2017-04-10 18:21:48

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碱金属是指在元素周期表中第IA族的六个金属元素:锂、钠、钾、铷、铯、钫。根据IUPAC最新的规定,碱金属属于元素周期表中的第IA族元素。 碱金属均有一个属于s轨道的最外层电子,因此这一族属于元素周期表的s区。碱金属的化学性质显示出十分明显的同系行为,是元素周期性 的最好例子。氢 (H)在名义上属于第1族,但显现的化学性质和碱金属相差甚远,因此通常不被认为是碱金属。

基本信息

  • 中文名

    碱金属

  • 外文名

    alkali metal

  • 别 称

    硷金属

  • 化学式

    Li,Na,K,Rb,Cs,Fr

  • 熔 点

    较低

  • 沸 点

    较低

  • 水溶性

    与水反应

  • 密 度

    较小(锂,钠,钾密度小于水)

  • 应 用

    原子钟、钠灯等

  • 包 括

    锂、钠、钾、铷、铯、钫

目录

折叠 编辑本段 概述

碱金属元素单质(左~右为锂~铯)碱金属元素单质(左~右为锂~铯)碱金属(alkali metal)指的是元素周期表ⅠA族元素中所有的金属元素,目前共计锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种,前五种存在于自然界,钫只能由核反应产生。碱金属是金属性很强的元素,其单质也是典型的金属,表现出较强的导电、导热性。碱金属的单质反应活性高,在自然状态下只以盐类存在,钾、钠是海洋中的常量元素,在生物体中也有重要作用;其余的则属于轻稀有金属元素,在地壳中的含量十分稀少:

碱金属除铯以外都是银白色的(Cs略带金色光泽素),质软的,化学性质活泼的金属,密度小,熔点和沸点都比较低。他们生成化合物的几乎都是正一价阳离子(在碱化物中,碱金属会以负一价阴离子的方式出现)。碱金属原子失去电子变为离子时最外层一般是8个电子,但锂离子最外层只有2个电子。电子构型通式为ns1。

因为碱金属最外层只有1个电子,所以碱金属都能和水发生激烈的反应,生成强碱性的氢氧化物,并随相对原子质量增大反应能力越强。在氢气中,碱金属都生成白色粉末状的氢化物。碱金属都可在氯气中燃烧。由于碱金属化学性质都很活泼,为了防止与空气中的水发生反应,一般将他们放在煤油或石蜡中保存。

氢虽然是第1族元素,但它在普通状况下是双原子气体,不会呈金属状态,也不属于碱金属。只有在极端情况下(1.4兆大气压力),电子可在不同氢原子之间流动,变成金属氢。有些在液氨中会形成电子盐。

折叠 编辑本段 物理性质

碱金属元素单质(左~右为锂~铯)碱金属单质皆为具金属光泽的银白色金属,但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降,呈现灰色,碱金属单质的密度小于2g·cm^-3,是典型的轻金属,锂、钠、钾能浮在水上,锂甚至能浮在煤油中;碱金属单质的晶体结构均为体心立方堆积,堆积密度小,莫氏硬度小于2,质软,导电、导热性能极佳。碱金属单质都能与汞(Hg)形成合金(汞齐)。[1]

化学性质

碱金属单质的标准电极电势很小,具有很强的反应活性,能直接与很多非金属元素形成离子化合物,与水反应生成氢气,能还原许多盐类(比如四氯化钛),除锂外,所有碱金属单质都不能和氮气直接化合。

与水反应

2Li+2H2O==2LiOH+H2(g)

2Na+2H2O==2NaOH+H2(g)

2K+2H2O==2KOH+H2(g)

与氧气反应

4Li(s)+O₂(g)——→2Li2O(s)

2Na(s)+O₂(g)——→Na2O₂(s)

M(s)+O₂(g)——→MO2(s)M=K、Rb、Cs

与卤素(X)反应

2M(s)+X₂(g)——→2MX(s)

与氢气(H₂)反应

2M(s)+H₂(g)——→2MH(s)

与硫反应

2M(s)+S(s)——→M2S(s)

与磷反应

3M(s)+P(s)——→M3P(s)

锂与氮气反应

6Li(s)+N2(s)——→2Li3N(s)

焰色反应(物理性质)

碱金属离子及其挥发性化合物在无色火焰中燃烧时会显现出独特的颜色,这可以用来鉴定碱金属离子的存在,锂、铷、铯也是这样被化学家发现的,电子跃迁可以解释焰色反应,碱金属离子的吸收光谱落在可见光区,因而出现了标志性颜色。

除了鉴定外,焰色反应还可以用于制造焰火和信号弹。

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