第八章主族金属元素一内蒙古化工职业学院精品课程网站
第八章-主族金属元素(一)---内蒙古化工职业学院-精品课程网站
第七章金属元素本章要求1.掌握碱金属、碱土金属的性质、结构、存在状态、制备、用途之间的关系。
2.掌握碱土金属、碱金属氧化物，氢化物的性质以及氢氧化物的溶解度，碱性和盐类溶解度，热稳定性的变化规律。
通过对比锂、镁的相似性等了解对角线规则。
3.了解铝、锡和铅、锑和铋的一般制备方法和原理，认识其单质的主要反应。
掌握铝、锑、铋、锡和铅盐的水解性和溶解性；锡（Ⅱ）的还原性和锡（Ⅳ）氧化性；铋、（Ⅴ）的氧化性。
4.掌握铜锌的氧化物和氢氧化物的酸碱性及主要性质。
掌握过渡元素的结构和性质特点。
5.掌握铜、主要化合物的性质。
掌握锌、主要化合物的性质，掌握Hg（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）间的转化关系。
6.掌握铬（Ⅲ）、铬（Ⅵ）化合物的性质。
特别是Cr2O72-与CrO42-间平衡，Cr2O72-在酸性介质中的强氧化性。
掌握高锰酸钾的性质。
7.掌握铁、钴、镍及其化合物的主要性质，熟练掌握Fe2+、Fe3+的性质和鉴定。
本章共计11学时第一节化学元素的自然资源1-1．地壳中元素的分布和存在类型1．元素的丰度：元素在地壳中的相对含量称为丰度。
丰度通常以质量分数或原子分数表示丰度最大的前十位的元素是：表7―1 地壳中主要含量元素的丰度（质量分数）图7–1 元素在地壳中的主要存在形式（1）以卤化物、含氧酸盐存在（2）以氧化物或含氧酸盐存在（3）主要以单质存在（4）主要以硫化物存在（5）以阴离子形式存在，有些也以单质存在1-3．元素资源的存在形式和提取、利用：1．化学矿物：自然界3000余种，可利用的仅150来种，目前我国已发现的可有矿物有136种。
分为金属矿物和非金属矿物。
2．天然含盐水：包括海水、盐湖水、地下卤水和气井水等。
3．大气：是游离是游离N2，O2和稀有气体的大本营。
4．农副产品：可以用来提取无机物。
5．工业废料：废水、废气和废渣含有大量的可用之物。
第二节碱金属2-1．碱金属元素概述：1．碱金属是周期表的是周期表的IA族，包括锂、钠、钾、铷、铯和钫2．电子层结构：ns13．金属性：同周期元素中，原子半径最大，电力能最低，表现出强烈的金属性。
第八章主族金属元素(一)
元素周期表
2
碱土金属的性质
3.与碱金属元素性质的相似、差异
碱土金属元素的价电子构型为ns2 碱土金属的活泼性略低于碱金属 碱土金属也有焰色 碱土金属和碱金属一样，也能形成氢化物 碱土金属的盐类比碱金属的盐溶解度小
第三节 碱土金属
二 碱土金属的盐类
1.碱土金属盐类的通性
（1）晶体类型：多数为离子晶体，卤化物的熔点依次升高：
2.地壳中元素的存在类型
第一节 化学元素的自然资源
二 元素资源的存在形式和提取、利用
金属矿物
自然界
非金属矿物
化学矿物
可利用的 我国存在
3000余种 150种左右 136种
海水、盐 湖水、地 下卤水和 气井水等
天然含盐水
元素 存在形式
工业废料
废水、废气和 废渣含有大量
的可用之物
是游离N2，O2 和稀有气体的大本营
第二节 碱金属
一 碱金属元素概述
4.对角线规则
Li Be B C Na Mg Al Si
在周期表中，在第二周期和第三周期元素中， 处于对角线位置上的三对元素： Li—Mg、Be—Al、B—Si， 它们的性质具有相似性。
这种相似性称为“对角线规则”。
极化性如: 何N解a释<对L角i线<规B则e ？ Na < Mg < Be 所以 Li≈Mg
因为M处g于<对角Be线<上B的元素，M具g有<相Al < B 近同的的A离阴l子离<势子B具Z/<r有和C相电似负的性极，A化对l能于<力相S，i < C
所以 Be≈Al 所以 B≈Si
因而表现出相似的化学性质。
第二节 碱金属
31金属第的化学性质课件-内蒙古呼和浩特市和林格尔县第一中学人教版高中化学必修一
等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热， 第二块在常温下与足量氧气充分反应，则下列说法 中正确的是（ ） A.第一块钠失去的电子多 B.两块钠失去的电子一样多 C.第二块钠的反应产物质量较大 D.两块钠的反应产物质量一样大
镁、铝、铁在日常生活中有较为广泛的用途。 （1）镁在空气中燃烧时，发出耀眼的白光，可用 来制造镁闪光灯，其反应的化学方程式为？ （2）市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细 小的还原性铁粉，铁粉与人体胃液中的盐酸反应， 起到补血作用，写出该反应的离子方程式？ （3）铝箔餐盒及铝箔托盘适用于航空食品包装、 蛋糕房等行业。铝箔耐腐蚀的原因是？（方程式） （4）等物质的量的钠、铝、铁分别在足量的氧气 中点燃，转移电子的物质的量之比为？ 3:9:8
概念
（一）物理性质： 常温下一般为固体（汞除外）、不透明、有金属光 泽（一般为银白色，部分有特殊颜色如：金、铜等 ）、有良好的导电性、导热性、延展性。
概念
（二）化学通性： 1、与非金属反应 2、与酸反应
镁 条 燃 烧
镁 与 稀 盐 酸
3、与盐溶液反应
铜 与 硝 酸 银
下列关于金属的叙述中正确的是（ ） A.所有的金属都是固态的 B.绝大多数金属具有导电性、导热性和延展性 C.所有金属都能与酸反应生成氢气 D.金属元素在自然界都是以化合态的形式存在的
概念
（三）金属的原子结构：
Na
Mg
Al
最外层电子一般少于4个，易失电子
3000 2000 1000
法 冶 炼 铝
现 代 用 电 解
0
-1000 Au Ag Cu Sn Fe Zn Al Mg Na Ca K
-2000 -3000 -4000
铁春 锄秋 和时 铁期 器的
主族金属.ppt
• 包括：IA:Li, Na, K, Rb, Cs,Fr • IIA:Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra • IIIA:Al, Ga, In, Tl • IVA: Ge, Sn, Pb • VA: Sb, Bi • VIA: Po
• -Al2O3：活性氧化铝 • -Al2O3：固体电解质， Al2O3·Na2O的复杂氧
化物
4 铝盐与铝酸盐
Al(NO3)3, K[Al(OH)4] [Al(H2O)6]3+ + H2O = [Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ [Al(OH)4] - =Al(OH)3+OH铝的弱酸盐完全水解，水溶液中无法制备：
• •
(M4g)CMlg2 C•l62H的2O强水解性：408K Mg(OH)Cl
+
HCl
+
5
H2O
• Mg(OH)Cl ~770K MgO + HCl
• CaCl2干燥剂,脱水后有少量水解
• CaCl2•6H2O 473K CaCl2 •2H2O 533K CaCl2
• (5)复盐
• 光卤石类：MCl•MgCl2•6H2O • 矾类：M2SO4•MgSO4•6H2O;Kal(SO4)2•12H2O • (6)常见盐的俗名：光卤
• 金属Sn镀层,不与空气和水反应； Pb与空气 和水反应，但是生成难溶物，钝化。
• 缓慢地与强碱反应：
• M + OH- + 2H2O = M(OH)3- + H2 • M: Sn, Pb. • 与非氧化性酸反应：
《大学化学主族元素》课件
主族元素的化学性质表现出明显的周期性变化。碱金属的 还原性强，容易失去电子成为正离子，而碱土金属的氧化 性强，容易得到电子成为负离子。
主族元素在自然界中的存在形式
01
自然存在
主族元素在自然界中广泛存在，如锂、钠、钾等存在于地壳中，而铍、
镁、钙等存在于地幔和地核中。
02 03
化合态
主族元素在自然界中主要以化合态的形式存在，如钠主要以钠盐的形式 存在，如食盐（NaCl）等；钙主要以碳酸盐的形式存在，如石灰石（ CaCO3）等。
生物作用
主族元素在生物体中具有重要的生理作用。例如，钠是维持细胞内外渗 透压平衡的重要元素，而钙是构成骨骼和牙齿的主要成分之一。
Part
02
主族元素的化学性质
碱金属的化学性质
01
碱金属原子具有一个价电子，容易失去这个价电子形成正离子 ，表现出强还原性。
02
碱金属元素在化合物中通常显+1价，其离子半径较大，具有较
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稀有气体的应用与前景
总结词
稀有气体在电子、工业、科研等领域具有广泛的应用 前景。
详细描述
稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡，它们具有稳定 的化学性质和特殊的物理性质，是现代工业和科研的重 要原料。在电子领域，稀有气体可以用于制造电子器件 和发光材料，如LED灯等。在工业领域，稀有气体可以 用于焊接和切割工艺，同时也可以用于制造特殊合金和 玻璃等。在科研方面，稀有气体可以用于研究气体放电 和原子光谱等物理现象。
总结词
碱金属在工业、科研、医疗等领域具有广泛的应用前 景。
详细描述
碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯和钫，它们具有活泼 的化学性质，是化学反应的重要参与者。在工业上， 碱金属可以用于制造合金、催化剂、润滑剂等，同时 也可以用于核能、电池等新能源领域。在科研方面， 碱金属可以用于合成新的化合物和材料，如新型催化 剂、高分子材料等。在医疗方面，碱金属可以用于放 射性治疗和诊断，如放射性核素和放射性药物等。
《主族金属化学》课件
氢气的制备和性质
1
性质
2
氢气是一种无色、无味、可燃的气体，
广泛应用于氢能源和化工领域。
3
制备
氢气可以通过水电解和金属与酸反应等 方法制备。
应用
氢气可用作燃料、还原剂、合成氨和合 成氢氟酸等。
硼元素的特性和应用
特性
硼是一种金属loid元素，具有低密度、高熔点和良 好的热导性能。
氧元素的结液态存在，具有双键结构。
2 性质
氧是支持燃烧的气体，对许多物质具有强氧化性。
氟元素的化学性质和应用
性质
氟元素是周期表中最活泼的元素，具有强烈的氧化性。
应用
氟化物广泛应用于防蛀剂、药物和冷却剂等领域。
硅元素的结构和特性
结构
硅元素以晶体形式存在，具有高硬度和热稳定性。
应用
硼广泛应用于玻璃制造、化学工业和核能研究等领 域。
碳元素的结构和化学性质
结构
碳元素以形式多样的晶体存在，如金刚石和石墨。
化学性质
碳元素具有四个价电子，与其他元素形成多种化 合物。
氮元素的化学性质和用途
化学性质 用途
氮元素与氧、氢等元素形成多种化合物，广泛参 与化学反应。
氮气广泛用于保护食品和制造化学品，氨气用于 合成化肥和农药。
硒元素的结构和特性
1 结构
硒元素以固体和液态存在，具有类似硫的斑 纹结构。
2 特性
硒是一种重要的半导体材料，具有光敏性和 热敏性。
性质
硫是一种具有强烈气味的黄色固体，具有较高的熔 点和沸点。
氯元素的化学反应和应用
化学反应
氯元素与其他元素形成多种化合物，参与许多重要 的化学反应。
主族元素化学PPT课件 人教课标版
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生成配合物，配位能力较卤素强 [Cu(CN)4]3[HgCl4]2氧化性 F2 (OCN) 2 Cl2 Br2 (CN) 2 (SCN)2 I2 SeCN) 2 歧化反应和卤素一样 如：(CN) 2 + 2OH¯ =CN¯ + OCN¯ + H2O
卤化物水解的一般规律：
δ+δδ+δ-
IF5+5HOH
I(OH)5+5HF
氟化剂：2MO+2BrF3=2MF 2+Br 2+O2+F 2 价键理论： XX` 不杂化
XX`3 XX`5 sp3d sp3d2
XX`7
sp3d3
1.4.3 多卤化物
• 金属卤化物+卤素互化物 多卤化物 • 如：I2+I¯ I3¯ K = 730 • 进一步与I2分子作用，生成[(I2)n(I-)]的负一 价多碘离子：I3- + I2(s) = I5• 问题：为什么多卤化物以I的为多，F的最 少?
颜色 物理性质
(σnp)2(πnp)4(πnp*)4 → (σnp)2(πnp)4(πnp*)3(σnp*)1
发生np* → σnp*跃迁，显示互补色。 F2(g)浅黄绿 Cl2(g)黄绿 Br2(l)红棕 I2(s)紫
化学性质 1与金属作用,Fe,Hg 2与非金属 H，S，P 3与水，碱作用
第3讲 主族元素化学
目录
• • • • 准备知识 如何学习元素化学 元素化学 习题精讲
非金属元素的氧化还原特性及其变化 规律 准备知识 a.平衡 ΔGo = -RTln Ko =ΔHo –TΔSo b.电动势 ΔGo = -nFEo
Eo = RT/nF × lnKo = 0.05916/n × log Ko
第五章 化工生产中的重要非金属元素(知识梳理)-2024-2025学年高一化学同步精品课堂(人教版2
第1节第五章 化工生产中的重要非金属元素一、硫单质 1、存在形态：➢ 游离态：在火山口附近或地壳的岩层例存在； ➢ 化合态：以硫化物和硫酸盐的形式存在，2、物理性质：硫单质俗称硫黄，是一种淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS 2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。
3、化学性质： 化合价角度认识：➢与非金属反应 ⎩⎨⎧O 2：S ＋O 2=====点燃SO 2，表现还原性H 2：S ＋H 2=====△H 2S ，表现氧化性➢与金属反应 ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫Cu ：2Cu ＋S=====△Cu 2S Fe ：Fe ＋S=====△FeS 表现氧化性➢与热的强碱溶液反应(如NaOH 溶液)：3S ＋6NaOH2Na 2S ＋Na 2SO 3＋3H 2O ，既表现氧化性，又表现还原性。
4、应用：汞洒落在地面，一般会用硫粉来处理，原理是 S ＋Hg == HgS 二、二氧化硫 1、物理性质无色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易液化、易溶于水。
（1体积水约溶解40体积SO 2） 2、化学性质（1）酸性氧化物的通性： △与水反应：SO 2+H 2OH 2SO 3知识梳理硫及其化合物△与碱性氧化物反应：SO2 + CaO = CaSO3△与碱反应：SO2(少量)+2NaOH====Na2SO3+H2OSO2(少量)+Ca(OH)2====CaSO3↓+2H2O2SO2(过量)+Ca(OH)2====Ca(HSO3)2△与某些盐反应:SO2+Na2CO3====NaSO3+CO2（2）氧化性：2H2S +SO2 = 3S↓ + 2H2O（3）还原性：2SO2+O22SO3SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX（X=Cl、Br、I）通入SO2加热（4）漂白性：品红无色溶液品红+SO2↑SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解而恢复原色。
【若Cl2与SO2等物质的量混合，则二者都失去漂白Cl2+SO2+H2O=2HCl+H2SO4】三、浓硫酸1、吸水性：是指浓H2SO4吸收游离水的性能。
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6.掌握铬(Ⅲ)、铬(Ⅵ）化合物的性质。特别是Cｒ2O７2－与CｒO4２-间平衡,Cr2O7２－在酸性介质中的强氧化性。掌握高锰酸钾的性质 。
2Ｈ2O２─→２Ｈ2Ｏ＋O2↑
2．氢氧化钠：烧碱、火碱、苛性碱。
1）NａOH有强碱性，除了与非金属及其氧化物作用外,还与一些两性金属及其氧化物作用，生成钠盐。
2）工业上用苛性法和电解盐溶液法制备。
2-5.钠盐和钾盐：
1.钠盐和钾盐的溶解性
1．氯化钠:食用是人类赖以生存的物质,也是化学工业的基础。NaCｌ广泛存在与海洋、盐湖和岩盐中。工业NaC的精制通常采用重结晶法。纯晶体用于红外光谱仪作滤光材料。
2．碳酸钠：又称纯碱、苏打、或碱面。有无水、一水、七水及十水结晶物。生产方法主要有氨碱法(苏尔维法）联碱法(侯氏制碱法)
1）氨碱法：
NＨ3＋CO２＋H2O─→NＨ4ＨCO3
金属钠工业上由电解氯化钠的熔融盐制取。
金属钾因其沸点低,易挥发，难分离,而难以用电解其熔融盐法制取，通在熔融状态下用金属钠置换法制取,因此金属钾的价格约是钠的10倍。
2－3.碱金属的氢化物:
1．性质和用途:主要有LiH和ＮａＨ，皆为白色粉末,具有与碱金属卤化物相似的性质,受热分解为氢气和金属。它们都是离子型化合物，是很强的还原剂：
铯Ｃｓ
原子序数
3.
1１
19
37
５５
价电子构型
２s1
3 s1
4 s1
５s1
6s1
金属半径ｒmｅt∕pm
１５2
１90
227.2
２4７.5
26５.４
电负性
1．0
0.９
0.8
0．8
０.7
电离能I∕kJ·ｍoｌ―
03
3７6
密度ρ∕ｇ·cm―3
0.53
０．97
0.86
1.53
１.9０
熔点tm∕℃
18０.５4
97．8
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第七章 金属元素
本章要求
1.掌握碱金属、碱土金属的性质、结构、存在状态、制备、用途之间的关系。
1-3．元素资源的存在形式和提取、利用:
1．化学矿物：自然界3000余种,可利用的仅15０来种,目前我国已发现的可有矿物有1３6种。分为金属矿物和非金属矿物。
2．天然含盐水：包括海水、盐湖水、地下卤水和气井水等。
3．大气：是游离是游离N2，O2和稀有气体的大本营。
4．农副产品:可以用来提取无机物。
5．工业废料:废水、废气和废渣含有大量的可用之物。
63．2
39.0
28０5
沸点tb∕℃
1347
８81.4
756.5
688
705
硬度（金刚石= 10）
0.6
0.4
０.５
０.3
0.2
4．离子焰色：
锂(红色）钠（黄色)钾（紫色)铷（红紫色）铯(蓝色）
5．碱金属元素的化合物多为离子型
6．对角线规则：在周期表中某一元素的性和它右下方的另一元素相似的现象。
LiＢeBC
7.掌握铁、钴、镍及其化合物的主要性质,熟练掌握Fe2+、Fe3+的性质和鉴定。
本章共计11学时
第一节 化学元素的自然资源
1-1．地壳中元素的分布和存在类型
1．元素的丰度:元素在地壳中的相对含量称为丰度。
丰度通常以质量分数或原子分数表示丰度最大的前十位的元素是：
表７―1 地壳中主要含量元素的丰度(质量分数）
第二节碱金 属
2-1．碱金属元素概述：
1．碱金属是周期表的是周期表的IA族,包括锂、钠、钾、铷、铯和钫
2．电子层结构:ns1
3．金属性：同周期元素中，原子半径最大,电力能最低，表现出强烈的金属性。本族自上而下原子半径和离子半径依次增大，其活泼性有规律地增强。
表7―2 碱金属的性质
锂Li
钠Na
钾K
铷Rｂ
╲╲ ╲
Na Mg Al Si
7．氢氧化物:锂、镁为中强碱，水溶性小，受热易分解为氧化物；锂和镁的氟化物、碳酸盐、磷酸盐等都难溶于水。其余的碱金属盐通常都易溶。
2－２.金属钠和钾
钠和钾的性质十分相似,质软似蜡，易用小刀切开。
钠与水作用易引起燃烧和爆炸,钾比钠更活泼，制备、储存和使用时应更加小心。由于钠、钾的搞活破性和强传热性用以还原制备相应金属，作核反应堆得到热剂。
2.掌握碱土金属、碱金属氧化物，氢化物的性质以及氢氧化物的溶解度，碱性和盐类溶解度,热稳定性的变化规律。通过对比锂、镁的相似性等了解对角线规则。
3.了解铝、锡和铅、锑和铋的一般制备方法和原理,认识其单质的主要反应。掌握铝、锑、铋、锡和铅盐的水解性和溶解性;锡(Ⅱ）的还原性和锡(Ⅳ）氧化性；铋、(Ⅴ)的氧化性。
1．氧化物：氧化物,过氧化物;超氧化物。
碱金属在充足的空气中燃烧时,锂生成氧化锂Li2Ｏ，钠生成过氧化钠Nａ2O2，而钾、铷、铯则生成超氧化物KO2,ＲbO2,CsO2。
过氧化钠:是淡黄色粉末或粒状物。与水或酸作用生成H2O2
Nａ2O2+2H2Ｏ─→2NaOH＋H２O2
Na2O２＋２H2SO4（稀）─→Nａ2ＳＯ４+H２O2
NａH＋Ｈ2O─→NａＯH + H2↑;
4NａH +TiCl4─→Ti + 4NaCl + 2H2
4LiH＋AlＣｌ３─→Lｉ[AlＨ４] + 3LiCl
四氢铝锂是白色。
2．制备：由碱金属与热的氢气流反应制得:
２-４.碱金属的氧化物和氢氧化物:
Zｒ
Nb
Mｏ
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Ｃd
In
Sn
Sb
Tｅ
I
Xｅ
Cs
Ｂa
Ｌａ
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Ｈｇ
Tｌ
Pｂ
Ｂｉ
Ｐｏ
At
Rn
(1)
（2）
（３）
（4)
（5）
图7–1元素在地壳中的主要存在形式
（1）以卤化物、含氧酸盐存在
（2）以氧化物或含氧酸盐存在
（3）主要以单质存在
（4）主要以硫化物存在
（5）以阴离子形式存在，有些也以单质存在
元素
O
Ｓｉ
Ａl
Fe
Cａ
Na
K
Mg
H
Ti
：
48．6
26.3
7.７3
４.75
3.45
2.74
2.74
2.00
0.76
０.42
1-2．周期表中各元素在地壳中的和要存在形式：
Li
Ｂe
B
C
N
Ｏ
F
Ne
Nａ
Mg
Al
Ｓi
P
S
Cl
Ａｒ
（２)
K
Cａ
Sｃ
Tｉ
V
Ｃr
Ｍn
Fe
Cｏ
Ni
Ｃu
Ｚｎ
Ga
Ge
Ａs
Ｓｅ
Ｂr
Ｋr
Rb
Ｓr
Y