§9.3金屬元素無機化學1ppt課件

在已知的112種元素中，金屬占80%以上。通常可將金屬分為黑色金屬與有色金屬兩大類。黑色金屬包括鐵、錳和鉻及其合金，主要是鐵碳合金。有色金屬是指鐵、錳、鉻之外的所有金屬。2ppt課件1.金屬元素原子的價電子構型金屬元素的通性根據金屬元素在周期表中的位置，分為P區金屬（ⅢA~ⅥA金屬元素）、堿金屬和堿土金屬、過渡金屬（ⅠB~ⅧB元素）。金屬的價電子構型有以下幾種：ⅠA和ⅡA金屬為ns1~2；ⅢA～ⅥA金屬為ns2np1~4；過渡金屬為(n-1)d1~10ns1~2（Pd除外，為4d10），其中ⅠB和ⅡB為(n-1)d10ns1~2。3ppt課件2.金屬元素的化學活潑性及氧化態金屬有較強的還原性。金屬原子失去電子的難易決定了金屬還原性的強弱，可由標準電極電勢數值判斷。各種金屬的化學活潑性相差很大，所以它們在自然界中的存在形式也各不相同。少數不活潑的金屬如鉑、金只有游離狀態的，而活潑金屬如堿金屬和堿土金屬總是以化合態存在。4ppt課件2.金屬元素的化學活潑性及氧化態金屬有較強的還原性。金屬原子失去電子的難易決定了金屬還原性的強弱，可由標準電極電勢數值判斷。各種金屬的化學活潑性相差很大，所以它們在自然界中的存在形式也各不相同。少數不活潑的金屬如鉑、金只有游離狀態的，而活潑金屬如堿金屬和堿土金屬總是以化合態存在。5ppt課件堿金屬和堿土金屬堿金屬同周期元素中原子半徑大，最外層電子電離能低，極易失去，表現出較強的化學活潑性，在金屬活動順序表中居于前列。堿土金屬的化學活潑性略低于堿金屬。堿金屬和堿土金屬元素的化合物多為離子型。它們在形成化合物時，均表現一種氧化態，即堿金屬為+1，堿土金屬為+2。6ppt課件一、堿金屬元素概述

1、定義

元素周期表的ⅠA族金屬元素稱為堿金屬，包括鋰、鈉、鉀、銣、銫和鈁6種元素。堿金屬屬于s區元素，其原子價電子層構型為ns1，次外層為稀有氣體的穩定8電子結構。鋰、銣和銫是稀有金屬，鈁是放射性元素。

7ppt課件物理性質

堿金屬是銀白色的柔軟、易熔輕金屬，密度較小，可以用刀切割。與同一周期其它元素相比，堿金屬的原子半徑最大，固體中的金屬鍵較弱，原子間的作用力較小，故密度、硬度小，熔點低。8ppt課件堿金屬的基本性質

元素性質鋰Li鈉Na鉀K銣Rb銫Cs原子序數311193755原子半徑/pm152153.7227.2247.5265.4離子半徑/pm6897133147167第一電離能I1

kJ·mol-1521499421405371第二電離能I272954591308826752436電負性0.980.930.820.820.79標準電極電勢(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923密度/gcm-30.530.970.861.531.90硬度(金剛石=10)0.60.40.50.30.2M+(g)水合熱/kJ·mol-15194063222932649ppt課件堿金屬元素的特點：

在同周期元素中，原子半徑最大，核電荷最少，最外層的ns1電子離核較遠，很易失去，第一電離能最低，表現出強的金屬性。它們與氧、硫、鹵素以及其它非金屬都能劇烈反應，并能從許多金屬化合物中置換出金屬。堿金屬自上而下原子半徑和離子半徑依次增大，其活潑性有規律地增強。例如，鈉和水劇烈反應，鉀更為劇烈，而銣、銫遇水則有爆炸危險。鋰的活潑性比其他堿金屬大為遜色，與水的反應較緩慢。10ppt課件堿金屬的焰色反應堿金屬在火焰中加熱，各具特征的焰色，可用作定性鑒定：鋰鈉鉀銣銫紅色

黃色

紫色

紅紫色

藍色11ppt課件堿金屬用途很廣

有機鋰化合物，是有機合成中的重要試劑；鋰與鎂、鋁的合金，被稱為超輕金屬，具質輕、強度大、塑性好等優點，廣泛用于航空、航天器的制造中；鋰可制成鋰電池和鋰離子電池——高能電池；鉀和鈉主要用來作還原劑，鉀和鈉是動物生存的必需元素；銫被廣泛用在光電管、銫原子鐘等。12ppt課件金屬鈉和鉀

鉀和鈉的性質十分相似，質軟似蠟，可以用小刀進行切割。新切面呈銀白色光澤，但暴露在空氣中會因氧化而迅速變暗。鈉遇到水會發生劇烈反應，生成NaOH和H2，因此需密閉儲存在煤油或石蠟中。鉀比鈉更活潑，因此制備、儲運和使用時應更加小心。13ppt課件鈉鉀的用途和制備1、用途：

鈉鉀的高活潑性—冶金工業重要的還原劑；強傳熱性—原子能工業中作核反應堆的導熱劑；鈉、鉀—制備過氧化物、氫化物及有機合成的原料；鈉光燈用于公路照明。

2、制備：工業上制取鈉：電解廉價的熔融NaCl；工業上制取鉀：在熔融狀態下，用金屬鈉從KCl中置換出鉀，經分級蒸餾(800～880℃)得到金屬鉀。

金屬鉀因價格昂貴(約為鈉的10倍)，而限制了它的應用，其生產規模也小得多。14ppt課件堿金屬的氧化物和過氧化物

一、氧化物：

堿金屬在充足的空氣中燃燒，產物并不同

鋰——氧化鋰Li2O鈉——過氧化鈉Na2O2鉀、銣、銫——超氧化物KO2、RbO2、CsO215ppt課件堿金屬的氧化物和過氧化物1、氧化物堿金屬中除鋰外，其它堿金屬的正常氧化物是用金屬與它們的過氧化物或硝酸鹽作用制得的。

Na2O2＋2Na==2Na2O

2KNO3＋10K==6K2O＋N2↑

堿金屬氧化物與水反應生成相應的氫氧化物。16ppt課件堿金屬的氧化物和過氧化物2、過氧化物

所有堿金屬都可形成過氧化物，其中只有鈉的過氧化物是由金屬在空氣中燃燒直接得到的：

2Na+O2====

Na2O2最重要的是過氧化鈉Na2O2。燃燒17ppt課件2、過氧化物

純的Na2O2是白色粉末，工業品含有一定量雜質。在堿性介質中Na2O2是強氧化劑，常用作分解礦石的溶劑，使不溶于水和酸的礦石，被氧化分解為可溶于水的化合物，例如：Cr2O3＋3Na2O2===

2Na2CrO4＋Na2O

MnO2＋

Na2O2===Na2MnO4共熔共熔18ppt課件2、過氧化物Na2O2與水或稀酸作用可以產生過氧化氫：Na2O2

＋2H2O==2NaOH+H2O2Na2O2

＋H2SO4==Na2SO4+H2O22H2O2===2H2O+O2↑Na2O2與CO2產生下列反應：

2Na2O2

＋2CO2

==2Na2CO3+O2

基于這個反應，Na2O2

應用于高空飛行或水下工作時的CO2吸收劑和供氧劑，以此來吸收人體呼出的CO2和補充人體所需的O2。19ppt課件超氧化物超氧化鉀

金屬鉀在充足的空氣中燃燒時，生成超氧化鉀KO2

1、KO2具有強氧化性，與水、CO2反應生成氧氣：2KO2

+2H2O==O2↑+2K++2OH-+H2O24KO2

+2CO2==2K2CO3+3O22、KO2和Na2O2一樣，多用于宇航、水下、礦井、高山作業時需用的CO2吸收劑和供氧劑。20ppt課件堿金屬的氫氧化物

堿金屬的氫氧化物都是白色固體，容易潮解和吸收空氣中的CO2（須密封保存），易溶于水，溶解時放出大量的熱，僅LiOH的溶解度較小。除LiOH是中強堿外，其余都是強堿，對于纖維、皮膚有強烈的腐蝕作用，因此叫苛性堿。堿性按以下順序變化：

LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH

NaOH和KOH在性質、用途和制備方面都相似，但KOH價貴，因此用途不如NaOH廣泛。21ppt課件問題：實驗室盛裝NaOH的瓶子為什么不能用玻璃塞？實驗室盛NaOH溶液的玻璃瓶需用橡膠塞，不能用玻璃塞。否則存放時間過長，NaOH與瓶口玻璃中的SiO2生成粘性的Na2SiO3，把玻璃塞和瓶口粘結在一起而不易打開。固體NaOH具有很強的吸水性，是常用的干燥劑22ppt課件氫氧化鈉NaOH

又稱火堿、燒堿、苛性鈉，是重要化工原料，廣泛用于造紙、制革、制皂、紡織、玻璃、搪瓷、無機和有機合成等工業中。工業制法：電解飽和的食鹽水制備燒堿—隔膜法23ppt課件9.2.5堿金屬鹽類的通性

（1）晶體類型：絕大多數屬于離子晶體。Li+半徑很小，極化力較強，它的某些鹽如鹵化物表現出不同程度的共價性。堿金屬鹽具有較高的熔、沸點，常溫下是固體，熔化時能導電，在水中完全離解。（2）顏色堿金屬離子都是無色的，若陰離子有色，則其化合物一般常顯陰離子的顏色。如CrO42-是黃色的，K2CrO4也為黃色；MnO4-是紫紅色的，KMnO4也為紫紅色。

（3）熱穩定性堿金屬鹽一般具有較高的熱穩定性。唯有其硝酸鹽的熱穩定性差，加熱易分解。（4）溶解度堿金屬的鹽類一般都易溶于水，僅有少數難溶。24ppt課件幾種重要的鈉鹽和鉀鹽

1、氯化鈉NaCl

食鹽是人類賴以生存的物質，也是化學工業的基本原料。NaCl廣泛存在于海洋、鹽湖和巖鹽中。工業NaCl的精制通常采用重結晶法。粗鹽中常含有SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+、K+等雜質，依次加入適量的BaCl2、Na2CO3和NaOH使其沉淀析出，得到精鹽。

25ppt課件幾種重要的鈉鹽和鉀鹽2、碳酸鈉Na2CO3

Na2CO3有無水物和一水、七水、十水結晶水合物，常見工業品不含結晶水，為白色粉末，又稱純堿、堿面或蘇打。Na2CO3在飽和狀態(質量分數約為20%)能強烈水解，使pH達到12。

工業上常用氨堿法或聯合制堿法制取Na2CO326ppt課件幾種重要的鈉鹽和鉀鹽3、碳酸氫鈉(NaHCO3)

又稱小蘇打、重碳酸鈉或焙堿，加熱至65℃便分解失去CO2，是食品工業的膨化劑。

NaHCO3溶液中存在著水解和離解的雙重平衡，溶液顯弱堿性，0.1molL-1NaHCO3溶液，pH為8.3。27ppt課件鈉鹽和鉀鹽的比較1、鉀鹽的溶解度比鈉鹽小；2、鈉鹽和鉀鹽有吸潮性，鈉鹽吸潮尤為顯著；3、鉀鹽比較昂貴。例如：配制火藥用KNO3，而不宜用吸潮性強的NaNO3；分析化學用的基準試劑K2Cr2O7，也不能用Na2Cr2O7代替。28ppt課件Na+和K+的鑒定29ppt課件P區金屬

P區金屬的金屬性比較弱。

除鋁外在自然界多以各種組成的硫化物礦存在。過渡元素原子的共同特點是最外層只有1～2個s電子，次外層有1~10個電子。除s電子外，d電子可以部分或全部參加成鍵，使過渡元素表現出多種氧化態。

過渡元素的原子半徑一般比主族元素小。同一周期元素的原子半徑從左到右只略有減小，同一族的過渡元素的原子半徑自上而下也增加不大。過渡元素30ppt課件1.金屬的物理性質金屬單質通性常溫時除汞是液體外，其余金屬都是固體。鋰、鈉、鉀比水輕，其他金屬密度較大金屬硬度一般較大，如鉻、鎢堅硬如鋼。但有些質軟，可用刀切，如鈉、鉀。以金剛石的硬度為10.有金屬光澤。絕大多數金屬呈鋼灰色或銀白色光澤。此外銅顯紅色、金顯黃色、鉛顯灰藍色、鉍顯淡紅色。大多數金屬有良好的導電性和導熱性。導電性強的金屬導熱性也好。

大多數金屬有延性，可抽成絲。大多數金屬有展性，可壓成薄片。金屬熔點差別較大。鎢是最難熔的金屬，汞在常溫下是液體，銫和鎵在手上受熱就能熔化。31ppt課件2.金屬的化學性質