碱金属和碱土金属思维导图

无机元素之碱金属和碱土金属思维导图，包括金属单质的物理性质、化学性质、金属单质的制备，还有含氧化物、盐类的相关内容。

碱金属和碱土金属

• 金属单质
  • 物理性质
    • 碱金属
      • 颜色：银白色金属光泽
      • 熔点：除锂外都在100℃以下，铯最低
      • 密度：都比水小
      • 莫氏硬度：都小于1
    • 碱土金属
      • 颜色：单质钡为银黄色，其余为银白色
      • 碱土金属有两个电子可以参与成键，因而碱土金属的金属键比碱金属的强，碱土金属的熔点，沸点，硬度，密度都比碱金属高的多
  • 化学性质
    • 1.与水反应（Be除外）：生成氢氧化物和氢气
    • 2.作还原剂（非水溶液或熔融态）:置换反应
    • 3.与H2反应：生成金属氢化物（活泼金属的氢化物具有很强的还原性）
    • 4.与液氨反应：碱金属与钙，锶，钡均可溶于液氨中，生成蓝色的导电溶液，M(s)+(x+y)NH3（l）=M+（NH3）x+e-（NH3）y，有很强的还原性，良好的导电性，呈顺磁性。
    • 5.焰色反应：锂——深红色，钠——黄色，钾——紫色，铷——紫红色，铯——蓝色，钙——橙红色，锶——洋红色，钡——绿色
  • 金属单质的制备
    • 1.熔盐电解法（电解熔融氯化物）；例：钠的生产，电解熔融的NaCl
    • 2.热还原法；例：工业制备金属钾
• 含氧化物
  • 氧化物
    • 普通氧化物
      • 1.颜色：碱金属的普通氧化物从Li2O到Cs2O颜色大体上逐渐加深，Li2O白色，Na2O白色，K2O灰色，Rb2O棕黄色，Cs2O黄橙色；碱土金属的普通氧化物均为白色。
      • 2.热稳定性：总体趋势为同组从上到下依次降低，熔点也按此顺序降低；碱土金属离子半径较小，正电荷较高，所以其普通氧化物的晶格能大，导致其熔点比碱土金属普通氧化物的熔点高得多。
      • 3.与水反应：碱金属和多数碱土金属普通氧化物同水反应生成相应的氢氧化物（BeO,MgO极难与水反应）
    • 过氧化物（除Be外，其他元素都能形成过氧化物）
      • 1.与水和稀酸反应（复分解反应），生成过氧化氢。例：Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH
      • 2.与CO2反应：过氧化物与CO2反应放出氧气（供氧剂）例：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
      • 3.强氧化性：Fe2O3+3Na2O2=2Na2FeO4+Na2O(融矿剂)
      • 4.还原性：当遇到强氧化剂时，呈还原性。例：5Na2O2+2MnO4-+16H+=5O2+2Mn2++10Na++8H2O
    • 超氧化物和臭氧化物
      • 超氧化物
        • 1.强氧化剂：与水或其他质子溶剂发生剧烈反应生成氧气和过氧化物，在高温下会分解成氧化物和氧气。例：2KO2+2H2O=O2+H2O2+2KOH;4KO2=2K2O+3O2
        • 2.与CO2:放出氧气。例：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
      • 臭氧化物:臭氧化物不稳定，会缓慢分解为超氧化物和氧气
  • 氢氧化物
    • 氢氧化物的碱性
      • 1.颜色：碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体
      • 2.碱性：Be（OH）2为两性氢氧化物，其余氢氧化物都显碱性
      • 3.溶解性：碱金属氢氧化物都易溶于水；碱土金属氢氧化物在水中的溶解度要小得多，溶解度在同族中按从上到下的顺序增大
    • NaOH
      • 1.俗名：烧碱，火碱，苛性碱
      • 2.强碱性：NaOH有很强的腐蚀性，能侵蚀衣服，玻璃，陶瓷等
      • 3.如何实验室制备纯净的NaOH溶液：先配制饱和NaOH溶液，Na2CO3在饱和NaOH溶液中溶解度极小而析出沉淀，取上清液，用煮沸除去CO2后冷却的水稀释即可
      • 4.工业生产NaOH：电解NaCl水溶液
• 盐类
  • 盐的溶解性
    • 1.碱金属盐：除锂外，碱金属盐都是离子型化合物，大部分易溶于水
    • 2.碱土金属盐：大多数难溶于水
  • 盐的结晶水合与复盐
    • 1.阳离子电荷数越高，半径越小，对水分子的引力越大形成的结晶水合盐类越稳定
    • 2.碱金属盐中，卤化物一般不带结晶水；硝酸盐中，只有硝酸锂带结晶水
    • 3.碱土金属盐带结晶水的趋势更大，碱土金属的无水盐有吸潮性
    • 4.除锂外，碱金属和碱土金属离子能形成一系列复盐，复盐的溶解度一般比简单盐
  • 含氧酸盐的热稳定性
    • 1.锂离子和碱土金属离子极化能力较强，其硝酸盐热分解的产物为金属氧化物，二氧化氮和氮气
    • 2.其他碱金属硝酸盐热分解的产物为亚硝酸盐和氧气，在更高的温度下分解则为氧化物，氮气，氧气
  • 重要盐类简介
    • 卤化物
      • 1.NaCl
      • 2.MgCl2
      • 3.CaCl2
    • 碳酸盐
      • 1.碳酸钠
        • 俗称：苏打，纯碱
        • 侯德榜联合制碱法
      • 2.碳酸氢钠
      • 3.碳酸钙
    • 硫酸盐
      • 1.无水硫酸钠（俗名元明粉），十水硫酸钠（俗名芒硝）
      • 2.硫酸钙：经常以水合盐的形式存在
      • 3.硫酸钡（俗名重晶石）
      • 4.硝酸盐和卤素含氧酸盐
        • 硝酸盐中最重要的是硝酸钾，能用做化肥；硝酸钾具有氧化性，易爆炸，可用来制造炸药
        • 卤素含氧酸盐中，重要的是氯酸钾和次氯酸钙。氯酸钾作为强氧化剂，可以用作炸药；次氯酸钙可用作漂白剂
    • 锂的特殊性（性质与IIA的镁相似）
      • 1.在氧气中的燃烧产物
      • 2.化合物的溶解性
      • 3.硝酸盐的热分解
      • 4.与氮气反应