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1、第四章主族金屬化學(xué)主要內(nèi)容第一節(jié)堿金屬、堿土金屬第二節(jié)鋁第三節(jié)錫、鉛第一節(jié)堿金屬與堿土金屬ⅠALiNaKRbCsns1+1ⅡABeMgCaSrBans2+2HumphryDavy(戴維1778～1829)利用電解法制取了金屬K、Na、Ca、Mg、Sr、Ba，并確認(rèn)氯氣是一種元素，氫是一切酸類不可缺少的要素，為化學(xué)做出了杰出貢獻(xiàn)。1.1概述從海水中提取金屬M(fèi)g第一步：沉淀Ca(OH)2+Mg2+(海水)??Mg(OH)2+Ca2+Mg(OH)2溶解度小，容易過濾分離第二步：酸化Mg(OH)2+2HCl??MgCl2+2H2O第三步：電解MgCl2??Mg+Cl21.2單質(zhì)的性質(zhì)1.生成合金
2、液體合金:一定比例的Na和K(K77.2%,Na22.8%)混合后，可得常溫下的液體合金(m.p.260.7K)。(合金的凝固點(diǎn)低!)鈉汞齊:(汞齊是金屬溶解于汞中形成的溶液)即鈉溶于汞中得到的液體合金。Na還原性強(qiáng)，與水反應(yīng)猛烈；但鈉汞齊卻是溫和的還原劑，與水反應(yīng)可以控制：2(Na·nHg)+2H2O??2NaOH+H2+2nHg2.化學(xué)反應(yīng)和H2O反應(yīng)劇烈(除Be、Mg之外):Ca+2H2O??Ca(OH)2+H2置換稀有金屬:ZrO2+2Ca??Zr+2CaO和H2的反應(yīng)(除Be、Mg之外):Ca+H2??2CaH2E?(Li+/Li)=?3.04V比E?(Na+/Na)=?2.7
3、14V Li比Na更活潑？元素LiNa升華焓kJ/mol161108.7電離能kJ/mol520496水合焓kJ/mol?519?409焓變kJ/mol?275?241.3原因：Li+(aq)水合焓遠(yuǎn)大于Na+(aq)水合焓，足以抵消因升華和電離所需要的能量。M+(aq)+e??M(s)可分為三步：升華、電離、水合M(s)??M(g)??M+(g)??M+(aq)但金屬Li與水反應(yīng)并不劇烈！原因有三：△rG?以及Eθ的大小僅反映了該過程在熱力學(xué)上的可能性。反應(yīng)能否可觀地發(fā)生，取決于反應(yīng)速率的大小。金屬Li的升華焓和電離能均高于金屬Na，不易失去電子；反應(yīng)生成的LiOH溶解度小，覆蓋于金屬
4、Li表面，阻止金屬Li與水的接觸，也導(dǎo)致與水反應(yīng)緩慢。離子型氫化物（屬離子晶體）具有以下性質(zhì)：1.熱穩(wěn)定性差：從Li到Cs，△fH?變大，穩(wěn)定性變差。（與NaCl比較）LiHNaHKHRbHCsHNaCl－90.4－57.3－57.7－54.3－49.3－4412.還原性強(qiáng)：E?(H2/H?)=?2.23V2LiH+TiO2??2LiOH+Ti4NaH+TiCl4??4NaCl+Ti3.劇烈水解，放出H24.形成配位氫化物L(fēng)i[AlH4]受潮時(shí)強(qiáng)烈水解堿金屬、堿土金屬與液氨的作用M＋(x＋y)NH3==M(NH3)x＋＋e(NH3)y－（藍(lán)色）M＋(x＋2y)NH3==M(NH3)x2＋
5、＋2e(NH3)y－（藍(lán)色）氨溶液具有較高的導(dǎo)電性，以及與金屬本身相同的化學(xué)反應(yīng)。在無水、不接觸空氣的條件下，其溶液可在?33℃下長時(shí)間保存。但過渡金屬化合物可催化其分解。堿金屬的氨溶液是優(yōu)良的還原劑。如鉀的液氨溶液可還原Ni(Ⅱ)，制得Ni(Ⅰ)配合物：2K2[Ni(CN)4]+2K+(NH3)+2e-(NH3)??K4[Ni2(CN)6](NH3)+2KCN堿金屬Na還可溶于醚、烷基胺中，得到Na?離子：2Na(s)??Na+(en)+Na?(en)堿金屬、堿土金屬在空氣中燃燒的產(chǎn)物MgO的制取與用途MgO按制取工藝及產(chǎn)品的致密程度不同，有重質(zhì)和輕質(zhì)之分：MgO+H2O??Mg(OH
6、)2??MgO+H2O(天然苦土粉)(重質(zhì))5MgCl2+5Na2CO3+H2O??4MgCO3?Mg(OH)2+10NaCl+CO2↑│△└─→5MgO+4CO2+H2(輕質(zhì))重質(zhì)氧化鎂水泥是一種很好的建筑材料，和木屑、刨花一起，可制成質(zhì)輕、隔音、絕熱、耐火的纖維板。輕質(zhì)氧化鎂水泥比重質(zhì)貴三倍，是制坩堝的原料和油漆、紙張的填料。過氧化鈉Na2O2鈉在空氣中燃燒，可直接得到過氧化鈉：2Na+O2??Na2O2在室溫下，Na2O2與水或稀酸反應(yīng)生成H2O2：Na2O2+2H2O??2NaOH+H2O2Na2O2+H2SO4(稀)??Na2SO4+H2O2Na2O2和CO2反應(yīng)放出氧氣，用作
7、高空飛行和水下作業(yè)時(shí)的供氧劑和CO2吸收劑。2Na2O2+CO2??2Na2CO3+O21.3氫氧化物酸堿性的判斷標(biāo)準(zhǔn)R拉電子能力與離子勢有關(guān):ф=Z/r(r以pm為單位）LiOHBe(OH)2NaOHMg(OH)2KOHCa(OH)2RbOHSr(OH)2CsOHBa(OH)2ROHRO－+H+????R++OH－解離方式與R基團(tuán)的拉電子能力有關(guān)Ф7堿性7Ф10兩性Ф10酸性酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)1.4碳酸鹽的熱穩(wěn)定性Be2+Mg2+C
