碱土金属氢氧化物溶解度S
第十一章-S区元素ppt课件
图片
Be Mg Ca Sr
Ba
Chapter Eleven
5
单质的物理性质:
有金属光泽 密度小 硬度小 熔点低 导电、导热性好
Gc2-705-18.9 图片
s区单质的熔点变化
Chapter Eleven
6
Chapter Eleven
Chapter Eleven
11.2 单质的化学性质
一、与氧、硫、氮、卤素反应
钠长石: NaAlSi3O8
菱镁矿: MgCO3
钾长石: KAlSi3O8
石膏: CaSO4 2H 2O
光卤石:
KCl MgCl2 6H 2O
大理石: CaCO3 萤石 CaF2
明矾石:
天青石: SrSO4
K(AlO)3 (SO4 )2 3H 2O
锂辉石:LiAl(SiO3 )2
重晶石: BaSO4
25
2 锂与镁的相似性： ⑴ 单质与氧作用生成正常氧化物 ⑵ 氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大 ⑶ 氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶 ⑷ 氯化物均能溶于有机溶剂中 ⑸ 碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物
Chapter Eleven
26
六、S区元素的存在
均以矿物形式存在:
绿柱石:Be3Al2 (SiO3 )6
小阳离子和小阴离子或者大阳离子和大阴离子形 成的化合物的溶解度小，
小阳离子与大阴离子或大阳离子与小阴离子形成 化合物溶解度大。
Chapter Eleven
23
四、含氧酸盐的热稳定性
1. 硝酸盐热稳定性差
2. 碳酸盐
BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
T分 /℃ ＜100 540
碱金属
3 氢氧化物
2O M 2 O, MO H MOH,M(OH)2 （除BeO外）
性质：⑴ 易吸水溶解
⑵ 溶解度大、碱性强
LiOH 中强 Be(OH)2 两性 NaOH KOH 强 强 Mg(OH)2 Ca(OH)2 中强 强 RbOH CsOH 强 强 Sr(OH)2 Ba(OH)2 强 强
2
CsO2 BaO2
于煤油上,要在液体石蜡中。
KO2
⑵ 与水作用
2BM + 2H2O → 2BMOH + H2(g)
BEM + 2H2O → BEM(OH)2 + H2(g)
Li
Na
K
虽然锂的标准电极电势很小， 但锂与水的反应还不如钠剧烈,原 因之一是锂的升华焓很大，不易 活化,因此反应速率小，原因之二 是反应生成的LiOH溶解度小，覆 盖在表面，阻碍反应进行。铍和 镁与水作用缓慢也是由于相应的 氢氧化物溶解度小的原因。
⑶原子半径同周期最大. ⑷价层电子最少。 ⑸第一电离能同周期最低.
⑹金属性同周期最强。
⑺易与H2直接化合成BMH、BEMH2离子型化 合物. ⑻与O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物. ⑼易与H2O反应(除Be、Mg外）生成相应的碱.
⑽与非金属作用形成相应的化合物.
注：它们的活泼性有差异
IA
易从CO32－中夺取O2 －成为氧化物同时放出CO2）
碳酸盐 BeCO3
分解温度 /℃
MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 540 900 1290 1360
＜100
元素化学 第二章s区元素
碱金属与碱土金属
(4)溶解度 碱金属氢氧化物（MOH）易溶于水,放热 碱土金属氢氧化物在水中溶解度小于碱金 属氢氧化物。
氢氧化物 溶 解 度 -1 /m o l· L B e(O H ) 2 8× 10
-6
M g (O H ) 2 5× 10
-4
C a(O H ) 2 1 .8 × 1 0
-2
1
1. s区元素概述 1.1 s区元素 碱金属(IA ): ns1 氧化态为＋1 s区 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA ): ns2 氧化态为＋2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属
2
碱金属与碱土金属
存在形式 (1)钠和钾: 熔盐NaCl、海水 天然氯化钾、光卤石(KCl) (2)钙和镁: 白云石 、方解石 、菱镁矿 、石膏 (3)锶和钡: 天青石(SrSO4) ，重晶石(BaSO4)
2NH
2
H 2 (g)
2 Na( s) 2 NH 3 (l ) 2 NaNH 2 H 2 ( g )
(4) 焰色反应 碱金属和碱土金属中的钙、锶、钡及其挥发 性化合物在无色火焰中灼烧，火焰有特征颜橙红 深红 绿
Li
Be
B
Al
C
Si
34
Na Mg
碱金属与碱土金属
4.2 锂与镁的相似性 ⑴ 单质与氧作用生成正常氧化物 ⑵ 氢氧化物均为中强碱,且水中溶解度不大 ⑶ 氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶 ⑷ 氯化物均能溶于有机溶剂中 ⑸ 碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物
碱金属与碱土金属
3.3 氢氧化物 制备: M 2O
H 2 O 2 MOH
MO H 2 O M ( OH ) 2
实验五(碱金属、碱土金属、锡、铅、锑、铋)
实验二十主族金属(碱金属、碱土金属、铝、锡、铅、锑、铋)实验摘要:同一主族中，金属活泼型由上至下逐渐增强，同一周期中从左至右金属性逐渐减弱，本实验通过让钠、钾、镁分别和水反应的剧烈程度来验证，发现钾与水反应最剧烈，铝和水的反应在加热条件下才可进行。
为比较碱土金属、铝、锡、铅、锑、铋的氢氧化物和盐类的溶解性，分别向氯化镁、氯化钙、氯化钡、氯化铝、二氯化锡、硝酸铅、三氯化锑、硝酸铋的溶液中加入氢氧化钠溶液，观察是否生成沉淀，再向沉淀中分别加入盐酸和氢氧化钠溶液，观察沉淀是否溶解。
再向氯化镁和氯化铝溶液中加入氨水和氯化铵溶液，观察沉淀的生成现象，探究氢氧化铝和氢氧化镁的生成条件。
碱金属、碱土金属和钙、钡的挥发性盐在氧化焰中灼烧时会发生焰色反应，根据火焰的颜色定性鉴别这些元素的存在。
锡、铅、锑、铋都能形成难溶于水的硫化物，硫化锡呈棕色，硫化铅呈黑色，硫化锑呈橘黄色，硫化铋呈棕黑色，二硫化锡呈黄色。
铅的+2氧化态较稳定，向硝酸铅溶液中分别加入稀盐酸、碘化钾、铬酸钾、硫酸钠溶液，观察沉淀特征，并探究沉淀性质。
关键词:碱金属碱金属金属性焰色反应氢氧化物的溶解性实验用品:烧杯试管小刀镊子坩埚坩埚钳实验内容:二．镁、钙、钡、铝、锡、铅、锑、铋的氢氧化物的溶解性三．ⅠA、ⅡA元素的焰色反应用洁净的镍丝分别蘸取1 mol·L-1LiCl、NaCl、KCl、CaCl2、SrCl2、BaCl2溶液在氧化焰中四．锡、铅、锑、铋的难溶盐结果及讨论:同族中，原子叙述递增，还原性增强；同周期碱金属比同周期碱土金属更活泼。
镁、钙、钡、铝、锡、锑、铅、铋氢氧化物在水中溶解度很小，但都溶于酸；镁、钙、钡、铋的氢氧化物不能溶于过量的碱；铝、锡、铅、锑的氢氧化物呈两性，能溶于过量的酸和碱。
通常原子处于稳定的状态，当受热汽化时，告诉运动的气态离子、电子相互碰撞获得了能量，使外层电子从基态跃迁到激发态，电子从激发态返回基态时会将多余的能量以光的形式放出，显示不同颜色。
铍 2
• BeO 几乎不与水反应，MgO与水缓慢反应生成相应的 碱，CaO,SrO,BaO与水都能发生剧烈的反应生成相应 的碱，并放出大量的热。
BeO，MgO由于熔点高可做耐高温材料。 常温下CaO可以与水发生反应： CaO+H2O= Ca(OH)2利用该反应不仅可以生产建 筑中常用的熟石灰，还用来除去乙醇中少量 的水； • 此外，CaO在高温条件下可与酸性氧化物反 应，例如：CaO+SiO2= CaSiO3 所以CaO又可用于工业炼钢中除去脉石、磷化 物等杂质
• 其中BeCl2的熔点明显的低，这是由于Be2+半径小，电 荷多，极化能力强，所以它与卤素离子（除F-）形成 的化合物均为共价化合物。 • 碱土金属的盐比相应的碱金属盐溶解度小。 • 碱土金属的硫酸盐、铬酸盐的溶解度差别较大，例如 离子半径小的Be2+与大阴离子硫酸根、铬酸根形成的 盐易溶，而离子半径较大的Ba2+相应的盐则难溶。
2.1*10-4 2.3*10-2 6.6*10-2 0.12
碱土金属的氢氧化物的溶解度之所以呈现这样的规律， 这是由于随着金属半径的增大，阴阳离子间的作用里逐 渐减小，容易为水分子解离。
Be(OH)2两性氢氧化物 Ca(OH)2强碱 Ba(OH)2强碱
Mg(OH)2中强碱 Sr(OH)2强碱
碱土金属的氢氧化物的碱性取决于金属阳离 子的离子势，R----O----H的解离方式可以用来解 释碱土金属的氢氧化物的碱性强弱。
4942
1 1.55 1112 1757
4351
0.95 2.54 1042 1657
3575
0.89 3.5 993 1913
硬度
2
1.5
1.8
铍
物理性质：单质为灰色，是最轻的碱土金属元 素。不溶于冷水，微溶于热水，可溶于稀盐酸， 稀硫酸和氢氧化钾溶液。 化学性质：性质活泼，能形成致密的表面氧化 保护层。能和稀酸反应，也能溶于强碱，表现 出两性。氧化物、卤化物都具有明显的共价性， 其化合物在水中易分解。
碱土金属氢氧化物溶解度大小顺序
碱土金属氢氧化物溶解度大小顺序碱土金属是指元素周期表中第2族元素，它们共有6个元素，包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）。
这些元素都具有银白色的外观，在自然界中比较常见，具有一系列的重要应用。
此外，它们还有一个共同的特点，那就是在水中形成碱性溶液，这是因为它们的氢氧化物具有强碱性。
然而，这6个元素的氢氧化物不仅具有不同的强碱性，它们的溶解度也各不相同。
我将在本文中详细介绍这些元素的氢氧化物的溶解度大小顺序。
1. 氢氧化锶（Sr(OH)2）氢氧化锶是一种白色粉末，易溶于水，可在空气中吸收二氧化碳。
它在纯水中的溶解度约为12.8 g/100 mL，在25°C时，其pH值约为12.3。
由于氢氧化锶具有良好的溶解性，因此常用于制备其他锶化合物，如锶盐和锶铬酸盐等。
2. 氢氧化钙（Ca(OH)2）氢氧化钙是一种白色粉末，也称熟石灰。
它的溶解度很低，在20°C的水中溶解度仅为0.19 g/100 mL，在100°C的水中溶解度仅为0.63 g/100 mL。
然而，氢氧化钙的溶解度可被提高，方法是将其溶解在水中，使其与二氧化碳反应产生碳酸钙（CaCO3），然后再用酸将碳酸钙溶解，最终获得可溶性的氢氧化钙溶液。
3. 氢氧化镁（Mg(OH)2）氢氧化镁是一种白色粉末，也称轻质粉。
它的溶解度很低，在纯水中的溶解度约为0.008 g/100 mL，这也是为什么它常用于中和胃酸。
当氢氧化镁与胃酸反应时，会生成氯化镁和水，中和胃酸的同时减少胃酸的产生。
4. 氢氧化钡（Ba(OH)2）氢氧化钡是一种白色晶体，易溶于水。
在25°C时，氢氧化钡在水中的溶解度约为3.5 g/100 mL，其pH值约为12.4。
氢氧化钡也常用于制备其他钡化合物，如硫酸钡（BaSO4）等。
5. 氢氧化镭（Ra(OH)2）氢氧化镭是一种有放射性的白色晶体，溶解度和毒性都很高，具有较强的放射性，因此在实验室和工业生产中应谨慎使用。
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）：
碱土金属
碱土金属英文名称：alkaline-earth metal碱土金属指ⅡA族的所有元素，共计铍（Be）、镁（Mg)、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）、镭（Ra）六种，碱土金属在自然界均有存在，前五种含量相对较多，镭为放射性元素，由玛丽²居里（M.Curie）和皮埃尔²居里（P.Curie）在沥青矿中发现。
碱土金属中除铍外都是典型的金属元素，氧化态为+2，其单质为灰色至银白色金属，硬度比碱金属略大，导电、导热能力好，容易同空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳作用，在表面形成氧化物和碳酸盐，失去光泽。
碱土金属的氧化物熔点较高，溶于水显较强的碱性，其盐类中除铍外，皆为离子晶体，但溶解度较小。
在自然界中，碱土金属都以化合物的形式存在，钙、锶、钡可用焰色反应鉴别。
由于它们的性质很活泼，一般的只能用电解方法制取。
六种碱土金属之一——铍(Be)六种碱土金属之一——镁(Mg)六种碱土金属之一——钙(Ca)六种碱土金属之一——锶(Sr)六种碱土金属之一——钡(Ba)六种碱土金属之一——镭(Ra)2元素性质物理性质碱土金属的单质为银白色(铍为灰色)固体，容易同空气中的氧气作用，在表面形成氧化物，失去光泽而变暗。
它们的原子有两个价电子，形成的金属键较强，熔、沸点较相应的碱金属要高。
单质的还原性随着核电荷数的递增而增强。
碱土金属的硬度略大于碱金属其他均可用刀子切割，新切出的断面有银白色光泽，但在空气中迅速变暗。
其熔点和密度也都大于碱金属，但仍属于轻金属。
碱土金属的导电性和导热性能较好。
化学性质碱土金属最外电子层上有两个价电子，易失去而呈现+2价，是化学活泼性较强的金属，能与大多数的非金属反应，所生成的盐多半很稳定，遇热不易分解，在室温下也不发生水解反应。
它们与其他元素化合时，一般生成离子型的化合物。
但Be2+和Mg2+离子具有较小的离子半径，在一定程度上容易形成共价键的化合物。
钙、锶、钡和镭及其化合物的化学性质，随着它们原子序数的递增而有规律地变化。
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第十二章 s区元素
§12.1 s区元素的通性
12.1.2 碱金属和碱土金属元素的原子 半径和离子半径
碱金属和碱土金属元素的原子半径和离子半径
元素
Li N2.5
216
锂和铍在各相应族中有特别小的原子半 径和离子半径，故单质最稳定，形成的化 合物有较高的共价性及较高的水合能。
第十二章 s区元素
§12.1 s区元素的通性
12.1.3 碱金属和碱土金属元素形成
化合物的成键特征
IA IIA Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba
大多数元素形成离 子型化合物
12.2.1 碱金属和碱土金属单质 的性质
12.2.2 碱金属和碱土金属单质的 重要化学反应
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
12.2.1 碱金属和碱土金属单质的性质
1. 物理性质
碱金属和碱土金属的物理性质
金属
Li
密度/(g·mL-1) 0.534
硬度 (金刚石＝10)
熔点/℃
0.6 180.54
熔点/℃ 1287
沸点/℃ 2467
Mg 1.738
2.0 651 1100
Ca 1.55
1.5 842 1484
Sr 2.64
1.8 757 1366
Ba 3.51
727 1845
密度小，硬度低，熔沸点低； 碱土金属的熔沸点和硬度都比碱金属的高。
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
At Rn 砹氡
7
Fr Ra Lr 钫镭铹
Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uun Uun ***
镧 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 系镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 锕 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No 系锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘
§12.1 s区元素的通性
12.1.1 碱金属 和碱土金属元素的价电
子层结构和氧化态
IA族和IIA族元素的价电子层结构和氧化态 元素 锂 钠 钾 銣 铯 钫 铍 镁 钙 锶 钡 镭
符号 Li Na K Rb Cs Fr Be Mg Ca Sr Ba Ra
序号 3 11 19 37 55 87 4 12 20 38 56 88
235
离子半径 /pm
60
95 133 148 169
元素
Be Mg Ca Sr Ba
原子半径/pm 89 136 174 191 198
离子半径/pm 31 65 99 113 135
第十二章 s区元素
§12.1 s区元素的通性
两族元素的原子有较大的原子半径，从 上到下，原子半径增大；
离子半径小于原子半径；
电子 结构
2s1
3s1
4s1
5s1
6s1
7s1
氧化 态
+1
+1
+1
+1
+1
+1
2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 7s2 +2 +2 +2 +2 +2 +2
第十二章 s区元素
§12.1 s区元素的通性
价电子层结构是ns1，ns2 ;
碱金属(Alkali Metal)元素主要表 现＋1氧化态；
§12.2 s区元素的单质
碱土金属的电离能和电负性
元素
Be
电离能 I1/(kJ·moL-1) 905.63
电负性 1.57
Mg 743.94 1.31
Ca 596.1 1.00
§12.1 s区元素的通性
(the General Characteristic of s -Block Elements)
12.1.1 碱金属和碱土金属元素 的价电子层结构和氧化态
12.1.2 碱金属和碱土金属元素的 原子半径和离子半径
12.1.3 碱金属和碱土金属元素形 成化合物的成键特征
第十二章 s区元素
Li+、Be2+、Mg2+主 要形成共价型化合物
第十二章 s区元素
§12.1 s区元素的通性
由于Li+有较小的半径，Be2+、Mg2+ 有较小半径和较高电荷，极化作用较强, 一定程度上容易形成共价键，表现出与 同族元素不同的化学性质。 P321-322
§12.2 s区元素的单质
(the Elementary Substances of s-Block Elements)
2. 化学性质
（1）固态 碱金属和碱土金属具有强活泼性，
容易形成离子型化合物。
碱金属的电离能和电负性
元素
Li
Na
K
Rb Cs
电离能 I1/(kJ·moL-1) 526.41 502.04 425.02 409.22 381.90
电负性 0.98 0.93 0.82 0.82 0.79
第十二章 s区元素
铌 钼 锝ns1钌~n铑s2 钯 银 镉
Ga 镓 In 铟
Ge 锗 Sn 锡
As 砷 Sb 锑
Se 硒 Te 碲
Br 溴 I 碘
Kr 氪 Xe 氙
从 IA 族到 IIA 族 6
Cs Ba Lu 铯钡镥
Hf 铪
Ta 钽
W 钨
Re Os 铼锇
Ir 铱
Pt Au Hg Tl 铂金汞铊
Pb 铅
Bi 铋
Po 钋
沸点/℃
1341
Na 0.968
0.4 97.82 881.4
K 0.89
0.5 63.38 759
Rb Cs 1.532 1.879 r
0.3 0.2 39.31 28.44 691 668.2
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
金属
Be
密度/(g·mL-1) 1.848
硬度 (金刚石＝10) -
B C N O F Ne
f区
硼碳氮氧氟氖
Al Si P S Cl Ar
VIII
IB IIB 铝 硅 磷 硫 氯 氩
4 5
sK Ca
钾钙
区 Rb Sr
铷锶
Sc 钪 Y 钇
Ti 钛 Zr 锆
V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
钒最铬外锰电铁子层钴 结镍 构铜 锌
Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
第十二章 s区元素
(s -Block Elements) §12.1 s区元素的通性 §12.2 s区元素的单质 §12.3 s区元素的化合物
§12.4 元素的相关性
族
周
期 IA
0
1
H 氢 IIA
s区
2
Li 锂
Be 铍
d区
Na Mg 3 钠 镁 IIIB IVB VB VIB VIIB
He
p区
IIIA IVA VA VIA VIIA 氦