《無機(jī)化學(xué)》第12 堿金屬和堿土金屬

第12章堿金屬和堿土金屬金屬單質(zhì)含氧化合物鹽類堿金屬IALi，Na，K，Rb，Cs鋰、鈉、鉀、銣、銫堿土金屬IIABe，Mg，Ca，Sr，Ba鈹、鎂、鈣、鍶、鋇鋰Li

鋰在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.0

10－3

%

鋰輝石

LiAlSiO3

2

（）磷鋁石{LiAl(F，OH)PO4}鈉

Na

鈉在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.3

%列第6位鈉長石NaAlSi3O8

硝石NaNO3

海水中的NaCl鉀

K

鉀在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.1

%列第8位鉀長石KAlSi3O8光鹵石KCl

?MgCl2?6H2O銣Rb

與鉀共生

銣在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

9.0

10－3

%銫Cs與鉀共生

銫在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

3.0

10－4

%鈹Be

鈹在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.6

10－4

%綠柱石3BeO?Al2O3?6SiO2鎂

Mg

鎂在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.3

%列第7位光鹵石KMgCl3?6H2O白云石CaMgCO3

2

菱鎂礦MgCO3

瀉鹽MgSO4

?7H2O（

）鈣Ca

鈣在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

4.1

%列第5位。碳酸鹽及硫酸鹽礦物鍶Sr

鍶在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.037

%列第16位。天青石SrSO4菱鍶礦SrCO3

鋇Ba

鋇在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.050

%列第14位。重晶石BaSO4毒重礦BaCO3

12.

1金屬單質(zhì)12.

1.

1物理性質(zhì)

堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)除鋇為銀黃色外，其余均具有銀白色的金屬光澤、良好的導(dǎo)電性和延展性。堿金屬的熔點(diǎn)較低，除鋰外都在100℃以下，銫的熔點(diǎn)最低，是放在手心中就能融化的兩種金屬之一。熔點(diǎn)與沸點(diǎn)差距較大，沸點(diǎn)一般比熔點(diǎn)高出700℃以上。堿金屬較軟，莫氏硬度都小于1，可以用小刀切割。堿金屬的密度都較小，屬于輕金屬，其中鋰、鈉、鉀的密度比水還小。鋰是最輕的金屬，其密度大約是水的一半。

堿土金屬有2個電子可以參與成鍵，因而堿土金屬的金屬鍵比堿金屬的強(qiáng)。堿土金屬的熔沸點(diǎn)、硬度、密度都比堿金屬高得多。12.

1.

2化學(xué)性質(zhì)

堿金屬和堿土金屬都是非?；顫姷慕饘僭兀鍙腖i到Cs和從

Be到Ba

金屬活潑性一次增強(qiáng)。堿金屬和堿土金屬具有很強(qiáng)的還原性。與許多非金屬單質(zhì)直接反應(yīng)生成離子型化合物。

堿金屬及鈣、鍶、鋇同水反應(yīng)生成氫氧化合物和氫氣，例如：

2Na

+2H2O——2NaOH+H2↑Ca+2H2O——

Ca(OH)2+H2↑

鋰、鈣、鍶、鋇與水反應(yīng)比較平穩(wěn)，因?yàn)樗鼈兊娜埸c(diǎn)較高，不易融化；另一方面，由于它們的氫氧化物覆蓋在金屬表面阻礙金屬與水的接觸，從而減緩了金屬與水反應(yīng)的速率。鈹和鎂的金屬表面可以形成致密的氧化物保護(hù)膜，常溫下它們對水是穩(wěn)定的。鎂在熱水中可以緩慢地發(fā)生反應(yīng)，鈹則同水蒸氣也不發(fā)生反應(yīng)。

除Li外的堿金屬與水反應(yīng)非常劇烈。堿金屬及鈣、鍶、鋇均可直接與H2作用，生成金屬氫化物，例如：產(chǎn)物（CaH2）是灰色的離子晶體?；顫娊饘俚臍浠锸呛軓?qiáng)的還原劑

H2

+Ca——CaH2

堿金屬及鈣、鍶、鋇均可溶于液氨中生成藍(lán)色的液氨溶液。

Na

+2NH3——Na+(NH3)+e-(NH3)該溶液有很好的導(dǎo)電性，具有極強(qiáng)的還原能力，

當(dāng)長期放置或有催化劑存在時，堿金屬的氨溶液中可以發(fā)生如下反應(yīng)：

2Na

+2NH3(l)——NaNH2+H2↑蒸干溶劑得白色固體產(chǎn)物氨基鈉。利用堿金屬和堿土金屬單質(zhì)的強(qiáng)還原性，可以在非水溶液或熔融條件下制備稀有金屬或貴金屬，例如：NbCl5+2Na——Nb+5NaCl

ZrO2+2Ca——Zr+2CaO

TiCl4+2Mg——Ti+2MgCl2

堿金屬、堿土金屬及其化合物置于高溫火焰中，可以使火焰呈現(xiàn)出特征的顏色，這種現(xiàn)象稱為焰色反應(yīng)。鋰—深紅色鈣—橙紅色鈉—黃色鍶—洋紅色鉀—紫色鋇—綠色銣—紫紅色銫—藍(lán)色

堿金屬和堿土金屬等活潑金屬經(jīng)常采用熔鹽電解方法和熱還原法生產(chǎn)。12.

1.

3金屬單質(zhì)的制備鋰和鈉常用點(diǎn)解熔融氯化物的方法來大量生產(chǎn)，而鉀、銣、銫則采用金屬熱還原法來制備。

金屬鈉的生產(chǎn)是以石墨為陽極，以鑄鋼為陰極，電解NaCl

和CaCl2

的熔鹽的方式進(jìn)行。1.溶鹽電解法

陽極2Cl－

——Cl2+2e－

陰極

2Na++2e－

——2Na液體金屬鈉在陰極產(chǎn)生，因其密度小而浮在熔融鹽液面上，易于收集。

電解方程式如下：

2NaCl（l）——2Na（l）+Cl2

（g）電解CaCl2

在電解的過程中起助熔劑作用，通過與NaCl

形成共熔物而使鹽的熔點(diǎn)下降。

NaCl

的熔點(diǎn)為800.7℃，混合鹽的熔點(diǎn)約為500℃，實(shí)際操作溫度約580℃。降低電解操作溫度還可以減少鈉的揮發(fā)，也降低電解生成金屬鈉在熔融體中的溶解度，以利于產(chǎn)品的分離。

電解BeCl2熔鹽，可得金屬單質(zhì)鈹。750℃

，電解MgCl2

熔鹽，可得金屬單質(zhì)鎂。

鈣、鍶、鋇都可以通過電解其熔融氯化物制備。金屬鉀極易溶于其氯化物中，很難分離出來。工業(yè)上一般不采用電解熔融氯化物的方法來制備金屬鉀。2.熱還原法

KCl（l）+Na——NaCl+K（g）熱還原法制備金屬鉀，在850℃用金屬鈉來還原氯化鉀，其反應(yīng)為：金屬鉀的沸點(diǎn)為759℃，在850℃時，金屬鉀以氣體形式存在，而金屬鈉在不低于883℃時仍為液體，反應(yīng)生成的鉀蒸氣迅速逸出，使反應(yīng)得以不斷向右進(jìn)行。

銣和銫的制備方法與鉀類似。

鈹通常是用金屬鎂在約

1300℃下還原BeF2進(jìn)行制備。12.

2含氧化合物12.

2.

1氧化物堿金屬、堿土金屬在氧氣中燃燒，得到不同的主產(chǎn)物。在充足的空氣中燃燒，

Li，Be，Mg，Ca，Sr

都生成普通氧化物L(fēng)i2O，BeO，MgO，CaO，SrO;Na和Ba

生成過氧化物Na2O2，BaO2；

K，Rb，Cs生成超氧化物KO2，RbO2，CsO2；

Na，K，Rb，Cs的干燥氫氧化物粉末同O3反應(yīng)可以生成臭氧化物MO3。1.普通氧化物除鋰在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物為Li2O外，其他堿金屬在空氣中燃燒的只要產(chǎn)物都不是普通氧化物M2O。其他堿金屬的普通氧化物可以用堿金屬單質(zhì)或疊氮化物還原其過氧化物、硝酸鹽或亞硝酸鹽制備：

2Na+Na2O2——2Na2O2KNO3+10K——6K2O+N2↑3NaN3+NaNO2——2Na2O+5N2↑

堿土金屬的普通氧化物可以通過其碳酸鹽、氫氧化物、硝酸鹽或硫酸鹽的熱分解來制備。

堿金屬的普通氧化物從Li2O到Cs2O顏色逐漸加深：

堿土金屬的普通氧化物均為白色。Li2O白色，Na2O白色，K2O淡黃色，Rb2O亮黃色，Cs2O橙紅色。

普通氧化物熱穩(wěn)定性總趨勢是，同族從上到下依次降低，熔點(diǎn)也按此順序降低。堿土金屬離子半徑較小，正電荷高，所以其普通氧化物的晶格能大，導(dǎo)致其熔點(diǎn)比堿金屬氧化物的熔點(diǎn)高得多。

堿金屬和多數(shù)堿土金屬普通氧化物同水反應(yīng)生成相應(yīng)的氫氧化物，并放出熱量，2Na2O(s)+H2O(l)——2NaOH(s)ΔrHm?

=151.6kJ·mol-1

CaO(s)+H2O(l)——Ca(OH)2(s)ΔrHm?

=64.5kJ·mol-1

經(jīng)過煅燒的BeO

和MgO

極難與水反應(yīng)。2.過氧化物過氧化物含有過氧離子[O—O]2-，可以將它們看成是過氧化氫（H—O—O—H）的鹽。最重要的過氧化物有：過氧化鈉（Na2O2）過氧化鈣（CaO2）過氧化鋇（BaO2）

工業(yè)上將鈉加熱熔化，通過一定量的除去二氧化碳的干燥空氣，維持溫度在180~200℃，鈉即被氧化為Na2O；進(jìn)而增加空氣流量并迅速提高溫度至300~400℃，既可以制得較純凈的Na2O2黃色粉末。4Na

+O2——2Na2O2Na2O2

+O2——2Na2O2SrO2可由其金屬與高壓氧反應(yīng)直接合成，BaO2可由其金屬與空氣在一定的溫度下反應(yīng)直接合成。在真空中長時間加熱超氧化鉀以得到K2O2。將Na2O2與冷濃的MgCl2作用可得到白色的MgO2沉淀。低溫和堿性條件下，用CaCl2與H2O2

反應(yīng)可以制得近白色的含結(jié)晶水的CaO2。含結(jié)晶水的CaO2在超過100℃溫度下脫水可以生成黃色的無水CaO2。過氧化物與水或稀酸作用，生成H2O2：Na2O2

+2H2O——H2O2+2NaOHNa2O2

+H2SO4——H2O2+Na2SO4過氧化物與CO2反應(yīng)放出O2：2Na2O2

+2CO2——2Na2CO3+O2

過氧化物具有強(qiáng)氧化性：3Na2O2

+Fe2O3——2Na2FeO4+Na2O3Na2O2

+Cr2O3——2Na2CrO4+Na2O過氧化物也具有還原性：5Na2O2

+2MnO4－

+16H+——5O2↑+2Mn2++10Na++8H2O

實(shí)驗(yàn)室中用BaO2

與稀硫酸反應(yīng)制備H2O2

：BaO2+H2SO4——H2O2+BaSO4

堿金屬的過氧化物中，Li2O2

穩(wěn)定性較差，在

195℃

以上分解，其他過氧化物的熱穩(wěn)定性較高。3.超氧化物和臭氧化物

超氧化物中含有超氧離子O2－，它比O2多一個電子，氫氧之間除形成一個σ

鍵外，還有一個三電子

鍵，鍵級為1.5。

只有半徑大的超氧化物穩(wěn)定。堿金屬超氧化物的熔點(diǎn)，同族從上到下依次增高，如：KO2380℃，RbO2412℃，CsO2432℃。

超氧化物是很強(qiáng)的氧化劑，與水或其他質(zhì)子溶劑發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和過氧化氫：2KO2

+2H2O——O2

↑+H2O2+KOH

超氧化物在高溫下分解為氧化物和氧氣：4KO2——2K2O

+3O2↑4KO2+2CO2——2K2CO3

+3O2↑

超氧化物與CO2

反應(yīng)放出氧氣：

所以，超氧化物的一個重要用途就是用來作氧氣源。干燥的鈉、鉀、銣、銫的固體氫氧化物與臭氧反應(yīng)，均生成臭氧化物，如：6KOH（s）+4O3（g）——4KO3（s）+2KOH?H2O（s）+O2（g）KO3不穩(wěn)定，緩慢分解為KO2和O2，遇水劇烈反應(yīng)，也放出O2：4KO3+2H2O——4KOH

+5O2↑2KO3——2KO2+O2↑

BeOH2顯兩性，其余堿金屬和堿土金屬的氫氧化物均為堿性。（

）12.

2.

2氫氧化物1.氫氧化物的堿性

堿金屬和堿金屬的氫氧化物都是白色固體。

堿金屬的氫氧化物都易溶于水，在空氣中很容易吸潮，它們?nèi)芙庥谒畷r放出大量的熱。

除氫氧化鋰的溶解度稍小外，其余的堿金屬氫氧化物在常溫下可以形成很濃的溶液。

堿金屬的氫氧化物在水中的溶解度（288K/mol·dm－3）LiOH

NaOHKOHRbOH

CsOH5.326.419.117.925.8

逐漸增大

堿土金屬的氫氧化物在水中要小很多，溶解度在同族中按從上到下的順序增大。BeOH2和MgOH2難溶于水，其余堿土金屬氫氧化物的溶解度也較小。（

）（

）

堿土金屬的氫氧化物在水中的溶解度（298K/mol·dm－3）

逐漸增大810-65

10-41.8

10-26.7

10-22

10-1BeOH2MgOH2CaOH2

SrOH2

BaOH2

（）（）（）（）（）

氧化物的水化物一般鍵聯(lián)形式是

究竟是酸式解離，還是堿式解離，取決于M的電場。

MOH

若M的電場強(qiáng)，氧的電子云偏向

M和O之間，從而加強(qiáng)

M－O鍵；

同時氧的電子云在

O和H之間密度降低，故削弱了O－H鍵。

MOH

這時氫氧化物則傾向于酸式解離總之，電場強(qiáng)酸式解離。

MOH

若M的電場弱，吸引氧的電子云的能力差，而

O對

H的吸引增強(qiáng)。

結(jié)果是易于堿式解離

MOH

MOH

M電場的強(qiáng)弱，可用離子勢

來衡量式中z

是離子電荷數(shù)

r

是以pm為單位的

離子半徑的數(shù)值=Zr

顯然

z

值越大，r

值越小時，離子勢

值越大。=Zr

經(jīng)驗(yàn)表明酸式解離兩性0.22<<0.32堿式解離0.22>>0.32對于堿金屬和堿土金屬的計(jì)算結(jié)果如下MOHLiOHNaOHKOHRbOHCsOH0.130.100.0850.0810.077M(OH)2Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)20.270.170.140.130.12按這一經(jīng)驗(yàn)公式判斷，堿金屬氫氧化物均為堿性，Be(OH)2

為兩性，其他堿土金屬氫氧化物為堿性。以

值來判斷氫氧化物酸堿性強(qiáng)弱只是一種粗略的經(jīng)驗(yàn)方法，

氫氧化物的酸堿性除與中心離子的電荷、半徑有關(guān)外，還與離子的電子層結(jié)構(gòu)等許多因素有關(guān)。另外，

值越大，Mz+

的電場越強(qiáng)，離子與溶劑H2O分子作用越強(qiáng)，這樣不僅導(dǎo)致離子水合時放熱較多，而且將使離子自身在水溶液中移動的速度較慢。

2.氫氧化鈉

氫氧化鈉（NaOH），又稱燒堿、火堿和苛性堿。

NaOH

是強(qiáng)堿，有很強(qiáng)的腐蝕性，不能用磨口玻璃瓶盛放，會緩慢生成

Na2SiO3，將磨口玻璃塞與瓶口粘在一起。固體NaOH

容易吸收空氣中的水汽和酸性氣體，導(dǎo)致NaOH

不純。欲配制不含Na2CO3

的NaOH

溶液，可先配制飽和的NaOH

溶液，Na2CO3在飽和的NaOH

溶液中溶解度極小而析出沉淀。取上層清液，煮沸除去CO2

后用冷卻的水稀釋即可。生產(chǎn)氫氧化鈉的主要反應(yīng)是電解氯化鈉水溶液，目前工業(yè)上采取的具體方法有隔膜法和離子膜法。

離子膜法目前正被廣泛采用。

離子膜法生產(chǎn)NaOH

同時在陽極會釋放Cl2，這種方法在第17章有關(guān)氯氣的生產(chǎn)中還要做較為詳細(xì)的討論。12.

3.

1鹽的溶解性12.

3鹽類1.堿金屬鹽

除鋰外，堿金屬鹽都是離子化合物，大部分易溶與水。

鋰的強(qiáng)酸鹽易溶于水，一些弱酸鹽在水中溶解度較差，如氟化鋰

LiF，碳酸鋰Li2CO3，磷酸鋰Li3PO4

。

其他堿金屬的難溶鹽較少，如下：堿金屬鹽化學(xué)式Na硝酸鈾酰鈉銻酸鈉六硝基合鈷（Ⅲ）酸銨鈉醋酸鈾酰鋅鈉NaUO2AsO4Na[Sb(OH)6]Na(NH4)2[Co(NO2)6]NaZn(UO2)3(Ac)9·9H2OK高氯酸鉀高碘酸鉀六氯合鉑（Ⅳ）酸鉀六氟合鉑（Ⅳ）酸鉀六氟合硅（Ⅳ）酸鉀酒石酸鉀六硝基合鈷（Ⅲ）酸鈉鉀KClO4KIO4K2[PtCl6]K2[PtF6]K2[SiF6]KHC4H4O6K2Na[Co(NO2)6]Na，K，Rb，Cs的難溶鹽和微溶鹽Rb高氯酸銣高碘酸銣六氯合鉑（Ⅳ）酸銣六氟合鉑（Ⅳ）酸銣六氟合硅（Ⅳ）酸銣六硝基合鈷（Ⅲ）酸銣RbClO4RbIO4Rb2[PtCl6]Rb2[PtF6]Rb2[SiF6]Rb3[Co(NO2)6]Cs高氯酸銫高錳酸銫高碘酸銫六氯合鉑（Ⅳ）酸銫六氟合鉑（Ⅳ）酸銫六氟合硅（Ⅳ）酸銫氟硼酸銫六硝基合鈷（Ⅲ）酸銫CsClO4CsMnO4CsIO4Cs2[PtCl6]Cs2[PtF6]Cs2[SiF6]CsBF4Cs3[Co(NO2)6]2.堿土金屬鹽

堿土金屬鹽都是離子化合物。

堿土金屬與負(fù)一價離子形成的鹽一般易溶與水，如氯化物、溴化物、碘化物、硝酸鹽、氯酸鹽、醋酸鹽、酸式碳酸鹽、酸式草酸鹽、磷酸二氫鹽等。

原因是電荷低時離子鍵的靜電引力較小，晶格能較小。

堿土金屬與負(fù)電荷高的陰離子形成的鹽的溶解度一般都較小，如其碳酸鹽、磷酸鹽和草酸鹽都難溶于水。BeSO4和MgSO4易溶與水；CaSO4，SrSO4，BaSO4難溶于水。BeCrO4

和MgCrO4

易溶于水，CaCrO4，SrCrO4，BaCrO4

難溶于水。這是由于復(fù)雜陰離子的半徑大，只有與半徑大的陽離子結(jié)合時，才能避免晶體中的陰離子之間直接接觸，以減小陰離子之間的斥力，以保證晶格能較大。因而，半徑大的陽離子與復(fù)雜陰離子形成的鹽一般溶解度較小。同樣，半徑小的陰離子可以與半徑小的陽離子結(jié)合，形成溶解度較小的鹽。

鹽類溶解過程，一般包括晶格的破壞和離子水合兩步，因此晶格能和離子水合傾向的大小是影響溶解度的重要因素。離子電荷越高，半徑越小，水合時放熱多，越有利于溶解。12.

3.

2鹽的結(jié)晶水合與復(fù)鹽

陽離子電荷越高，半徑越小，對水分子的引力越大，形成結(jié)晶水合鹽類的傾向越大。

堿金屬鹽中，鹵化物一般不帶結(jié)晶水；硝酸鹽中，只有硝酸鋰帶結(jié)晶水，LiNO3·H2O和LiNO3·3H2O，其他硝酸鹽不帶結(jié)晶水；帶結(jié)晶水的堿金屬硫酸鹽，只有Li2SO4·H2O和Na2SO4·10H2O；除Li2CO3外，其他堿金屬碳酸鹽都帶結(jié)晶水，如Na2CO3·H2O，Na2CO3·7H2O，Na2CO3·10H2O，K2CO3·H2O，K2CO3·5H2O等。

實(shí)驗(yàn)室常使用鉀鹽而不使用鈉鹽，一般都與鉀鹽不易吸水潮解有關(guān)。如KI，KMnO4，KClO3，K2Cr2O7等都是實(shí)驗(yàn)室常用試劑。

堿土金屬鹽帶結(jié)晶水的趨勢更大，常見水合鹽有：MgCl2?6H2O，CaCl2?6H2O，

MgSO4?7H2O，CaSO4?2H2O，

BaCl2?2H2O

堿土金屬無水鹽有吸潮性，無水

CaCl2是重要的干燥劑。NaSO4·10H2O熔化熱較大，受熱溶于其結(jié)晶水，冷卻結(jié)晶時放出較多熱量，可以作儲能材料。除鋰外，堿金屬和堿土金屬離子能形成一系列復(fù)鹽，復(fù)鹽的溶解度一般比簡單鹽小。

這些復(fù)鹽主要類型有：1）

MCl

?

MgCl2?6H2OM

=

K，Rb，Cs，如光鹵石KCl

?MgCl2?6H2O。（）2）M2SO4?

MgCl2?6H2OM

=

K，Rb，Cs，如軟鉀鎂礬K2SO4?MgCl2?6H2O。（）（3）MI

2SO4?

MIII2SO4

3?24H2O[M（I）＝

Na，K，Rb，Cs，

M（III）＝

Al，Cr，F(xiàn)e等]，如明礬KSO4?Al2SO43?24H2O。（）（）（

）（

）12.

3.

3含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性

鋰和堿土金屬離子的極化能力較強(qiáng)，其硝酸鹽熱分解為：4LiNO3——2Li2O+4NO2

↑+O2↑2MgNO32——2MgO+4NO2

↑+O2↑（

）

其它堿金屬硝酸鹽受熱分解的產(chǎn)物為亞硝酸鹽和O2：500℃2NaNO3———2NaNO2

↑+O2↑

在更高的溫度分解則生成氧化物、氮?dú)夂脱鯕猓?/p>

4NaNO3———2Na2O+N2↑+5O2↑800℃堿金屬的鹵化物都是熔點(diǎn)較高的無色晶體，用氫氧化物或碳酸鹽同氫鹵酸作用，經(jīng)結(jié)晶即可制得各種鹵化物。堿金屬鹵化物的標(biāo)準(zhǔn)生成熱?fHm

的數(shù)據(jù)列在下表中。?

堿金屬鹵化物的標(biāo)準(zhǔn)生成熱數(shù)據(jù)?fHm/kJ·mol1MFMClMBrMILiX－616.0－408.6－351.2－270.4NaX－576.6－411.2－361.1－287.8KX－567.3－436.5－393.8－327.9RbX－557.7－435.4－394.6－333.8?從表中可見，氟化物的標(biāo)準(zhǔn)生成熱從LiF

到RbF

逐漸增大；?fHm?

就是說生成MF時放出的熱量是依次減小的；?fHm?

而氯化物、溴化物和碘化物的標(biāo)準(zhǔn)生成熱則是從LiX

到RbX

逐漸減小的,就是說生成MX時放出的熱量是依次增大的。同一金屬從氟化物到碘化物生成時所放出的熱量都是依次減小的。

陽離子電荷越高，半徑越小，極化能力越強(qiáng)，其含氧酸鹽越不穩(wěn)定，分解溫度越低。

堿金屬含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性一般比堿土金屬含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性高。分解溫度如下：MgCO3CaCO3BaCO3

Li2CO3

540℃

900℃1360℃700℃而Na2CO3和K2CO3在1000℃也基本不分解。

這些碳酸鹽受熱分解的產(chǎn)物為金屬氧化物和二氧化碳：Li2CO3——Li2O+CO2

↑MgCO3——MgO+CO2↑12.

3.

4重要鹽類簡介1.鹵化物

堿金屬和堿土金屬的鹵化物中，重要的是NaCl，MgCl2和CaCl2。

NaCl

俗稱食鹽，大量存在于海水中，也有其礦物。

NaCl

不僅是人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵罚€是重要的化工原料，如可用其為原料生產(chǎn)Na，NaOH，Cl2，Na2CO3和HCl

等。MgCl2的水溶液俗稱鹵水，因?yàn)槟軌蚴沟鞍踪|(zhì)凝固，而應(yīng)用在豆制品加工中。MgCl2是重要的化工原料，在有機(jī)化學(xué)中有廣泛的應(yīng)用。此外，其還可以做融雪劑。其水合鹽MgCl2·6H2O，加熱脫水時，會發(fā)生水解反應(yīng)得到堿式鹽：MgCl2·6H2O——

Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2OΔ

繼續(xù)加熱堿式氯化鎂將生成氧化鎂，不能得到無水氯化鎂：MgOHCl——MgO+HCl

↑△（）也可以在氯化氫氣氛中加熱水合鹽

MgCl2·6H2O制備無水氯化鎂，但條件不易控制，生產(chǎn)成本高。用金屬鎂與氯氣直接反應(yīng)可得到無水氯化鎂，將CaCl2?6H2O加熱脫水，可以得到無水氯化鈣，其是重要的干燥劑：CaCl2?

6H2O——CaCl2+6H2O△

水合氯化鈣脫水過程中有部分發(fā)生水解反應(yīng)，因而脫水產(chǎn)物中常含有少量的CaO

雜質(zhì)。CaCl2?

6H2O與冰混合可用做最低溫度達(dá)50℃的低溫冷凍劑。

堿土金屬的鹵化物中，只有BeX2具有較強(qiáng)的共價性，熔沸點(diǎn)低，易升華。

其水合鹵化物受熱脫水時會像MgCl2?

6H2O一樣發(fā)生水解。

無水鹽BeCl2固態(tài)時具有鏈狀結(jié)構(gòu)，其中Be的原子軌道為sp3雜化，ClClBeBeClClBeBeClClClClBeBeBeClClClCl

氣態(tài)時存在二聚體分子BeCl22，其中Be的原子軌道為sp2雜化，（）2.碳酸鹽

最重要的碳酸鹽是Na2CO3，俗稱蘇打或純堿。市售的商品是含有

10個結(jié)晶水的Na2CO3?10H2O，易失去部分結(jié)晶水而風(fēng)化。

工業(yè)上生成碳酸鈉的方法有氨堿法和聯(lián)合制堿法。

氨堿法，1862

年由比利時人索爾維提出的，也稱索爾維制堿法.基本反應(yīng)為：NH4HCO3+NaCl——NaHCO3+NH4ClNH2+CO2+H2O——NH4HCO3

加熱分解NaHCO3得到Na2CO3：NaHCO3——Na2CO3+CO2+H2O

原料之一的CO2通過煅燒石灰石制得。另一煅燒產(chǎn)物CaO

經(jīng)消化制成石灰乳，與含有NH4Cl的母液反應(yīng)：

2NH4Cl+Ca

OH2

——

2NH3+CaCl2+2H2O（

）

氨可以循環(huán)使用，同時得到副產(chǎn)物CaCl2。

聯(lián)合制堿法，是1942年由我國化學(xué)家候德榜發(fā)明的。

其基本原理與氨堿法相同，該法特點(diǎn)在于將制堿工業(yè)和合成氨工業(yè)結(jié)合起來。CO2是由合成氨原料氣中的CO轉(zhuǎn)化而成。

聯(lián)合制堿法保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，又大大的提高了食鹽的利用率，同時剔除了煅燒石灰石生成CO2的工業(yè)過程，而得到的副產(chǎn)物NH4Cl是有用的化學(xué)原料。

碳酸氫鈉（NaHCO3）俗稱小蘇打，大量用于食品工業(yè)。

是重要的化工原料，加熱很容易脫水轉(zhuǎn)化為Na2CO3。

碳酸鈣CaCO3做為添加劑大量用于涂料的生產(chǎn)。

自然界中的石灰石，化學(xué)成分為CaCO3，其高溫分解產(chǎn)物

CaO

和

CO2

都是重要化學(xué)原料。3.硫酸鹽

無水硫酸鈉Na2SO4，俗稱元明粉，大量用于造紙和陶瓷等工業(yè)。

十水硫酸鈉Na2SO4?10

H2O

，俗稱芒硝，是儲能材料。

硫酸鈣CaSO4經(jīng)常以水合鹽的形式存在。CaSO4?

2H2O俗稱生石膏，加熱到120℃部分脫水轉(zhuǎn)化為熟石膏。熟石膏CaSO4?0.5H2