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?