第十二章 s区元素
§ 12.1 s区元素概述
§ 12.2 s区元素的单质
§ 12.3 s区元素的化合物
§ 12.4 锂,铍的特殊性
对角线规则
§ 12.1 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
§ 12.2 s区元素的单质
12.2.1 单质的物理性质和化学性质
12.2.2 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
12.2.1 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
12.2.2 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
§ 12.3 s区元素的化合物
12.3.1 氢化物
12.3.2 氧化物
12.3.3 氢氧化物
12.3.4 重要盐类及其性质
12.3.5 配合物
12.3.1 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 ??? ???
12.3.2 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-)
822 221 pss
324
2
2
2
222
2 )()()()()( p
*
pps
*
s πσσσKK ?
稳定性, O2- > O2- > O22-
424
2
2
2
222
2 )()()()()( p
*
pps
*
s πσσσKK ?
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）
12.3.3 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
12.3.4 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
§ 12.4 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
§ 12.1 s区元素概述
§ 12.2 s区元素的单质
§ 12.3 s区元素的化合物
§ 12.4 锂,铍的特殊性
对角线规则
§ 12.1 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
§ 12.2 s区元素的单质
12.2.1 单质的物理性质和化学性质
12.2.2 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
12.2.1 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
12.2.2 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
§ 12.3 s区元素的化合物
12.3.1 氢化物
12.3.2 氧化物
12.3.3 氢氧化物
12.3.4 重要盐类及其性质
12.3.5 配合物
12.3.1 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 ??? ???
12.3.2 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-)
822 221 pss
324
2
2
2
222
2 )()()()()( p
*
pps
*
s πσσσKK ?
稳定性, O2- > O2- > O22-
424
2
2
2
222
2 )()()()()( p
*
pps
*
s πσσσKK ?
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）
12.3.3 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
12.3.4 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
§ 12.4 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
