第12章 s區(qū)元素及其重要化合物

1、176第12章s區(qū)元素及其重要化合物第12章s區(qū)元素及其重要化合物s區(qū)元素包括周期表中ⅠA和ⅡA族元素，是最活潑的金屬元素。ⅠA族是由鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）、鈁（Fr）六種金屬元素組成。由于它們氧化物的水溶液顯堿性，所以稱為堿金屬（Alkalimetals）。ⅡA族是由鈹（Be）、鎂（Mg）、鈣（Ca）、鍶（Sr）、鋇（Ba）及鐳（Ra）六種元素組成，由于鈣、鍶、鋇的氧化物難溶，難熔（類似于土），且呈堿

2、性而得名堿土金屬（Alkalineearthmetals）。ⅠA、ⅡA族元素中、鈉、鉀、鎂、鈣、鍶、鋇、發(fā)現(xiàn)較早，在18071808年由美國(guó)年輕科學(xué)家戴維（H，Davy）首次制得。它們以化合物形式廣泛存在于自然界，如人們與鈉、鉀的化合物（如食鹽）打交道已有幾千年的歷史。鋰、鈹、銣和銫的發(fā)現(xiàn)和游離制得相對(duì)稍晚些（18211861）年，它們?cè)谧匀唤绱嬖谳^少，屬于稀有金屬。鈁和鐳是放射性元素，鈁（Fr）是1939年法國(guó)Margueritepe

3、rey發(fā)現(xiàn)的，元素名由France而來(lái)。鈁是有強(qiáng)放射性，半衰期很短的金屬元素，在天然放射性衰變系（錒系）以及核反應(yīng)（中子轟擊鐳）中形成微量的鈁。鐳是1898年法國(guó)皮爾（pierre）和馬利亞居里（MarieCurie）發(fā)現(xiàn)。他們首先從瀝青鈾礦中分離出來(lái)。鐳的所有同位素都有放射性且壽命最長(zhǎng)，如226Ra的半衰期為1602年。它是在238U的天然衰變系中生成。12.1堿金屬、堿土金屬單質(zhì)堿金屬、堿土金屬元素的價(jià)層電子構(gòu)型分別為ns1，ns2

4、，它們的原子最外層有1～2個(gè)s電子，所以這些元素稱為s區(qū)元素。s區(qū)元素能失去1個(gè)或2個(gè)電子形成氧化態(tài)為1、2的離子型化合物（Li、Be除外）。12.1.1通性堿金屬，堿土金屬的基本性質(zhì)列于表121和表122中。表121堿金屬的基本性質(zhì)元素鋰（Li）鈉（Na）鉀（K）銣（Rb）銫（Cs）原子序數(shù)311193755金屬原子半徑／pm155190255248267沸點(diǎn)／℃1317892774688690熔點(diǎn)／℃18097.8643928.5電

5、負(fù)性?1.00.90.80.80.7電離能／kJmol1520496419403376電極電勢(shì)E(M／M)／V3.0452.7142.9252.9252.923氧化值11111堿金屬原子最外層只有1個(gè)ns電子，而次外層是8電子結(jié)構(gòu)（Li的次外層是2個(gè)電子）12.1堿金屬、堿土金屬單質(zhì)177240K240K故這些元素很容易失去最外層的1個(gè)s電子，從而使堿金屬的第一電離能在同周期元素中為最低。因此，堿金屬是同周期元素中金屬性最強(qiáng)的元素。堿土

6、金屬的核電荷比堿金屬大，原子半徑比堿金屬小，金屬性比堿金屬略差些。表122堿土金屬的基本性質(zhì)元素鈹（Be）鎂（Mg）鈣（Ca）鍶（Sr）鋇（Ba）原子序數(shù)412203856金屬原子半徑／pm112160197215222沸點(diǎn)／℃29701107148713341140熔點(diǎn)／℃1280651845769725電負(fù)性?1.51.21.01.00.9電離能／kJmol1900738590549502電極電勢(shì)E(M／M)／V1.852.372.

7、872.892.90氧化值22222從表121和表122的電負(fù)性、電離能和電極電勢(shì)看，它們都是活潑金屬，隨原子半徑自上至下增大，三者的值（Li的電極電勢(shì)?例外）依次降低，金屬的還原性依次增強(qiáng)。堿金屬，尤其是銫，失去電子的傾向很強(qiáng)，當(dāng)受到光的照射時(shí)，金屬表面電子逸出，此種現(xiàn)象稱做光電效應(yīng)。因此，常用銫（也可用鉀、銣）來(lái)制造光電管。鈣、鍶、鋇及堿金屬的揮發(fā)性化合物在高溫火焰中，電子易被激發(fā)。當(dāng)電子從較高的能級(jí)回到較低的能級(jí)時(shí)，便分別發(fā)射出一

8、定波長(zhǎng)的光，使火焰呈現(xiàn)特征顏色。鈣使火焰呈橙紅色，鍶呈紅色，鋇呈黃綠色，鋰呈紅色，鈉呈黃色，鉀、銣、銫呈紫色。在分析化學(xué)上常利用來(lái)鑒定這些元素，這種方法稱為焰色反應(yīng)。ⅠA、ⅡA族金屬是很活潑或活潑的金屬，它們能直接或間接地與電負(fù)性較高的非金屬元素，如鹵素、硫、氧、磷、氮和氫等形成相應(yīng)的化合物，除了鋰、鈹和鎂的某些化合物（例如它們的鹵化物）具有明顯的共價(jià)鍵性質(zhì)外，一般是以離子鍵相結(jié)合。堿金屬與水劇烈作用產(chǎn)生氫氣和氫氧化物，而它在液氨中卻能