引入

为什么碱金属在化学反应中如此活泼?它们的结构特点导致了哪些共性?

正文

定义

位于元素周期表第 1 族的元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。

原子结构特点

碱金属元素原子最外层电子数相同,都为 1 个电子,容易失去形成 +1 价阳离子,因此化学性质非常活泼。

从 Li 到 Fr,原子半径逐渐增大,最外层电子距原子核越来越远,受原子核吸引力减弱,电子越来越容易失去,金属性逐渐增强

物理性质

质软,可用小刀切割;密度小(Li、Na、K 密度比水小);熔点低(从 Li 到 Cs 熔点递减);导电性、延展性、导热性较好。

化学性质

与氧气反应

反应剧烈程度从 Li 到 Cs 递增:

  • Li:燃烧生成
  • Na:燃烧生成 (过氧化钠)
  • K、Rb、Cs:反应更剧烈,甚至爆炸

与水反应

通式:

反应剧烈程度从 Li 到 Cs 递增:

  • Li:平稳反应,浮在水面
  • Na:剧烈反应,熔成小球,在水面游动,发出嘶嘶声
  • K:反应更剧烈,产生的氢气立即燃烧,发出紫色火焰
  • Rb、Cs:遇水爆炸

生成的碱(MOH)都是强碱,溶于水显强碱性。

递变规律总结

性质变化趋势(Li → Cs)原因
原子半径逐渐增大电子层数增加
失电子能力逐渐增强最外层电子距核越远
金属性逐渐增强失电子能力增强
与氧气反应越来越剧烈金属性增强
与水反应越来越剧烈金属性增强
密度Li、Na、K 递增,之后不规则受原子质量和结构影响
熔点逐渐降低金属键逐渐减弱

引出

  • 为什么 Na 与氧气反应生成 而不是
  • 碱金属的保存方法是什么?为什么要这样保存?
  • 卤族元素的性质递变规律与碱金属有什么异同?