第八章 s区元素
第一节 s区元素概述
第二节 s区元素的单质
第三节 s区元素的化合物
第四节 锂,铍的特殊性
对角线规则
第一节 s区元素概述
碱金属 (IA ),ns1
Li,Na,K,Rb,Cs,Fr
碱土金属 (IIA ),ns2
Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra
都是活泼金属
1.易与 H2直接化合成 MH,MH2离子型化合物
2.与 O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物
3.易与 H2O反应 (除 Be,Mg外）
4.与非金属作用形成相应的化合物
注：它们的活泼性有差异
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
第二节 s区元素的单质
2.1 单质的物理性质和化学性质
2.2 s区元素的存在和单质的制备
图片
Gc2-704-18.8
Gc2-711-18.14
Li Na K
Rb Cs
Be Mg Ca Sr Ba
1 单质的物理性质和化学性质
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
Gc2-705-18.9
s区单质的熔点变化
Gc2-706-18.12
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
单质的化学性质
图 C-551-(a)
镁
带
的
燃
烧
2 与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H 2（ g）
Li Na K
Ca
图 Cpp-262
Li Na K
Ca Sr Ba
3 焰色反应
4 与液氨 的作用
( g )H2 N H2M( l )2 N H2 M ( s ) 223 ??? ??? ??
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,
? ?83 OA lS iNa
? ?83 OA lS iK
O6HM g C lK C l 22 ??
O3H)( S OK ( A l O ) 2243 ?
23 )L iA l( S iO
6323 )( S iOAlBe
3M g CO
O2HC a S O 24 ?
3CaC O
2CaF
4SrSO
4BaSO
2 s区元素的存在和单质的制备
TUPIAN
C-208 Gc-717-18.23
绿柱石,
6323 )( S iOAlBe
大理石,
3CaC O
第三节 s区元素的化合物
1,氢化物
2,氧化物
3,氢氧化物
4,重要盐类及其性质
5,配合物
1 氢化物
离子型氢化物（除 Be,Mg）
LiH NaH KH RbH CsH NaCl
-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -441
1fr m olkJ
Δ
??
H
1 ) 均为白色晶体,热稳定性差
f Δ H
注
2 ) 还原性强
V)23.2)/H(H( 2 ???E
(1) 钛的冶炼,
2 L i O HTiT i O2 L i H 2 ?? ???
24 2H4 N a C lTiT i C l4 N a H ??? ???
(2)剧烈水解,
( g )HM O HOHMH 22 ?? ???
( g )H2C a ( O H )OH2C a H 2222 ?? ???
( g )H2C a ( O H )OH2C a H 2222 ?? ???
3) 形成配位氢化物
3 L i C l]L i [ A l HA l C l4 L i H 43 ????? ??? （无水）乙醚
铝氢化锂
]L i[A lH 4 受潮时强烈水解
2324 4HA l ( O H )L i O HO4HL i A l H ??? ???
2 氧化物
1) 形成三类氧化物
正常氧化物 (O2-)
过氧化物 (O22-)
超氧化物 (O2-)
稳定性, O2- > O2- > O22-
2) 制备,
直接,
间接,
222 ONaO2 N a ? ???
22 KOOK ? ???
O2 N a2 N aONa 222 ? ???
223 NO6K1 0 K2 K N O ?? ???
( g )COMO MC O 23 ?? ??
3) 化学性质
(1) 与 H2O的作用,
22222
22222
22
II
2
Ι
2
OOH2 K O HO2H2 K O
OH2 N a O HO2HONa
M ( O H )OHOM
2 M O HOHOM
??? ???
?? ???
? ???
? ???
(2)与 CO2的作用：
)(g3OCO2K2 C O4 K O
)g(OCO2 N a2 C OO2 N a
COLiCOOLi
23222
232222
3222
?? ???
?? ???
? ???
（ Li ? Cs剧烈程度 ?）
（ BeO除外）
3 氢氧化物
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
中强 强 强 强 强
Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
两性 中强 强 强 强
2OH2 M ( O H )M O H,MOO,M 2?? ??
（除 BeO外）
性质,⑴ 易吸水溶解
⑵ 溶解度与碱性
(箭头指向 ) 溶解度增大,碱性增强
溶解度
MOH易溶于水，放热
碱土金属溶解度（ 20℃ ）
氢氧化物 B e ( O H ) 2 M g( O H ) 2 C a ( O H ) 2 S r ( O H ) 2 B a ( O H ) 2
溶 解 度
/ m ol · L -1
8 × 10 -6 5 × 10 -4 1,8 × 10 -2 6,7 × 10 -2 2 × 10 -1
重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐
4 重要盐类及其性质
1) 晶体类型,绝大多数是离子晶体
但碱土金属卤化物有一定的共价性。
Be2+极化力强
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2
熔点 / ℃ 405 714 782 876 962
离子性增强
2 ) 一般无色或白色
3 ) 溶解度,碱金属盐类一般易溶于水；
碱土金属盐类除卤化物、硝酸盐外
多数溶解度较小。
4 ) 热稳定性,较高。
⑴ 硝酸盐热稳定性差
⑵ BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
T分 /℃ ＜ 100 540 900 1290 1360
2－
⑶ 稳定性 M2CO3＞ MCO3
C
O
O
O
对角线规则
Li Be B C
Na Mg Al Si
4 锂,铍的特殊性 对角线规则
1 内容
2 锂与镁的相似性：
⑴ 单质与氧作用生成正常氧化物
⑵ 氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大
⑶ 氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶
⑷ 氯化物均能溶于有机溶剂中
⑸ 碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物
金属氢氧化物 MOH的离解
? M- O- H M+ + OH-
? M- O- H MO- + H+
? ?= z/r (z,M离子的电荷；,r,离子半径 )
? ? 1/2 ＜ 0.22 MOH显碱性
? ? 1/2 在 0.22-----0.32间 MOH显两性
? 1/2 ＞ 0.32 MOH显酸性
苏尔维法
? NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3
? NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl
? 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2 + H2O
? 2NH4Cl + Ca(OH) 2 CaCl2 + 2 NH3 + 2H2O
优缺点, 原料经济,NaCl利用低,CaCl2废液无法利用
联合制碱法
? 侯德榜简介
? 利用 NH4Cl在低温时的溶解度比 NaCl小的特性,
在 5— 10度下向母液中加入 NaCl粉末,可以得到
NH4Cl做氮肥,同时可以利用合成厂的废气 CO2,
且不生成无用 CaCl2
第一节 s区元素概述
第二节 s区元素的单质
第三节 s区元素的化合物
第四节 锂,铍的特殊性
对角线规则
第一节 s区元素概述
碱金属 (IA ),ns1
Li,Na,K,Rb,Cs,Fr
碱土金属 (IIA ),ns2
Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra
都是活泼金属
1.易与 H2直接化合成 MH,MH2离子型化合物
2.与 O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物
3.易与 H2O反应 (除 Be,Mg外）
4.与非金属作用形成相应的化合物
注：它们的活泼性有差异
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
第二节 s区元素的单质
2.1 单质的物理性质和化学性质
2.2 s区元素的存在和单质的制备
图片
Gc2-704-18.8
Gc2-711-18.14
Li Na K
Rb Cs
Be Mg Ca Sr Ba
1 单质的物理性质和化学性质
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
Gc2-705-18.9
s区单质的熔点变化
Gc2-706-18.12
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
单质的化学性质
图 C-551-(a)
镁
带
的
燃
烧
2 与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H 2（ g）
Li Na K
Ca
图 Cpp-262
Li Na K
Ca Sr Ba
3 焰色反应
4 与液氨 的作用
( g )H2 N H2M( l )2 N H2 M ( s ) 223 ??? ??? ??
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,
? ?83 OA lS iNa
? ?83 OA lS iK
O6HM g C lK C l 22 ??
O3H)( S OK ( A l O ) 2243 ?
23 )L iA l( S iO
6323 )( S iOAlBe
3M g CO
O2HC a S O 24 ?
3CaC O
2CaF
4SrSO
4BaSO
2 s区元素的存在和单质的制备
TUPIAN
C-208 Gc-717-18.23
绿柱石,
6323 )( S iOAlBe
大理石,
3CaC O
第三节 s区元素的化合物
1,氢化物
2,氧化物
3,氢氧化物
4,重要盐类及其性质
5,配合物
1 氢化物
离子型氢化物（除 Be,Mg）
LiH NaH KH RbH CsH NaCl
-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -441
1fr m olkJ
Δ
??
H
1 ) 均为白色晶体,热稳定性差
f Δ H
注
2 ) 还原性强
V)23.2)/H(H( 2 ???E
(1) 钛的冶炼,
2 L i O HTiT i O2 L i H 2 ?? ???
24 2H4 N a C lTiT i C l4 N a H ??? ???
(2)剧烈水解,
( g )HM O HOHMH 22 ?? ???
( g )H2C a ( O H )OH2C a H 2222 ?? ???
( g )H2C a ( O H )OH2C a H 2222 ?? ???
3) 形成配位氢化物
3 L i C l]L i [ A l HA l C l4 L i H 43 ????? ??? （无水）乙醚
铝氢化锂
]L i[A lH 4 受潮时强烈水解
2324 4HA l ( O H )L i O HO4HL i A l H ??? ???
2 氧化物
1) 形成三类氧化物
正常氧化物 (O2-)
过氧化物 (O22-)
超氧化物 (O2-)
稳定性, O2- > O2- > O22-
2) 制备,
直接,
间接,
222 ONaO2 N a ? ???
22 KOOK ? ???
O2 N a2 N aONa 222 ? ???
223 NO6K1 0 K2 K N O ?? ???
( g )COMO MC O 23 ?? ??
3) 化学性质
(1) 与 H2O的作用,
22222
22222
22
II
2
Ι
2
OOH2 K O HO2H2 K O
OH2 N a O HO2HONa
M ( O H )OHOM
2 M O HOHOM
??? ???
?? ???
? ???
? ???
(2)与 CO2的作用：
)(g3OCO2K2 C O4 K O
)g(OCO2 N a2 C OO2 N a
COLiCOOLi
23222
232222
3222
?? ???
?? ???
? ???
（ Li ? Cs剧烈程度 ?）
（ BeO除外）
3 氢氧化物
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
中强 强 强 强 强
Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
两性 中强 强 强 强
2OH2 M ( O H )M O H,MOO,M 2?? ??
（除 BeO外）
性质,⑴ 易吸水溶解
⑵ 溶解度与碱性
(箭头指向 ) 溶解度增大,碱性增强
溶解度
MOH易溶于水，放热
碱土金属溶解度（ 20℃ ）
氢氧化物 B e ( O H ) 2 M g( O H ) 2 C a ( O H ) 2 S r ( O H ) 2 B a ( O H ) 2
溶 解 度
/ m ol · L -1
8 × 10 -6 5 × 10 -4 1,8 × 10 -2 6,7 × 10 -2 2 × 10 -1
重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐
4 重要盐类及其性质
1) 晶体类型,绝大多数是离子晶体
但碱土金属卤化物有一定的共价性。
Be2+极化力强
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2
熔点 / ℃ 405 714 782 876 962
离子性增强
2 ) 一般无色或白色
3 ) 溶解度,碱金属盐类一般易溶于水；
碱土金属盐类除卤化物、硝酸盐外
多数溶解度较小。
4 ) 热稳定性,较高。
⑴ 硝酸盐热稳定性差
⑵ BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
T分 /℃ ＜ 100 540 900 1290 1360
2－
⑶ 稳定性 M2CO3＞ MCO3
C
O
O
O
对角线规则
Li Be B C
Na Mg Al Si
4 锂,铍的特殊性 对角线规则
1 内容
2 锂与镁的相似性：
⑴ 单质与氧作用生成正常氧化物
⑵ 氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大
⑶ 氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶
⑷ 氯化物均能溶于有机溶剂中
⑸ 碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物
金属氢氧化物 MOH的离解
? M- O- H M+ + OH-
? M- O- H MO- + H+
? ?= z/r (z,M离子的电荷；,r,离子半径 )
? ? 1/2 ＜ 0.22 MOH显碱性
? ? 1/2 在 0.22-----0.32间 MOH显两性
? 1/2 ＞ 0.32 MOH显酸性
苏尔维法
? NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3
? NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl
? 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2 + H2O
? 2NH4Cl + Ca(OH) 2 CaCl2 + 2 NH3 + 2H2O
优缺点, 原料经济,NaCl利用低,CaCl2废液无法利用
联合制碱法
? 侯德榜简介
? 利用 NH4Cl在低温时的溶解度比 NaCl小的特性,
在 5— 10度下向母液中加入 NaCl粉末,可以得到
NH4Cl做氮肥,同时可以利用合成厂的废气 CO2,
且不生成无用 CaCl2
