第九章 常见金属元素及其化合物

三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐类 （一）、氧化物 正常氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2-)
多种类型：
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
菱镁矿: MgCO3
石膏: CaSO 4 2H2 O
大理石: CaCO3 萤石 CaF2 天青石: SrSO 4
明矾石: K(AlO)3 (SO 4 ) 2 3H2 O 锂辉石:LiAl(SiO3 ) 2
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
差 异 性
熔点不同
硬度不同
续表
金 属 元 素
原 子 结 构
相 同 点
最外层 电子数 较少 原子半 径较大
与非金属单质
都具有 还原性 共 性
与H+(水、酸) 与其它氧化剂
பைடு நூலகம்
核电荷数不同 不 同 点 原子半径不同
金 属 活 泼 性 不 同
差 异 氢氧化物碱性强弱 性 相互置换反应 （原电池正负极）
与水或酸反应的 难易
IA Li Na K Rb Cs
IIA Be Mg Ca Sr 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 6H2 O
绿柱石:Be3 Al2 (SiO 3 ) 6
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。 铂 ⑥良好的延展性。 金
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。
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，ns 、ns
1 2
电 离 能 、 电 负 性 减 小
金 属 性 、 还 原 性 增 强
原 子 半 径 增 大
• • • • • •
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 金属光泽
金 属 元 素 晶
相 金属阳离子 同 点 自由电子
共同物 理性质
导电传热
延展性
体 核电荷数 结 不 构 同 价电子数 点
原子半径
金属阳离子与 自由电子的作 用强弱不同
K Rb Cs
图片 Gc2-711-18.14
Be
Mg
Ca
Sr
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
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)
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。
（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
黄 红 微红 金(Au)——色，铜(Cu)——色，铋(Bi)—— 色， 蓝白 铅(Pb) 色。
③不同金属熔点、硬度差别较大；
④良好的导电性，分析原因：
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
条件：冷水剧烈 热水缓慢 产物： 氢氧化物和氢气
Zn Fe Sn Pb ……
水蒸气高温 不反应 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
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。
– 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
• 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
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 Θ(H /H -) = - 2 . 23 V) (E 2
2LiH T iO2 T i 2LiOH 4NaH TiCl4 Ti 4NaCl 2H2
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，