碱金属和碱土金属思维导图

碱金属和碱土金属是无机化学中的重要领域和考试重点，本思维导图对相关知识点进行了详细的罗列，对考试有较大的帮助。

碱金属 碱土金属

• Li和Be的特殊性
  • Li
    • 熔沸点高，硬度大
      • 原子半径小，金属键强
    • 电极电势反常低
      • Li+半径小，水合能特别大，虽然升华热和电离能大 但电极反应需要能量小，电极电势负值大
    • 与O2只生成Li2O
    • Li+水合能大，共价倾向显著，溶解度小，热稳定性差
      • 离子势大，水合能大
  • Be
    • 电离能高
      • 原子半径小，有效电荷大
    • 共价键倾向显著，化合物熔点低
      • 离子势大，极化能力强
    • 两性金属
      • 与Al的对角线规则
    • 盐最易溶于水，高毒性
      • 离子势大，水合能大；溶解度高，易成配合物
• 单质
  • 制备
    • 方式
      • 熔盐电解
      • 热还原K Rb Cs
        • K2CO3 + 2 C== 2 K + 3 CO
      • 金属置换（≠强制弱）
        • 用Na Ca Mg Ba高温低压还原K Rb Cs氯化物
      • 热分解法
        • 碱金属化合（氰化物，叠氮化物）加热分解成碱金属
    • 问题
      • 电解法制备Na为什么加入CaCl2
        • 降低NaCl熔点
        • 熔融混合物密度大于Na，Na浮于液面上
      • Na第一电离能＞K， 但是KCl （熔融）+ Na ==NaCl + K
        • 活泼置换不活泼仅适用于溶液
        • K沸点低于Na，K挥发脱离体系，生成物浓度小，平衡移动
  • 化学性质
    • +空气
      • 从Li--Cs剧烈程度增强
        • Li→Li2O
        • Na→NaO Na2O2
        • K Rb Cs →M2O2 MO2
    • +水
      • 碱金属
        • M + H2O == MOH + 1/2H2
      • 碱土金属
        • Be和Mg表面致密氧化膜，对水稳定
        • Ca Sr Ba → M(OH)2 + H2
    • 从电极电势Li活性高于Cs 但与水反应甚至不如Na剧烈
      • Li熔点高，反应热量不足以使其融化，接触面积小
      • LiOH溶解度小，覆盖在Li表面阻碍反应
  • 相关问题：区分Al粉Mg粉和Zn粉
    • +氨水，产生气体H2且无沉淀为Zn
      • Zn + 4 NH3 + 2 H2O == Zn(NH3)4^2+ + 2 OH- + H2↑
    • +NaOH，产生气体H2无沉淀为Al
• 含氧化合物
  • 氧化物
    • 钙基固硫法
      • S + O2 = SO2，CaO + SO2 == CaSO3
      • CaCO3 + SO2 ==CaSO3 + CO2， CaSO3 + 1/2O2 == CaSO4
      • CaO更好 因为CaCO3分解吸热
  • 过氧化物
    • 过氧化钠
      • 易吸潮
        • Na2O2 + 2 H2O == 2 NaOH + H2O2
        • 2 Na2O2 + 2 CO2 == 2 Na2CO3 + O2
      • 强氧化剂
        • Fe2O3 + 3 Na2O2 =熔融= 2 Na2FeO4 + Na2O
        • MnO2 + Na2O2 =熔融= 2 Na2MnO4
        • 使难熔矿石分解
    • 过氧化钡
      • 与稀H2SO4反应成H2O2
        • BaO2 + H2SO4 == BaSO4 + H2O2
      • 其余参考Na2O2
  • 超氧化物MO2 M= K Rb Cs
    • + H2O
      • 2 MO2 + 2 H2O == 2 MOH + H2O2 + O2
    • + CO2
      • 4 KO2 + 2 CO2 == 2 M2CO3 + 3 O2
  • 臭氧化物MO3 M=K Rb Cs
    • 3 KOH +2 O3 == 2 KO3 + KOH•H2O + 1/2 O2
    • 不稳定，室温下缓慢分解出O2，为强氧化剂
• 氢氧化物
  • 变化规律
    • 从上到下，碱性↑，溶解度↑
    • 从左到右，碱性↓，溶解度↓
    • 离子势小，中心离子吸引成键电子对能力弱 氧原子电子云偏离R，R-O键更易打断，碱性↑
• 盐类的通性
  • 溶解性
    • 碱金属大多易溶
    • 碱土金属氯化物，硝酸盐易溶 碳酸盐，草酸盐，磷酸盐难溶
  • 结晶水
    • Z/R越大，带结晶水能力越强
  • 形成复盐
    • 复盐溶解度＜简单金属盐
  • 热稳定性
    • 碱金属盐有较高的热稳定性
    • 碱土金属盐稳定性＜碱金属盐
    • 阴离子
      • 卤化物，高温，挥发
      • 硫酸盐，高温，不挥发不分解
      • 碳酸盐极高温分解
      • 硝酸盐可分解
• 卤化物
  • 不能用CaCl2干燥NH3
    • CaCl2与NH3和乙醇形成加合物CaCl2•4（8）NH3，CaCl2•4乙醇
  • 不能直接加热MgCl2•6H2O加热来制备无水盐
    • △→Mg(OH)Cl和HCl
    • 应该在干燥HCl气流中△脱水
  • 溶解度LiF＜AgF，LiI＞AgI
    • 第一组均为离子化合物，但LiF晶格能因r小故＞AgF
    • Ag+为18电子构型，极化能力强，I-半径大，变形性强 AgI离子极化＞LiI，共价性显著
• 含氧酸盐
  • 常见盐
    • 子主题
  • BaCl2中的Fe3+可有BaCO3或Ba(OH)2除去
    • + BaCO3 + H2O →Fe(OH)3 + Ba2+ +CO2
    • + Ba(OH)2 → Fe(OH)3 + Ba2+
    • 过量BaCO3可吸附胶体Fe(OH)3沉淀析出