碱金属和碱土金属
碱金属和碱土金属
碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属是元素周期表中的两个重要类别。
它们在化学性质、物理性质和应用方面有很多共同之处，但也有一些显著的差异。
本文将介绍碱金属和碱土金属的基本特点、重要性质及其在实际应用中的作用。
一、碱金属碱金属是周期表中位于第一族，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr）。
这些元素都是非常活泼的金属，具有强烈的还原性。
它们在常温下存在于固态，是银白色的质地柔软金属，能轻松被切割，并且具有低密度和低熔点。
碱金属具有以下一些重要性质：1. 高反应性：碱金属在常温下与水反应产生大量的氢气和碱溶液，释放出巨大的热量。
这种反应非常剧烈，有时可以引起爆炸。
例如，钠在与水接触时会迅速产生白色火焰和剧烈的燃烧。
因此，碱金属的处理需要极高的小心和专业知识。
2. 高电离能：碱金属的外层电子非常容易被剥离，因此具有很低的电离能。
这使得它们可以很容易地丧失电子形成阳离子，并与其他元素形成化合物。
3. 强烈的还原性：碱金属是非常强大的还原剂，能够夺取其他元素的电子，并参与许多重要反应。
例如，钾在与氧气反应时会猛烈燃烧，产生明亮的火焰。
4. 高热导率：碱金属具有极高的热导率，这使得它们在冷却和传热技术方面非常有用。
铯是所有金属中热导率最高的元素。
碱金属在许多领域具有广泛应用。
它们可用于制造合金、金属薄膜、电池、催化剂等。
其中最常见的应用是用作发光剂和制备碱金属离子的闪烁屏幕。
此外，碱金属离子在生物医学领域中也具有重要应用，例如在MRI（核磁共振成像）中作为对比剂。
二、碱土金属碱土金属是元素周期表中位于第二族，包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）。
与碱金属相比，碱土金属的化学性质相对较为稳定，但仍然具有明显的金属性质。
它们在常温下也是固态，但与碱金属不同的是，碱土金属较硬和坚硬。
碱土金属具有以下一些重要性质：1. 抗氧化性：碱土金属相对于碱金属来说较为惰性，不容易与空气中的氧气发生反应。
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
碱金属碱土金属
碱金属碱土金属
碱金属和碱土金属都是化学元素周期表中的两个重要类别。
碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯和钫，而碱土金属包括铍、镁、钙、锶、钡和镭。
这两个元素类别都有许多共同点和不同之处。
首先，碱金属和碱土金属都是典型的金属元素。
它们的原子结构有一个或两个电子轻松地从外层轨道中释放出来，使其成为相对稳定的阳离子。
碱金属和碱土金属的这种特性使得它们在化学反应中表现出非常活泼的性质，特别是在水中。
其中，碱金属时，它们与水反应的产物是碱性化合物和氢气，而碱土金属反应时的产物是氢氧化物或氧化物。
其次，碱金属和碱土金属具有较低的密度。
其中，锂的密度约为0.53克/立方厘米，钙的密度约为1.54克/立方厘米。
由于其低密度和活泼性质，这些元素在工业上有着广泛的应用，包括用于制造轻金属、电池和荧光材料等。
此外，碱金属和碱土金属显示出不同的化学活性。
与碱金属相比，碱土金属更难活泼，因为它们的外层电子数更多，需要更多的能量来释放。
因此，碱金属通常具有更强的还原性和更大的反应活性，而碱土金属则更倾向于形成阳离子化合物而不反应。
最后，碱金属和碱土金属在生命中起着不同的作用。
碱金属在生物体内起着独特的作用，如钾在神经细胞中传递电信号，而铷和钫在细胞膜的稳定性和脂肪酸代谢方面发挥作用。
碱土金属在血液凝固、骨骼健康和身体免疫系统等方面起着重要作用。
总的来说，碱金属和碱土金属虽然有许多共性，但在性质和应用方面也有一些重要的不同。
它们在许多诸如电子学、化学合成、生命科学和材料科学等领域中都扮演着至关重要的角色。
碱金属与碱土金属的区别
碱金属与碱土金属的区别碱金属和碱土金属是化学元素周期表中两个重要的元素家族。
它们在物理性质、化学性质以及在自然界中的分布等方面存在着显著的区别。
本文将详细探讨碱金属和碱土金属的区别。
一、物理性质的区别1. 密度和硬度：碱金属的密度和硬度较低，比较轻盈，容易被切割和压制成各种形状。
而碱土金属的密度和硬度相对较高，比碱金属更坚硬且具有更高的密度。
2. 熔点和沸点：碱金属具有相对较低的熔点和沸点，例如钾的熔点为63.38℃，锂的熔点为180.54℃。
而碱土金属的熔点和沸点相对较高，例如镁的熔点为649℃，钙的熔点为842℃。
3. 导电性：碱金属具有很高的导电性，可以很容易地导电。
碱土金属也具有良好的导电性，但相对于碱金属来说稍逊一筹。
二、化学性质的区别1. 与水反应：碱金属具有与水剧烈反应的性质，生成碱性氢氧化物和氢气。
例如，钠与水反应产生氢气并生成氢氧化钠。
而碱土金属与水反应较为缓慢，生成相应的碱土金属氢氧化物和氢气。
例如，钙与水反应生成氢气并生成氢氧化钙。
2. 氧化性：碱金属具有较强的氧化性，容易损失电子形成正离子。
碱土金属也具有一定的氧化性，但相对于碱金属来说较低。
3. 化合价：碱金属的化合价多为+1，例如钠的氧化状态为+1。
而碱土金属的化合价多为+2，例如镁的氧化状态为+2。
三、自然界中的分布1. 碱金属在自然界中相对较为稀少，主要以盐湖和海水中的含量较高。
其中，氯化钠是最常见的碱金属盐。
2. 碱土金属在自然界中相对较为丰富，分布广泛。
例如，镁和钙广泛存在于岩石、矿石和土壤中。
四、应用领域的区别1. 碱金属应用：碱金属广泛应用于多个领域，包括电池、合金制备、烟火制造、钢铁生产等。
钾化合物还用于肥料的制造。
2. 碱土金属应用：碱土金属在建筑材料、医学、农业等领域中有着重要的应用。
例如，镁合金用于航空和汽车制造，钙化合物可用作水泥生产中的添加剂。
结论总的来说，碱金属和碱土金属在物理性质、化学性质、自然界分布以及应用领域等方面存在显著的区别。
化学竞赛-碱金属与碱土金属
天青石 碳酸锶
重晶石 碳酸钡
锂辉石 LiAlSi2O6 钠长石 NaAlSi3O8 硝石 NaNO3 钾长石 KAlSi3O8 光卤石 KCl· MgCl2 · 6H2O 芒硝 Na2SO4 泻盐 MgSO4 · 7H2O 方解石 CaCO3 石膏 CaSO4 · 2H2O 天青石 SrSO4 重晶石 BaSO4
通常碱土金属的超氧化物很不纯净！
简介：MO2是更加活泼的钾、铷、铯在空气中燃烧的产物，有色，KO2橙黄色， RbO2深棕色， CsO2深黄色
2、与空气中的氧、氮及其它非金属反应：
6M + N2 = 2M3N 3M + N2 = M3N2
镁在氧气中燃烧
SiO2 + Mg =Si + 2MgO TiCl4 + Na = Ti + 4NaCl
3、与化合物作用：
钠、镁、钙高温下能夺取氧或氯，在非水体系，如固相反应和有机体系中，做还原剂。
2NH3 + 2M = 2M(NH2) + H2↑
冷
热
453~473K
573~673K
点燃
Na2O2 + H2SO4==Na2SO4 + H2O2 BaO2 + H2SO4 ==BaSO4↓+ H2O2
实验室制备H2O2
Cr2O3难溶+ 3Na2O2 = 2Na2CrO4易溶+ Na2O
1
MnO + Na2O2 = Na2MnO4 用做分解矿石的熔剂
Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba
金属活泼性增加
金属活泼性增加
一是因为这些金属熔点高 二是因为氢氧化物溶解度小
碱金属和碱土金属元素
MCO3 === MO + CO2 Mg、Ca、Sr、Ba的碳酸盐分解温度依次升高。
第十三章、硼族元素
硼族元素
第ⅢA，B、Al、Ga、In、Tl称为硼族。除B 外，其它都是金属，电子价层结构为ns2np1。
硼族元素的通性
硼族元素的单质及其化合物
硼在自然界中主要以硼酸盐形式存在。硼砂 ，Na2B4O7.10H2O，方硼石，2Mg3B8O15.MgCl2等 。铝主要以铝矾土矿形式存在，它在地壳里含量 仅仅次于氧和硅。
• 过氧化物 碱金属和碱土金属，除Be未发现有过氧化物外， 都能生成含有O22-离子的过氧化物。
453-473K
4Na + O2 === 2Na2O
573-673K
2Na2O + O2 === 2Na2O2 Na2O2 + 2H2O === H2O2 + 2NaOH Na2O2 + H2SO4 === H2O2 + Na2SO4 2Na2O2 + CO2 === 2Na2CO3 + O2
• Ga、In、Tl属稀有元素，学生自学了解。
• 单质硼的提取 工业上用浓碱来分解硼镁矿：
Mg2B2O5.H2O + 2NaOH === 2NaBO2 + 2Mg(OH)2 4NaBO2 + CO2 + 10H2O ===
Na2B4O7.10H2O + Na2CO3 Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O === 4H3BO3 + Na2SO4
△
2Al(OH)3 === Al2O3 + 3H2O
Na3AlF6
2Al2O3
===Biblioteka 电解4Al+
碱金属与碱土金属题目
碱金属与碱土金属题目碱金属与碱土金属是化学中常见的两类金属元素。
碱金属包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和铍（Fr），它们位于元素周期表的第一组。
而碱土金属包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra），它们位于元素周期表的第二组。
这两类金属在性质、化学反应、应用等方面有一些共同之处，同时也有一些显著的差异。
首先，碱金属和碱土金属在物理性质上有一定的相似性。
例如，它们都具有较低的电离能和较大的原子半径，因此具有良好的金属导电性和导热性。
此外，它们的密度都相对较低，而且都具有良好的延展性和可塑性。
其次，碱金属和碱土金属在化学性质上也有一些共同点。
碱金属和碱土金属都具有较活泼的金属活性，容易与非金属元素发生反应。
它们与氧气的反应都是剧烈且放热的，形成相应的金属氧化物。
例如，钠与氧气反应生成氧化钠：2Na + O2 -> 2Na2O碱金属和碱土金属也能与酸进行反应，如与盐酸反应生成相应的金属盐和氢气。
另外，它们在水中的反应也有相似之处。
碱金属和碱土金属在水中的反应是剧烈的，生成氢气和相应的碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。
例如，钾与水反应生成氢气和氢氧化钾：2K + 2H2O -> 2KOH + H2碱金属和碱土金属还可以与其他金属发生反应，形成金属间化合物。
例如，钠与铜反应生成铜钠合金：2Na + Cu -> Na2Cu此外，碱金属和碱土金属在应用上也有一些相似之处。
由于它们的低密度、良好的导电性和导热性，碱金属和碱土金属在合金制备、电池制造、金属加工等方面有广泛的应用。
另外，碱金属和碱土金属的化合物也具有一定的应用价值。
例如，氢氧化钠是一种重要的化工原料，广泛应用于纸浆、纺织、石油等行业；氧化钙是建筑材料中常用的一种氧化剂；镁合金在航空、汽车等领域具有广泛应用。
综上所述，碱金属和碱土金属在物理性质、化学性质和应用上具有一定的相似性。
碱金属和碱土金属
碱金属和碱土金属在化学元素周期表中，碱金属和碱土金属是两个重要的元素类别。
它们在自然界中广泛存在，具有独特的化学和物理性质。
本文将深入探讨碱金属和碱土金属的特点、用途以及对环境和人类健康的影响。
一、碱金属碱金属是指位于元素周期表第1A族的锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和铍（Fr）。
它们通常具有相似的特性，并且在自然界中以化合物形式存在。
碱金属的特点如下：1. 金属性质：碱金属是典型的金属元素，具有良好的导电性和导热性。
2. 电子配置：碱金属的电子配置以ns1的形式出现，其外层只有一个s电子，容易失去这个电子形成带正电荷的离子。
3. 低密度：碱金属的密度相对较低，从锂到铯依次递增。
4. 相对活泼：碱金属对水和空气中的氧气具有很高的反应性，它们能够与水反应产生氢气，并在空气中形成氧化物。
碱金属具有广泛的应用领域。
首先，钠和钾是人体必需的微量元素，对维持正常的生理功能至关重要。
其次，碱金属可以用于制备合金、导热材料、催化剂等。
此外，碱金属化合物还被广泛应用于玻璃工业、电池制造、化学实验等领域。
然而，碱金属也存在一些潜在的危害性。
例如，钠和钾金属与水反应时会放出大量的氢气，可能引发火灾。
此外，过量摄入碱金属离子对人体健康有害，可能导致水电解质平衡失调甚至中毒。
二、碱土金属碱土金属是周期表中第2A族的含钙（Ca）、镁（Mg）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）的元素。
与碱金属相比，碱土金属的化学性质略微稳定。
以下是碱土金属的主要特点：1. 金属性质：碱土金属也是典型的金属元素，具有较好的导电性和导热性。
2. 电子配置：碱土金属的电子配置为ns2，外层具有两个s电子。
3. 密度：碱土金属的密度相对较高，从镁到钡递增。
4. 反应性：碱土金属相对于碱金属来说较不活泼，但依然能与水和氧气反应，生成相应的化合物。
碱土金属也有广泛的应用。
首先，钙是人体骨骼和牙齿的主要成分之一，对维持骨骼健康至关重要。
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新乡医学院无机化学实验课教案首页
授课教师姓名及职称：
新乡医学院化学教研室年月日
实验碱金属和碱土金属（I-II）
一、实验目的
1．了解金属镁和氢氧化镁的性质；
2．比较镁、钙、钡难溶盐的生成和性质；
3．掌握钠、钾的鉴定方法。
二、实验原理
周期系第ⅠA族元素称为碱金属元素，价电子层结构为ns1；周期系第ⅡA族元素称为碱土金属元素，价电子层结构为ns2。
这两族元素是周期系中最典型的金属元素，化学性质非常活泼，其单质都是强还原剂。
除LiOH为中强碱外，碱金属氢氧化物都是易溶的强碱。
碱土金属氢氧化物的碱性小于碱金属氢氧化物，在水中的溶解度也较小，都能从溶液中沉淀析出。
碱金属盐多数易溶于水，只有少数几种盐难溶（如醋酸铀酰锌钠、四苯硼酸钠等），可利用它们的难溶性来鉴定Na+、K+离子。
在碱土金属盐中，硝酸盐、卤化物（氟化物除外）、醋酸盐易溶于水；碳酸盐、硫酸盐、草酸盐、磷酸盐等难溶。
可利用难溶盐的生成和溶解性的差异来鉴定Mg2+、Ca2+、Ba2+离子。
三、实验用品（略）
四、实验内容
（一）金属镁和氢氧化镁的性质
1．在2支试管中分别加入少量镁粉及蒸馏水约2mL，加热其中一支试管2～3min再分别加入酚酞指示剂1滴，观察溶液颜色变化，解释原因并写出反应式。
2．在2支试管中各加入0.1mol·L-1MgSO4溶液5滴，再分别滴加2mol·L-1NaOH溶液2～3滴，观察现象。
然后在两试管中分别加入3mol·L-1NH4Cl溶液和2mol·L-1HCl数滴，观察现象并写出反应式。
（二）镁、钙、钡难溶盐的生成和性质
1．硫酸盐溶解度的比较
在3支试管中分别加入5滴0.1mol·L-1MgCl2、0.1mol·L-1CaCl2、0.1mol·L-1 BaCl2，然
后各加入5滴0.1mol·L-1Na2SO4溶液，观察反应产物的状态和颜色。
分别检验沉淀与浓HNO3的作用，写出反应式。
比较MgSO4、CaSO4、BaSO4的溶解度大小。
2．碳酸盐的生成和性质
取3支试管，分别加入5滴0.1mol·L-1MgCl2、0.1mol·L-1CaCl2、0.1mol·L-1BaCl2溶液，再各加入5滴0.1mol·L-1Na2CO3溶液，观察现象。
然后再分别加入6 mol·L-1HAc约10滴，观察现象，并写出反应式。
另取3支试管，分别加入5滴0.1mol·L-1MgCl2、0.1mol·L-1CaCl2、0.1mol·L-1BaCl2溶液，再各加5滴0.1mol·L-1NH3-0.1mol·L-1(NH4)2CO3混合液，观察现象并解释。
3．铬酸盐的生成和性质
取3支试管，各加入5滴0.1mol·L-1MgCl2、0.1mol·L-1CaCl2、0.1mol·L-1BaCl2溶液，再加入5滴0.1mol·L-1K2CrO4溶液，观察现象。
将有沉淀产生的试管内沉淀分为2份，分别试验沉淀是否溶于6mol·L-1HAc和2mol·L-1HCl溶液，写出反应式。
（三）钠盐、钾盐的鉴定
1．醋酸铀酰锌钠沉淀的生成
往一小试管中，加6滴Na+试液（0.5mol·L-1NaCl溶液），加2滴6mol·L-1HAc和约10滴醋酸铀酰锌试液，用玻璃棒摩擦试管内壁，既有黄绿色醋酸铀酰锌钠沉淀生成。
写出反应式。
2．六硝基合钴酸钾钠沉淀的生成
往一小试管中，加2滴K+试液，再加几滴六硝基合钴酸钠试液，观察沉淀的生成和颜色。
另取少量溶液作对照实验。
铵盐反应类同，但在水浴温度下即分解，可见有气体逸出，而相应的钾盐则较稳定。
碱和强酸均能破坏，所以反应在的条件下进行。
3．往一小试管中，加2滴K+离子试液，再加3～4滴四苯硼酸钠试液，观察沉淀的生成和颜色。