性） 价电子构型 ns1
Li ห้องสมุดไป่ตู้Na、k、Rb、Cs、Fr、
锂、钠、钾、铷、铯、钫
IIA 碱土金属 （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 价分电，子既构难型溶于ns2水又难熔融的Al2O3称为土）
海水中氯化钠含量为2.7％，植物灰中也含有
钾盐。锂的重要矿物为锂辉石Li2O · Al2O3 · 4SiO2 锂、铷、铯在自然界中储量较少且分散，被列为
希有金属。
碱土金属除镭外在自然界中分布也很广泛，镁除光 卤石外，还有白云石CaCO3 ·MgCO3和菱镁矿 MgCO3等。铍的最重要矿物是绿柱石 3BeO ·Al2O3 ·6SiO3。钙、锶、钡在自然界中存在 的最主要形式为难溶的碳酸盐和硫酸盐，如方解石 CaCO3、碳酸锶矿SrCO3、碳酸钡矿、石膏 CaSO4 ·2H2O、天青石SrSO4、和重晶石BaSO4等。 海水中含有大量镁的氯化物和硫酸盐，1971年世界 镁产量有一半以上是海水为原料生产的。
ΔH
M（s）
S升华能
M（g）
I电离能
M+（aq）+e-
ΔhH水合能
M+（g）+e-
表9－4 Li 和 Na 在 M(s) →M+(aq)+ e-中有关 焓值/kJ · mol-1
升华能S
电离能I
水合能ΔhH ΔH＝S＋I＋ ΔhH
Li
Na
159
108
520
495
-498
-393
181
210
§9-2碱金属和碱土金属的单质
2 水合能
M 2+（g） + H2O →M2+（aq) 的热效应 离子半径越小，电荷越高水合能越大。
Li+
Na+
K+
Rb+ Cs+
离子半径/pm
60
95
133 148 169
水合离子半径/pm 340 276 232 228 228
水合的平均分子数 25.3 16.6 10.5 10 9.9
同一族从下而上：水合能增加，离子结合 的水分子数也增加，水合离子半径增大。
Rb
Sr
还原能力
Cs
Ba
性质增加： 熔沸点 硬度 升华能 电离能 电负性 水合能 极化力
二 S区元素性质变化的几点说明
1 锂、铍性质与其它同族元素不一样
因为Li、Be的原子半径和离子半径是同族 元素中最小的。（Be2+离子半径特别小， 电荷又高，极化力强，共价性超过了离 子性）
例如，LiI的共价性约占50％， BeI2的共价性可达75％
86 0.8 -2.93 39 688
78 0.7 -2.92 28.5 705
表9-2 碱土金属的一些性质
价电子构型 金属半径/pm 离子半径（M+）/pm 电离能/（kJ · mol-1）
水合能M+(g)→M+(aq)/ （kJ.mol-1） 升华能/（kJ · mol-1）
电负性 电极电势Eo(M+/M)/V
-1565 -1415 -1275
177 1.1 -2.87 839 1494
163 1.1 -2.89 768 1381
176 0.9 -2.90 727 1849
1、碱金属最外层只有一个电子，次外层为 8个电子（Li为2个电子），对核电荷的 屏蔽效应较强，所以这个价电子离核较
远，特别容易失去，因此，各周期元素
Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、
铍、镁、钙、锶、钡、镭
表9-1 碱金属的一些性质
价电子构型
金属半径/pm 离子半径（M+）/pm 电离能/（kJ.mol-1）
水合能M+(g)→M+(aq)/ （kJ.mol-1） 升华能/（kJ.mol-1）
电负性
电极电势Eo(M+/M)/V 熔点/℃ 沸点/℃
3、原子半径和核电荷都由上而下逐渐增大， 原子半径的影响是主要的，核对外层电子 的引力逐渐减弱，失去电子的倾向逐渐增 大，所以它们的金属活泼性，还原能力由 上至下渐增。
注意：s区金属的活泼性是有差异的，这种 差异有一定的规律性，可通过下表说明：
性质增加：
Li
Be
原子半径
Na
Mg
离子 半径
K
Ca
化学活泼性