什麼是鹼金族元素 ; 什麼是鹼土族元素？
2005-05-09 20:49:45 · 1 個解答 · 發問者 Anonymous in 科學 ➔ 其他：科學
一、鹼金族元素 [return]
1. 鹼金族元素位於週期表之第一行，因其氧化物溶於水呈鹼性而得名
包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr
其中Fr為人工放射性元素(半生期甚短)，大多為銀白色金屬。Cs為淡(金)黃色
一、鹼土族金屬之存在、製備與性質比較 [return]
1. 存在
(1) 鹼土族出現於週期表的第二行，又稱為ⅡA族，共有Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra六種，但Ra為放射性元素
(2) 稱為「鹼土」係因具有高熱不熔亦不分解的「土」的特質
(3) 自然界中Ca佔3.4﹪，Mg佔1.9﹪兩者較多，其餘存量很少
六種元素於自然界均以化合態存在
2. 製備：均需將各種礦鹽轉變成氯化物，再取其熔融態電解即得(與鹼金屬元素類似)
HCl △ △ 電解
例：MCO3 ¾¾®MCl2(aq) ¾® MCl2(s) ¾® MCl(l) ¾¾® M(s) + Cl2(g)
3. 性質
通性
(1) 電子組態：[相鄰鈍氣]ns2，故氧化數均為+2
(2) 強還原劑
價電子游離能不高， ≒2，較同列ⅠA高
‚M2+水合能大(水合能µ電荷)
ƒM2+與陰離子形成之離子鍵能很大(鍵能µ電荷)
氧化電位：Be
還原(劑)力：Be
(3) 活性：Be
Mg僅與沸水或水蒸氣反應
Ca、Sr、Ba可與冷水起劇烈反應
例：Ca+2H2O→Ca(OH)2(aq)+H2
故Ca、Sr、Ba需儲存於石油中
(4) Be2+的離子半徑很小，正電荷密度很高，故其與非金屬的鍵結具共價性
Mg化合物兼具離子性及共價性
Ca、Sr、Ba鍵結則均為離子性
氯化物的m.p.：BeCl2
(5) 碳酸鹽受熱：MCO3→MO+CO2(g)
△
規律性
(1) 規則變化者
原子半徑
離子半徑
氧化電位
活性
原子容
游離能
水合能
電負度
(2) 不規則變化者：b.p.、m.p.及密度等(∵因晶體堆積不規則)
Be、Mg： Ca、Sr： Ba：
(3) 燄色反應
Be(無色)、Mg(無色)、Ca(橘色)、Sr(深紅)、Ba(黃綠色)
2. 存在：鹼金屬化性活潑，在自然界中不以元素形態存在，皆以化合態存在鈉、鉀之藏量較大(各為2.6﹪及2.4﹪)，其他鹼金屬含量極少
3. 製備：鹼金屬為強還原劑，與水作用生成H2，目前均以電解法提煉鹼金屬，電解其熔化之鹽類，可於陰極得金屬元素
電解
如 2NaCl(l) ¾¾® 2Na(l)<陰極> + Cl2(g)<陽極>
二、鹼金族性質 [return]
1. 鹼金屬的通性
(1) 電子組態
鹼金屬價電子組態均為ns1，故氧化數均為+1
(2) 低游離能
鹼金屬的游離能皆很小，且隨原子序增加而減小，故銫(Cs)為光電池最好材料
第二游離能為同列元素中最高者
(3) 離子(M+)水合能<放熱>隨原子序增大而減小
M+(g)+H2O→M+(aq) △H=水合能
電荷數
水合能 µ ¾¾¾¾¾
離子半徑
(4) 鹼金屬均為極強的還原劑
氧化電位大小順序：Li>Rb>K>Cs>Na
還原力(劑)大小順序：Li>Rb>K>Cs>Na
(5) 鹽類均可溶於水
(6) 化性活潑，不以元素態存在，易生成M+的離子化合物
鹼金屬與氧的反應
鹼金屬與氧反應時，Li生成Li2O；鈉在低溫生成Na2O，但若加熱可生成Na2O2(過氧化鈉)；K、Rb、Cs則可生成超氧化物MO2
如：4Li+O2→2Li2O
2Na+O2→Na2O2
Na2O2+H2O→2NaOH+O2(一般金屬的過氧化物遇水均可放出氧氣)
Rb+O2→RbO2
‚鹼金屬與水的反應
M+H2O→MOH+1/2H2
∴鹼金屬需保存在石油中
ƒ鹼金屬的氫化物與水反應產生氫氣
如：NaH+H2O→NaOH+H2
(7) 鹼金屬化合物之鍵結主要係離子性，但大部分Li的化合物之鍵結有某種程度的供價性(此因Li的電負度大且Li+的離子半徑小，失去電子傾向較小)
例如氯化鋰(LiCl)、過氯酸鋰(LiClO4)均可溶於乙醇、丙酮等有機溶劑，主要原因是鋰化合物之鍵結具共價性，而乙醇、丙酮分子內也是依賴共價鍵結合，故近似同類互溶的緣故
(8) 燄色試驗
Li(紅)、Na(黃)、K(紫)、Rb(紫)、Cs(藍)
2. 鹼金屬元素的規律性
原子容
半徑
密度(K例外)
b.p.(Cs例外)
m.p.
電負度
游離能
水合能
汽化熱
硬度
∵鹼金屬均屬體心立方堆積，原子序增大，半徑加大，使核對自由電子吸引力減小，金屬鍵減弱之故
Li>Rb>K>Cs>Na
2005-05-09 20:55:57 · answer #1 · answered by CLOUD 3 · 0⤊ 0⤋