MindMap Gallery アルカリ金属およびアルカリ土類金属
主に金属元素、酸化物、アルカリ金属、アルカリ土類金属などのマインドマップ。 塩など困っている友達は急いで集めてください!
Edited at 2024-03-11 17:39:32アルカリ金属およびアルカリ土類金属
12.1 金属単体
12.1.1 物理的性質
1. アルカリ金属: 銀白色の金属光沢を持っています (バリウムは銀色です)。それらは、低い融点を持っています (リチウムを除くすべての温度は 100°C 未満です)。融点が高く、硬度が低く、密度が低い。 2. アルカリ土類金属:融点、沸点、硬度、密度がアルカリ金属よりもはるかに高い。
12.1.2 化学的性質
1. アルカリ金属およびアルカリ土類金属は非常に活性な金属元素であり、同じ族には Li から C および Be から Ba までの範囲があります。 レアメタルの調製や 金属の活性は順番に増加します。 アルカリ金属およびアルカリ土類金属は還元性が高く、ほとんどの化合物ではカチオンの形で存在します。特殊な条件下では、陰イオンも形成される可能性があります リチウム以外のアルカリ金属は水と非常に激しく反応します。これらのアルカリ金属の融点は非常に低く、水との反応によって放出される熱により金属は液体状態になります。 これらのアルカリ金属水酸化物の溶解度は非常に高いです。 2. 火炎反応 リチウムは暗赤色、ナトリウムは黄色、カリウムは紫、ルビジウムは紫、セシウムは青色、カルシウムはオレンジがかった赤色、ストロンチウムはマゼンタ、バリウムは緑色です。
12.1.3 金属要素の準備
1. 溶融塩電解法
2. 熱低減法
12.2 酸化物の含有
12.2.1 酸化物
1. 一般的な酸化物
1. 空気中で燃焼するリチウムの主生成物である Li,0 を除いて、空気中で燃焼する他のアルカリ金属の主生成物は通常の酸化物 M20 ではありません。これらのアルカリ金属の一般的な酸化物は、酸素含有量が不十分な空気中で生成する可能性がありますが、条件の制御が難しく、より純粋な製品を製造するのは困難です。リチウム以外のアルカリ金属の通常の酸化物は、アルカリ金属元素の過酸化物、硝酸塩、亜硝酸塩またはアジ化物を真空中で還元することによって調製できます。 2. アルカリ土類金属の通常の酸化物は、炭酸塩を還元することによって調製できます。水酸化物、硝酸塩または硫酸塩。 3. 通常のアルカリ金属酸化物の色は、一般に Li0 から Cs20 に向かって徐々に濃くなります。Li20 は白色、Na,0 は白色、K,0 は灰色、Rb,0 は黄褐色、Cs,0 は黄オレンジ色です。 。一般的なアルカリ土類金属の酸化物は白色です。 4. 一般的な酸化物の熱安定性の一般的な傾向は、同じ族が上から下に向かって減少し、融点もこの順に減少することです。
2.過酸化物
1. アルカリ金属およびアルカリ土類金属元素のうち、ベリリウムを除く他の元素は過酸化物を形成する可能性があります。 2. 過酸化物は粉末状の固体であり、水分を吸収しやすいです。水または希酸と反応して過酸化水素を生成します。 3. 過酸化物は酸化剤、酸素発生剤、漂白剤として使用できます。 4. 過酸化物は CO と反応して酸素を放出します。 5. 過酸化物は強い酸化特性を持っています。 6. 過酸化物には還元特性もあります。強力な酸化剤に遭遇すると、還元特性を示します。
3. スーパーオキシドとオゾニド
1. スーパーオキシドには、0 より電子が 1 つ多いスーパーオキシド イオン 02 が含まれています。2 つの酸素原子間に形成される σ 結合に加えて、結合次数 1.5 の 3 電子 π 結合もあります。スーパーオキシド イオンは電子が 1 つであるため、常磁性を持ちます。 2. アルカリ金属超酸化物の融点は、同じ族内では上から下に向かって増加します。 3. スーパーオキシドは強力な酸化剤であり、水または他のプロトン性溶媒と激しく反応して酸素と過酸化水素を生成します。 5. スーパーオキシドは、酸素と反応すると酸化物と酸素に分解します。 したがって、スーパーオキシドの重要な用途は酸素源としてです。
12.2.2 水酸化物
1.水酸化物
1. アルカリ金属およびアルカリ土類金属のオキシ塩化物はすべて白色固体です。Be(OH) は両性水酸化物であり、その他の水酸化物はアルカリ性です。 2. アルカリ金属水酸化物は水に溶けやすく、水に溶けると空気中の水分を吸収しやすくなります。溶解度がわずかに低い水酸化リチウムを除いて、他のアルカリ金属水酸化物は室温で非常に濃縮された溶液を形成することができます。 3. アルカリ土類金属水酸化物の水への溶解度は非常に小さく、同じ族内では上から下に向かって溶解度が増加します。 Be(OH)₂ と Mg(OH): は水に溶けにくく、他のアルカリ土類金属水酸化物の溶解度も小さいです。
2.水酸化ナトリウム
12.3 塩
12.3.1 塩の溶解
1.アルカリ金属塩
1. リチウムを除くアルカリ金属塩はイオン性化合物であり、そのほとんどは水に容易に溶解します。 リチウムの強酸塩は水に容易に溶解しますが、リチウムの弱酸塩の中には水への溶解度が低いものもあります。 他のアルカリ金属には、不溶性の塩が少なく、溶解性の低い塩が存在します。
2.アルカリ土類金属塩
1. アルカリ土類金属塩は大部分がイオン性化合物です。アルカリ土類金属と -1 価の陰イオン (F を除く) によって形成される塩は、一般に水に溶けやすいです。 アルカリ土類金属と高い負電荷を有する陰イオンによって形成される塩の溶解度は一般に小さい。
12.3.2 結晶水和と塩の複塩
1. カチオン電荷数が高くなるほど、半径が小さくなり、水分子への引力が大きくなり、結晶性水和塩を形成する傾向が大きくなります。 アルカリ金属塩の中でハロゲン化物は一般に結晶水を持たず、硝酸リチウムのみが結晶水を持ちます。他の硝酸塩には結晶水がありません。 アルカリ土類金属塩は結晶水をもたらしやすい傾向があります。 リチウムに加えて、アルカリ金属およびアルカリ土類金属イオンは一連の複塩を形成することがあり、複塩の溶解度は一般に単塩の溶解度よりも小さくなります。
12.3.3 オキソ酸塩の熱安定性
1. カチオン電荷数が高くなるほど、半径が小さくなり、分極能力が強くなり、酸素酸塩が不安定になり、分解温度が低くなります。したがって、アルカリ金属オキソ酸塩の熱安定性は、一般にアルカリ土類金属オキソ酸塩よりも高い。
12.3.4 重要な塩の紹介
1.ハロゲン化物
1. アルカリ金属およびアルカリ土類金属のハロゲン化物の中で最も重要なものは、NaCl、MgCl2、CaCl2 です。 2. NaCl は、食品加工、石油産業、繊維産業などでも広く使用されています。道路雪として使用される NaCl の量。溶解剤もかなり多めです。 3. MgCl2 の水溶液は一般にブラインとして知られており、タンパク質を凝固させることができるため、大豆製品の加工に使用されます。 MgCl2 は重要な化学原料であり、有機合成化学で広く使用されています。 MgCl2溶液は凝固点が低いため、融雪剤としてよく使用されます。
2.炭酸塩
1. NaCl は食品加工、石油産業、繊維産業などでも広く使用されています。道路融雪剤として使用される NaCl の量も非常に多いです。 2. アルカリ法及び複合アルカリ製造法。 アンモニア・アルカリ法は、1862年にベルギーのソルブニーによって提案され、ソルブニー・アルカリ製造法としても知られています。複合アルカリ製造法は、1942 年に中国人科学者侯徳邦によって発明されました。 3. 一般に重曹として知られる重炭酸ナトリウム (NaHCO) は、食品業界で広く使用されています。 4. NaHCO は重要な化学原料であり、加熱すると容易に脱水されて Na2CO に変換され、コーティングの製造に添加剤として使用されます。自然界の石灰石の化学組成は CaCO であり、その高温分解生成物である CaO と CO は重要な化学原料です。
3. 硫酸塩
4. 硝酸塩とハロゲン酸化物
12.3.5 リチウムの特殊な特性
1. 酸素中での燃焼生成物
酸素中でのリチウムとマグネシウムの燃焼の主な生成物は通常の酸化物です
2.化合物の溶解性
水酸化リチウムおよび水酸化マグネシウム、LiOH および Mg(OH) の溶解度は非常に小さいですが、他のアルカリ金属水酸化物は水に容易に溶解します。 リチウムとマグネシウムのフッ化物、炭酸塩、リン酸塩はすべて不溶性の塩ですが、他のアルカリ金属のフッ化物、炭酸塩、リン酸塩は水に容易に溶けます。例えば、フッ化ナトリウムの溶解度はフッ化リチウムの約10倍であり、リン酸ナトリウムの溶解度はリン酸リチウムの約200倍である。
3. 硝酸塩の熱分解
硝酸リチウムおよび硝酸マグネシウムの熱分解生成物は、通常の金属酸化物、二酸化窒素および酸素であるが、他のアルカリ金属硝酸塩の熱分解生成物は亜硝酸塩および酸素である。
4. 窒素との反応
金属リチウムとマグネシウムはどちらも窒素と直接反応して窒化物を形成できますが、他のアルカリ金属は反応できません。