急需~~碱金属元素的化学性质~·~~

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/28 17:26:03

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化学性质
碱金属单质的标准电极电势很小,具有很强的反应活性,能直接与很多非金属元素形成离子化合物,与水反应生成氢气,能还原许多盐类(比如四氯化钛),除锂外,所有碱金属单质都不能和氮气直接化和.与氧气反应 4Li(s)+O₂(g)——→2Li2O(s) 2Na(s)+O₂(g)——→Na2O₂(s) M(s)+O₂(g)——→MO₂(s)M=K、Rb、Cs 与卤素(X)反应 2M(s)+X₂(g)——→2MX(s) 与氢气(H₂)反应 2M(s)+H₂(g)——→2MH(s) 与硫反应 M(s)+S(s)——→M2S(s) 与磷反应 M(s)+P(s)——→M3P(s) 锂与氮气反应 6Li(s)+N2(s)——→2Li3N(s)
化合物
在碱金属元素形成的各类化合物中,碱金属阳离子是没有特别性质的,碱金属化合物的性质在绝大多数情况下体现为阴离子的性质.
氧化物
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[1].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.M2O₂(s)+2H2O(l)——→4MOH(aq)+H2O₂(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 M2O₂(s)+2CO₂(g)——→2M2CO₃(s)+O₂(g) M2O₂(s)+2SO₂(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和得到超氧化物,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.
氢化物
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)
氢氧化物
碱金属元素的氢氧化物常温下为白色固体,可溶或易溶于水,溶于水放出大量热,在空气中会发生潮解并吸收酸性气体;除氢氧化锂外其余的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)+3H2O(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.