高中化學(xué)堿金屬知識點規(guī)律大全

　　1.堿金屬元素

　　堿金屬包含鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)六種元素.由于鈁是人工放射性元素，中學(xué)化學(xué)不作介紹.

　　2.堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)

　　相似性：堿金屬元素的原子最外層都只有1個電子，次外層為8個電子(其中Li原子次外層只有2個電子).所以在化學(xué)反應(yīng)中，堿金屬元素的原子總是失去最外層的1個電子而顯+1價.

　　遞變性：Li、Na、K、Rb、Cs等堿金屬元素的原子核外電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，元素的金屬性逐漸增強.

　　3.堿金屬的物理性質(zhì)及其變化規(guī)律

　　(1)顏色：銀白色金屬(Cs略帶金色光澤).

　　(2)硬度：小，且隨Li、Na、K、Rb、Cs，金屬的硬度逐漸減小.這是由于原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子之間的作用力逐漸減弱所致.堿金屬的硬度小，用小刀可切割.

　　(3)堿金屬的熔點低.熔點最高的鋰為180.5℃，銫的熔點是28.4℃.隨著原子序數(shù)的增加，單質(zhì)的熔點逐漸降低.

　　(4)堿金屬的密度小.Li、Na、K的密度小于水的密度，且鋰的密度小于煤油的密度.隨著原子序數(shù)的增大，堿金屬的密度逐漸增大.但鉀的密度小于鈉的密度，出現(xiàn)“反常”現(xiàn)象.這是由于金屬的密度取決于兩個方面的作用，一方面是原子質(zhì)量，另一方面是原子體積，從鈉到鉀，原子質(zhì)量增大所起的作用小于原子體積增大的作用，所以鉀的密度反而比鈉的密度小.

　　4.堿金屬的化學(xué)性質(zhì)

　　堿金屬與鈉一樣都是活潑的金屬，其性質(zhì)與鈉的性質(zhì)相似.但由于堿金屬原子結(jié)構(gòu)的遞變性，其金屬活潑性有所差異，化合物的性質(zhì)也有差異.

　　(1)與水反應(yīng)

　　相似性：堿金屬單質(zhì)都能與水反應(yīng)，生成堿和氫氣.

　　2R+2H2O=2ROH+H2↑(R代表堿金屬原子)

　　遞變性：隨著原子序數(shù)的增大，金屬與水反應(yīng)的劇烈程度增大，生成物的堿性增強.

　　例如：鈉與冷水反應(yīng)放出熱量將鈉熔化成小球，而鉀與冷水反應(yīng)時，鉀球發(fā)紅，氫氣燃燒，并有輕微爆炸.LiOH是中強堿，CsOH是最強堿.

　　(2)與非金屬反應(yīng)

　　相似性：堿金屬的單質(zhì)可與大多數(shù)非金屬單質(zhì)反應(yīng)，生成物都是含R+陽離子的離子化合物.

　　遞變性：堿金屬與氧氣反應(yīng)時，除鋰和常溫下緩慢氧化的鈉能生成正常的氧化物(R2O)外，其余的堿金屬氧化物是復(fù)雜氧化物.

　　4Li+O2=2Li2O

　　4Na+O2

　　2Na+O2Na2O2(過氧化鈉，氧元素化合價-1)

　　K+O2KO2(超氧化鉀)

　　(3)與鹽溶液反應(yīng)

　　堿金屬與鹽的水溶液反應(yīng)時，首先是堿金屬與水反應(yīng)生成堿和氫氣，生成的堿可能再與鹽反應(yīng).

　　特別注意：堿金屬單質(zhì)都不能從鹽溶液中置換出較不活潑金屬.如：

　　2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

　　5.焰色反應(yīng)

　　(1)概念：焰色反應(yīng)是指某些金屬或金屬化合物在火焰上灼燒時，火焰呈現(xiàn)特殊的顏色(稱焰色).

　　(2)幾種金屬及其離子的焰色

　　Li(Li+)紫紅Na(Na+)黃色

　　K(K+)紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)

　　Cu(Cu2+)綠色Ca(Ca2+)磚紅色

　　Ba(Ba2+)黃綠色Sr(Sr2+)洋紅色

　　(3)焰色反應(yīng)是物理變化.焰色是因為金屬原子或離子外圍電子發(fā)生躍遷，然后回落到原位時放出的能量.由于電子回落過程放出能量的頻率不同而產(chǎn)生不同的光.所以焰色反應(yīng)屬于物理變化(但單質(zhì)進(jìn)行焰色反應(yīng)時，由于金屬活潑則易生成氧化物，此時既有物理變化又有化學(xué)變化).

　　(4)焰色反應(yīng)實驗的注意事項

　　a.火焰最好是無色的或淺色的，以免干擾觀察離子的焰色.

　　b.每次實驗前要將鉑絲在鹽酸中洗凈并在燈焰上灼燒至火焰無色(在酒精燈焰上燒至不改變焰色)。

　　c.觀察K+的焰色應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃片，以濾去對紫色光有遮蓋作用的黃光，避免雜質(zhì)Na+所造成的干擾.

　　6.堿金屬的實驗室保存方法

　　堿金屬都是活潑金屬，極易與空氣中的水、氧氣等反應(yīng)，保存時應(yīng)隔絕空氣和水.金屬鈉、鉀、銣、銫保存在干燥的煤油或液體石蠟中，而金屬鋰的密度比煤油的密度小，只能保存于液體石蠟中.

　　7.堿金屬元素單質(zhì)及化合物的特性

　　(1)一般而言，在金屬活動性順序中前面的金屬能把后面的金屬從其鹽溶液中置換出來.但這一結(jié)論不適宜于活潑金屬(K、Ca、Na等).

　　如將金屬K投入飽和NaCl溶液中，則不會發(fā)生反應(yīng)：

　　K+NaCl=KCl+Na(該反應(yīng)在溶液中不能發(fā)生)

　　此時，由于2K+2H2O=2KOH+H2↑，H2O減少，如果溫度不變，會有NaCl晶體析出.

　　(2)一般合金為固態(tài)，而Na—K合金在常溫時為液態(tài).

　　(3)一般酸式鹽的溶解度大于正鹽，而NaHCO3的溶解度小于Na2CO3.

　　(4)鉀的化合物可作肥料，但鉀的氧化物和KOH除外.

　　(5)堿金屬元素隨原子序數(shù)的增大，其單質(zhì)的密度一般也增大，但鉀的密度卻反常，Na為0.97g/cm3，而K為0.86g/cm3.

　　(6)由于堿金屬都很活潑，在常溫下就容易跟空氣中的O2、水等反應(yīng)，所以堿金屬單質(zhì)通常保存在煤油中.但鋰的密度為0.534g/cm3，比煤油的密度(0.8g/cm3)小，所以不能把鋰保存在煤油中，常把鋰封存在固體石蠟中.