碱金属与碱土金属

这是一篇关于无机化学碱金属与碱土金属的思维导图，其内容涵盖了对角线规则，碱土金属和碱金属的性质，金属单质以及氢氧化物等方面的内容

碱金属和碱土金属

• 对角线规则
  • 周期表中第二、第三两个短周期的元素，对角线左上和右下，元素的性质相似
  • 周期表中从上到下元素的金属性增强，从左向右非金属性增强。因此若同时向右且向下，元素的性质应该相近
  • 对角线规则的实质，是原子或离子的电场对外层电子的约束力相近
• 碱土金属和碱金属的性质
  • 碱金属的物理性质
    • 银白色金属光泽（Ba银黄色、Cs灰色）
    • 良好的导电性、延展性硬度小、质软
    • 熔点低（Cs最低）
    • 密度低（Li最轻{放在石蜡中保存}，与水反应的激烈程度{Li＜Na＜K}）
    • 硬度小、质软（除了Ba、Mg都可以用刀切动）
    • 常温下形成液态合金（Na-Hg合金【提升Na的稳定性】）
  • 物理性质
    • 都比碱金属高（两个电子参与成键、原子半径小）
  • 化学性质
    • 金属性最强
    • 离子键为主要成键特征（Li/Be有时化合物有共价性）
    • E随还原能力的增强而减小
      • 锂的特殊还原性
        • 锂原子半径是碱金属元素中最小的，这使它有许多不同于其他元素的特殊性质在空气中锂表面迅速罩上一层氧化物的同时表面还有氮化物生成。锂的电极电势最负，有相当强的还原性（其半径小水合放出的热比钠等金属还多）。碱金属在空气中燃烧，只有锂生成正常氧化物Li2O。碱金属的某些化合物加热能分解生成碱金属，如碱金属氮化物，但Li3N非常稳定不能用此法制备。在碱金属氢氧化物中，LiOH为中强碱其余均为强碱。LiOH可加热生成Li2O，其碱可以水解例LiCl .H2O加热分解生成LiOH和HCl。碳酸盐中只有Li2CO3在加热1000K以上部分分解为Li2O和CO2，其余都难分解。锂离子由于半径小致使其某些盐如卤化物等有一定的共价性。其强酸盐比其他碱金属相应的盐往往有更好的溶解性，如LiCl、LiNO3溶解性很好；弱酸盐的溶解性刚好相反，如LiOH、Li2CO3、Li3PO4的溶解性很差。除锂外碱金属的盐类多为离子性化合物，在水中易溶。LiF是卤化锂和碱金属氟化物中溶解度最小的。在常见的碱金属盐类中，卤化物大多是无水的。硝酸盐中只有锂盐形成水合物LiNO3.H2O、LiNO3.3H2O；硫酸盐中也只有Li2SO4.H2O和Na2SO4.H2O；碳酸盐中除Li2CO3无水合物外，其余的皆有不同形式的水合物。锂不能形成复盐
    • 在自然界都以矿物形式存在
    • 颜色反应
  • 可溶于液氨，形成深蓝色溶液
    • 碱金属：M（s）+(x+y)液NH3→M+(NH3)x+e-(NH3)y
    • 碱土金属：M（s）+(x+2y)液NH3→M+(NH3)x+e-(NH3)y
  • 碱金属和碱土金属化学性质活泼且化学活泼性 碱金属＞碱土金属
• 金属单质
  • 制备
    • 熔盐电解法 NaCl
    • 热还原法 KCl
• 氢氧化物
  • 碱性
    • 吸潮（碱金属）
    • 溶解度小，从上到下增大（碱土金属）
    • 酸碱性强弱有金属阳离子的大小决定
      • 强碱：钠、钾、铷、铯、钙、锶、钡
      • 中强碱：锂、镁
      • 两性：铍
  • 溶解性
    • 碱金属的氢氧化物易溶于水，但LiOH的溶解度较小
    • 溶解度：碱土金属的氢氧化物＜碱金属的氢氧化物
    • Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2---溶解度增大
      • 随着阳离子半径的增大，阳离子与阴离子之间的吸引力减小，易被水分子拆开
• 盐
  • 溶解性
    • 碱金属盐：离子型化合物（除Li）大部分易溶于水
    • 碱土金属盐：多为离子型化合物
  • 复盐
    • 除Li以外都能形成复盐，复盐溶解度＜简单盐溶解度
  • 含氧酸盐的热稳定性
    • Li和碱土金属的硝酸盐分解为XO、O2、N2
    • 其他碱金属的硝酸盐分解为XNO2、O2
    • 阳离子电荷数越高，半径越小，极化作用越强，越不稳定
    • 一般来说，碱金属和碱土金属盐具有较高的热稳定性，硝酸盐热稳定性较差
  • 一般来说，碱金属盐易溶于水
    • 碱土金属：铍盐大多数易溶；镁盐部分易溶；钙、锶、钡盐多为难溶
    • 铍盐和可溶性钡盐有毒
  • 重要的盐
    • 卤化物
      • NaCl、MgCl2、CaCO3
    • 碳酸盐
      • NaCO3、NaHCO3、CaCO3
    • 硫酸盐
      • NaSO4、CaSO4、BaSO4
    • 硝酸盐
      • KNO3
    • 卤素含氧酸盐
      • KClO3、Ca（ClO）2
• 含氧化合物
  • 氧化物
  • 过氧化物（除了Bi）
    • 粉末状，易潮吸，与水和稀酸反应生成H2O2
    • 与CO2反应生成O2
    • 强氧化性和强碱性
    • 遇强氧化剂呈还原性
  • 超氧化物（除了Li、Be、Mg）
    • 强氧化剂，与H2O和其他质子溶剂发声剧烈反应生成O2，H2O2
    • 高温下分解为XO，O2
    • 与CO2反应生成O2
  • 臭氧化物
• 组成
  • 碱金属：锂、钠、钾、铷、铯、钫
    • 锂的半径最小，极化能力强，水合过程放热多。表现出与钠钾不同的性质
  • 碱土金属：铍、镁、钙、锶、钡、镭