碱金属元素性质总结讲解
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碱金属元素一、碱金属与氧生成的化合物:氧化物中存在O2-,如:Na2O、K2O、Li2O、…属碱性氧化物,与酸反应,只能生成盐和水,如:Na2O+2HCl 2NaCl+H2O而过氧化物中存在O22-过氧离子,其中氧价态为-1价,如Na2O2、CaO2、…与酸反应生成盐和水,同时还有O2放出,如:2Na2O2+4HCl 4NaCl+2H2O+O2↑还有超氧化物,如:KO2,含有O2-,其中氧价态为- 价,当然可能有更复杂的化合物.应注意:过氧化物、超氧化物都不属碱性氧化物.二、碱金属元素的相似性、差异性和递变性:1.相似性(1)原子结构.最外层都只有1个电子,并且都容易失去这个电子而形成+1价阳离子.表现出强还原性.(2)单质的化学性质.①都能与O2、水、稀酸反应,反应中均为还原剂.②它们的最高价氧化物的水化物都是强碱.2.差异性、递变性(1)原子结构.从Li→Cs随着核电荷数的递增,电子层数增加,原子半径增大.(2)化学性质.①随着原子半径的逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,使得原子失电子的能力逐渐增强,则金属的还原性也逐渐增强.②随着核电荷数的增加,碱金属元素的最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强.三、用讨论法解化学元素计算题的一般思路:有一类化学计算题,由于某一条件的不确定,结果可能是两个或两个以上,也可能在某个范围内取值,这类题就需要用讨论的方法求解.近几年高考中出现的涉及讨论的试题主要有四种类型:①讨论反应发生的程度;②讨论反应物是否过量;③讨论反应物或生成物的组成范围;④讨论不定方程的解.前三种类型的讨论题一般思路是:①首先利用有关反应方程式(或加工变形的关系式)确定两种反应物恰好完全作用时,各反应物和生成物的具体的量的关系;②然后再按某一反应物的量不足或过量分别讨论;③最后将①②联系起来找出各种情况下对应的答案或取值范围.对不定方程的讨论,需充分利用题目中给出的条件,有选择范围地讨论.本节命题以碱金属单质或化合物性质递变规律为中心,题型以选择题为主.核心知识一、碱金属元素的“三性”(括号内为特殊性)1.相似性(1)原子结构:最外层电子数都是1个,次外层为8个(Li为2个)的稳定结构.(2)单质的物理性质:都有银白色的金属光泽(除铯略带金色以外),质软,密度小,熔点低,有强的导热、导电性能.(3)单质的化学性质:与钠相似,都能与金属、与氧气、与水、与稀酸溶液等反应,且生成物都是含R+(R为碱金属)的离子化合物.(4)它们最高价的氢氧化物(ROH)均是强碱.2.递变性(差异性)(1)原子结构:随着Li、Na、K、Rb、Cs核电荷数递增,核外电子层数增多,原子半径逐渐增大.(2)单质的物理性质:随着Li、Na、K、Rb、Cs核电荷数递增,碱金属熔、沸点逐渐降低(与卤族、氧族单质相反),密度逐渐增大(Li、Na、K的密度<1g/cm3,Rb、Cs的密度>1g/cm3).(3)单质的化学性质:随着Li、Na、K、Rb、Cs核电荷数递增,核对电子引力减弱,失电子能力增强,因此金属性增强.例如,与氧气反应时,Li:常温或燃烧生成Li2O;Na:常温生成Na2O,燃烧生成Na2O2;K:常温生成K2O2,燃烧生成KO2(超氧化钾).(4)ROH碱性随R核电荷递增而增强.二、焰色反应1.焰色反应是指某些金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈特殊的焰色.2.常见金属,及其化合物焰色:Na:黄色 K:紫色(透过蓝色钴玻璃) Cu:绿色 Ca:砖红色 Ba:黄绿 Li:紫红色3.操作:取洁净铂丝(或无锈铁丝或镍、铬、钨丝)在盐酸中浸洗后灼烧至无色,然后蘸取待测物灼烧.4.焰色反应不属于化学法检验.典型例题例1某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3和Ba(NO3)2三种杂质中的一种或二种.现将13.8g样品加入足量水中,样品全部溶解.再加入过量的CaCl2溶液,得到9g沉淀.对样品所含杂质的正确判断是( )A.肯定有KNO3B.肯定有KNO3,可能还含有Na2CO3C.肯定没有Ba(NO3)2,可能含有KNO3D.肯定没有Na2CO3和Ba(NO3)2解析将13.8g样品加入足量的水,样品全溶解则样品中一定无Ba(NO3)2(因能与K2CO3生成沉淀).下面用极值法分析:如13.8g是纯的K2CO3,则生成CaCO3沉淀应为10g,而现在得沉淀9g,则混进的杂质或不与CaCl2生成沉淀,或13.8g杂质与CaCl2作用生成的沉淀小于9g.杂质中KNO3不与CaCl2生成沉淀,符合题意.而13.8gNa2CO3与CaCl2混合生成沉淀为×100>9g不合理.所以选项A正确.但分析选项B,可能存在这样的情况,即混进很多的KNO3,而只混进少量的Na2CO3,这时也可以保证13.8g样品与CaCl2反应后只生成9g沉淀,故B正确.选项B很容易漏掉.故选A、B.评析此题考查学生思维的严密性.例2 18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到约250℃,经充分的反应后排出气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6g.试计算原混合物中NaOH的百分含量.解析解法Ⅰ混合物加热时的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑2NaOH+CO2Na2CO3+H2O综合为:NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O84 40 106假设18.4g混合物恰好按84∶40比例混合,设加热后剩余固体为x,则124∶106=18.4g∶x x=15.7g而实际16.6g,可见NaOH过量.设NaHCO3质量为y,NaOH为18.4g-y NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O84 18y 18.4g-16.6g=1.8gy=8.4g∴NaOH%= ×100%=54.3%解法Ⅱ判断混合物中哪种物质过量还可以根据差值法,因为NaOH受热时不分解,所以:NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O40 84 1818.4g xx=2.67g>1.8g,说明NaOH过量.解法Ⅲ设混合物由等摩尔组成,并设形成 1.8g(18.4g-16.6g)差量时消耗混合物的质量为m,则124∶18g=m∶1.8g m=12.4g 因为原混合物为18.4g形成 1.8g差值只需12.4g,所以余下18.4g-12.4g=6g,这6g不是NaHCO3而是不分解的NaOH,说明NaOH过量.以下解法同上.评析许多计算题并不明显给出已知条件,初审时感到条件不足,这时就要仔细分析,挖掘隐含条件.本题的关键是要判断NaOH和NaHCO3在反应时哪一种过量.而题目的条件只是反应前后的固体混合物的质量变化,NaOH与NaHCO3按不同比例混合时,引起的质量减小也不同,再与已知条件相比较,即可判断是哪种物质过量.。
碱金属元素知识点总结碱金属元素是指周期表中第一族元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)。
这些元素具有相似的化学性质,如低密度、低熔点、高电导率等特点。
以下是对碱金属元素的一些重要知识点进行总结。
1. 物理性质:碱金属元素在室温下大多为银白色金属,具有低密度和低熔点。
它们是非常活泼的金属,可以用刀片切割,并且能够导电和导热。
2. 原子结构:碱金属元素的原子结构特点是外层电子数为1,在元素周期表中处于第1A族。
这使得碱金属元素容易失去外层电子,形成带正电荷的离子。
3. 化学反应:碱金属元素与非金属元素反应时,倾向于失去一个电子形成带正电荷的离子。
与水反应时,会产生氢气并生成碱性溶液。
例如钠与水反应的化学方程式为2Na + 2H2O → 2NaOH + H2。
4. 反应性:碱金属元素的反应性逐渐增加,从锂到钫依次增强。
这是由于原子半径的增加和电子层的扩展导致外层电子离子化能的降低。
5. 合金:碱金属元素可以与其他金属形成合金。
合金通常具有更好的机械性能和导电性能。
例如,钠钾合金(NaK)被广泛用作热传导介质和储热材料。
6. 应用:碱金属元素在许多领域有广泛的应用。
锂广泛用于电池、合金和药物制剂;钠用于制备肥皂、玻璃和金属处理;钾广泛用于农业肥料和肥皂;铷和铯用于原子钟和激光技术;钫由于其放射性特性,目前尚无实际应用。
7. 危险性:碱金属元素具有一定的危险性。
由于其与水反应放出氢气,可能引发爆炸。
此外,碱金属元素的化合物有毒,对人体和环境有一定危害。
8. 用途举例:锂可用于制造锂离子电池,是电动汽车和便携式电子设备的重要能源;钠在化工工业中用于制备氢氧化钠和制备其他化合物;钾广泛用于农业肥料,促进作物生长;铷和铯在激光技术和通信领域有应用;钫目前主要用于科学研究。
9. 碱金属离子:碱金属元素失去一个外层电子后会形成带正电荷的离子。
这些离子在溶液中具有很高的电导率,被广泛应用于化学分析和电化学研究中。
碱金属元素性质递变规律
碱金属元素一般指的是一组共价态下外层电子排布较定型的元素,包括
钠Na、镁Mg、铝Al、锂Li等,它们是地壳中最普遍的元素之一, 可广泛用于工业及日常生活中。
这些元素性质呈现出递变规律。
首先,碱金属元素化学形态多样,逐一比较其原子半径会随着原子序
数逐渐增大。
一般而言,原子序数从小到大、原子半径也是从小到大依次
递增的。
锂Li的原子半径仅为0.528Å,稍大的钠Na原子半径为0.97Å,
而最大的铝Al原子半径则有1.18Å。
其次,碱金属元素的价态递变规律也十分明显,即可以从第一行铝Al
开始以此递增,锂Li以+1氧化价为主,钠Na以+1、+2氧化价为主,铝Al 以+3氧化价为主。
这意味着随着原子序数的增大,价态也会逐渐变大,如
锂Li的价态为+1,而铝Al为+3。
此外,碱金属元素的电负性也是其辨识依据,它可以随着原子序数的
增大而递变,也可来衡量碱金属元素的可靠性。
它们的电负性分别为:Li:0.98、Na:0.93、Mg:1.02、Al:1.61,可见其电负性依次递增。
另外,碱金属元素的原子量也在原子序数的递增过程中发生变化。
锂
Li以7为最小,钠Na以23为最小,铝Al以27为最大。
随着碱金属元素
的原子序数的增大,其原子量也会逐步增大,而这也是衡量碱金属原子的有效标准。
综上所述,碱金属元素的性质具有明显的递变规律,它们各有特点,其普遍特征是随着元素原子序数的增加而递变,这些性质的递变可清晰的绘出元素的社会基态,是人们判断比较一组元素性质的有效依据。
碱金属的性质碱金属是位于周期表第一族的一组金属元素,包括锂、钠、钾、铷、铯和钫。
这些金属元素具有许多独特的性质,如低密度、低熔点、高反应性等。
在本文中,我们将详细介绍碱金属的性质。
首先,碱金属的密度相对较低。
锂的密度为0.53克/厘米³,钠的密度为0.97克/厘米³,钾的密度为0.86克/厘米³,铷的密度为1.53克/厘米³,铯的密度为1.92克/厘米³。
这些金属的低密度使它们成为许多应用领域的理想选择,如航空航天工业和轻质合金制造。
其次,碱金属具有较低的熔点。
锂的熔点为180.5摄氏度,钠的熔点为97.8摄氏度,钾的熔点为63.4摄氏度,铷的熔点为38.9摄氏度,铯的熔点为28.5摄氏度。
这使得碱金属在许多实验室和工业应用中易于处理和加工。
第三,碱金属具有高反应性。
这一特性是由于碱金属具有外层电子层中只有一个电子的阴离子,使得其电离能极低。
这导致碱金属易于失去外层电子,形成带正电荷的离子。
与许多其他金属相比,碱金属更容易与氧气、水、氢气和许多非金属元素发生反应。
例如,钠与水反应会产生氢气和碱溶液。
这种反应是剧烈的,有时甚至会引发火灾。
此外,碱金属在空气中也会与氧气反应形成氧化物。
这导致碱金属的表面逐渐氧化,并在一定程度上降低了其反应性。
因此,在保存碱金属时,通常需要采取措施来避免与湿气和氧气接触,以延长其可用期限。
碱金属还具有优良的导电性能。
这是因为它们具有一个或几个松散地束缚在、易于移动的电子,使得电流可以在金属中自由流动。
这导致碱金属被广泛用于电池、电解质和其他电子设备。
此外,碱金属的物理性质也使得它们在可控热能贮存、光学传感器和激光等领域得到应用。
例如,铷和铯在原子钟中被用作高精确度时间测量的基准。
锂在锂离子电池中广泛使用,这是现代电子设备和电动汽车的主要能源来源。
总之,碱金属具有独特的性质,使得它们在许多领域得到广泛应用。
低密度、低熔点、高反应性和优良的导电性能使得碱金属成为材料科学和化学工程的关键元素。
碱金属化学性质碱金属性很活泼,遇氧氯硫反应凶。
钠空氧化物色白,钾钠钙钡煤油中。
钠燃产物可漂白,黄固用在潜水艇。
软钠若遇酚酞水,浮熔游响液变红。
金属钠突遇水中盐,既分解成碱又摆氢。
纯碱苏打小苏打,两种苏打可以互变。
遇酸皆放二氧碳,碳酸钠中速度缓。
熔点沸点渐降低,密度半径渐递增。
金属活性渐进一步增强,化学性质钠类同。
碱金化性太开朗,化合态存有自然中。
钾钠钡钙四离子,紫黄黄绿和砖红。
有关表述1.碱金属性很活泼,遇氧氯硫反应凶:主要描述碱金属性质。
碱金属的性质都很活泼,能跟氧气、氯气、硫等非金属发生剧烈的反应。
如,钠在氯气中燃烧生成氯化钠:2na+cl2=2nacl;2.钠空氧化物色白,钾钠钙钡煤油中:主要表明碱金属及碱土金属的留存。
钠曝露在空气中在常温下就被空气中的氧气水解变为白色物质氧化钠(2na+o2=na2o);为了避免钾、钠、钙、钡这些开朗的金属被空气氧化,通常将它们存放在煤油中,并使其与空气阻隔。
(钙和呗不属于碱金属,但是金属性也很强,与碱金属性质相似);3.钠燃产物可漂白,黄固用在潜水艇:主要说明过氧化钠的制备。
性质和用途。
钠的燃烧产物过氧化钠(na2o2)是强氧化剂,可以作漂白剂(原理:2na2o2+2h2o=4naoh+o2↑);黄色固体(na2o2)可以跟二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,因此它用在潜水艇(呼吸面具)里作为氧的来源,反应式为:2na2o2+2co2=2na2co3+o2↑;4.软钠若突遇酚酞水,浮熔游响液变白:主要叙述钠与水的反应现象。
钠质软,将钠加进滴有酚酞的水溶液中,沉在水面上,钠熔融成小球,四处游动,收到响声,溶液变白。
6.纯碱苏打小苏打,两种苏打可互变:主要描述碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化。
碳酸钠(na2co3)俗名纯碱或苏打,碳酸氢钠(nahco3)俗名小苏打。
两种苏打(碳酸钠和碳酸氢钠)在一定条件下可以互相转化。
在碳酸钠水溶液里通入二氧化碳则转化为碳酸氢钠,碳酸氢钠加热就转化为碳酸钠。
元素周期律碱土金属元素性质总结碱土金属是周期表中的第2A族元素,包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和镭(Ra)。
这些金属具有许多相似的性质,下面我将对碱土金属元素的性质进行总结。
1.物理性质:-颜色:碱土金属通常呈银白色,具有良好的光泽。
- 密度和硬度:碱土金属的密度和硬度较高,镁的密度为 1.7g/cm³,钡的密度为3.6g/cm³。
-熔点和沸点:这些元素具有相对较低的熔点和沸点,钙的熔点为842℃,镁的熔点为650℃。
2.化学性质:-金属性质:碱土金属是良好的导电体和热导体,具有良好的延展性和可塑性。
-活泼性:碱土金属的活性较高,但低于碱金属,它们与非金属形成离子化合物。
例如,钙与氧反应生成氧化钙。
-反应性:碱土金属在水中反应产生氢气和相应的碱土氢氧化物。
这个反应的活跃程度依次递增,镁的反应较慢,而镭的反应最活跃。
-氧化态:这些元素的氧化态通常为+2,但镁有时也可以呈现+1的氧化态。
3.化合物性质:-氧化物:碱土金属形成不同稳定度的氧化物。
例如,镁氧化物(MgO)是一种具有高熔点和良好导电性的离子化合物。
-氢氧化物:碱土金属的氢氧化物也称为碱土金属氢氧化物。
这些氢氧化物是碱性的,并且可溶于水。
例如,氢氧化钙(Ca(OH)2)是一种常见的碱土金属氢氧化物。
-硫化物:碱土金属形成硫化物,例如,硫化镁(MgS)和硫化钙(CaS)。
4.应用:-镁是碱土金属中用途最广泛的元素之一,主要用于制造轻质合金,如航空领域中的铝合金。
-钙是人体骨骼和牙齿的主要成分,因此在医药和食品工业中广泛使用。
-钡主要用于制造玻璃和釉料,还用于医学检查中的造影剂。
-镭用于癌症治疗以及一些辐射检测和探测领域。
需要注意的是,虽然碱土金属具有许多有用的应用,但它们也有一些缺点。
例如,钙在水中溶解度较低,容易形成沉淀,而镁和钡的化合物对环境和人体健康有一定的危害性。
总结起来,碱土金属元素在物理性质和化学性质方面具有许多相似之处。
碱是一类常见的化学物质,在化学中具有重要的化学性质。
碱可以与酸发生反应,产生中和化合物,并具有一系列与酸相对应的化学性质。
在本文中,我们将探讨碱的一些重要的化学性质知识点。
1. 碱的溶解性碱的溶解性是指碱溶于水的能力。
碱分子能够与水分子进行氢键和离子相互作用,并形成溶解的离子物质。
碱的溶解性与碱的性质有关。
一般来说,碱金属元素形成的碱,如氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH),具有良好的溶解性,能够完全溶于水。
而非金属元素形成的碱,如氨(NH3),溶解度较低。
2. 碱的酸碱性碱具有酸碱性质,与酸反应能够产生盐和水。
碱的酸碱性是由其OH-离子的产生能力决定的。
碱能够接受H+离子,生成水分子,因此具有酸性质。
例如,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水:NaOH + HCl → NaCl + H2O。
此反应中,氢氧化钠是碱,盐酸是酸,生成的产物是盐和水。
3. 碱的中和作用碱是中和酸的重要物质。
中和是指酸和碱发生反应,生成中和盐和水。
这是一种常见的化学反应。
在中和反应中,酸的质子和碱的氢氧根离子结合,生成水分子。
通常,中和反应具有放热的特征,因为它是一个放热反应。
例如,氢氧化钠和盐酸的中和反应是一个放热反应。
4. 碱的还原性碱具有一定的还原性质,能够参与一些反应,在反应中发生电子转移。
碱金属元素形成的碱通常具有较强的还原性,在化学反应中能够失去自身的电子,具有较强的还原性。
碱还原性的强弱与电子结构和能级有关。
还原性强的碱可以与一些氧化剂发生反应,还原氧化剂,自身被氧化。
例如,氢氧化钠可以还原二氧化锰:2NaOH + MnO2 → Na2MnO4 + H2O。
5. 碱的碱度碱的碱度是指碱溶液中氢氧根离子(OH-)的浓度。
溶液中的碱度可以通过pH值来衡量,pH值越高,碱度越大。
碱溶液中的OH-离子是一种强碱性物质,能够迅速中和酸的质子,提高溶液的碱度。
常见的强碱溶液有氢氧化钠和氢氧化钾,其碱度较高。
总结:本文介绍了碱的一些重要的化学性质知识点。
钠的性质总结引言钠是一种常见的碱金属元素,在自然界中以化合物的形式广泛存在。
它具有一系列独特的物理和化学性质,这些性质使钠成为许多领域中不可或缺的元素。
本文将概述钠的主要性质,包括物理性质、化学性质和应用。
1. 物理性质钠是一种银白色的金属,在常温常压下呈固态。
它的原子序数为11,原子量为22.99g/mol。
钠具有良好的导电性和热导性,是一种良好的热和电的导体。
此外,钠具有低密度和低熔点的特点,熔点为97.79°C,沸点为882.94°C。
钠在室温下具有柔软的质地,可以轻易被切割和锻打成各种形状。
2. 化学性质2.1 反应性钠具有高度的反应性,特别是与水反应。
当钠与水反应时,会发生剧烈的化学反应,产生氢气和钠氢氧化物。
反应方程式如下所示:2Na + 2H2O → 2NaOH + H2钠还可以与非金属元素如氢、氮、氧等反应,形成相应的化合物。
例如,与氧气反应会生成氧化钠(Na2O),与氮气反应会生成氮化钠(Na3N),与氢气反应则会生成氢化钠(NaH)。
2.2 氧化性钠具有很强的氧化性,可以与许多物质发生氧化反应。
当钠与氧气反应时,会产生氧化钠。
此外,钠还可以与其他金属形成合金,例如与铁形成钠铁合金。
2.3 燃烧性钠具有良好的燃烧性,可以在空气中燃烧并产生明亮的黄色火焰。
这是因为钠在燃烧时会与氧气反应,生成氧化钠并释放大量的热。
3. 应用钠具有广泛的应用领域,下面列举了几个主要的应用:3.1 表面活性剂钠的化合物,如硬皂和洗衣粉中的十二烷基苯磺酸钠,被广泛用作表面活性剂。
这些化合物在洗涤剂中起到乳化、起泡和清洁的作用。
3.2 非铁金属合金钠可以与其他金属形成合金,其中一种常见的合金是钠铁合金。
钠铁合金具有良好的延展性和韧性,被用于制造船舶和飞机的结构材料。
3.3 化学反应剂由于钠具有高度的反应性,因此被广泛用作化学反应剂。
例如,钠可以用于还原反应、合成反应和催化反应中。
3.4 医学应用钠具有调节体液平衡的功能,因此被广泛用于医学应用中。
专题02 碱金属元素结构与性质一、碱金属元素的原子结构特点二、碱金属元素的性质1、碱金属单质物理性质变化规律随着原子序数的递增,碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐降低。
2、碱金属的原子结构与化学性质的关系(1)相似性原子都容易失去最外层的一个电子,化学性质活泼,它们的单质都具有较强的还原性,它们都能与氧气等非金属单质及水反应。
碱金属与水反应的通式为2R+2H2O===2ROH+H2↑(R表示碱金属元素)。
(2)递变性随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强,单质还原性增强。
①与O2的反应越来越剧烈,产物更加复杂,如Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反应能够生成KO2等。
②与H2O的反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸。
③最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,CsOH的碱性最强。
3、元素金属性强弱可以从单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度,或其最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。
【例1】下列各组比较中不正确的是()A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈B.还原性:K>Na>Li,故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C.熔、沸点:Li>Na>KD.碱性:LiOH<NaOH<KOH【答案】B【解析】A、锂的活泼性比钠弱,与水反应不如钠剧烈;B、还原性,K>Na>Li,但K不能置换出NaCl溶液中的Na ,而是先与H 2O 反应;C 、碱金属元素从Li 到Cs ,熔、沸点逐渐降低,即Li >Na >K >Rb >Cs ;D 、从Li 到Cs ,碱金属元素的金属性逐渐增强,对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强,即碱性:LiOH <NaOH <KOH <RbOH <CsOH 。
碱金属的化学性质递变探究(1)碱金属与O 2反应①已知1.4 g 锂在空气中加热充分反应,可生成3.0 g 氧化物,该反应的化学方程式是 4Li +O 2=====△2Li 2O 。
碱金属的性质碱金属的化学性质:1、都是银白色的金属、密度小、熔点和沸点都比较低、标准状况下有很高的反应活性。
2、它们易失去价电子形成带一个单位正电荷的阳离子。
3、它们一般质地较为柔软,可以用刀切开,露出银白色的剖面;由于能和空气中的氧气反应,剖面暴露于空气中将很快失去光泽。
4、由于碱金属化学性质都很活泼,贮存时一般将它们放在矿物油中,或封于稀有气体中保存,以防止其与空气或水发生反应。
5、在自然界中,碱金属元素只有化合态,不能以稳定单质形式存在。
碱金属都能和水发生激烈的反应,生成碱性的氢氧化物,其反应能力与剧烈程度随着原子序数的增大而越强。
扩展资料碱金属在自然界的矿物是多种多样的,常见的种类如下:1、锂:锂辉石、锂云母、透锂长石2、钠:食盐(氯化钠)、天然碱(碳酸钠)、芒硝(十水硫酸钠)、智利硝石(硝酸钠)3、钾:硝石(硝酸钾)、钾石盐(氯化钾)、光卤石、钾镁矾、明矾石(十二水硫酸铝钾)4、铷:红云母、铷铯矿5、铯:铷铯矿、铯榴石碱金属应用:纯钠可用于制作钠灯,一种十分高效的光源;还可以用来抛光其它金属的表面。
钠化合物也有十分广泛的用途,比如常见的食盐就是氯化钠;常用的肥皂是钠的脂肪酸盐。
钾是植物重要的营养元素,因此钾的化合物常被用做化肥。
氢氧化钾是一种强碱,被用来控制各种体系的pH值。
铷和铯常用于制作原子钟。
铯原子钟极其精确,如果一台铯原子钟从8千万年前的恐龙时代开始运行到今天,它的偏差不会超过4秒。
因此铯原子被用来定义“秒”单位。
铯常添加在石油工业所用的钻井液中。
铷离子常用于制作紫色焰火。
钫没有商业应用,由于钫的原子结构相对简单,因而在光谱学实验中有广泛应用。
钫的光谱学研究可以提供和能级、次原子粒子间的耦合常数相关的信息。
科学家研究激光束缚的钫-210粒子发射的光,获得了原子能级跃迁的准确数据,和量子论的预测相近。
碱金属元素高一知识点【引言】碱金属元素是化学中的一类重要元素,包括锂、钠、钾、铷、铯和钫,它们在自然界中广泛存在,并且具有诸多独特的性质和应用价值。
本文将围绕碱金属元素的起源、性质、应用等方面进行介绍,以帮助读者更全面地了解这一领域的知识。
【起源与发现】碱金属元素的起源可以追溯到宇宙诞生之初的恒星起源,它们是宇宙中最常见的元素之一。
而在地球上,自然存在的碱金属元素主要来源是地壳中的矿物和水体。
例如,钾盐和矿石主要分布在圣诞岛、喜马拉雅山脉等地区,锂则主要存在于玻利维亚、阿根廷等地。
关于碱金属元素的发现,最早可以追溯到19世纪初。
1807年,英国化学家赫ン菲利普·戴维在电解氢氧化钾的过程中首次制得了金属钠。
而在同一时期,英国化学家汤姆逊也成功从硫酸锂中提取出了纯净的锂金属。
这些重要的发现不仅为后来的科研和应用奠定了基础,同时也开启了对碱金属元素的深入研究之路。
【性质与特点】碱金属元素具有许多独特的性质和特点,让它们在化学和物理领域中引人注目。
首先,碱金属元素的原子半径较大,电子云较为松散,导致它们具有较低的离子化能,因此比较容易失去外层电子形成正离子。
其次,碱金属元素具有极低的电离能和电负性,使它们在反应中更容易失去电子,形成强还原性的金属离子。
这也是为什么碱金属元素能够通常正常保存时被氧化的原因。
此外,碱金属元素通常是银白色的金属,有低熔点和低沸点。
其中,钾是最活泼的碱金属元素,它能够在室温下自发燃烧,因此需要储存时要采取相应的预防措施。
【应用】碱金属元素具有广泛的应用价值,涵盖了多个领域。
首先,钾是农作物生长不可缺少的元素之一,常用于肥料和土壤改良剂,可以提高土壤的肥力和作物的产量。
其次,碱金属元素在能源领域中也有重要应用。
锂是目前最常用的可充电电池材料之一,广泛用于电动汽车、智能手机等设备中;钠和钾也被用于储能技术中,以解决能源存储和输送的难题。
此外,由于碱金属元素具有强还原性和活泼性,它们在有机合成和催化反应中也扮演着重要角色。
高一碱金属单质知识点总结碱金属单质的性质1. 物理性质碱金属单质是银白色的金属,有着良好的导电性能和导热性能。
它们的密度通常比较小,且具有低熔点和沸点。
其中,锂是最轻的金属,而钫是最重的碱金属,密度逐渐增大。
碱金属单质的硬度较低,可以轻松地被切割或挤压成各种形状。
2. 化学性质碱金属单质具有极强的还原性,容易失去外层电子形成+1价阳离子。
在水中能够剧烈反应产生氢气,生成的氢氧化物溶液碱性很强。
与氧气反应时能够生成较为强烈的火焰。
碱金属在空气中主要与氧气和水分发生反应。
它们在空气中氧化迅速,因此必须保存在惰性气体(如氩气)的环境中。
与水的反应也非常迅速而剧烈,放出大量氢气,并产生氢氧化物。
碱金属单质的应用1. 碱金属离子电池碱金属的化学性质使得它们在电池中有着重要的应用。
锂电池是目前最为常见的充电电池,应用广泛于移动电话、笔记本电脑、相机等各种电子设备中。
随着节能环保意识增强,锂电池的应用将更加广泛。
2. 合金制品碱金属与其他金属可以形成各种合金,这些合金具有较高的强度、耐腐蚀性和其他特殊性质。
钠、钾等碱金属与铝、钛、镁等金属结合制成的合金在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
碱金属的实验1. 钠与水反应可以进行给学生进行实验,在实验室中将一小块钠放入水中,钠表面会出现白色的氢氧化钠,并且放出氢气,同时伴有剧烈的火花。
学生可以通过这样的实验观察到钠对水的化学性质。
2. 钾的燃烧反应将一小块钾投入烧杯中,用锡纸盖住燃烧的钾,点燃锡纸,产生的钾燃烧会发出红色的火焰,学生可以通过这个实验观察到碱金属在氧气中的性质。
总结碱金属单质是一类具有特殊性质的金属元素,它们在化学和应用领域具有重要的地位。
通过对碱金属单质的性质、应用以及相关实验的了解,有助于加深对此类元素的认识,同时也为相关实验教学提供了一定的参考。
碱金属元素得性质(一)原子结构:1、共同点:最外层电子数都就是1,易失电子,具有较强得还原性.2、不同点:电子层数增加,原子半径增大。
失电子能力逐渐增强,还原性增强.(二)单质得物理性质:1、共同点:*都有银白色得金属光泽,质软,密度小,熔点低,有较好得导电、导热性能。
2、不同点:碱金属得熔、沸点逐渐降低,*密度逐渐增大。
(三)单质得化学性质:1、共同点:与钠相似,都能与非金属、水、酸、溶液等反应,生成离子,最高价氢氧化物均为强碱。
2、不同点:单质得还原性增强.与反应:(1):在常温与燃烧时生成;(2):常温生成,燃烧时生成;(3)K:常温生成,燃烧时生成。
与反应: (1):与反应较为缓与;(2):迅速反应,伴有浮、熔、动、响等剧烈得现象;(3)K:除得现象外,还可以燃烧,轻微爆炸等现象;(4):发生爆炸性得反应。
它们得氢氧化物溶液得碱性逐渐增强。
(四)焰色反应:1、概念:利用离子或单质原子在火焰中所显示得不同颜色来检验,这种检验方法叫做焰色法。
就是物质检验得一种方法,但不属于化学检验得方法.2、操作:(1)火焰本身颜色浅,否则干扰检验物质得观察,可用酒精喷灯。
(2)蘸取待测物得金属丝在灼烧时应无色,且熔点高,不易氧化,可用、丝,并用稀盐酸反复清洗.(3)钾得焰色要透过蓝色钴玻璃,滤去钠得黄光。
(五)碱金属中得特性:1、从,密度呈增大得趋势,但.2、单质均为银白色,除外(略带金色)。
3、Li得保存:同样不能接触空气,但不能像Na那样保存在煤油中,因为,所以应用蜡封。
【典型例题】[例1]按得顺序下列性质逐渐减弱(或降低)得就是()A、单质得还原性ﻩB、元素得金属性C、单质得密度ﻩD、单质得熔点分析:我们需重点理解、记忆碱金属性质得递变规律,但一些特殊得地方也应特殊记忆,K就是同系列元素中得反常者(在密度方面)。
答案:D[例2]下列对于铯()得性质得预测中,正确得就是()。
A、它只有一种氧化物ﻩB、它与剧烈反应C、具有很强得氧化性ﻩﻩD、受热不易分解分析:碱金属单质具有还原性,且随核电荷数增加而增强,那么,它得离子得氧化性则与之相反,即随核电荷数增加而减弱,因此得氧化性很弱,而其单质还原性很强,与反应就会很剧烈,由与得相似点可知,得氧化物也应当有多种(、、等),其碳酸氢盐也应与相似受热分解。
碱金属的性质及应用碱金属是指周期表中第一列元素,包括锂、钠、钾、铷、铯和钫。
这些元素具有一些相似的性质和特点。
以下是对碱金属的性质及应用的详细解释:性质:1. 金属特征:碱金属是典型的金属元素,具有金属的光泽、导电性、导热性和延展性。
2. 低密度:碱金属的密度较小,铯是所有金属中最密集的,而锂是其中最轻的。
3. 低熔点:碱金属的熔点较低,因此易于熔化和加工。
4. 活泼性:碱金属具有较强的活性,容易与氧、水和许多其他非金属反应,发生氧化和产生氢气。
5. 电子配置:碱金属元素的外层电子结构是ns1,这使得它们容易丢失一个电子以形成+1的离子。
6. 碱性:碱金属元素的氧化物和氢氧化物是碱性的,可溶于水形成碱溶液。
应用:1. 钠:钠广泛应用于冶金、化学工业和医药等领域。
在冶金行业,钠被用作一种还原剂来提取金属,还可用于制备合金、还原有机化合物和制备染料。
在化学工业中,钠广泛应用于皂制造、纸浆和造纸、水处理和玻璃制造。
此外,钠还用于制备阴离子界面活性剂和各种医药品。
2. 钾:钾广泛应用于农业、化学工业和生物医药领域。
钾是植物生长所必需的营养元素,常被用作肥料,促进作物生长和提高产量。
钾还用于制备肥皂、肥料和各种化学产品。
此外,核医学中的放射性同位素钾-40是测量身体内钾的含量的常用方法。
3. 锂:锂最主要的应用是用于制造锂离子电池。
锂离子电池具有较高的能量密度、较长的寿命和较小的自放电率,被广泛应用于移动电子设备、电动车辆和储能系统等领域。
此外,锂还用于制备特殊玻璃和合金,以及作为镁铝合金的添加剂。
4. 铷和铯:由于铷和铯具有较低的电离能,因此它们在光电器件和光学研究领域有广泛的应用。
铷和铯的光谱线被用作测量频率和时间的基准。
此外,铷和铯以及其化合物在催化剂、电子设备和核能行业等方面也有一些应用。
5. 钫:由于钫是一种超铀元素,具有放射性,因此它的应用相对有限。
钫-223是一种用于放射性治疗的同位素,用于治疗骨转移性癌症。
一、碱金属元素概述 1. 定义碱金属元素为第ⅠA 族(除氢)的元素。
包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs),钫(Fr),其中钫为放射性元素。
2. 相似性碱金属元素原子的最外层都有_____个电子,很容易_______,最高正价为_____价,最高价氧化物对应的水化物均为_____碱,是典型的活泼金属元素。
3. 递变性随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐_______,原子半径逐渐______。
【答案】1 失去 +1 强 增多 增大二、碱金属元素的物理性质 碱金属 颜色状态密度/g·cm -3 熔点/Ⅰ 沸点/Ⅰ 锂 银白色柔软0.534 180.5 1347 钠 0.97 97.81 882.9 钾 0.86 63.65 774 铷 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽 1.87928.40678.41. 相似性第30讲 碱金属元素知识导航知识精讲碱金属单质都有______色的金属光泽(但____略带金色光泽)、硬度小、有延展性,密度小、熔沸点较低,导电、导热性良好,液态钠钾合金可做原子反应堆的导热剂。
2. 递变性随着核电荷数的增加,单质的熔点和沸点逐渐______,密度逐渐______,(但ρK ___ρNa ),且Li 、Na 、K 的密度_____1,Rb 、Cs 的密度_____1。
【答案】银白 铯 降低 增大 < < >三、碱金属与氧气的反应碱金属现象及产物化学方程式Li 不如Na 剧烈,生成Li 2O 4Li + O 2 =====△2Li 2O Na 剧烈燃烧,生成Na 2O 2 2Na + O 2 =====△Na 2O 2 K 燃烧比Na 剧烈,生成复杂的氧化物 K + O 2 =====△KO 2(超氧化钾)Rb 燃烧反应更剧烈,生成更复杂的氧化物Cs燃烧反应更剧烈,生成更复杂的氧化物【实验结论】随着核电荷数的增加,碱金属与O 2反应越来越_____,产物越来越_________。
元素周期律碱金属元素性质总结I.元素周期律1.周期表位置IA 族(第 1 纵列),在2、3、4、5、6、7 周期上均有分布。
元素分别为锂(Li)-3 ,钠(Na)-11 ,钾(K)-19 ,铷(Rb)-37 ,铯(Cs)-55 ,钫(Fr)-87 。
2.碱金属的氢氧化物都是易溶于水, 苛性最强的碱, 所以把它们被称为为碱金属。
3.碱金属的单质活泼,在自然状态下只以盐类存在,钾、钠是海洋中的常量元素,其余的则属于轻稀有金属元素,在地壳中的含量十分稀少。
钫在地壳中极稀少,一般通过核反应制取。
4.保存方法:锂密封于石蜡油中,钠。
钾密封于煤油中,其余密封保存,隔绝空气。
II.物理性质物理性质通性(相似性)1.碱金属单质皆为具金属光泽的银白色金属( 铯略带金黄色) ,但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降,呈现灰色。
常温下均为固态。
2.碱金属熔沸点均比较低。
摩氏硬度小于2,质软。
. 导电、导热性、延展性都极佳。
3.碱金属单质的密度小于2g/cm3,是典型轻金属,锂、钠、钾能浮在水上。
4.碱金属单质的晶体结构均为体心立方堆积,堆积密度小。
II-2. 物理性质递变性随着周期的递增,卤族元素单质的物理递变性有:1.金属光泽逐渐增强2.熔沸点逐渐降低。
3.密度逐渐增大。
钾的密度具有反常减小的现象。
. 物理性质特性1.铯略带有金色光泽,钫根据测定可能为红色,且具有放射性。
2.液态钠可以做核反应堆的传热介质。
3.锂密度比没有小,能浮在煤油中。
4.钾的密度具有反常现象。
II-4. 卤族元素物理性质一览表钾的密度反常变化的原因:根据公式:ρ =A r /V 原子,可知相对原子质量的增大使密度增加,而电子层的增加又使原子体积增大使得密度减小。
即单质的密度由相对原子质量和原子体积两个因素决定。
对钾来说,核对最外层引力较小,体积增大的效应大于相对原子质量增加产生的影响,结果钾的密度反而比钠小焰色反应1.碱金属离子及其挥发性化合物在无色火焰中燃烧时会显现出独特的颜色,这可以用来鉴定碱金属离子的存在,锂、铷、铯也是这样被化学家发现的。
碱金属的化学性质1. 代表物——Na (1)单质① 存在:化合态,NaCl 为主,其次有342,NaNO SO Na② 保存:煤油中③ 制取:电解熔融态NaOH 或NaCl ④ 性质物性:银白色、质软、比水轻、熔点低。
化性:与非金属反应:S Na S Na 22=+(爆炸)与氧反应:O Na O Na 2224常温+(白色)2222O Na O Na 点燃+(淡黄)与水反应:↑+=+22222H NaOH O H Na (轻—浮,热—球、氢—游、烈—声)与酸反应:+++↑=+Na H H Na 2222(剧烈,发生爆炸)与盐溶液作用:先跟水作用,生成NaOH 和2H ,NaOH 再跟盐作用生成难溶性碱,不能置换出盐中的金属元素。
⑤ 用途:做电光源透雾力强,用于航海;做还原剂冶炼金属(K ),钠钾合金做导热剂(2)化合物① 氧化物O Na 2:白色固体,溶于水生成NaOH ,不稳定继续跟2O 作用生成22O Na (淡黄色) 22O Na :淡黄色固体↑+=+2222422O NaOH O H O Na (漂白剂)232222222O CO Na CO O Na +=+(供氧剂)② 碱:NaOH :白色固体,易潮解,俗名苛性钠、烧碱③ 盐类:NaCl (食盐):存在海水中32CO Na :俗名苏打、纯碱。
稳定,加热难分解,晶体OH CO Na 23210•易风化。
3NaHCO :俗名小苏打,不稳定,加热C ︒150分解,溶解度小于32CO Na ,向饱和32CO Na 溶液中通入2CO 可见沉淀析出。
2.碱金属元素Fr Cs Rb K Na Li 、、、、、,代表物——Na (1)原子结构:同:最外层均为1个电子。
异:电子层数依次增加,原子半径依次增大。
(2)存在:均以化合态形式存在。
(3)元素性质:同:均为活泼金属,还原性强,容易失去1个电子成为1+价阳离子,无负价。
异:还原性依次增强。
元素及其化合物—碱金属碱金属是指位于第一族元素的一组金属元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)。
碱金属的物理性质都有一些共同的特点。
首先,它们都是银白色的金属,具有良好的导电性和热导性。
其次,碱金属具有低的密度和熔点,以及较低的硬度和强度。
它们在常温下都是固体,但随着族别的增加,其熔点和沸点逐渐降低。
此外,碱金属在空气中容易氧化,在水中能够与水反应,产生氢气和碱性溶液。
碱金属的化学性质主要体现在它们的电子结构上。
碱金属的原子都只有一个价电子,容易失去这个价电子,形成带有+1电荷的阳离子。
这种稳定的+1价状态使碱金属具有良好的还原性,能够与非金属元素反应,形成离子化合物。
碱金属与氧气反应会产生氧化物,例如氧化钠(Na2O)和氧化钾(K2O)。
此外,碱金属还与水反应形成碱性氢氧化物,例如氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)。
碱金属的氢氧化物具有强碱性,能够中和酸溶液并与酸反应。
这也是碱金属得名的原因。
碱金属在生活和工业中有广泛的应用。
锂是一种轻质金属,具有良好的电化学性能,广泛用于电池制造。
钠和钾是常见的金属元素,在冶金、玻璃制造和肥料生产中有重要的应用。
铷和铯是相对较稀有的金属,主要用于科学研究以及激光和光学设备中。
钫是一种人工合成的放射性元素,其化合物用于研究核反应和放射性同位素的应用。
虽然碱金属具有许多实用的应用,但它们也具有一些危险性。
由于碱金属的高反应性,与水等物质接触时容易发生剧烈的反应,产生氢气和溶液的腐蚀性。
此外,碱金属的离子在体内具有毒性,摄入过多会对人体健康产生危害。
总的来说,碱金属是一组具有共同性质的金属元素,具有良好的导电性和热导性,容易与非金属反应,形成离子化合物。
它们在生活和工业中有着广泛的应用,但也需要注意它们的危险性。
对于学习化学的人来说,碱金属是一个重要的研究对象,能够帮助我们深入了解元素和化合物的性质及其应用。
第五讲碱金属元素1.复习重点碱金属元素的原子结构及物理性质比较,碱金属的化学性质,焰色反应实验的操作步骤;原子的核外电子排布碱金属元素相似性递变性2.难点聚焦( 1)碱金属元素单质的化学性质:1)相似性:碱金属元素在结构上的相似性,决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性,碱金属都是强还原剂,性质活泼。
具体表现在都能与O2、Cl 2、水、稀酸溶液反应,生成含R ( R 为碱金属)的离子化合物;他们的氧化物对应水化物均是强碱;2)递变性:随着原子序数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,失电子渐易,还原性渐强,又决定了他们在性质上的递变性。
具体表现为:①与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂,②与 H 2O 反应越来越剧烈,③随着核电荷数的增强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性增强:CsOH RbOH KOH NaOH LiOH ;( 2)实验是如何保存锂、钠、钾:均是活泼的金属,极易氧化变质甚至引起燃烧,它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气,是易燃易爆物质,存放它们要保证不与空气、水分接触;又因为它们的密度小,所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中,而将钠、钾保存在煤油中;法用( 3)碱金属的制取:金属Li 和 Na 主要是用电解熔融氯化物的方法制取;金属K 因为易溶于盐不易分离,且电解时有副反应发生,故一般采用热还原Na 从熔融 KCl 中把 K 置换出来(不是普通的置换,而是采用置换加抽取的方法,属于反应平衡);铷和铯一般也采用活泼金属还原法制取。
(4).焰色反应操作的注意事项有哪些?(1) 所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察.(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化.用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝.但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生.(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质.(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰.3.例题精讲例1已知相对原子质量:Li6.9,Na 23, K 39,Rb 85。
碱金属元素性质总结讲解文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]元素周期律碱金属元素性质总结I.元素周期律1.周期表位置 IA族(第1纵列),在2、3、4、5、6、7周期上均有分布。
元素分别为锂(Li)-3,钠(Na)-11,钾(K)-19,铷(Rb)-37,铯(Cs)-55,钫(Fr)-87。
2.碱金属的氢氧化物都是易溶于水, 苛性最强的碱, 所以把它们被称为为碱金属。
3.碱金属的单质活泼,在自然状态下只以盐类存在,钾、钠是海洋中的常量元素,其余的则属于轻稀有金属元素,在地壳中的含量十分稀少。
钫在地壳中极稀少,一般通过核反应制取。
4.保存方法:锂密封于石蜡油中,钠。
钾密封于煤油中,其余密封保存,隔绝空气。
II.物理性质物理性质通性(相似性)1.碱金属单质皆为具金属光泽的银白色金属(铯略带金黄色),但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降,呈现灰色。
常温下均为固态。
2.碱金属熔沸点均比较低。
摩氏硬度小于2,质软。
.导电、导热性、延展性都极佳。
3.碱金属单质的密度小于2g/cm3,是典型轻金属,锂、钠、钾能浮在水上。
4.碱金属单质的晶体结构均为体心立方堆积,堆积密度小。
II-2.物理性质递变性随着周期的递增,卤族元素单质的物理递变性有:1.金属光泽逐渐增强。
2.熔沸点逐渐降低。
3.密度逐渐增大。
钾的密度具有反常减小的现象。
.物理性质特性1.铯略带有金色光泽,钫根据测定可能为红色,且具有放射性。
2.液态钠可以做核反应堆的传热介质。
3.锂密度比没有小,能浮在煤油中。
4.钾的密度具有反常现象。
II-4.卤族元素物理性质一览表钾的密度反常变化的原因:根据公式:ρ=A r/V原子,可知相对原子质量的增大使密度增加,而电子层的增加又使原子体积增大使得密度减小。
即单质的密度由相对原子质量和原子体积两个因素决定。
对钾来说,核对最外层引力较小,体积增大的效应大于相对原子质量增加产生的影响,结果钾的密度反而比钠小。
焰色反应1.碱金属离子及其挥发性化合物在无色火焰中燃烧时会显现出独特的颜色,这可以用来鉴定碱金属离子的存在,锂、铷、铯也是这样被化学家发现的。
2.电子跃迁可以解释焰色反应,碱金属离子的吸收光谱落在可见光区,因而出现了标志性颜色。
3.除了鉴定外,焰色反应还可以用于制造焰火和信号弹。
III.化学性质.原子化学性质通性1.最外层均有1个电子2.单质均为单原子分子,化学性质活泼。
3.在化学反应中易失1个电子形成离子。
4.与典型的非金属形成离子化合物。
.原子化学性质递变性1.原子半径逐渐增大,相对原子质量逐渐增大。
原子核对外层电子的引力逐渐减弱。
2.电子层逐渐增多,原子序数(核电荷数、质子数、核外电子数)逐渐增大。
3.金属性性随周期数递增而增强。
原子化学性质特性1.铷和钫对光线特别敏感,在极其微弱的光线照射下也会放出电子。
把它们喷镀到银片上,即可制成“光电管”——受光照,便产生电流,光线越强,电流越大。
2.钫的所有同位素均具有放射性。
卤素原子化学性质一览表1.单质都有还原性(相似性)原因:最外层都有1个电子,决定了在化学反应中易失电子,从而表现出还原性,还原性自上而下增强,金属性自上而下增强原因:碱金属位于第一主族,越往下走电子层数依次增加,原子核对最外层电子的束缚力越来越小,所以越容易失电子。
2.离子具有弱氧化性。
与氧气的反应Li:在室温下缓慢氧化与点燃条件下均只生成氧化锂。
Na:在室温下迅速氧化生成氧化钠,点燃条件下生成过氧化钠,氧化钠和氧气在加热条件下生成过氧化钠,氧化钠暴露在空气中会生成过氧化钠,这是工业制取过氧化钠的方式,而工业制取氧化钠一般用钠和亚硝酸钠。
反应过氧化钠与氧气在加压情况下反应或在490℃下加热可得超氧化钠。
用氧气与钠的液氨溶液反应也会得到超氧化钠。
K:钾在室温下迅速氧化生成氧化钾,充足的氧气中点燃生成超氧化钾。
Rb:铷在室温下与氧气接触燃烧,产物由氧气充足程度决定,在充足氧气中剧烈燃烧超氧化铷,用氧气与铷的液氨溶液反应生成臭氧化铷。
Cs:与铷大致相同,反应更剧烈。
碱金属与氧气反应,普通氧化物不一定是最稳定的氧化物,从生成热的热量大小上可以判断氧化物稳定性。
注释:1.过氧化钠是以钠离子和过氧根离子结合的,而过氧根离子里,两个氧原子是以共价键结合的,碱金属的过氧化物中养的氧化数都是-1。
2.超氧化钾是钾离子和超氧根离子结合的,氧原子氧化数为-1/2。
3.超氧根离子具有顺磁性,氧分子之所以有顺磁性是因为氧分子里有两个未成对电子,超氧根离子里只有一个未成对电子,因此顺磁性比氧分子小。
4.氧原子之间的距离:过氧根离子>超氧根离子>氧分子。
5.常温时,超氧化物的晶体呈四面体结构,高温时呈立方体结构(与氯化钠相似)。
6.反应生成氧化物时,碱金属的电子转移给氧分子,氧分子获得一个电子成为超氧根离子,氧分子获得两个电子成为过氧根离子,氧原子获得两个电子成为氧离子。
此反应可比较碱金属的还原性氧化物的性质:普通氧化物碱金属中,只有锂可以直接生成氧化物,其它碱金属单质的氧化物可以被继续氧化4Li+O=2Li2O碱金属的正常氧化物是反磁性物质,都能与水反应生成对应的氢氧化物反应通式:M2O+H2O=MOH过氧化物所有碱金属都能形成过氧化物,除锂外,其它碱金属可以直接化合得到过氧化物。
反应通式:2M+O=M2O过氧化物中的氧元素以过氧阴离子的形式存在,过氧根离子的键级为1。
过氧化物是强碱(质子碱),能与水反应生成碱性更弱的氢氧化物和过氧化氢,由于反应大量放热,生成的过氧化氢会迅速分解产生氧气。
反应通式:2M2O+2H2O=4MOH+O 2H2O=2H2O+O过氧化物可与酸性氧化物反应生成对应的正盐,若与之反应的酸性氧化物有较强还原性,则有被氧化的可能反应通式:2M2O+2CO=2M2CO+OM2O+SO=2M2SO过氧化物在熔融状态下可与某些铂系元素形成含氧酸盐反应通式:Ru+3M2O=M2RuO+2M2O过氧化物中常见的是过氧化钠(Na2O)和过氧化钾(K2O),它们可用于漂白,熔矿,生氧。
超氧化物除锂外,所有碱金属元素都有对应的超氧化物,钾铷铯能在空气中直接化合得到超氧化物。
反应通式:M+O=MO超氧化物中存在超氧离子,分子轨道表明超氧离子存在一个σ键和一个3电子π键,键级为3/2,有顺磁性。
超氧化物能与水反应生成对应氢氧化物,氧气和过氧化氢,反应大量放热,过氧化氢分解反应通式:2MO+2H2O=2MOH+H2O+O 2H2O=2H2O+O超氧化物能与酸性氧化物反应,类似过氧化物,其中,超氧化钾与二氧化碳的反应被应用于急救空气背包中反应通式:4MO+2CO=2M2CO+3O超氧化钾是最为常见的超氧化物臭氧化物除锂外,干燥的碱金属氢氧化物固体与臭氧反应,产物在液氨中重结晶可得到臭氧化物晶体反应通式:6MOH+4O=4MO+2MOH·H2O+O臭氧化物在放置过程中缓慢分解反应通式:2MO=2MO+O臭氧化物中存在臭氧离子,V型结构,键级为1/3,极不稳定,具有顺磁性臭氧化物的其他性质与超氧化物类似。
碱金属与水反应反应通式:2X+2H2O=2XOH+H2共同现象:剧烈反应,放出热量,生成可燃气体(氢气),反应后向水中滴加酚酞变红。
独有现象:Li:接触到水时发出嘶嘶声,金属熔化成小球在水面上快速移动。
反应速度较慢。
Na:接触到水时发出嘶嘶声,金属熔化成小球在水面上快速移动。
反应速度快,可以发生轻微爆炸。
K:接触到水产生紫色火焰,金属熔化并溅射。
Rb:接触到水迅速跳起,金属熔化喷出。
Cs:火球腾空而起。
与卤素反应反应通式:2X+Y2=2XY反应现象:1.碱金属与卤素反应生成相应的盐,如:2Na+Cl2=点燃2NaCl2.由于所有的碱金属的卤素盐的粉末都是白色,所以会产生白色的烟(与F2和Cl2反应)。
3.由于碱金属的化学性质的活泼程度由上到下递增而卤素相反,所以导致反应条件不尽相同,如最活泼的碱金属Cs(不考虑Fr)和最活泼的卤素单质F2相遇便立即发生极其猛烈的爆炸,而Li置于Cl2中只会在Li的表层形成LiCl的外层,难以有明显反应,所以必须点燃才能有明显反应;Br2和I2是不能进行比较的因为它们是液体或固体,所以可以使反应的接触程度变大,使反应易于进行。
4.对于Br2和I2(I2当然要粉末),因为B r2是液体所以由于上述原因可以与所有碱金属猛烈反应,并有橙红色的雾生成(液溴由于反应放热气化在上空再次液化导致的),I2也大致相同,产生的是紫色的烟(常况下I2不能液化,也就是说I2常况下不存在液体的形式,所以直接成为固体)只是反应难度不同罢了。
与氮气反应Li:6Li+N2=2Li3NNa:高温、隔绝空气的条件下2Na+3N2=2NaN3(叠氮化钠)反应无法生成Na3N(极不稳定)。
其他碱金属与氮气几乎不反应与氢气反应反应通式:2X+H2=高温2XH碱金属单质在氢气流中加热就可获得对应的氢化物1.碱金属的氢化物均为气态,H显-1价。
2.碱金属氢化物中以氢化锂(LiH)最为稳定,850℃分解。
氢化物不是很稳定。
3.碱金属氢化物属于离子型氢化物,熔沸点高,晶体结构为氯化钠型,碱金属氢化物中存在氢负离子,电解溶于氯化锂的氢化锂可以在阳极得到氢气,这可以证明氢负离子的存在。
4.碱金属氢化物与水剧烈反应放出氢气MH+H2O=MOH+H与其他非金属反应与硫反应:2R+S=R2S,反应爆炸与磷反应:3R+P==R3P氢氧化物碱金属元素的氢氧化物常温下为白色固体,可溶或易溶于水,溶于水放出大量热,在空气中会发生潮解并吸收酸性气体;除氢氧化锂外其余的碱金属氢氧化物都属于强碱,在水中完全电离。
2MOH+CO=M2CO+H2O2MOH+2Al+2H2O=2MAlO+3H2MOH+Al2O=2MAlO+H2O3MOH+FeCl=Fe(OH)+3MCl碱金属氢氧化物中以氢氧化钠和氢氧化钾最为常见,可用作干燥剂。
盐类碱金属的盐类大多为离子晶体,而且大部分可溶于水,其中不溶的盐类有1.锂盐:氟化锂、碳酸锂、磷酸锂2.钠盐:醋酸铀酰锌钠、六羟基合锡(Ⅳ)酸钠、三钛酸钠、铋酸钠、六羟基合锑酸钠3.钾盐:六硝基合钴酸钾、高氯酸钾、四苯基硼酸钾、高铼酸钾4.铷盐及铯盐:与钾盐一样,但溶解度更小。
碱金属的盐类熔沸点较高,下表即为碱金属盐类的熔点。
从表中还可以观察到:锂盐的沸点明显偏低,表明锂盐表现出一定的共价性卤化盐:碱金属卤化物中常见的是氯化钠和氯化钾,它们大量存在于海水中,电解饱和氯化钠可以得到氯气,氢气和氢氧化钠,这是工业制取氢氧化钠和氯气的方法。
阳极:2Cl--2e=Cl↑阴极:2H++2e=H↑总反应:2NaCl+2H2O=通电2NaOH+H↑+Cl↑硫酸盐:碱金属硫酸盐中以硫酸钠最为常见,十水合硫酸钠俗称芒硝,用于相变储热,无水硫酸钠俗称元明粉,用于玻璃、陶瓷工业及制取其它盐类。