第十章 元素化学

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无机及分析化学第十章
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2.氢氧化物 s区元素的氧化物中，BeO几乎不与水作用， Li2O与水作用生成LiOH，MgO与水作用生成 Mg（OH）2，其他氧化物遇水都能发生剧烈反 应，生成相应的氢氧化物。 氢氧化物均为白色固体，在空气中易吸收水 分而潮解，又易与空气中的二氧化碳作用生成 碳酸盐，故应密闭保存。通常用橡皮塞而不用 玻璃塞，因为碱对玻璃有腐蚀作用： 2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O
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10.2.2 重要元素及其化合物
1.氧化物 碱金属和碱土金属 与氧反应可以生成四 种类型的氧化物：正 常氧化物、过氧化物、 超氧化物、臭氧化物。
二氧化碳吸收剂
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（1）正常氧化物 碱金属中的锂和所有碱土金属在空气中燃烧，生 成正常氧化物： 4Li + O2 = 2Li2O 2M + O2 = 2MO 其他碱金属的正常氧化物是用金属与它们的过氧 化物或硝酸盐作用而得到的。例如： Na2O2 + 2Na = 2Na2O 2KNO3 + 10K = 6K2O + N2 ↑ 将碱土金属的碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等热分 解也能得到氧化物MO： MCO3 =MO + CO2 ↑
在空气中能直接生成超氧化物MO2。
K + O2 = KO2
一般来说，金属性很强的元素容易形成含氧较
多的氧化物，因此钾、铷、铯易生成超氧化物。
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超氧化物与水反应，产生O2和H2O2：
2KO2 + 2H2O =2KOH + H2O2 + O2 ↑ 因此，超氧化物也是强氧化剂。 KO2与CO2作用放出氧气： 4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2 过氧化物和超氧化物可用作高空飞行、深井作业、 水下工作、宇宙航行和战 地医院的供氧剂和二氧化 碳吸收剂。KO2较易制备，常用于急救器中。
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1．电子构型
s区元素（除H外）的价电子构型分别为ns1、ns2 ; 在同周期中，它们具有较小的电离能、较大的原子 半径，易失去外层电子，表现出金属性;其稳定氧化 值为+1（IA）和+2（IIA）,它们的化合物（除Li、 Be外）均为离子型化合物。
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（2）过氧化物 除铍和镁外，所有碱金属和所有碱土金属都能分
别形成相对应的过氧化物M2O2，MO2，其中只有钠
和钡的过氧化物可由金属在空气中燃烧直接得到。
Na2O2是最常见的碱金属过氧化物。将金属钠在 铝制容器中加热到300 ℃，并通入不含二氧化碳的干
燥空气，得到淡黄色的Na2O2粉末：
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2．物理性质
s区元素（除H外）的单质均为金属，具有金
属光泽。它们的金属键较弱，因此，具有熔点低、 硬度小、密度小等特点。另外，s区元素还具有良 好的导电性能和传热性质。
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3．化学性质
s区元素（除H外）的电负性和电离能均较小， 表现出典型的金属性。在同周期中，它们是最活 泼的金属，在同族中，其金属活泼性从上到下依 次增大，即还原性依次增强。它们可以与氧、卤 素、氢、水和酸等多种物质发生反应，在反应中， 它们均是强还原剂。 碱金属与具有相同电子层的碱土金属相比， 碱金属的核电荷少，原子半径大，原子核吸引外 层电子的能力弱，最外层电子更易失去，即碱金 属的还原性比碱土金属的还原性强。
2Na + O2 = Na2O2
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Na2O2与H2O或稀酸反应，生成过氧化氢： Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 Na2O2 + H2SO4（稀） = Na2SO4 + H2O2 Na2O2与CO2反应，放出氧气： 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
10.2.1 s区元素的通性
s区元素位于元素周期表中的IA族和IIA族，分
别称为碱金属和碱土金属。 IA族除H外，有Li，Na，K，Rb，Cs，Fr共6个元素； IIA族有Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Ra共6个元素。 其中Fr和Ra为放射性元素。
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氢氧化物在水中的溶解度
碱金属 氢氧化物 溶解度 碱土金属氢 S/(mol· -1) L 氧化物 13 Be(OH)2 溶解度 S/(mol· -1) L 8×10-6
S 增 大
LiOH
NaOH KOH RbOH CsOH
109 112 177 330
Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
5×10-4 1.8×10-2 6.7×10-2 2×10-1
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（1）氢氧化钠
氢氧化钠又称烧碱，是 实验室常用的重要试剂， 也是重要的工业原料。它 能除去空气中的酸性物质 如二氧化碳、二氧化硫、 二氧化氮、硫化氢等， NaOH易于融化，能熔解某 些金属氧化物和非金属氧 化物，因此常用于熔解矿 物试样。
本章作业：
P357思考题2、3、5；习题2、3、7、9
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迄今为止，人类已经发现的元素和人工合成 的元素共118种，其中地球上天然存在的元素有92 种。元素在地壳中的含量称为丰度，常用质量分 数来表示。 2014-1-2 4 无机及分析化学第十章
10.2 s区元素
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10.1 元素概述 10.2 s区元素
10.3 p区元素
10.4 d区元素 10.5 ds区元素
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学习要求
1．了解元素的分布及其分类 3．熟悉重要元素及其化合物的性质 4．掌握s区、p区、d区、ds区元素性质的一般规律 5．了解元素化学的一些新进展
Na2O2是一种强氧化剂，工业上用作漂白剂， 也可用来作为制取O2的来源。在熔融时几乎不分
解，但遇到棉花、木炭或铝粉等还原性物质时，
就会发生wk.baidu.com炸，故使用时应注意安全。
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（3）超氧化物
除了锂、铍、镁外，碱金属和碱土金属都分别
能形成超氧化物MO2和M(O2)2。其中，钾、铷、铯