《无机化学》教学课件—09常见金属元素及其化合物

绿柱石:Be 3Al2 (SiO 3 )6 菱镁矿: MgCO3
石膏: CaSO 4 2H 2O 大理石: CaCO 3 萤石 CaF2 天青石: SrSO 4
重晶石: BaSO 4
二、碱金属和碱土金属的性质与用途
Gc2-704-18.8
Li
Na
K
Rb Cs
Gc2-711-18.14
图片
Be Mg Ca Sr
第九章 金属元素
第一节 金属的通性 第二节 碱金属和碱土金属 第三节 水的净化 第四节 人体中的化学元素
第一节 金属的通性
位置 金属区
金 属 元 素晶
相 金属阳离子 同 点 自由电子
共同物 理性质
金属光泽 导电传热 延展性
体
核电荷数
结 构
不 同
价电子数
金属阳离子与 自由电子的作
点 原子半径 用强弱不同
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（二）金属的物理性质:
①常温下，单质都是固体，汞(Hg)除外； ②大多数金属呈银白色，有金属光泽，但 金(Au)—黄—色，铜(Cu)—红—色，铋(Bi)—微—红 色， 铅(Pb) 蓝色白。 ③不同金属熔点、硬度差别较大；
④良好的导电性，分析原因： 金属中存在着大量的可自由移动的电子。
⑤良好的导热性，分析原因： 通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传 递热量。 ⑥良好的延展性。 金 铂
（一）、氧化物
多种类型：
正常氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2-)
稳定性: O2- > O2- > O22-
三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐类 （一）、氧化物
1、 正常氧化物
多数为白色固体，K2O（淡黄）、Rb 2O （亮黄）、Cs2O(桔红)； 熔点：IIA>IA； 硬度：IIA>IA， 用途：BeO、MgO作耐火材料和金属陶瓷，
Mg
•K
Ca
• Rb
Sr
• Cs
Ba
原子半径减小
金属性、还原性减弱
电离能、电负性增大
元素的存在
均以矿物形式存在:
钠长石: NaAlSi 3O8 钾长石: KAlSi 3O8
光卤石:
KCl MgCl 2 6H 2O
明矾石:
K(AlO) 3 (SO 4 )2 3H 2O
锂辉石:LiAl(SiO 3 )2
条件：冷水剧烈 热水缓慢 水蒸气高温 不反应 产物： 氢氧化物和氢气 氧化物和氢气
(3)与酸反应
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 常温下与非氧化性酸反应 氧化性酸 王水 (4)置换反应 (5)特例：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
金属活动性顺序的应用
金属的分类：
1、按单质密度分（5g/cm3)： 重金属（ Fe、Cr、Ba等）与轻金属（碱金属、Mg、Al等）
2、按冶金工业分： 黑色金属（Fe、Cr、Mn）与有色金属
3、按地壳中存在情况分： 常见金属与稀有金属（含量少、存在分散）
4、按化学活泼性： 活泼金属与不活泼金属
（一）、金属键
金属是由金属阳离子和自由电子组成， 其中自由电子并不属于某个固定的金属阳离 子，而可以在整个金属中自由移动。
氢化物（除Be、Mg外）
ⅠA ⅡA 金属活泼，可与氢形成离子性氢化物
1. 均为白色晶体, 热稳定性差 2. 还原性强
( E Θ(H 2/H -) = - 2 .23 V)
2LiH TiO 2 Ti 2LiOH 4NaH TiCl 4 Ti 4NaCl 2H 2
三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐类
⑦金属单质在化学反应中只作还原剂， 在化合物中金属元素只显正价。
（二）、金属的物理性质
合金：
– 概念：
• 两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合 而成的具有金属特性的物质。
– 性质：
• 具备金属特性(光泽、热电良导体、延展性等)。 熔沸点一般低于组分单质； 硬度一般比组分单质大。
（三）、金属的化学性质
差 熔点不同 异 性 硬度不同
续表 金 属 元 素
原 子 结 构
最外层
相 电子数 同 较少 点
原子半 径较大
都具有 还原性
金
核电荷数不同 属
活
不 同 点
泼 性
原子半径不同 不
同
与非金属单质 共 性 与H+(水、酸)
与其它氧化剂
与水或酸反应的 难易 差 异 氢氧化物碱性强弱 性 相互置换反应 （原电池正负极）
K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au • 判断金属的活动性顺序。 • 判断金属与酸溶液反应的激烈程度等情况。 • 判断金属单质还原性强弱。 • 判断金属低价阳离子的氧化性强弱。 • 判断金属金属性的强弱顺序。 • 判断原电池的正负极。 • 判断和水、氧气反应条件以及产物。 • 判断相同浓度相同阴离子溶液的酸碱性强弱顺序。 • 判断电解时阳离子和金属电极的放电顺序。 • 判断金属单质的制备方法。
第二节 碱金属和碱土金属
一、碱金属和碱土金属的概述 二、碱金属和碱土金属的性质与用途 三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧
化物及盐类
一、碱金属和碱土金属的概述
价层电子构型：IA、IIA，ns1、ns 2
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
与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H2（g）
2、氧化数：分别为+1和+2，一般无变价 3、化合物键型：以离子键为主，其中Li+、 Be2+由于半径小，其化合物有一定的共价性， 如BeCl2等。 4、特性：碱金属和碱土金属可溶于液氨，形 成深蓝色溶液。(较高导电性和与金属相同的 还原性)
• 金属原子易失去价电子成为阳离子，因而表 现出较强的还原性。由于不同的金属原子结 构、原子半径的不同，表现的还原性也有强 弱不同。
(1)与O2反应
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au
常温迅速 成膜加热 加热能反应
不反应
(2)与H2O反应 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb ……
Ba
1、金属性和非金属性
金属元素：外层电子少，原子半径 性质：金属键不牢固，单质熔、沸点很低，
硬度较小，其中IIA>IA。 金属性：IA>IIA 碱金属中Cs、Rb金属性质最强，失电子倾向 最大，所以可作光电管，如Cs光电管制成的 自动报警器可报告远处火警；制成的天文仪 器可以测定与地球距离 Ba: 电子工业中除去真空管中痕量氮气和氧 气