金属元素的物理性质总结

导读：　金属元素的物理性质总结(共4篇)...

本文是中国招生考试网（www.chinazhaokao.com）成考报名频道为大家整理的《金属元素的物理性质总结》，供大家学习参考。

金属元素的物理性质总结(一)
金属及其化合物性质总结

金属及其化合物性质总结

问题举例：

① 金属都有光泽吗？铁块上的灰色是光泽吗？ 答：金属都有光泽，铁块上的灰色是氧化膜

② 观察铁粉为什么看不见银白色光泽？

答：铁粉：尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体，表面积小，形状复杂，会对光进行吸收或漫反射，导致有很少的光进入我们眼睛。任何固体颗粒直径小到一定量，颜色都是黑色的

③ 哪些金属在自然界中以游离态存在？实验室有单质金属钠，可以说钠在自然界以游离态存在吗？

答：极少数金属以单质（游离态）存在，如金、银、铂等。大多数以化合物形式存在。钠的化学性质活泼，极易与空气中的氧气发生化学反应。 实验室的钠都需要密封保存，同时不与水接触

④ 为什么有的金属只有一种化合价，而有的金属有多种化合价？

答：这与金属的价电子构型有关。在化学反应中，有的金属只能失去最外层电子，有的还能失去次外层和倒数第三层的部分电子。一般过渡金属会有多种价态。

⑤ 铁有银白色光泽，为什么铁又称为黑色金属？

答：它们或它们的合金的表面常有呈灰黑色的氧化物，所以称这类金属为黑色金属。通常情况下铁中含杂质碳等元素而呈黑色

⑥ 铝的导电性比铜的差，为什么电力工业上常用铝做导线？

答：铝也属于良导体，在地球表面储量丰富，现在受到铜价上涨的因素，施工起来也非常快捷，原因是铝重量轻。

金属通性

1. 金属元素在周期表的位置和原子结构特点

（1）金属元素在周期表中的位置：金属共80多种，在周期表中位于左下方,占4/5. 除零族、卤族以外，其余各族均含有金属元素，过渡元素全部由金属元素构成。

（2）原子结构特点：从外层电子排布来看,大多数金属元素原子最外电子只有1-2

个.某些金属(如Sn,Pb,Bi等)虽然有4-5个电子，但它们的电子层数较多，原子半径大，原子核对核外电子吸引力小，容易失去电子。

2. 金属分类：

黑色金属（Fe，Cr，Mn）

从颜色分

有色金属（除Fe，Cr，Mn以外的金属）

从密度分 从含量分

轻金属（密度小于 4.5g/cm如K,Ca,Be,Mg,Al重金属（密度大于 4.5g/cm3如常见金属（如Fe,Al,Cu等） 稀有金属（如锆,铌,钼等）

3

3. 金属的物理共性（固态属金属晶体）

（1）金属光泽（多数银白色，少数有色Cu、

Au：）； （2）导热、导电、延展性；【金属元素的物理性质总结】

（3）熔、沸点有高有低：最高：W；最低：Hg （4）硬度有高有低：最硬：Cr；最软：碱金属 （5）密度有大有小：最大：Os（锇）；最轻：Li

注：金属原子价电子较少，易失电子成为自由电子和金属阳离子，自由电子是金属导热性和导电性的直接原因；金属中存在着自由电子和金属阳离子之间较强的相互作用（金属键），是其具备延展性的根本原因，也是决定金属熔、沸点高低，金属的硬度的原因。此外金属的硬度还与金属原子堆积方式有关。不同金属由于原子堆积方式不同，金属键强弱不同，物理性质也各有差异。

△

2Al+3SAl2S3

（工业制Al2S3）（Al2S3易与水反应Al2S3+6H2O==2Al(OH)3 ↓+ 3H2 S↑）

3Mg+N2

△

3N2(淡黄色固体) （Mg3N2易与水反应Mg3N2+6H2O== 3Mg(OH)2↓+ 2NH3↑）

Mg+I2MgI2

镁粉和碘粉在常温下几乎不反应，但水作催化剂条件下，剧烈反应，并产生大量紫色蒸气

5、焰色反应

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，化学上叫做焰色反应。 焰色反应反映的是某些金属元素的性质。

焰色反应：Na 黄 K浅紫（透过蓝色钴玻璃观察，因为钾里面常混有钠，黄色掩盖了浅紫色） Ca 砖红色 Cu绿 Li紫红 Rb紫 Sr洋红 Ba黄绿 Co淡蓝 （镁、铝、铁、铂、镍等金属无焰色）

6、合金：

（1）定义：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属），熔合而形成的具有金属特性的物质。

水

（2）形成条件：组成物质：≥2种（至少一种是金属）

形成：熔合（融化后的混合，达到原子状态的混合）

（3）物理性质： ①是混合物 ②仍具金属通性

③合金熔点低于各组分熔点（如生铁熔点低于纯铁；钠钾呈液态） ④合金硬度一般高于各组分硬度。如Mg、Al合金（保险丝很软）

（4）常见合金：①生铁和钢：含适量C的Fe；

②Mg、Al合金：机械强度大，密度小 ； ③硬铝：Al、Cu、Mg、Mn、Si。

金属化合物通性 1、金属氧化物

大多数金属氧化物不溶于水，金属氧化物分为四类： 酸性氧化物:Mn2O7、 CrO3

碱性氧化物: Na2O、K2O、CaO、 BaO、CuO、MgO、FeO、Fe2O3 两性氧化物Al2O3、Zn O、 BeO、Cr2O3、MnO2 其它类型Na2O2、KO2、Fe3O4 、Pb3O4

注：

酸性氧化物：凡是能跟碱起反应，生成盐和水的氧化物。酸性氧化物也被称为含氧酸酐 酸酐：某酸脱去一分子水或几分子水，所剩下的部分称为该酸的酸酐 碱性氧化物：能跟酸起反应，生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物。（应要注意，SiO2是酸性氧化物，SiO2可以与HF反应是SiO2的特性，与它是碱性氧化物或酸性氧化物无关！）

盐中铁元素价态不同。

2、金属氢氧化物

（1）碱金属元素氧化物对应的水化物，均易溶于水且都是强碱。 碱性强弱：LiOH＜ NaOH＜ KOH ＜ RbOH＜ CsOH

(2)碱土金属（IIA族）元素氧化物对应的水化物：Mg (OH)2

为难溶性的中强碱，Ca (OH)2为微溶性的强碱，Ba (OH)2 、Sr(OH)2为易溶性的强碱 碱性强弱：Mg (OH)2＜Ca (OH)2＜Sr(OH)2＜Ba (OH)2

(3)铝及某些过渡元素形成的氧化物对应的水化物，如：Al(OH)3、 Zn(OH)2难溶于水，是两性氢氧化物。Fe(OH)3、Cu (OH)2难溶于水，是弱碱。 （4）金属氢氧化物均能与酸反应，难溶性氢氧化物受热易分解。

2Fe(OH)33、盐

Fe2O3＋3H2O

（1）溶解性：钾钠铵盐、硝酸盐，均能溶于水中间。

硫酸盐：多数可溶，难溶BaSO4 、 Pb SO4 微溶Ca SO4 、Ag2（SO4）3 碳酸盐：多数难溶，常见的有CaCO3、BaCO3 磷酸盐：磷酸二氢盐均溶于水

磷酸正盐、磷酸一氢盐，除钾钠铵盐外均不溶。 注：碳酸盐的溶解性：

难溶性碳酸盐：酸式盐＞正盐（CaCO3难溶， Ca（HCO3）2易溶于水） 易溶性碳酸盐：酸式盐＜正盐（Na2CO3比NaHCO3易溶于水）

（2）热稳定性

总体上：硝酸盐＜碳酸盐＜ 硫酸盐 K、Na的硝酸盐→亚硝酸盐+氧气

Mg到Cu的硝酸盐→金属氧化物+二氧化氮+氧气

金属元素的物理性质总结(二)
金属的物理性质和化学性质

第5章 金属的冶炼与利用

第1节 金属的性质和利用（共2课时）

第一课时 金属的物理性质和化学性质

备课教师：韦延贵

教学目标：

知识与技能：

1．了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；

2．知道常见的金属与氧气、酸溶液的反应。

过程与方法：通过对金属性质的实验探究，学习利用实验认识物质的性质和变化的方法。 情感态度价值观：让学生初步形成物质的性质决定物质用途的观念。

教学重点：金属的化学性质与用途

教学难点：①铁的化学性质实验探究方案的设计；

②通过和已有化学知识的联系、比较、理解并得出结论“铁的化学性质比较活泼”。 教学方法：

启发式、探究式、引导式、讲解式等。

教学过程：

一、新课导入

引入：你知道生活中哪些金属？

我知道的

金属名称：

元素符号：

我见过的

金属名称：

元素符号：

二、讲授新课

（一）探究金属的物理性质及其用途

1．金属光泽：

（1）金属都具有一定的金属光泽，一般都呈银白色，而少量金属呈现特殊的颜色，如：金（Au）是黄色、铜（Cu）是红色或紫红色、铅（Pb）是灰蓝色、锌（Zn）是青白色等；

（2）有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色，如铁（Fe）和银（Ag）在通常情况下呈银白色，但是粉末状的银粉或铁粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。

（3）典型用途：利用铜的光泽，制作铜镜；黄金饰品的光泽也是选择的因素。

2．金属的导电性和导热性：

（1）金属一般都是电和热的良好导体。其中导电性的强弱次序：银（Ag）>铜（Cu）>铝（Al）

（2）主要用途：用作输电线，炊具等

3．金属的延展性：

（1）大多数的金属有延性（抽丝）及展性（压薄片），其中金（Au）的延展性最好；也有少数金属的延展性很差，如锰（Mn）、锌（Zn）等；

（2）典型用途：金属可以被扎制成各种不同的形状，金属金打成金箔贴在器物上

4．金属的密度：

（1）大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如钠（Na）、钾（K）等能浮在水面上；密度最大的金属──锇，密度最小的金属──锂

（2）典型用途：利用金属铝（Al）比较轻，工业上用来制造飞机等航天器

5．金属的硬度：

（1）有些金属比较硬，而有些金属比较质软，如铁（Fe）、铝（Al）、镁（Mg）等都比较质软；硬度最高的金属是铬（Cr）；

（2）典型用途：利用金属的硬度大，制造刀具，钢盔等。

6．金属的熔点：

（1）有的金属熔点比较高，有的金属熔点比较低，熔点最低的金属是汞（Hg）；熔点最高的金属是钨（W）；

（2）典型用途：利用金属锡（Sn）的熔点比较低，用来焊接金属

（二）常见金属的化学性质的探究

【复习提问】写出铁跟氧气、盐酸和硫酸铜溶液反应的化学方程式。

1．金属与氧气反应

大多数金属在一定条件下，都能与氧气发生反应，生成对应的金属氧化物，也有少数金属很难与氧气发生化合反应。如：“真金不怕火炼”，就是指黄金很难与氧气反应。

（1）金属镁与氧气发生反应

实验现象：在空气中点燃镁带后，镁带剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出白烟，生成一种白色固体。

化学方程式：2Mg+O2点燃===2MgO

注意事项：在做点燃实验之前，应先用砂纸将其打磨。

相关问题：某同学在做镁带燃烧实验过程中，反应前称得固体的质量为m1，完全燃烧后，称得剩余的固体残留物的质量为m2，发现m1>m2，难道这个反应不符合质量守恒定律？请你帮这位同学分析一下可能的原因。

分析：根据质量守恒定律，参加反应的镁带质量与氧气的质量总和等于生成物氧化镁的质量，即反应后的固体剩余物应该大于反应物的质量。由于在这个实验中，会产生白烟，而此白烟就是氧化镁粉末，容易扩散到空气中，这部分的质量就散失了。因此就使反应后固体剩余物的质量就减少了。另外，还有一种可能性，就是在称量中，存在错误操作，如砝码与被称物放反等情况。

（2）金属铁与氧气发生反应

反应现象：金属铁在空气中是不能被点燃的，在纯氧中，被引燃后能够剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色的固体。

化学方程式：3Fe+2O2点燃===Fe3O4

注意事项：

①反应前在集气瓶中留有少量的水或沙，以防高温生成物溅落瓶底，使瓶底破裂。 ②将铁丝绕成螺旋状，有利于聚热，同时增大与氧气的接触面

③在铁丝的一端绑上一段火柴，目的是为了预热铁丝，有利于铁丝达到着火点

有关问题：某同学在做铁丝在空气中燃烧实验中，没有发现有火星四射的现象。请你帮助他一起来分析一下可能存在的问题。

分析：在实验中没有看到火星四射的现象，就说明没有真正的燃烧起来。因此我们应该从燃烧的三个条件开始考虑：第一，燃烧需要有可燃物。铁丝是可燃物，但是其表面容易形成一层氧化物，这样的话，就有可能导致实验失败，所以，我们认为有可能在实验前，该同学可能没有充分的打磨铁丝去除氧化膜；第二，燃烧需要有充足的氧气。我们知道，在做铁丝燃烧实验中，对氧气的浓度要求是比较高的，如果达不到某某浓度，铁丝就不能燃烧起来，因此，可能是氧气的浓度不够高；第三，燃烧时需要温度要达到该物质的着火点以上。可能火柴预热的温度不够，没有使之达到铁丝燃烧的着火点。

（3）金属铝与氧气发生反应

反应现象：在空气中，铝条不能被点燃，在酒精灯上加热后，失去金属光泽；若改成铝箔在氧气中，则能被点燃。

△2AlO 化学方程式：4Al+3O2===23

注意事项：铝表面容易与空气中的氧气发生化学反应，生成一种结构致密的氧化物，形成保护膜。因此，我们在做铝条性质实验之前，务必要将其保护膜打磨去除。

（4）金属铜与氧气发生反应

反应现象：铜不能在空气中或氧气中点燃，在酒精灯上加热后，在红色的铜表面形成一层黑色的物质。

△2CuO 化学方程式：2Cu +O2===

2．金属与水发生反应

大部分的金属不能与水发生反应，但少量金属能与水发生反应，如Na、K、Mg、Fe等。 ①在冷水中，金属钠、钾等能与水发生化学反应，如：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

②在热水中，金属镁等能与水发生化学反应，如：Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑

③在高温条件下，金属铁等能与水蒸气发生化学反应，如：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2↑

3．金属与酸发生反应

【提问】写出铁跟盐酸反应的化学方程式。

（注意强调铁跟盐酸反应后的生成物为+2价铁的化合物。）

金属活动性顺序表：

钾（K）钙（Ca）钠（Na）镁（Mg）铝（Al）锌（Zn）铁（Fe）锡（Sn）铅（Pb）[氢（H）]铜（Cu）汞（Hg）银（Ag）铂（Pt）金（Au）

（1）在金属活动性顺序表中，排在氢（H）前面的金属，能与某些酸发生置换反应生成氢气；而排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应生成氢气；

（2）排在越前面的金属就越容易与酸反应，即在相同情况下，反应速率越大。

如： Fe+2HCl==FeCl2+H2↑；

实验现象：铁丝表面出现气泡，铁丝逐渐溶解，一段时间后，无色溶液变成浅绿色溶液。 其他反应：2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑；Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑；Cu不能与稀硫酸反应

（3）置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。

（4）有关问题：

①某同学在做铝条与稀硫酸反应时，发现一个奇怪的现象：当他将一小段铝条放入试管中，

再向其中加入约5mL的稀硫酸，发现反应后并没有现象，一段时间后，铝条表面的气泡开始逐渐增多，可是再过一段时间后，铝条表面的气泡又开始逐渐减少。请你来解释出现以上现象的原因。

分析：铝在空气中就容易与氧气发生反应，生成一层结构致密的氧化物，这样的话，反应前未进行打磨，铝就很难与酸反应产生氢气；随着该氧化物与酸的反应，Al2O3+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2O，氧化膜也逐渐变薄，消失，使铝逐渐裸露出来，就能与酸发生反应产生气泡；在反应过程中，硫酸在不断消耗，稀硫酸的浓度也在不断变小，反应速率就会减少，气泡即逐渐减少。

②金属铁与浓硫酸接触后，能与其发生反应并在铁表面生成一层结构致密的氧化物，阻止反应的进一步进行，该现象称为金属的钝化。正因为具有这样的性质，我们可以利用铁桶来盛放浓硫酸。某硫酸厂中的一位工人，将一盛放过浓硫酸铁桶稍做冲洗，一段时间后，用氧炔焰来切割铁桶，突然铁桶就发生了猛烈的爆炸，请你来解释爆炸的原因。

分析：铁与浓硫酸能发生钝化，但是在冲洗的过程，对其中的浓硫酸起了一个稀释的作用，稀硫酸就能很轻易的与该氧化物及其裸露出来的金属铁发生反应，并放出氢气。铁桶是一个相对密封的容器，当用氧炔焰进行切割时，就可能发生爆炸了。

4．金属与某些盐溶液发生反应

【提问】写出铁跟硫酸铜溶液反应的化学方程式。

（注意强调铁硫酸铜溶液反应后的生成物为+2价铁的化合物。）

排在金属活动性顺序表前面的金属能与盐溶液反应，置换出排在顺序表后面的金属，如：

Fe+ CuSO4==FeSO4+Cu

实验现象：在铁丝表面出现红色物质，一段时间后，溶液由蓝色转变为浅绿色。 主要用途：古代湿法炼铜的原理“曾青得铁则化为铜”，现代湿法镀铜

又如：Cu+Hg(NO3)2==Cu(NO3)2+Hg

三、反馈练习：《贵州导学与演练》相关练习。

四、课堂小结

请学生谈谈对本节课的收获。

五、作业布置

巩固本节所学知识，完成课本P121—122“练习与实践”：1、2、3、4、10、11、12题

六、板书设计：

第一课时 金属的物理性质和化学性质

（一）金属的物理性质及其用途

（二）常见金属的化学性质【金属元素的物理性质总结】

1．金属与氧气反应

2．金属与水发生反应

3．金属与酸发生反应

4．金属与某些盐溶液发生反应

（三）置换反应

七、课后教学反思：

学生们对书写化学反应的方程式感到很困难。

金属元素的物理性质总结(三)
碱土金属元素性质总结

元素周期律 碱土金属元素性质总结

I.元素周期律

1.周期表位置 IIA族（第2纵列），在2、3、4、5、6、7周期上均有分布。元素分别为铍(Be)-4，镁(Mg)-12，钙(Ca)-20，锶(Sr)-38，钡(Ba)-56，镭(Ra)-88。 2碱土金属的氢氧化物都是苛性较强的碱（除铍外），多存在于难用化学方法分解的化合物中，所以把它们被称为为碱土金属。【金属元素的物理性质总结】

3.碱土金属在自然界均有存在且都以化合物的形式存在，前五种含量相对较多，镭为放射性元素，由居里夫妇在沥青矿中发现。由于它们的性质很活泼，一般的只能用电解方法制取。

II.物理性质

1.碱土金属单质皆为具金属光泽的银白色金属(铍为灰色)，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。常温下均为固态。 2.碱金属熔沸点均较低（但大于碱金属）。硬度略大于碱金属，莫氏硬度均小于5，质软（可用小刀切割，新切出的断面有银白色光泽，空气中迅速变暗）。.导电、导热性、延展性都较好。

3.碱金属单质的密度小（但大于碱金属），是轻金属。 随着周期的递增，卤族元素单质的物理递变性有：

1.金属光泽逐渐增强。2.熔沸点逐渐降低。3.密度逐渐增大。硬度逐渐减小。

4.碱土金属元素晶体结构随着原子序数的增大呈现出六方密堆积→面心立方堆积→体心立方堆积的结构变化 1.铍呈现灰色，属于轻稀有金属。2.铍和镁没有焰色反应。3.碱土金属熔沸点存在不规律性

碱土金属熔点不规律变化的原因：影响熔点的因素有：1.价电子2.原子半径3.金属晶格结构 对碱土金属来讲，晶格结构不很规律，Be,Mg为六方晶格（配位数为12），Ca\Sr为面心立方晶格(配位数12），Ba体心立方晶格（配位数8），因此变化存在不规律性

1.碱土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（除铍、镁），这可以用来鉴定碱土金属离子的存在。钙、锶、钡可用焰色反应鉴别。

2.电子跃迁可以解释焰色反应，一些碱土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。

III.化学性质

1.最外层均有2个电子 2.单质均为单原子分子，化学性质活泼。 3.在化学反应中易失2个电子形成离子。 4.与典型的非金属形成离子化合物（除铍外）。 1.原子半径逐渐增大，相对原子质量逐渐增大。原子核对外层电子的引力逐渐减弱。 2.电子层逐渐增多，原子序数（核电荷数、质子数、核外电子数）逐渐增大。 3.金属性性随周期数递增而增强。 1.铍的原子化学特性：

(1)原子半径和离子半径特别小(不仅小于同族的其它元素，还小于碱金属元素) (2)电负性又相对较高(不仅高于碱金属元素，也高于同族其它各元素)

结论：铍形成共价键的倾向比较显著，不像同族其它元素主要形成离子型化合物。铍常表现出不同于同族其它元素的反常性质。

铍由于原子化学特性所形成的反常性质归结于下：

(1)铍由于表面易形成致密的保护膜而不与水作用，而同族其它金属镁、钙、锶、钡均易与水反应。

(2)氢氧化铍是两性的，而同族其它元素的氢氧化物均是中强碱或强碱性的。

(3)铍盐强烈地水解生成四面体型的离子[Be(H₂O)₂]，Be-O键很强，这就削弱了O-H键，因此水合铍离子有失去质子的倾向：因此铍盐在纯水中是酸性的。而同族其它元素(镁除外)的盐均没有水解作用。

2.镭的所有同位素均具有放射性。

1.单质都有还原性（相似性）原因：最外层都有2个电子，决定了在化学反应中易失电子，从而表现出还原性，还原性自上而下增强，金属性自上而下增强 原因：碱土金属位于第二主族，越往下走电子层数依次增加，原子

核对最外层电子的束缚力越来越小，所以越容易失电子。

2.离子具有弱氧化性。

3. 与其他元素化合时，一般生成离子型的化合物。但Be和Mg离子具有较小的离子半径，在一定程度上容易形成共价键的化合物。 普通氧化物

碱土金属在室温或加热时与氧化合，主要生成普通氧化物MO: 反应通式：2M+O2=2MO

但实际生产中常由它们的碳酸盐、硝酸盐或氢氧化物等加热分解来制备。例如 反应通式：MCO3=MO+CO2↑

氧化物的性质：碱土金属的氧化物均是难溶于水的白色粉末。除BeO为ZnS型晶体外，其余MO都是NaCl型晶体。由于阴、阳离子都是带有两个单位电荷，而且M-O核间距又较小，所以碱土金属氧化物具有较大的晶格能，因此它们的熔点都很高、硬度也较大。

注意1：在空气中，镁表面生成一薄层氧化膜，这层氧化物致密而坚硬，对内部的镁有保护作用，所以有抗腐蚀性能，可以保存在干燥的空气里。钙、锶、钡等更易被氧化，生成的氧化物疏松，内部的金属会继续被氧化，所以钙、锶、钡等金属要密封保存。 注意2：钡和氧气加热下反应除了得到氧化钡，还能得到过氧化钡(过氧化钡可以吸氧、放氧，用来提取大气中的氧气） 过氧化物

钙、锶、钡的氧化物与过氧化氢作用，可得到相应的过氧化物: 反应通式：MO+H2O2+7H2O=MO2·8H2O 钙、锶、钡燃烧可生成过氧化物 反应通式：M+O2=点燃=MO2 反应通式：M+2H2O=M(OH)₂+H₂↑

注意：铍表面生成致密的氧化膜，与水不反应。镁跟热水反应，钙、锶和钡易与冷水反应。 共同现象：放出热量，生成可燃气体（氢气），反应后向水中滴加酚酞变红。

反应通式：M+X₂--→MX₂

碱土金属可和卤素（例如:氯）反应，产生离子化合物。不过铍的卤化物是共价化合物，不是离子化合物。其中越重的元素就反应得越剧烈。

点燃

反应通式：3X+N2=X3N2

铍、镁、钙在常温下不与氮反应，要到一定的温度下，才和氮气反应生成氮化物。而锶、钡、镭遇到空气，其表面就失去金属光泽，不仅形成氧化物，也形成氮化物。氮化物含有氮离子，游离态氮化物稳定，但在水溶液中迅速水解生成氨气和氢氧化物。

高温

反应通式：2X+H2=2XH 钙、锶和钡能与氢气反应。 1.碱土金属的氢化物均为气态，H显-1价。

2.碱土金属氢化物与水剧烈反应放出氢气MH+H2O=MOH+H₂

反应通式:2H++M=M2++H₂↑ 置换反应 1.碱土金属的氧化物(BeO和MgO外)与水作用，即可得到相应的氢氧化物。碱土金属的氢氧化物均为白色固体，易潮解，在空气中吸收CO2生成碳酸盐。 2.碱土金属氢氧化物的溶解度较低，其溶解度变化按压Be(OH)2→Ba(OH)2的顺序依次递增，Be(OH)2和Mg(OH)2属难溶氢氧化物。

3.碱土金属氢氧化物溶解度依次增大的原因是随着金属离子半径的递增，正、负离子之间的作用力逐渐减小，易被水分子所解离的缘故。

4.在碱土金属的氢氧化物中，Be(OH)2呈两性，Mg(OH)2为中强碱，其余都是强碱。 常见碱土金属的盐类有卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐等 1.晶体类型

绝大多数碱土金属盐类的晶体属于离子型晶体，它们具有较高的熔点和沸点。常温下是固体，熔化时能导电。碱土金属氯化物的熔点从Be→Ba依次增高，BeCl2熔点最低，易于升华，能溶于有机溶剂中，是共价化合物，MgCl2有一定程度的共价性。 2.颜色

碱土金属离子都是无色的，它们盐类的颜色一般取决于阴离子的颜色。无色阴离子与之形成的盐一般是无色或白色的;有色明离子与之形成的盐则具有阴离子的颜色。 3.溶解性

碱土金属的盐比相应的碱金属盐溶解度小，有不少是难溶解的，这是区别碱金属的特点之一。碱土金属的硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐和醋酸盐等易溶。卤化物中除氟化物外，也是可溶的。但是碳酸盐，磷酸盐和草酸盐等都难溶于水。对于硫酸盐和铬酸盐来说，溶解度差别较大，例如：BeSO4、MgSO4、BeCrO4和MgCrO4易溶，其余全难溶(CaSO4微溶)。尤其BaSO4和BaCrO4是溶解度最小的难溶盐之一。CaC2O4(白色)、SrCrO4(白色)和BaCrO4(黄色)的溶解度也很小，反应又很灵敏，可用作Ca、Sr或Ba离子的鉴定。铍盐有许多是易溶于水的，这与Be的半径小，电荷较多，水合能大有关。 4.存在形式 在自然界中，碱土金属的矿石常以硫酸盐、碳酸盐的形式存在，例如白云石CaCO3·MgCO3，方解石(大理石)CaCO3、天青石SrSO4、重晶石BaSO4等等。 元素周期表中，碱金属锂与位于其对角线位置的碱土金属镁存在一定的相似性，这里体现了元素周期表中局部存在的"对角线规则"。 锂与镁的相似性表现在:

1.单质与氧气作用生成正常氧化物

2.单质可以与氮气直接化合(和锂同族的其它碱金属单质无此性质) 3.氢氧化物为中强碱，溶解度小，加热易分解 4.氟化物、碳酸盐、磷酸盐难溶于水 5.碳酸盐受热易分解

锂-镁对角线规则可以用周期表中离子半径的变化来说明：同一周期从左到右，离子半径因有效电荷的增加而减少，同族元素自上而下离子半径因电子层数的增加而增大，锂与镁因为处于对角线处，镁正好在锂的"右下方"，其离子半径因周期的递变规律而减小，又因族的递变规律而增大，二者抵消后就出现了相似性。 碱土金属盐的热稳定性较碱金属的差，但常温下也都是稳定的(除BeCO3外)。碱土金属的

碳酸盐在强热的情况下，才能分解成相应的氧化物MO和CO2，碳酸盐的热稳定性依Be→Ba的顺序递增，因为按此顺序离子极化力减弱。

铍通常是用金属镁在大约1300℃下还原BeF2来制取的，也可以用电解熔融BeCl2(加入碱金属氯化物作助熔剂)的方法制得。镁是所有这族金属中生产规模最大的金属，世界年产量在几十万吨以上。

电解法和硅热还原法是工业上生产镁的主要方法。电解法是在750℃的温度下，通过电解熔融的MgCl2而获得镁。硅热还原法则是在减压和1150℃的温度下，用硅铁与煅烧过的白云石进行反应而制得镁: 2(MgO·CaO)+FeSi==2Mg+Ca2SiO4+Fe

钙、锶、钡都可以用其氯化物进行熔盐电解制得，锶和钡还可以用金属铝在高温和真空条件下还原其氧化物制得。

金属元素的物理性质总结(四)
金属性质总结

几种重要的金属 备课资料

一、教材分析

（一）本章的地位和特色 地位：

1．高中无机化学的最后一章——对无机化学基础知识，特别是元素族知识学习的总结； 2．继第一册《碱金属》以后第二次学习金属元素－对金属元素性质的概括、总结和提高；

3．继《化学平衡》、《电离平衡》之后，全部完成对氧化还原反应、离子反应、物质的量、原子结构和元素周期律、化学键等化学基本理论的学习－充分发挥理论知识对元素化合物知识的指导作用，进一步巩固和加深对一些化学基本理论的理解。

特色：

1．以元素化合物知识为主，兼有理论知识

本章以金属元素以及化合物知识为主，涉及镁、铝、铁，以及它们的化合物，并简单介绍了金属的通性、冶炼、回收、资源保护、合金等，还介绍了稀土金属、硬水及其软化等选学知识。本章涉及的理论知识主要是氧化还原反应的应用及原电池原理。

附表一：本章各节知识点教学目标

（A：常识性介绍B：了解C：理解D：掌握）

2．教材内容比较广泛，但教学要求层次相对较低

本章内容相当丰富，但对教学内容的要求，却不是很高。例如，教学要求中，属于D层次即要求掌握的，有镁、铝、铁的化学性质和铁离子的检验等；属于C层次即要求理解的，有铁盐和亚铁盐的相互转变、原电池原理；其它都属于B层次和A

层次要求，即只要求了解或作常识性介绍。教材以元素周期律、金属活动性顺序、氧化还原反应为线索，围绕这些理论知识展开讨论，使这些比较分散、繁杂、要求不一的内容有机地结合在一起。（附表一）

3．注重学法指导和德育渗透

本章较多地利用数据、图表描述金属的性质，特别是物理性质；看懂图表所包含的信息，能从文字、图表中提取所需的信息，并从中找出规律，从而更直观、形象地让学生理解相关知识，并以此来解释和说明问题，培养学生获取知识的能力（附表二）

附表二：利用数据、图表进行学法指导和德育渗透

除此之外，在本章小结中较多地采用了有利于学生形成知识网络的节概念图 （二）新旧教材分析比较（附表三） 1．部分内容编排发生变动：

附表三：新旧教材编排对比

旧教材中镁、铝和铁分两章进行介绍，而原电池部分则是安排在选修第三册中。新教材把这些内容编排为一章。这样的编排，更有利于学生理解金属的通性、金属的特性以及不同金属在不同应用场合的作用。

2．部分内容有所增删：

新教材与原教材相比较，删去了《炼铁和炼钢》这一节內容，但増加了《金属的冶炼》一节以及金属的回收、资源保护，并介绍了干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等与现代生产生活密切相关的内容。这样的变化有利于增强学生的资源保护意识和知识应用能力。

3．部分內容地位发生改变：

旧教材原电池只作为选学内容，而在新教材中则作为必修内容，而且还增加介绍了常见的化学电源和新型的化学电源，增强了学生学习的兴趣；旧教材中硬水及其软化为必修内容，新教材中则将其作为选用内容。

4．大量增加了与生产生活密切相关的内容。 （三）教学重点、难点：

本章教学重点：镁、铝、铁的化学性质和铁离子的检验；铁盐和亚铁盐的相互转变；原电池原理。 本章教学难点：运用电离平衡理论解释氢氧化铝的两性、Fe2+和Fe3+的互变、原电池原理。 二、教学建议

1．注重理论知识的指导作用和通过元素化合物知识学习巩固对化学基本理论的理解和掌握。 2．重视实验教学，启发学生进行探索性思维。

3．处理好新旧知识的关系，温故知新，培养学生归纳总结的能力 4．密切联系实际，强调化学知识的广泛应用 5．充分发挥学生主体作用，培养学生自学能力 6．培养学科素养 三、分节教学建议

第一节 镁和铝

●教学目的要求

1．使学生了解金属的通性。 2．使学生了解名的物理性质和用途。 3．使学生掌握镁和铝的化学性质。 4．使学生了解铝的几种重要化合物。 5．使学生初步了解合金。 ●教学重点、难点

教学重点：镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性。 教学难点：氢氧化铝的两性。 ●教学建议：

1．本节建议采用“列表对比—演示实验—分析讨论—归纳总结—巩固练习”的教学方法。

在进行镁和铝的性质教学时以列表和讨论的方式引导学生运用元素周期律知识，学习镁和铝的物理性质和化学性质。同时为了增强学生的感性认识，教师在教学过程中除了做好教材中的几个演习实验外，还可适当补充镁与盐酸、铝与盐酸反应的实验。

2．对于铝的几种重要化合物（包括Al2O3、Al（OH）3和明矾等）的教学，教师应注意引导学生运用前一章节所学的电离平衡的知识，分析、讨论Al2O3、Al（OH）的两性以及明矾的水解。

3．在教学中，注意引导学生运用已学过的理论知识指导元素化合物知识的学习。

4．有条件的学校，可将一些演示实验改成分组实验，以使学生更清晰地观察到现象，从而更好地理解掌握镁和铝在性质上的差异；教师也可结合一些生活中镁和铝的应用加深对镁和铝知识的理解。

5．本节教学中还可通过一些经典例题的介绍，进一步向学生介绍“电中性原理”、“过量计算”等化学学科思想，并指

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