碱土金属的发现过程

1. 碱土金属的发现过程

人们对石灰的利用虽然很早，但它的组成是什么却知道得相当迟。至于苦土(氧化镁)、锶土(氧化锶)、重土(氧化钡)的组成更不知道了。由于当时没有办法使它们分解，证明它们是化合物，这种状况一直到18世纪，大多数化学家都认为它们都是元素。那时只有化学家拉瓦锡不以为然，他说：“我们现在所认识的金属，大概只是自然界中所有金属的一部分，例如，凡对氧的亲合力较碳更大的金属，因为都不易还原成金属状态，所以我们只能找到它们的氧化物。我们已往所认为是土质的重土，十之八九大概是一种氧化物，它所表现出来的性质与金属氧化物十分接近。严格说来，我们现在称为土质的物质，恐怕都是我们现在的方法尚不能还原的金属氧化物。”戴维同意拉瓦锡的看法，并提出了独特的预见：“如果化学结合具有我曾经大胆设想过的那种特性，不管物体中的元素的天然电力(结合力)有多么强，但总不能没有限度，且我们人造的仪器的力量似乎是能够无限地增大，希望新的方法(指电解)能够使我们发现物体中真正的元素。”戴维在拉瓦锡的启发下，决心在制得钠和钾的基础上，采用新的、强有力的电解方法来制取土质中所含的金属。1807年，戴维电解KOH得到金属K(Potassium)，用同样的方法从NaOH中得到金属Na(Sodium)；1808年，戴维把潮湿的石灰和氧化汞按3：1的比例混合，放在白金皿中进行电解得到了钙汞齐，并制得了钙；后来又从菱锶矿石(SrCO3)、重晶石(BaSO4)和苦土(MgO)中到得了三个新的金属元素单质——锶、钡(Barium)和镁；铍(Beryllium)是1845年德国化学家维勒用他电解发现铝的方法制得的。镭是由玛丽·居里(M. Curie)和皮埃尔·居里(P. Curie)在沥青矿中发现的。

2. 有关碱金属

无水物中只含有碳酸钠Na2CO3   为0.2mol  
原混合物物质的量比为1:1:1         
此反应中，氢氧化钠与碳酸氢钠完全反应。

3. 碱金属的概念

碱金属：元素周期表中ⅠA族除氢外的六个金属元素

4. 碱金属的概念

题库内容：碱金属的解释锂、钠、钾、铷、铯、钫六种 金属 元素的统称。碱金属的氢氧化物是最强的碱性化合物。 词语分解 碱的解释  碱 ǎ 含在土里的一种 物质 ，化学成分是碳酸钠，用做 洗涤 剂，亦用来中和发面中的酸味：碱土。碱化。碱荒。 化学上称能在水溶液中电离而生成氢氧离子（OH－）的化合物，如氢氧化钠等。溶液具有涩味，能使石蕊试纸 金属的解释  一大类物质如金、青铜、钢的任一种,它们共同 特征 是: 典型 地显出特有的 光泽 ,是良好的导电体和导热体,不透明,可熔,通常可锻而有延展性详细解释具有光泽、延展性、容易导电、传热等 性质 的物质，除汞外，在常温下

5. 碱金属的化合物

 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·锂盐：氟化锂、碳酸锂、磷酸锂 ·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·钾盐：六硝基合钴酸钾钠、高氯酸钾、四苯基硼酸钾 、高铼酸钾·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，本表取自《无机化学（第五版）》,2008 .387单位：m.p./℃  　锂  钠  钾  铷  铯  氯化物  613  801  771  715  646  硫酸盐  859  880  1069  1050  1005  硝酸盐  ～225  307  333  305  414  碳酸盐  720  858  901  837  792  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物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- ——→Cl₂↑阴极：2H++2e- ——→H₂↑总反应：2NaCl+2H2O——电解→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑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。 硝酸盐碱金属的硝酸盐在加强热时分解为亚硝酸盐2MNO₃（s）——→2MNO₂（s）+O₂（g）硝酸钾（KNO₃）和硝酸钠（NaNO₃）是常见的硝酸盐，可用作氧化剂碳酸盐碱金属的碳酸盐中，碳酸锂可由含锂矿物与碳酸钠反应得到，是制取其它锂盐的原料，还可用于狂躁型抑郁症的治疗；碳酸钠俗名纯碱，是重要的工业原料，主要由侯氏制碱法生产。 NH₃（g）+H2O（l）+CO₂（g）——→NH4HCO₃（aq）NH4HCO₃（aq）+NaCl（s）——→NH4Cl（aq）+NaHCO₃（s）2NaHCO₃（s）—△→Na2CO₃（s）+H2O（l）+CO₂↑（g） 碱金属的有机金属化合物在有机合成上有重要应用，以下对常见物种简要介绍其中烃（烷）基锂烃基锂中存在桥键（LI-C-Li），以四聚体的形式存在，烃基锂中碳-锂键具有共价键的特征，其中丁基锂具有挥发性，并能进行减压蒸馏就是一个例子。 烃基锂是强亲核试剂，亲核能力优于格氏试剂，能引发后者的所有加成反应，并有更高的产率，但立体选择性差；烃基锂位阻小，反应时受空间效应的影响小，因此可用烃基锂合成位阻较大的醇，此外，烃基锂与铜（Ⅰ）卤化物可形成二烃基铜锂，在有机合成上也有重要应用。烃基锂容易与水反应，制备时要彻底干燥。 炔基钠1-炔烃可与钠在液氨中生成炔基钠，炔基钠是亲核试剂，可与卤代烃反应备制炔的衍生物或增长碳链，此外，也可以与酰卤反应备制炔基酮，但在有机合成中应用较少，其替代品为炔基铜（Ⅰ）化合物。  碱金属单质与氧气能生成各种复杂的氧化物正常氧化物碱金属中，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（s）+O₂（g）——→2Li2O（s）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M2O（s）+H2O（l）——→MOH（aq）碱金属正常氧化物的相关性质见下，取自《无机化学（第五版）》,2008 .383单位均为标准热力学单位  类别  氧化锂  氧化钠  氧化钾  氧化铷  氧化铯  颜色  白  白  淡黄  亮黄  橙红  熔点/K  1743.15  1093.15  ～523.15（分解）  ～573.15（分解）  ～663.15（分解）  标准摩尔生成焓  -597.9  -414.22  -361.5  -339  -345.77  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，碱金属的过氧化物呈淡黄色2M（s）+O₂（g）——→M2O₂（s）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。2M2O₂（s）+2H2O（l）——→4MOH（aq）+O₂（aq）2H2O₂（aq）——→2H2O（l）+O₂（g）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2M2O₂（s）+2CO₂（g）——→2M2CO₃（s）+O₂（g）M2O₂（s）+SO₂（g）——→2M2SO₄（s）过氧化物在熔融状态下可与某些铂系元素形成含氧酸盐Ru（s）+3M2O₂（l）——→M2RuO₄（s）+2M2O（l）过氧化物中常见的是过氧化钠（Na2O₂）和过氧化钾（K2O₂），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，超氧化钾为淡黄～橙黄色，超氧化铷为棕色，超氧化铯为深黄色。M（s）+O₂（g）——→MO₂（s）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2MO₂（s）+2H2O（l）——→2MOH（aq）+H2O₂（l）+O₂（g）2H2O₂（aq）——→2H2O（l）+O₂（g）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4MO₂（s）+2CO₂（g）——→2M2CO₃（s）+3O₂（g）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（O₃）反应，产物在液氨中重结晶可得到臭氧化物晶体6MOH（s）+4O₃（g）——→4MO₃（s）+2MOH·H2O（s）+O₂（g）臭氧化物在放置过程中缓慢分解2MO₃（s）——→2MO₂（s）+O₂（g）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，不再赘述。 碱金属单质在氢气流中加热就可获得对应的氢化物2M（s）+H₂（g）——→2MH（s）碱金属氢化物中以氢化锂（LiH）最为稳定，850℃分解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。碱金属氢化物与水剧烈反应放出氢气MH（s）+H2O（l）——→MOH（aq）+H₂（g） 碱金属元素的氢氧化物常温下为白色固体，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；碱金属氢氧化物都属于强碱，在水中完全电离。2MOH（s）+CO₂（g）——→M2CO₃（s）+H2O（l）2MOH（aq）+2Al（s）+2H2O（l）——→2MAlO₂（aq）+3H₂（g）2MOH（aq）+Al2O₃（s）——→2MAlO₂（aq）+H2O（l）3MOH（aq）+FeCl₃（aq）——→Fe（OH）₃（s）+3MCl（l）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。 冠醚络合物冠醚的中央存在一个特定大小的空腔，可与碱金属离子络合形成络合物，常见的有锂离子：12-冠-4钠离子：15-冠-5钾离子：18-冠-6穴醚络合物碱金属离子也可与穴醚络合，生成的络合物比冠醚络合物稳定，常见的有钾离子：[2.2.2]穴醚应用·表面活性剂（surfactant）·相转移催化剂（Phase transfer catatysisPTC）·分离对应的碱金属离子

6. 了解碱金属的用途

钠的用途: 
1、钠钾合金用作原子反应堆的导热剂Na熔点为98℃、沸点为883℃,具有较长的液态温度范围.钠不俘获中子,因此钠用于核反应堆的载热剂. 
2、做还原剂冶炼金属.如钾、锆、铌、钛、钽等.
3、光源.高压钠灯发出的黄光能够穿透云雾,常用作道路和广场的照明,而且在不降低照度水平的情况下能减少能源消耗,降低对环境的污染,逐渐在取代高压汞灯.See.P94钠灯还可以用于洗相的暗室,因为这种黄光不会使像纸暴光. 
4、医药：24Na用来诊断和治疗某些白血病. 
5、制备氰化钠；钠、氨气、焦碳在800℃相互作用得到.采金业需要大量的金属钠来制备氰化钠.
6、钠原来的一个主要用途是制造抗爆剂——四乙基铅.由于铅对环境的污染较大,不少地方开始使用无铅汽油.因此,钠在这方面的消耗会越来越少. 
锂的用途 ．
锂电池是一种高能电池. 锂有机化学中重要的催化剂. 锂制造氢弹不可缺少的材料. 
锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）. 
钾的用途．
钾的化合物最大量用途是做钾肥.销酸钾还用于做火药. 铷 
铯的用途．
铷铯主要用于制备光电管、真空管.铯原子钟是目前最准确的计时仪器. 
碱金属的物理性质 
1.相似性：(1)银白色(铯略带金色) (2)硬度小 (3)密度小 
(4)熔点低(5)导热、导电 
2.递变规律：从锂到铯 
(1)密度呈减小趋势(但钾反常) 
(2)熔点、沸点逐渐降低 
一般地说,随着原子序数的增加,单质的密度增大.但从Na到K出现了“反常”现象,根据密度公式ρ=m/V,Na到K的相对原子质量增大所起的作用小于原子体积增大所起的作用,因此K的密度比钠的密度小. 
碱金属的化学性质 
①碱金属都能与氧气反应,从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、比过氧化物更复杂的氧化物(钾、铷、铯). 
②碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气.从锂到铯与水反应越来越剧烈. 
③从锂到铯,碱金属随着核电荷数增多,原子半径增大,失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强. 
碱金属的化学性质 
相似性：1.都能与氧气等非金属反应 
4Li+O2=2Li2O 
2Na+S=Na2S 
2.都能与水反应,生成氢氧化物和氢气 
3.均为强还原剂 
从锂到铯递变规律： 
1.与氧气反应越来越剧烈. 
2.与水反应越来越剧烈. 
3.金属性逐渐增强.

7. 碱金属的化学问题

2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
注意这个方程式，增加的质量就是相当于一氧化碳的的质量增加了5.6g，那么就是5.6/28=0.2mol
的一氧化碳，于是二氧化碳的
质量就是44*0.2=8.8g

8. 碱金属有哪些

第 I A 族的金属元素是碱金属：锂 钠 钾 铷 铯 钫
第 II A族的金属元素是碱土金属：铍 镁 钙 锶 钡 镭


所以，
碱金属：钾 钠，
碱土金属：钙 镁