区元素的重要化合物

9.2.3　s区元素的重要化合物

9.2.3.1　氧化物

表9.2　s区元素形成的氧化物

1.正常氧化物　在空气中燃烧时，只有锂生成氧化锂(白色固体)。尽管在缺氧的空气中可以制得其他碱金属普通氧化物，但条件不易控制，所以其他碱金属的氧化物M₂O必须采用间接方法来制备。例如用金属钠还原过氧化钠，用金属钾还原硝酸钾，分别可以制得氧化钠(白色固体)和氧化钾(淡黄色固体)：

Na₂O₂+2Na=2Na₂O

2KNO₃+10K=6K₂O+N₂

碱土金属在室温或加热下能和氧气直接化合而生成氧化物MO，并可以从它们的碳酸盐或硝酸盐加热分解制得MO，例如：

CaCO₃(s)=CaO(s)+CO₂(g)

2Sr(NO₃)₂=2SrO+4NO₂↑+O₂↑

2.过氧化物　碱金属最常见的过氧化物是过氧化钠，实际用途也较大。在453～473K时，钠即被氧化为Na₂O，进而增加空气流量并迅速提高温度至573～673K，即可制得Na₂O₂(淡黄色粉末)：

Na₂O₂与水或稀酸反应而产生H₂O₂，H₂O₂立即分解放出氧气：

Na₂O₂+2H₂O=H₂O₂+2NaOH

Na₂O₂+H₂SO₄=H₂O₂+Na₂SO₄

Na₂O₂与CO₂反应，能放出氧气：

2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

3.超氧化物　超氧化物(hyperoxide)中的负离子是超氧离子其结构式如下：

4.碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性　除Be(OH)₂为两性氢氧化物外，其他碱金属、碱土金属的氢氧化物都是强碱或中强碱。这两族元素氢氧化物碱性和溶解度递变规律可以归纳如下：

其中Be(OH)₂是两性氢氧化物，它既溶于酸也溶于碱：

Be(OH)₂+2H⁺=Be²⁺+2H₂O

Be(OH)₂+2OH^-=[Be(OH)₄]^2-

9.2.3.2　盐类

碱金属、碱土金属最常见的盐有卤化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐和磷酸盐。应该注意，碱土金属中铍盐和钡盐具有很强的毒性。

碱金属的盐大多数是离子型晶体，它们的熔点、沸点较高。由于Li⁺离子半径很小，极化力较强，它在某些盐(如卤化物)中表现出不同程度的共价性。碱土金属离子带两个正电荷，其离子半径较相应的碱金属小，故它们的极化力较强，因此碱土金属盐的离子键特征较碱金属的差。其中，BeCl₂的熔点明显的低，这是由于Be²⁺半径小，极化力较强，它与Cl^-、Br^-、I^-等极化率较大的阴离子形成的化合物已过渡为共价化合物。

碱金属离子(M⁺)和碱土金属离子(M²⁺)都是无色的。若阴离子是有色的，则它们的化合物常显阴离子的颜色。

碱金属的盐除硝酸盐及碳酸锂外一般都具有较强的稳定性，在800℃以下均不分解。卤化物在高温时挥发而不分解；硫酸盐在高温时既不挥发又难分解。

碱金属盐类的最大特征是易溶于水，并且在水中完全电离只有少数碱金属盐是难溶的。它们的难溶盐一般都是由大的阴离子组成，而且碱金属离子越大，难溶盐的数目也越多。

难溶钠盐有白色粒状的六羟基锑(V)酸钠(Na[Sb(OH)₆])，黄绿色的醋酸双氧铀酰锌钠(NaAc·Zn(Ac)₂·3UO₂(Ac)₂·9H₂O)。难溶的钾盐稍多，有高氯酸钾(KClO₄，白色)，四苯硼酸钾[KB(C₆H₅)₄，白色]，酒石酸氢钾(KHC₄H₄O₆，白色)，六氯铂(Ⅳ)酸钾(K₂[PtCl₆]，淡黄色)，钴(Ⅲ)亚硝酸钠钾(K₂Na[Co(NO₂)₆]，亮黄色)，钠、钾的一些难溶盐常用来鉴定钠、钾离子。

碱土金属的盐类中，除卤化物和硝酸盐外，多数碱土金属的盐只有较低的溶解度，例如它们的碳酸盐、磷酸盐及草酸盐等都是难溶盐(BeC₂O₄除外)。铍盐中多数是易溶的，镁盐有部分易溶，而钙、锶、钡的盐则多为难溶。钙盐中以CaC₂O₄的溶解度为最小，因此常用来鉴定Ca²⁺。