03 碱金属与卤族元素

碱金属元素

碱金属单质主要物理性质

1. 颜色和硬度：除铯略带金色光泽外，其余都呈现银白色；硬度都较小
2. 熔点与沸点：由上到下，熔沸点依次降低
3. 密度：

$Li<\underset{―}{K<Na}<Rb<Cs$

TIP

$Li$ 的密度是所有金属中最小的。

且注意这些碱金属在比较密度时，$K,Na$ 的顺序是调换的。

且 $\rho (Li)<\rho (\mathrm{煤}\mathrm{油})<\rho (K)<\rho (Na)<\rho (\mathrm{水})$，所以会有浮游熔响红现象、钠保存在煤油里。

TIP

钫是放射性元素，自然界中不存在，所以不讨论它。

碱金属主要化学性质

TIP

$4\mathrm{Li}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{\Delta }}{=}2\mathrm{Li}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$2\mathrm{Na}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{\Delta }}{=}\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$（淡黄色）

$\mathrm{K}⟶\mathrm{KO}{\phantom{A}}_2$（超氧化钾）

TIP

碱性：$LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH$

卤族元素的原子结构

卤素单质及其溶液的颜色

	$F_2$	$C{l}_2$	$B{r}_2$	$I_2$
单质颜色	浅黄绿色	黄绿色	红棕色	紫黑色
标况下状态	气体	气体	液体	固体
水溶液的颜色（越来越黄）		浅黄绿色	橙色	黄色
越银离子形成的沉淀（越来越黄）		AgCl 白色	AgBr 浅黄色	AgI 黄色
在有机溶剂（CCl_4/苯溶液）中的颜色		浅黄绿色	橙红色	紫红色

• 如果溴溶解在苯、$CC{l}_4$ 有机溶剂里，那它都是橙色。至于橙黄、橙红，都是形容词，受浓度影响。

卤族单质与氢气的反应

TIP

为什么 $F_2$ 很活泼，但和 $H_2$ 反应生成的 $HF$ 却很稳定呢？

就像两个非常相爱的人，结婚在一起后也十分稳定。

卤族单质间的置换反应

TIP

方程式：

$\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{Br}{\phantom{A}}^{-}\stackrel{}{=}2\mathrm{Cl}{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{Br}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{I}{\phantom{A}}^{-}\stackrel{}{=}2\mathrm{Cl}{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{I}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{Br}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{I}{\phantom{A}}^{-}\stackrel{}{=}2\mathrm{Br}{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{I}{\phantom{A}}_2$

卤素单质氧化性强弱顺序：$C{l}_2>B{r}_2>I_2$

不讨论 $F_2$

因为 $F_2$ 含有剧毒，且全球能制备并持续保存 $F_2$ 的实验室不超过 10 家。

TIP

$CC{l}_4$ 在这里作为溶剂使用。