分析化學(xué)第20章堿金屬和堿土金屬.ppt

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第二十章堿金屬和堿土金屬 教學(xué)目的 1 通過(guò)課堂講授和自學(xué)掌握堿金屬 堿土金屬單質(zhì)的性質(zhì) 了解其結(jié)構(gòu) 存在 制備及用途與性質(zhì)的關(guān)系 2 掌握堿金屬 堿土金屬氧化物的類型及重要氧化物的性質(zhì)和用途 3 了解堿金屬 堿土金屬氫氧化物溶解性和堿性的變化規(guī)律 4 掌握堿金屬 堿土金屬重要鹽類的性質(zhì)及用途 了解鹽類熱穩(wěn)定性 溶解性的變化規(guī)律 教學(xué)重點(diǎn) 堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)變化規(guī)律教學(xué)難點(diǎn) 堿金屬 堿土金屬氫氧化物溶解性和堿性的變化規(guī)律 教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié)堿金屬和堿土金屬的通性第二節(jié)堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)第三節(jié)堿金屬和堿土金屬的化合物教學(xué)時(shí)數(shù) 4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容 講授法 20 1堿金屬和堿土金屬的通性堿金屬和堿土金屬原子的最外層電子排布分別為 ns1和ns2 這兩族元素構(gòu)成了周期系的s區(qū)元素 它們的次外層具有稀有氣體原子式的穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu) 對(duì)核電荷的屏蔽作用較大 所堿金屬元素的第一電離勢(shì)在同一周期中為最低 堿金屬元素的原子很容易失去一個(gè)電子而呈 1氧化態(tài) 因此堿金屬是活潑性很強(qiáng)的金屬元素 它們不會(huì)具有其它氧化態(tài) 堿土金屬原子比相鄰的堿金屬多一個(gè)核電荷 因而原子核對(duì)最外層的兩個(gè)s電子的作用增強(qiáng)了 所以堿土金屬原子要失去一個(gè)電子比相應(yīng)堿金屬難 堿金屬和堿土金屬元素在化合時(shí) 多以離子結(jié)合為特征 但在某些情況下仍顯一定程度的共價(jià)性 堿金屬和堿土金屬的原子半徑 從上至下依次增大 電離能和電負(fù)性依同樣次序減小 金屬活潑性也從上至下依次增強(qiáng) 它們不能以單質(zhì)形式存在于自然界中 20 2堿金屬堿土金屬的單質(zhì)20 2 1單質(zhì)的物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)及用途 物理性質(zhì)單質(zhì)具有金屬光澤 有良好的導(dǎo)電性和延展性 堿金屬原子只有一個(gè)價(jià)電子且原子半徑較大 故金屬鍵弱 熔沸點(diǎn)低 堿土金屬的金屬鍵要強(qiáng)一些 熔沸點(diǎn) 密度和強(qiáng)度也高一些 化學(xué)性質(zhì)除鈹和鎂外 其它單質(zhì)易與水反應(yīng) 2Na 2H2O 2NaOH H2 Ca 2H2O Ca OH 2 H2 20 2 2單質(zhì)的制備 20 3堿金屬和堿土金屬的化合物M 和M2 離子的特征20 3 1氧化物1 氧化物M2OLiNaKRbCs空氣中燃燒Li2ONa2O2KO2RbO2CsO22 過(guò)氧化物制備 4Na O2 2Na2O2Na2O O2 2Na2O2反應(yīng) Na2O2 2H2O H2O2 NaOHNa2O2 H2SO4 H2O2 Na2SO4Na2O2 2CO2 O2 Na2CO3 超氧化物MO2 2H2O O2 H2O2 2MOH4MO2 2CO2 M2CO3 3O2 臭氧化物3KOH s 2O3 g 2KO3 s KOH H2O s 1 2O2 g 20 3 2氫氧化物3 2時(shí) 金屬氫氧化物屬酸性同一主族的金屬氫氧化物 從上到下堿性增強(qiáng) 同一周期的金屬氫氧化物 從右到左堿性增強(qiáng) 附 氫氧化物性質(zhì)和用途在空氣中易潮解 常作干燥劑 NaOH能溶解Al Zn等兩性金屬及其氧化物 也能溶解許多非金屬 Si B等 及其氧化物 2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 能腐蝕玻璃 因其能溶解某些金屬氧化物 非金屬氧化物 在工業(yè)生產(chǎn)和分析工作中常用于分解礦石 熔融的氫氧化鈉腐蝕性很強(qiáng) 工業(yè)上熔化氫氧化鈉一般用鑄鐵容器 在實(shí)驗(yàn)室可用銀或鎳的器皿 熔融 20 3 3氫化物 堿金屬和堿土金屬中較活潑的Ca Sr Ba能與氫在高溫下直接化合 形成離子晶體 故稱為離子型氫化物 又稱為鹽型氫化物 金屬氫化物中的H 離子的半徑介于F 離子和Cl 離子之間 所以具有鹵化物的一些性質(zhì) 堿金屬氫化物中以LiH最穩(wěn)定 加熱到 961K 也不分解 但其它氫化物不穩(wěn)定 加熱易分解成金屬和氫 所有堿金屬氫化物都是強(qiáng)還原劑 673KTiCl4 4NaH Ti 4NaCl 2H2LiH H2O LiOH H2 CaH2 2H2O Ca OH 2 2H2 由于氫化鈣與水反應(yīng)而能放出大量的氫氣 所以常用它作為野外產(chǎn)生氫氣的材料 鎂和鎂系合金 如Mg2Ni Mg2Cu 鎂 稀土系合金 是一類貯氫合金 貯氫時(shí) 用合金與氫反應(yīng) 生成金屬氫化物 用氫時(shí) 把金屬氫化物加熱 將氫放出來(lái) 以供使用 20 3 4鹽類1 堿金屬的鹽類大部分堿金屬鹽類是離子型晶體 M 是無(wú)色的 一般易溶于水 并與水形成水合離子 Li 的半徑小 所以許多鋰鹽難溶 堿金屬的弱酸鹽在水中都發(fā)生水解 水解后的溶液呈堿性 堿金屬鹽類有形成結(jié)晶水合物的傾向 堿金屬鹽一般具有較高的熱穩(wěn)定性 堿金屬鹽尤其是硫酸鹽和鹵化物 具有形成復(fù)鹽的能力 2 堿土金屬的鹽類多為無(wú)色的離子晶體 有些是難溶的 碳酸鹽 磷酸鹽和草酸鹽等 堿土金屬的碳酸鹽在常溫下是穩(wěn)定的 堿土金屬鹵化物除了氟化物外 一般易溶于水 氯化鈣可用作制冷劑和干燥劑 氯化鋇是最重要的可溶性鋇鹽 可制備各種鋇的化合物 習(xí)題 P20 2 20 3 20 4 20 6 20 8 20 10 20 11 20 13