第一章 碱金属与碱土金属
Ⅰ A
Li
Na
K
Rb
Cs
ns1
+1
Ⅱ A
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
ns2
+2
Humphry Davy (戴维
1778～ 1829) 利用电解法制取了金属 K,Na,Ca、
Mg,Sr,Ba，确认氯气是一种元素，氢是一切酸类不可缺少的要素，为化学做出了杰出贡献。
1.1 概述
1.2 单质的性质
( g )H2 N H2M
( l )2 N H2 M ( s )
22
3
1.2.1 碱金属、碱土金属与液氨 的作用
M1＋ (x＋ y)NH3 == M1(NH3)＋ y ＋ e(NH3)x－ （蓝色）
M2＋ (2x＋ y)NH3 == M2(NH3)2＋ y ＋ 2e(NH3)x－ （蓝色）
1.2.2 离子型氢化物（除 Be,Mg）
LiH NaH KH RbH CsH NaC－
－ 90.4 － 57.3 － 57.7 － 54.3 － 49.3 － 441
1,均为白色晶体,热稳定性差
△ fHΘ
2,还原性强
V)23.2)/H(H( 2?=?E Θ
2 L i O HTiT i O2 L i H 2
24 2H4 N a C lTiT i C l4 N a H
Ⅰ A Ⅱ A 金属活泼，可与氢形成离子性氢化物，有以下特点：
3,剧烈水解
( g )HM O HOHMH 22
( g )H2C a ( O H )OH2C a H 2222
4,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）乙醚氢化铝锂
Li[AlH4]受潮时强烈水解
2324 4HA l ( O H )L i O HO4HL i A l H
1.3 对角线规则
Li Be B C
Na Mg Al Si
1,3.1 B,Si的相似性
2B + 6NaOH == 2Na3BO3 +3H2
Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2
其单质为原子型晶体,B－ O,Si－ O十分稳定。
原因：
Z / r 比较相似。
Al,Be金属可与浓硝酸形成钝化膜。
Al(OH)3+OH－ == Al(OH)4－
Be(OH)2+2OH－ == Be(OH)42－
Al3+,Be2+易水解。
均有共价性：在蒸气中，氯化物两分子缔合。
Al Al
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
ClBe Be
1.3.2 Be,Al相似性
4Li + O2 == 2Li2 O
2Mg + O2 == 2MgO
2Mg(NO3)2 == 2MgO + 4NO2 + O2
4LiNO3 == 2Li2O + 4NO2 + O2
LiCl·H2O == LiOH + HCl
MgCl2·6H2O == Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O
6Li + N2 == 2Li3N
3Mg + N2 == Mg3N2
MgO + HCl
1.3.3 Li,Mg的相似性
1.4 氢氧化物酸碱性判断标准
R拉电子能力与离子势有关,ф=Z/r (r以 pm 为单位）
LiOH Be(OH)2
NaOH Mg(OH)2
KOH Ca(OH)2
RbOH Sr(OH)2
CsOH Ba(OH)2
ROHRO－ + H+ = = R+ + OH－ 解离方式与拉电子能力有关
Ф 0.22 碱性
0.22 Ф 0.32 两性
Ф 0.32 酸性 酸性增强碱性增强
1.5 盐类 1,5.1 共同特点
1,基本上是离子型化合物。
2,阳离子基本无色，盐的颜色取决于阴离子的颜色。
3.Ⅰ A盐类易溶,Ⅱ A盐类难溶，一般与大直径阴离子相配时易形成难溶的 Ⅱ A盐。
Ⅰ A易溶难溶,K2[PtCl6]、
Na[Sb(OH)6]、
KClO4,Li3PO4,
K2Na[Co(NO2)3]
Ⅱ A难溶
MCO3,MC2O4、
M3(PO4)2、
MSO4,MCrO4
1.5.2,碳酸盐的热稳定性
Be2+
Mg2+
Ca2+
Sr2+
Ba2+
O
M2+ [ O C ]2－
O
碳酸盐的热稳定性取决于 M离子的反极化能力
△MCO
3(s) ＝ MO(s) +CO2
愈来愈难分解
Li Na K
Ca Sr Ba
1.5.4 焰色反应
1.6 专题讨论
1,锂的水合数与水合能 (kJ/mol)
rM+ rM+(aq) n水合 △ H水合
Li+ 78 340 25.3 － 530
Na+ 98 276 16.6 － 420
K+ 133 232 10.5 － 340
Rb+ 149 228 10.0 － 315
Cs+ 165 228 9.9 － 280
2.E Li+/Li特别负，
为什么?
Θ
E Li+/Li = － 3.05v
E Na+/Na= － 2.72v
E K+/K = － 2.93v
Θ
Θ
Θ
1.6.1 锂的特殊性
Li Na K
△ rH － 279 － 239 － 251
△ rS 51.3 74.6 104.7
△ rG － 294 － 261 － 282
E池 +3.05 +2.71 +2.92
EM+/M － 3.05 +2.71 － 2.92
△ H升 I1 △ Hh
Li 161 520 － 522
Na 108.5 496 － 406
K 90 419 － 322
M(s)+H+(aq) ＝ M+(aq)+1/2 H2
M(g) + H+(g) M+(g) + H (g)
△ H升 (M)－ Hh(H+)+I1(M)－
I1(H)+ Hh(M+)－ 1/2DH2
=[△ H升 (M)+I1(M) + Hh(M+) ]
－ [Hh(H+)+I1(H)+1/2DH2]
=[△ H升 +I1 + Hh](M)－ 438
△ rH=
→
1.6.2,离子晶体盐类溶解性的判断标准
1,溶解自由能变,MX(s) == M+(aq) + X－ △ sG
△ sGMX(s) M+(aq) + X
－ (aq)
2,半定量规则：
M+(g) + X－ (g)
△ G1 △ G2
△ sG = △ G1 +△ G2
= △ H1+△ H2－ T(△ S1+△ S2)
≈ U +△ Hh
比较 U与 △ Hh绝对值
△ Hh U 溶解度
KI -826 763 12.2
NaI -711 703 11.8
LiF -1034 1039 0.1
CsF -779 730 24.2
溶解度增大溶解度减小
3,巴索洛规则：
当阴阳离子电荷绝对值相同,阴阳离子半径较为接近则难溶；否则，易溶。
F－,OH－ SO42－,CrO42－,I－
BaSO4 BeSO4LiF LiI CsI CsF
Ⅰ A
MClO4
Na[Sb(OH)6]
K2[PtCl] 6
Ⅱ A
Ⅰ A
Li
Na
K
Rb
Cs
ns1
+1
Ⅱ A
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
ns2
+2
Humphry Davy (戴维
1778～ 1829) 利用电解法制取了金属 K,Na,Ca、
Mg,Sr,Ba，确认氯气是一种元素，氢是一切酸类不可缺少的要素，为化学做出了杰出贡献。
1.1 概述
1.2 单质的性质
( g )H2 N H2M
( l )2 N H2 M ( s )
22
3
1.2.1 碱金属、碱土金属与液氨 的作用
M1＋ (x＋ y)NH3 == M1(NH3)＋ y ＋ e(NH3)x－ （蓝色）
M2＋ (2x＋ y)NH3 == M2(NH3)2＋ y ＋ 2e(NH3)x－ （蓝色）
1.2.2 离子型氢化物（除 Be,Mg）
LiH NaH KH RbH CsH NaC－
－ 90.4 － 57.3 － 57.7 － 54.3 － 49.3 － 441
1,均为白色晶体,热稳定性差
△ fHΘ
2,还原性强
V)23.2)/H(H( 2?=?E Θ
2 L i O HTiT i O2 L i H 2
24 2H4 N a C lTiT i C l4 N a H
Ⅰ A Ⅱ A 金属活泼，可与氢形成离子性氢化物，有以下特点：
3,剧烈水解
( g )HM O HOHMH 22
( g )H2C a ( O H )OH2C a H 2222
4,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）乙醚氢化铝锂
Li[AlH4]受潮时强烈水解
2324 4HA l ( O H )L i O HO4HL i A l H
1.3 对角线规则
Li Be B C
Na Mg Al Si
1,3.1 B,Si的相似性
2B + 6NaOH == 2Na3BO3 +3H2
Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2
其单质为原子型晶体,B－ O,Si－ O十分稳定。
原因：
Z / r 比较相似。
Al,Be金属可与浓硝酸形成钝化膜。
Al(OH)3+OH－ == Al(OH)4－
Be(OH)2+2OH－ == Be(OH)42－
Al3+,Be2+易水解。
均有共价性：在蒸气中，氯化物两分子缔合。
Al Al
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
ClBe Be
1.3.2 Be,Al相似性
4Li + O2 == 2Li2 O
2Mg + O2 == 2MgO
2Mg(NO3)2 == 2MgO + 4NO2 + O2
4LiNO3 == 2Li2O + 4NO2 + O2
LiCl·H2O == LiOH + HCl
MgCl2·6H2O == Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O
6Li + N2 == 2Li3N
3Mg + N2 == Mg3N2
MgO + HCl
1.3.3 Li,Mg的相似性
1.4 氢氧化物酸碱性判断标准
R拉电子能力与离子势有关,ф=Z/r (r以 pm 为单位）
LiOH Be(OH)2
NaOH Mg(OH)2
KOH Ca(OH)2
RbOH Sr(OH)2
CsOH Ba(OH)2
ROHRO－ + H+ = = R+ + OH－ 解离方式与拉电子能力有关
Ф 0.22 碱性
0.22 Ф 0.32 两性
Ф 0.32 酸性 酸性增强碱性增强
1.5 盐类 1,5.1 共同特点
1,基本上是离子型化合物。
2,阳离子基本无色，盐的颜色取决于阴离子的颜色。
3.Ⅰ A盐类易溶,Ⅱ A盐类难溶，一般与大直径阴离子相配时易形成难溶的 Ⅱ A盐。
Ⅰ A易溶难溶,K2[PtCl6]、
Na[Sb(OH)6]、
KClO4,Li3PO4,
K2Na[Co(NO2)3]
Ⅱ A难溶
MCO3,MC2O4、
M3(PO4)2、
MSO4,MCrO4
1.5.2,碳酸盐的热稳定性
Be2+
Mg2+
Ca2+
Sr2+
Ba2+
O
M2+ [ O C ]2－
O
碳酸盐的热稳定性取决于 M离子的反极化能力
△MCO
3(s) ＝ MO(s) +CO2
愈来愈难分解
Li Na K
Ca Sr Ba
1.5.4 焰色反应
1.6 专题讨论
1,锂的水合数与水合能 (kJ/mol)
rM+ rM+(aq) n水合 △ H水合
Li+ 78 340 25.3 － 530
Na+ 98 276 16.6 － 420
K+ 133 232 10.5 － 340
Rb+ 149 228 10.0 － 315
Cs+ 165 228 9.9 － 280
2.E Li+/Li特别负，
为什么?
Θ
E Li+/Li = － 3.05v
E Na+/Na= － 2.72v
E K+/K = － 2.93v
Θ
Θ
Θ
1.6.1 锂的特殊性
Li Na K
△ rH － 279 － 239 － 251
△ rS 51.3 74.6 104.7
△ rG － 294 － 261 － 282
E池 +3.05 +2.71 +2.92
EM+/M － 3.05 +2.71 － 2.92
△ H升 I1 △ Hh
Li 161 520 － 522
Na 108.5 496 － 406
K 90 419 － 322
M(s)+H+(aq) ＝ M+(aq)+1/2 H2
M(g) + H+(g) M+(g) + H (g)
△ H升 (M)－ Hh(H+)+I1(M)－
I1(H)+ Hh(M+)－ 1/2DH2
=[△ H升 (M)+I1(M) + Hh(M+) ]
－ [Hh(H+)+I1(H)+1/2DH2]
=[△ H升 +I1 + Hh](M)－ 438
△ rH=
→
1.6.2,离子晶体盐类溶解性的判断标准
1,溶解自由能变,MX(s) == M+(aq) + X－ △ sG
△ sGMX(s) M+(aq) + X
－ (aq)
2,半定量规则：
M+(g) + X－ (g)
△ G1 △ G2
△ sG = △ G1 +△ G2
= △ H1+△ H2－ T(△ S1+△ S2)
≈ U +△ Hh
比较 U与 △ Hh绝对值
△ Hh U 溶解度
KI -826 763 12.2
NaI -711 703 11.8
LiF -1034 1039 0.1
CsF -779 730 24.2
溶解度增大溶解度减小
3,巴索洛规则：
当阴阳离子电荷绝对值相同,阴阳离子半径较为接近则难溶；否则，易溶。
F－,OH－ SO42－,CrO42－,I－
BaSO4 BeSO4LiF LiI CsI CsF
Ⅰ A
MClO4
Na[Sb(OH)6]
K2[PtCl] 6
Ⅱ A
