第12章s区元素.ppt
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1、Chapter 12 s-Block Elements,s区元素概述 s区元素的单质 s区元素的化合物 锂 、铍的特殊性 对角线规则,Introduction,Alkali Metals 碱金属(IA ): ns1 Lithium (Li), Sodium(Na), Potassium (K), Rubidum (Rb), Caesium(Cs),Francium(Fr),Alkaline Earth Metals 碱土金属(IIA ): ns2 Beryllium(Be), Mg(Magnesium), Ca(Cacium), Sr(Strontium), Ba(Barium), Ra(Ra
2、dium) 都是活泼金属 Li and Be show considerable differences from the rest of the group respectively.,原子半径增大 金属性、还原性增强 电离能、电负性减小,IA IIA Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba,原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大,s区元素的单质,Physical Properties and Chemical Properties Occurrence and preparation,单质的物理性质:,有金属光泽 密度小 硬度小 熔点低 导电、导热性好,图片
3、,Gc2-705-18.9,s区单质的熔点变化,Chemical Properties 1.与氧、硫、氮、卤素反应,形成相应的化合物 2.易与H2O反应(除Be、Mg外) 3.与液氨作用形成相应的化合物 4.焰色反应(化合物在高温中呈现出特征的颜色) 5.经典反应,注:它们的活泼性有差异,单质在空气中燃烧,形成相应的氧化物:,Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 BeO MgO CaO SrO Ba2O2,Li2O,Na2O2,KO2,1 与氧、硫、氮、卤素反应,形成相应的化合物,燃烧产物可从燃烧反应的能量变化中推测. 哪一个燃烧反应的DG负值最大,产物就 是哪一个. 例如,Na
4、生成Na2O、Na2O2 和 NaO2的DG 分别是 -376 kJmol-1, -430 kJmol-1和 389.2 kJmol-1, 因此燃烧产物就是 Na2O2 . DG 的大小则由 决定. 其中熵变一般对的DG贡献比较小, DG的大小主要由D r Hm来决定. D r Hm则要由设计的 Born-Haber 循环来决定. 而循环中的晶格能值的大小对整个反应能否进行及产物稳定性关系重大.,D r Gm= D r Hm-T D r Sm,为什么在空气中燃烧碱金属所得的产物不同?,与氧反应的产物,2M(s)+1/2O2(g) M2O,O O2-,(以碱金属氧化物为例),H,2S,1/2D,
5、E,-U,H=2S+2I+1/2D+E+(-U) + + + + -,半径较小的O2-与半径较小的Li+结合,U大,放出能量更多,Li2O稳定,半径较大的O22-,阳离子半径大小对核间距影响不大,而形成大阳离子所需的S和I要小得多,因此与较大的阳离子结合能放出更多的能量。,3.晶格能又正比于阴、阳离子电荷的乘积,反比于阴、阳离子的距离. 这样就要求阴、阳离子具备一定的 “匹配” 条件,产生最好的能量效应. 此即所谓的“大-大,小-小”规则.,能量效应匹配规则 a.离子半径的匹配 大配大 小配小 b.电荷匹配 高配高 低配低 c.半径小的离子趋向于与价数高的异号离子结合 产物判断: Li+(r+
6、小) O2-(r-小) Li2O K+,Rb+,Cs+,Sr2+,Ba2+ (r+大) O2-(大) 超氧化物稳定 Na+比Li+的r+大,比K+的r+小,与r-较大电荷较高的O22-结合稳定 Na2O2,说明下列反应方向: (1)KBr+LiF KF+LiBr (2)Na2SO4+BaCl2 BaSO4+2NaCl,2 与水作用 2M + 2H2O 2MOH + H2(g),Li,Na,K,Ca,钠和钠下方的同族元素与水反应十分激烈,过程中生成的氢气能自燃.,钙、锶、钡与水的反应远不如相邻碱金属那样剧烈,镁和铍在金属表面形成一层难溶的氢氧化物.,思考,锂的标准电极电势比铯的还小,但锂 与水反
7、应不如钠激烈,是什么原因? 锂的熔点较高,与水反应产生的热量不足以使锂熔化; 与水反应产生的产物的溶解度较小,覆盖在锂表面,阻止反应继续进行。,3 与液氨的作用,不论溶解的是何种金属,稀溶液都具有同一吸收波长的蓝光.这暗示各种金属的溶液中存在着某一共同具有的物种.后来实验这个物种是氨合电子,金属钠与水、液氨、乙醇的反应有何不同?,碱 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应,H2,碱 土 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应,均以矿物形式存在: 钠长石: 钾长石: 光卤石: 明矾石: 锂辉石:,绿柱石:,菱镁矿: 石膏:,萤石,天青石: 重晶石:,大理石:,Occurrence and
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