PDF《物质科学_化学篇（下） 第十一章 金属元素的性质》

物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

118 物质科学_化学篇(下) 第十一章 金属元素的性质 11-1 碱金属元素及其化合物 1.

碱金属元素 (1) 碱金属又称碱金族,包含 、 、 、 、Cs 、 等六种金属,其中为放射性元素,半生期很短,不易得到. Li Na K Rb Fr Fr Li Na K Rb (2) 一般性质: 锂( ) 钠( ) 钾( ) 铷( ) 铯(Cs ) 倾向 原子序

3 11

19 37

55 递增 电子组态

1 2s

1 3s

1 4s

1 5s

1 6s 均为

1 ns 原子半径 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265 递增 离子半径 0.059 0.099 0.138 0.149 0.170 递增 熔点℃ 180.54 97.81 63.65 39.05 28.4 递减 沸点℃

1347 883.0 773.9 687.9 678.5 递减 密度 0.534 0.971 0.862 1.532 1.873 不规律 焰色 红色 黄色 紫色 深红色 蓝色 活性 小大递增 (3) 碱金属的价电子组态为 ,容易失去一个价电子而带+1 价,均为强还原 剂,化性活泼,与许多非金属直接化合,所以在自然界中不以元素形态存

1 ns 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

119 在,而以化合态存在. (4) 目前均以电解法制备金属. (5) 碱金属容易与空气、水反应,因此一般常保存於煤油中. (6) 锂: (g) 最轻的金属,密度为水的一半. (h) 在自然界中是存在於锂铝矽酸盐矿中. (i) 电解氯化锂熔液,可在阴极获得锂金属. (j) 锂可用来制造电池,锂电池不仅质量轻,且能提供较高的电压. (7) 钠: (g) 电解熔融的氯化钠可获得钠金属,钠金属质软,可用小刀切割,切面呈 银白色. (h) 钠可用来制造钠灯,用於雾中照明. (8) 钾: (g) 钾的活性比钠活泼,置於水中能产生氢,反应剧烈时会冒出火花. (h) 锂、钠、钾的燃烧焰色分别呈红色、黄色及紫色. (9) 碱金属化合物的键结 (g) 碱金属化合物的键结主要为离子键. (h) 大部分的锂化合物之键结具有某种程度的共价性.例如氯化锂( )、过 氯酸锂( )等,均可溶於乙醇、丙酮等有机溶剂中. LiCl

4 LiClO 2. 碱金属元素的化合物 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

120 (1) 碱金属与氧作用生成氧化物,例如:Li (白色)、 (黄色)、KO (黄色) O

2 2

2 2

2 2

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2 O Na (2) 氧化物溶於水呈碱性反应: ,反应先产生 ,然后 会迅速分解产生O ,并且释出大量的热,过氧化钠和硫 粉的混合粉末,加入几滴水后,硫粉将被氧化而猛烈燃烧,生成二氧化硫.

2 2

2 2

2 2

2 O H NaOH O H O Na + → + O H O H (3) 碱金属元素之化合物 (g) 氯化钠

1 粗盐:蒸发海水,即得粗盐,因含有少量氯化镁及氯化钙,故有苦味且 易潮解.

2 精盐:粗盐溶於水中,加入碳酸钠,则氯化镁及氯化钙变成不溶性之碳 酸镁及碳酸钙,过滤去除后,加热蒸发即得精盐. ) ( ) (

3 ) (

3 2 ) (

2 2 aq s aq aq NaCl MgCO CO Na MgCl + → + ) ( ) (

3 ) (

3 2 ) (

2 2 aq s aq aq NaCl CaCO CO Na CaCl + → +

3 用途:精制过的食盐,可供家用调味及保藏食物,食盐常加碘化钾,以 防甲状腺缺乏对症状. (h) 氢氧化钠

1 电解氯化钠之浓溶液,阴极可得氢气及氢氧化钠,阳极则产生氯气.

2 氢氧化钠是工业上及实验室重要的化学药品,为白色固体,具强腐蚀性.

3 极易溶於水,其水溶液具滑腻感,呈强碱性.

4 氢氧化钠在空气中极易潮解,并吸收二氧化碳成为碳酸钠: ) (

2 ) (

3 2 ) (

2 ) (

2 l aq g s O H CO Na CO NaOH + → + 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

121 5 用途:实验室常用的强碱试剂;