1、Inorganic Chemistry專業：應用化學本科專業 制作與主講：李道華 四川省精品課程第1頁第1頁第2章 熱化學-化學熱力學基礎Chapter 2 Chemical thermodynamics 第一篇 化學反應原理第2頁第2頁第2章 熱化學-化學熱力學基礎2.1 熱力學術語和基本概念2.2 熱力學第一定律2.3 化學反應熱效應 2.4 Hess定律2.5 反應熱求算第3頁第3頁1理解抱負氣體概念，掌握 抱負氣體狀態方程式及其應 用。2掌握混合氣體中組分氣體分 壓概念和分壓定律。3理解真實氣體概念。 基本要求基本要求第4頁第4頁1抱負氣體狀態方程；2分壓定律。1氣體分子動理論；2Va

2、n der walls方程。【教學重點】【教學難點】第5頁第5頁1講授法與啟發式教學相 結合；2講授為主，講練結合；3多媒體（CAI課件）教 學手段。 【教學辦法與手段】【教學辦法與手段】第6頁第6頁化學意義與研究對象創造1化學2 對象第7頁第7頁12.1 s區元素概述12.4 鋰 、鈹特殊性 對角線規則12.3 s區元素化合物12.2 s區元素單質第十二章 s區元素第三篇 元素化學第8頁第8頁12.1 s區元素概述堿金屬(IA )：ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr堿土金屬(IIA )：ns2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活潑金屬。第9頁第9頁 易與H2

3、直接化合成MH、MH2離子 型化合物；2. 與O2形成正常氧化物、過氧化物、 超氧化物；3. 與其它非金屬作用形成相應化合物；4. 易與H2O反應(除Be、Mg外)。注：它們活潑性有差別通性：第10頁第10頁原子半徑增大電離能、電負性減小金屬性、還原性增強IA IIALi BeNa MgK Ca Rb SrCs Ba原子半徑減小電離能、電負性增大金屬性、還原性削弱第11頁第11頁為何E (Li+/Li)比E (Cs+/ Cs )還?。侩姌O反應：Mz+(aq) + ze- M(s)其逆反應： M(s) Mz+(aq) + ze-H2O= zFE (Mz+/ M ) (Mz+,aq ) = (Mz

4、+,aq ) = zFE (Mz+/ M )=-T第12頁第12頁(M+,g)M+(aq) M (s) (M+,aq )M+(g) M (g) I1subHm(M+,g)Hmh 對于堿金屬，若不考慮 差別，可用 (M+,aq )代替 (M+,aq )近似預計E (M+/ M )相對大小。(M+,aq ) = + I1 +subHm(M+,g)Hmh第13頁第13頁LiNaKRbCs159.37107.3289.2480.8876.065526.41502.04425.02409.22318.90-535.27-420.48-337.64-312.27-287.24150.51188.88176

5、.62177.83170.72-3.040-2.714-2.936-2.943-3.027subHmI1E (M+/ M)/VHmh(M+,g)(M+,aq)注：以上物理量除E 外單位均為：kJmol-1(M+,aq ) = + I1 +subHm(M+,g)Hmh第14頁第14頁12.2.1 單質物理性質和化學性質12.2 s區元素單質12.2.2 s區元素存在和單質制備第15頁第15頁12.2.1 單質物理性質和化學性質NaLiK1.物理性質第16頁第16頁BeMgCaSrBaRbCs第17頁第17頁單質物理性質：有金屬光澤密度小硬度小熔點低s區單質熔、沸點改變導電、導熱性好第18頁第18

6、頁單質在空氣中燃燒，形成相應氧化物：Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2BeO MgO CaO SrO BaO2Li2ONa2O2KO2與氧、硫、氮、鹵素反應， 形成相應化合物。2.化學性質鎂帶燃燒第19頁第19頁與水作用LiNaKCa2M + 2H2O 2MOH + H2(g)第20頁第20頁與液氨作用(g)H2NH2M(l)2NH2M(s)223+-+第21頁第21頁3.焰色反應第22頁第22頁均以礦物形式存在：鋰輝石：鈉長石：鉀長石：光鹵石：明礬石：12.2.2 s區元素存在和單質制備第23頁第23頁綠柱石：菱鎂礦：螢石：天青石：大理石：石膏：重晶石：第24頁第24頁12.3

7、.1 氫化物12.3 s區元素化合物12.3.5 配合物(無內容)12.3.4 主要鹽類及其性質12.3.3 氫氧化物12.3.2 氧化物第25頁第25頁 s區元素單質(除Be、Mg外)均能與氫形成離子型氫化物。LiH NaH KH RbH CsH NaCl-90.4 -57.3 -57.7-54.3 -49.3 -4411.均為白色晶體， 熱穩定性差12.3.1 氫化物/ kJmol-1第26頁第26頁2.還原性強 鈦冶煉：猛烈水解：V)23.2)/H(H(2-=-E第27頁第27頁3.形成配位氫化物鋁氫化鋰受潮時強烈水解第28頁第28頁1.形成四類氧化物臭氧化物(O3-)：順磁性正常氧化物

8、(O2-)：過氧化物(O22-)：超氧化物(O2-)：順磁性12.3.2 氧化物第29頁第29頁2.制備：直接：間接：第30頁第30頁3.化學性質與H2O作用：（Li Cs猛烈程度）（BeO除外）第31頁第31頁與CO2作用：第32頁第32頁 12.3.3 氫氧化物 堿金屬和堿土金屬氫氧化物都是白色固體。易吸水而潮解MOH易溶于水，放熱。堿土金屬溶解度（20）溶解度增大 氫氧化物Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 溶解度molL-1 810-6 2.110-4 2.310-2 6.610-2 1.210-1第33頁第33頁 LiOH NaOH KOH

9、 RbOH CsOH 中強 強 強 強 強 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 兩性 中強 強 強 強(箭頭指向)堿性增強，溶解度增大。堿性第34頁第34頁12.3.4 主要鹽類及其性質1.晶體類型： 絕大多數是離子晶體，但堿土金屬鹵化物有一定共價性。比如：Be2+極化力強， BeCl2已過渡為共價 化合物。離子性增強主要鹽類： 鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽。 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔點/ 415 714 775 874 962第35頁第35頁2.普通無色或白色3.溶解度：堿金屬鹽類普通易溶于水； 堿土金屬鹽類除鹵化物、硝酸 鹽外多數溶解度較小。4.熱穩定性：較高。第36頁第36頁硝酸鹽熱穩定性差。堿土金屬碳酸鹽穩定性隨金屬離子半徑 增大而增強。 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3t分 / 100 540 900 1290 1360穩定性 M2CO3 MCO32-M2+第37頁第37頁12.4 鋰 、鈹特殊性 對角線規則12.4.1 鋰特殊性(無內容)12.4.3 對角線規則12.4.2 鈹特殊性(無內容)第38頁第38頁Li Be B CNa Mg Al Si A 族Li與A族Mg， A族Be與A族Al， A 族B與A族Si，這三對元素在周期