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第一节区元素概述

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:s区元素是最活泼的金属元素。s区元素中,锂、铷、铯、铍是稀有金属元素,钫和镭是放射性元素。由于内层电子的屏蔽作用较强,故这些元素很容易失去最外层的一个s电子,从而使碱金属的第一电离势在同周期元素中为最低。s区元素中,同一族元素自上而下性质的变化是有规律的。s区元素所形成的化合物大多是离子型的。常温下s区元素与强酸根结合的盐类在水溶液中都不发生水解反应。

s区元素是最活泼的金属元素。IA族元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种元素,称为碱金属(alkali metal)。ⅡA族元素包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种元素,其中钙、锶、钡又称为碱土金属(alkali earth metal),现在习惯上也常常把铍和镁包括在碱土金属之内。s区元素中,锂、铷、铯、铍是稀有金属元素,钫和镭是放射性元素。

碱金属和碱土金属的基本性质分别列于表10-1和表10-2中。

碱金属原子最外层只有一个ns电子,而次外层是八个电子饱和结构(Li的次外层是两个电子),它们的原子半径在同周期元素中(除稀有气体外)是最大的,而核电荷在同周期元素中是最小的。由于内层电子的屏蔽作用较强,故这些元素很容易失去最外层的一个s电子,从而使碱金属的第一电离势在同周期元素中为最低。因此,碱金属是同周期元素中金属性最强的元素。碱土金属的核电荷比碱金属大,原子半径比碱金属小,虽然这些元素也容易失去最外层的两个s电子而具有较强的金属性,但它们的金属性比碱金属略差一些。

表10-1 碱金属的基本性质

续表

表10-2 碱土金属的基本性质

s区元素中,同一族元素自上而下性质的变化是有规律的。例如,随着核电荷的增加,同族元素的原子半径、离子半径逐渐增大,电离势逐渐减少,电负性逐渐减小,金属性、还原性逐渐增强。现将s区元素性质变化的总趋势归纳如下(如图10-1所示):

图10-1

s区元素的一个重要特点是各族元素通常只有一种稳定的氧化值。碱金属和碱土金属的常见氧化值分别为+1和+2,这与它们的族号数是一致的。从电离势的数据可以看出,碱金属的第一电离势较小,很容易失去一个电子,但碱金属的第二电离势很大,故很难再失去第二个电子。碱土金属的第一、第二电离势较小,容易失去2个电子,而第三电离势很大,所以很难再失去第三个电子。

s区元素是最活泼的金属元素,它们的单质都能与大多数非金属反应,例如极易在空气中燃烧。除了铍、镁外,都较易与水反应。s区元素形成稳定的氢氧化物,这些氢氧化物大多是强碱。

s区元素所形成的化合物大多是离子型的。第二周期的锂和铍的离子半径小,极化作用较强,形成的化合物大多是共价型的。常温下s区元素与强酸根结合的盐类在水溶液中都不发生水解反应。

除铍以外,s区元素都能溶于液氨,生成蓝色的、可导电的溶液,碱金属氨溶液的蓝色是电子氨合物e(NH3y的颜色,其导电能力强于任何电解质溶液。

M(s)+(x+y)NH3(l)=M(NH3x++e(NH3y

碱金属氨溶液的溶剂合电子e(NH3y是很强的还原剂。广泛应用于无机和有机制备中。

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