第十七章 碱金属和碱土金属

碱金属和碱土金属的通性碱金属和碱土金属的单质化合物离子晶体盐类的溶解性

碱金属和碱土金属的通性Li 锂 : 锂辉石 [LiAl(SiO3)2]Na 钠 : （第 6 位）海水 NaCl, 矿物 NaCl, 钠长石 Na[AlSi3O8] ，芒硝 Na2SO4·10H2OK 钾 : （第 7 位）海水中的 K+ ，钾长石 K[AlSi3O8] ， Rb 铷和 Cs 铯 : 与 K 共生Be 铍 : 绿柱石 3BeO·Al2O3·6SiO2

Mg 镁 : ( 第 8 位）光卤石 KMgCl3·6H2O　　白云石 CaMg(CO3)2 ，菱镁矿 MgCO3

Ca 钙 ( 第 5 位 ), Sr 锶 , Ba 钡 ( 第 17 位 ): 碳酸盐及硫酸盐矿物，石膏 CaSO4·2H2O ，重晶石 BaSO4

单质生成合金液体合金 : 一定比例的 Na 和 K( K 77.2%, Na 22.8%) 可得常温下的液体合金 , (m.p. 260.7K). ( 合金的凝固点低 !)钠汞齐 : 钠溶于汞中得到 , 也是液体合金 , Na 还原性强 , 反应猛烈 , 但 Na·nHg 钠汞齐却是平和的还原剂 , 反应不剧烈 , 可以控制 :　　 2(Na·nHg) + 2H2O--- 2NaOH + H2 + 2nHg( 汞齐 , 是金属溶解于汞中形成的溶液 , 经常做还原剂使用 ) 化学反应和 H2反应剧烈 (除 Be、Mg之外 ): Ca + 2H2O --- Ca(OH)2 + H2置换稀有金属 : ZrO2 + 2Ca --- Zr + 2CaO和 H2的反应 (除 Be、Mg之外 ): 2Na + H2 --- 2NaH NaH: 白色晶体 , H显负价 , 是强还原剂 . LiH, NaH, KH, RbH中 , LiH最稳定 . 原因 : Li+半径最小 , 极化能力强 , 与H形成的离子键趋向共价键 , 所以最稳定。

碱金属和碱土金属化合物氧化物

碱金属、碱土金属在空气中燃烧的产物 :普通氧化物 : 　　 Li2O, 碱土 : MO过氧化物 :　　 Na2O2超氧化物 : KO2 、 RbO2 、 CsO2　　 Na2O2 + 2Na--- 2Na2O　　 2KNO3 + 10K --- 6K2O + N2 ( 制普通氧化物的两个方法 )

氢氧化物只有 Be(OH)2显两性 , 其余均为碱性

M－O－H 是一般氧化物的水化物的键联形式 , 究竟是酸式还是碱式解离 , 取决于M 的电场 .

锂、铍的特殊性　　 IA 族中 , 锂半径 r 最小 , 极化能力强 , 表现出与 Na 和 K 等的

不同性质 , 它与 IIA 族里的 Mg 相似 .　 *LiOH, Li2CO3, LiNO3 都不稳定 , 极化作用大 , 而 LiHCO3 更难于存在 ;　 * 在氧气中燃烧，只生成 Li2O, 和 Mg 相似 ;　 *Li, Mg 都可以和 N2 直接化合 , 其余碱金属不能 ;　 *Li, Mg 的氟化物、碳酸盐、硫酸盐难溶 , 而其它碱金属无此性质 ;　 *Li, Mg 结晶水合氯化物，受热分解时水解 .　　问题 : LiH 的稳定和 LiOH, Li2CO3, LiNO3 等的不稳定原因 , 都是因为 Li 的半径小 , 极化作用大 . 差别是什么 ? 　　极化使 Li-H 键增强 , 所以 LiH 稳定 , 而含氧酸盐中 , 极化加强了 Li-O 键 , 削弱了 O 和其它原子间的键强 , 因而易分解 :　　　　 Li2CO3 --- Li2O + CO2 　　 (1000K 以上 , 部分分解 )　　　　 4LiNO3 --- 2Li2O + 2N2O4 + O2 　　 (773K)　　与其它碱金属硝酸盐分解成亚硝酸盐和 NO2, 不同于此反应 .

铍和铝的相似性　　 IIA 族的 Be 也很特殊 , 其性质和 IIIA 族中的

Al 有些相近 : 　　氧化物和氢氧化物两性 , IIA 族其余的氧化物和氢氧化物显碱性 ; 　　无水氯化物 BeCl2, AlCl3 共价成份大 , 可溶于醇、醚、易升华 , 其余 IIA 族的 MCl2 是离子晶体 ; 　　 Be, Al 和冷浓 HNO3 接触时 , 钝化 , 其余 IIA 族金属易于和 HNO3 反应 . 　　 Li 和 Mg 、 Be 和 Al ，连同上一章的 B 和Si 的相似性体现着斜线 ( 对角线 )规律 .