无机化学课程(96学时)(支撑毕业要求3、6、7)课程目标:课程目标1.在高中化学知识基础上,通过学习化学基础理论、基本知识,掌握化学反应的一般规律和基本化学计算方法,获得分析问题、解决问题的能力。课程目标2.以辩证唯物主义为指导,阐明无机化学的基本原理,揭示无机化学中的对立统一规律、主要矛盾与次要矛盾、量变引起质变等规律,引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观。在教学过程中,充分调动学生学习的参与度和主动性,引导学生科学思维,培养学生积极的思辨能力。课程目标3.在学习实践中学生能够主动进行反思,并能在反思中改进学习方法、提高学习效果。逐渐完成从中学到大学在学习方式上的过渡,同时学生在听课、查阅参考书、自学等方面都有一个突跃。第12章碱金属和碱土金属【学习目标与要求】1、学习目标(1)价值目标:树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想,树立爱国主义情怀。【课程目标2】(2)知识目标:掌握碱金属元素性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。了解焰色反应的操作及应用。【课程目标1】【课程目标2】(3)能力目标:通过对碱金属、碱土金属元素及化合物结构、性质的对比,培养学生比较、分析、归纳问题的能力。【课程目标1】【课程目标3】2、学习要求掌握碱金属和碱土金属的单质的活泼性及其化学反应,碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物的制备和性质。了解碱金属和碱土金属的离子特征、盐的溶解性。【课程目标1】【课程目标2】【教学重点与难点】1、教学重点1)碱金属和碱土金属单质的活泼性,碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物的制备和性质,碱金属和碱土金属的盐类。2)超氧化物,过氧化物,离子型盐类的溶解性
无机化学课程(96学时) (支撑毕业要求 3、6、7) 课程目标: 课程目标 1. 在高中化学知识基础上,通过学习化学基础理论、基本知识, 掌握化学反应的一般规律和基本化学计算方法,获得分析问题、解决问题的能力。 课程目标 2. 以辩证唯物主义为指导,阐明无机化学的基本原理,揭示无机 化学中的对立统一规律、主要矛盾与次要矛盾、量变引起质变等规律,引导学生 树立正确的世界观、人生观、价值观。在教学过程中,充分调动学生学习的参与 度和主动性,引导学生科学思维,培养学生积极的思辨能力。 课程目标 3. 在学习实践中学生能够主动进行反思,并能在反思中改进学习 方法、提高学习效果。逐渐完成从中学到大学在学习方式上的过渡,同时学生在 听课、查阅参考书、自学等方面都有一个突跃。 第 12 章 碱金属和碱土金属 【学习目标与要求】 1、学习目标 (1)价值目标:树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主 义思想,树立爱国主义情怀。【课程目标2】 (2)知识目标:掌握碱金属元素性质的异同,能够用原子结构的初步知识 来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。了解焰 色反应的操作及应用。【课程目标1】【课程目标2】 (3)能力目标:通过对碱金属、碱土金属元素及化合物结构、性质的对比, 培养学生比较、分析、归纳问题的能力。【课程目标1】【课程目标3】 2、学习要求 掌握碱金属和碱土金属的单质的活泼性及其化学反应,碱金属和碱土金属 的氧化物和氢氧化物的制备和性质。了解碱金属和碱土金属的离子特征、盐的 溶解性。【课程目标 1】【课程目标 2】 【教学重点与难点】 1、教学重点 1) 碱金属和碱土金属单质的活泼性,碱金属和碱土金属的氧化物和氢 氧化物的制备和性质,碱金属和碱土金属的盐类。 2) 超氧化物,过氧化物,离子型盐类的溶解性
【课程目标1】【课程目标2】【课程目标3】2、教学难点碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物的制备和性质【课程目标1】【课程目标2】【教学方法】1)通过多媒体课件与传统讲授法相结合,阐释碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物的制备和性质。2)通过小组讨论,引导学生区分碱金属和碱土金属的相似性和不同点。【课程目标1】【课程目标2】【课程目标3】【教学手段】多媒体、雨课堂。【课程目标2】【教学过程】教案首页学时安排授课内容授课对象第17章碱金属和碱土金属科学教育6学时掌握碱金属和碱土金属的单质的活泼性及其化学反应,碱金属和碱教学目的土金属的氧化物和氢氧化物的制备和性质。2.了解碱金属和碱土金属的离子特征、盐的溶解性。碱金属和碱王金属单质的活泼性,碱金属和碱金属的氧化物和氢氧化教学重点物的制备和性质,碱金属和碱土金属的盐类教学难点超氧化物,过氧化物,离子型盐类的溶解性作业《无机化学》北京师范大学等校合编(高教,第四版)参考书《无机化学》宋天佑等(高教)
【课程目标1】【课程目标2】【课程目标3】 2、教学难点 碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物的制备和性质 【课程目标1】【课程目标2】 【教学方法】 1) 通过多媒体课件与传统讲授法相结合,阐释碱金属和碱土金属的氧化物 和氢氧化物的制备和性质。 2) 通过小组讨论,引导学生区分碱金属和碱土金属的相似性和不同点。 【课程目标 1】【课程目标 2】【课程目标 3】 【教学手段】多媒体、雨课堂。【课程目标 2】 【教学过程】 教案首页 第 17 章 授课内容 授课对象 学时安排 碱金属和碱土金属 科学教育 6 学时 教学目的 1. 掌握 碱金属和碱土金属的单质的活泼性及其化学反应,碱金属和碱 土金属的氧化物和氢氧化物的制备和性质。 2. 了解碱金属和碱土金属的离子特征、盐的溶解性。 教学重点 碱金属和碱土金属单质的活泼性,碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化 物的制备和性质 , 碱金属和碱土金属的盐类 教学难点 超氧化物,过氧化物 ,离子型盐类的溶解性 作 业 参考书 《无机化学》北京师范大学等校合编(高教,第四版) 《无机化学》宋天佑等(高教)
备注采用课堂讲授与学生讨论相结合的方法教学内容:Chapter12碱金属碱土金属812-1碱金属和碱土金属的通性1.电子层构型:ns',ns2它们的次外层均属8电子稀有气体型(除Li外)的稳定结构。2.原子半径:由于每一周期是从碱金属开始建立一个新的电子层,因此都有较大的原子半径。3.电离能:①碱金属:由于内层具有稀有气体的稳定电子层构型,对荷电荷的屏蔽作用较高,所以碱金属的第一电离能在同一周期中为最低,使碱金属原子很容易失去一个电子呈+1氧化态,因此碱金属是活泼性很高的金属。而第二电离能很大,不会表现出其它氧化态。②碱土金属:比相邻的碱金属多了一个核电荷,因而原子核对最外层的两个s电子的作用增强了,使碱土金属的原子半径较同周期碱金属为小,所以要失去一个电子比相应的碱金属难,活泼性弱于碱金属。碱土金属的第二电离能约为第一电离能的二倍。Mg:I738KJ/molI21451KJ/mol在反应中似乎不可能失去第二个电子,但当它们和其他元素作用时,从第一个电子化合所释放的能量,足以使第二个电子随后也参与反应而形成氧化数为+2价的化合物。而第三电离能:7733KJ/mol太大4.化合时价键特征:以离子键结合为特征,但在某些情况下仍显一定程度的共价性,其中Li和Be,由于具有较小的原子半径,电离能高于同族其它元素,形成共价键的倾向比较显著,常表现出与同族元素不同的化学性质
备 注 采用课堂讲授与学生讨论相结合的方法 教学内容: Chapter 12 碱金属 碱土金属 §12-1 碱金属和碱土金属的通性 1.电子层构型: , 它们的次外层均属 8 电子稀有气体型(除 Li 外)的稳定结构。 2.原子半径: 由于每一周期是从碱金属开始建立一个新的电子层,因此都有较大的原子半径。 3.电离能: ○1 碱金属:由于内层具有稀有气体的稳定电子层构型,对荷电荷的屏蔽作用较高, 所以碱金属的第一电离能在同一周期中为最低,使碱金属原子很容易失去一个电子呈+1 氧 化态,因此碱金属是活泼性很高的金属。而第二电离能很大,不会表现出其它氧化态。 ○2 碱土金属:比相邻的碱金属多了一个核电荷,因而原子核对最外层的两个 s 电子的 作用增强了,使碱土金属的原子半径较同周期碱金属为小,所以要失去一个电子比相应的 碱金属难,活泼性弱于碱金属。 碱土金属的第二电离能约为第一电离能的二倍。 Mg: 738KJ/mol 1451KJ/mol 在反应中似乎不可能失去第二个电子,但当它们和其他元素作用时,从第一个电子化 合所释放的能量,足以使第二个电子随后也参与反应而形成氧化数为+2 价的化合物。 而第三电离能: 7733KJ/mol 太大 4.化合时价键特征: 以离子键结合为特征,但在某些情况下仍显一定程度的共价性,其中 Li 和 Be,由 于具有较小的原子半径,电离能高于同族其它元素,形成共价键的倾向比较显著,常表现 出与同族元素不同的化学性质。 1 ns 2 ns 1 I 2 I
5.物理、化学性质的变化规律:自上而下,下列性质基本上依次减小或减弱:①金属的熔点,沸点和升华热:Li最轻、Cs最软②电离能和电负性③水合热④一切盐类的晶格能③M,分子中共价键的强度812-2单质一、物理性质和化学性质1、物理性质:自学2、化学性质:(1)与H2O的反应:除了Be和Mg由于表面形成致密的氧化物保护膜,因而对水稳定外,碱金属和Ca、Sr、Ba都容易同水反应。虽然这两族金属标准电极电势很负,都处于水的稳定区以下,在水溶液中迅速同水反应释放出H2,所以,不能用来还原水溶液中的其它物质。它们的强还原性在干态和有机反应中得到广泛应用。TiC, +4NaTi+4NaCI(2)液氨溶液:碱金属、碱土金属均溶于液氨中,生成具有导电性的蓝色溶液。M(s) +(x+y)NH,=M(NH,) +e(NH,),氮合电子(电流载体的主体)导电性与液体金属相似。将氨从溶液中蒸发掉,可重新收回金属,这样,浓的金属氨溶液为有机和无机提供了一种理想的均相还原剂一一实现了在水中无法实现的均相氧化还原反应。(3)焰色反应:Ca-橙红Sr一洋红Ba-绿色把它们的硝酸盐或氯酸盐配以镁粉,松香,火药之类又可做各色焰火。二、一般制备方法:
5.物理、化学性质的变化规律: 自上而下,下列性质基本上依次减小或减弱: ○1 金属的熔点,沸点和升华热:Li 最轻、Cs 最软 ○2 电离能和电负性 ○3 水合热 ○4 一切盐类的晶格能 ○5 分子中共价键的强度 §12-2 单质 一、物理性质和化学性质 1、物理性质:自学 2、化学性质: (1)与 H2O 的反应: 除了 Be 和 Mg 由于表面形成致密的氧化物保护膜,因而对水稳定外,碱金属和 Ca、 Sr、Ba 都容易同水反应。虽然这两族金属标准电极电势很负,都处于水的稳定区以下,在 水溶液中迅速同水反应释放出 H2,所以,不能用来还原水溶液中的其它物质。它们的强还 原性在干态和有机反应中得到广泛应用。 (2)液氨溶液: 碱金属、碱土金属均溶于液氨中,生成具有导电性的蓝色溶液。 导电性与液体金属相似。 将氨从溶液中蒸发掉,可重新收回金属,这样,浓的金属氨溶液为有机和无机提供了一 种理想的均相还原剂——实现了在水中无法实现的均相氧化还原反应。 (3)焰色反应: Ca—橙红 Sr—洋红 Ba—绿色 把它们的硝酸盐或氯酸盐配以镁粉,松香,火药之类又可做各色焰火。 二、一般制备方法: M2 4 TiCl Na Ti NaCl + + 4 4 氨合电子(电流载体的主体) ( ) ( ) ( ) ( ) 3 3 3 + − s + + = x + NH y M x y NH M NH e
熔融盐电解法金属置换法热还原性热分解法1、熔融盐电解法:从理论上讲,电解任何熔融的碱金属和碱土金属盐类都可以制得单质,但为了防止金属在高温下挥发和节约能源,一般采用熔点较低的氯化物为原料,并加入些助熔剂使电解质的熔点进一步降低。NaCI中加入一些CaCl(熔点降低,防止Na挥发,减小Na的分散性,因为混合物密度大,Na可以浮在上面)。2、氧化物的热还原:MgO() +C(s) = CO(g) + Mg(g)Ho=641.5KJ/molAS@=0.3138KJ/mol△GQ=547.7KJ/mol >0高温下:T=2100K时AG=△H-TS=641.5-2100x0.3138=—17.48<03、金属置换法:KCI+ Na-→ NaCI+ K 个2CsA10,+Mg→MgAl,04+2Cs4、热分解法:碱金属的亚铁氰化物,氰化物,和叠氮化合物加热分解成金属4KCN→>4K+4C+2N2MN,A→2M+3N2M:Na、K、Rb、Cs(重金属的叠氮化物易容易爆炸)$ 12-3碱金属和碱土金属的化合物一、M*、M2+离子特征:1、大多数是离子型化合物。2、离子很容易和水分子结合形成水合离子M(ag)、M(a)
1、熔融盐电解法: 从理论上讲,电解任何熔融的碱金属和碱土金属盐类都可以制得单质,但为了防止金 属在高温下挥发和节约能源,一般采用熔点较低的氯化物为原料,并加入些助熔剂使电解质 的熔点进一步降低。 NaCl 中加入一些 CaCl2(熔点降低,防止 Na 挥发,减小 Na 的分散性,因为混合物密 度大,Na 可以浮在上面)。 2、氧化物的热还原: △Hθ= 641.5KJ/mol △S θ= 0.3138KJ/mol △G θ = 547.7KJ/mol > 0 高温下: T = 2100K 时 △G = △H - T△S = 641.5-2100×0.3138 = -17.48<0 3、金属置换法: 4、热分解法: 碱金属的亚铁氰化物,氰化物,和叠氮化合物加热分解成金属。 M:Na、K、Rb、Cs (重金属的叠氮化物易容易爆炸) §12-3 碱金属和碱土金属的化合物 一、 、 离子特征: 1、大多数是离子型化合物。 2、离子很容易和水分子结合形成水合离子 、 。 热还原性 熔融盐电解法 热分解法 金属置换法 MgO(s) + C(s) = CO(g ) + Mg( g ) KCl + Na → NaCl + K 2CsAlO Mg MgAl O 2Cs 2 + → 2 4 + 2 4 4 4 2 KCN K C N ⎯⎯→ + + 2MN3 ⎯→ 2M + 3N2 + M 2+ M + M(aq) 2+ M(aq)