4 Li + O2 === 2 Li2O
4Na + O2=== 2Na2O 2Na + O2 === Na2O24K+O2====2K2O(是先生成氧化钾,氧化钾不稳定,继续和氧气反应生成过氧化钾K2O2,过氧化钾还是不稳定,又继续与氧气反应,生成稳定的氧化物超氧化钾KO2 。如果氧气足量,那最后的产物就是超氧化钾)铷和氧气可以生成超氧化铷(K02) 和臭氧化铷(RbO3)
铯和氧气可以生成超氧化铯(K02) 和臭氧化铯(CsO3) Li,Na,K,Rb,Cs跟水反应生成氢氧化物和氢气
2Li(s)+O�6�0(g)——→2Li2O(s)
2Na(s)+2O�6�0(g)——→Na2O�6�0(s)过氧化物
所有碱金属都能形成过氧化物,除锂外,其它碱金属可以直接化合得到过氧化物,碱金属的过氧化物呈淡黄色
2M(s)+O�6�0(g)——→M2O�6�0(s)
过氧化物中的氧元素以过氧阴离子的形式存在,过氧根离子的键级为1。过氧化物是强碱(质子碱),能与水反应生成碱性更弱的氢氧化物和过氧化氢,由于反应大量放热,生成的过氧化氢会迅速分解产生氧气。
M2O�6�0(s)+2H2O(l)——→2MOH(aq)+H2O�6�0(aq)
2H2O�6�0(aq)——→2H2O(l)+O�6�0(g)
过氧化物可与酸性氧化物反应生成对应的正盐,若与之反应的酸性氧化物有较强还原性,则有被氧化的可能
M2O�6�0(s)+2CO�6�0(g)——→2M2CO�6�1(s)+O�6�0(g)
M2O�6�0(s)+2SO�6�0(g)——→2M2SO�6�2(s)
过氧化物在熔融状态下可与某些铂系元素形成含氧酸盐
Ru(s)+3M2O�6�0(l)——→M2RuO�6�2(s)+2M2O(l)
过氧化物中常见的是过氧化钠(Na2O�6�0)和过氧化钾(K2O�6�0),它们可用于漂白,熔矿,生氧。
超氧化物
除锂外,所有碱金属元素都有对应的超氧化物,钾、铷、铯能在空气中直接化和得到超氧化物,超氧化钾为淡黄~橙黄色,超氧化铷为棕色,超氧化铯为深黄色。
M(s)+O�6�0(g)——→MO�6�0(s)
超氧化物中存在超氧离子,分子轨道表明超氧离子存在一个σ键和一个3电子π键,键级为3/2,有顺磁性。
超氧化物能与水反应生成对应氢氧化物,氧气和过氧化氢,反应大量放热,过氧化氢分解
2MO�6�0(s)+2H2O(l)——→2MOH(aq)+H2O�6�0(l)+O�6�0(g)
2H2O�6�0(aq)——→2H2O(l)+O�6�0(g)
超氧化物能与酸性氧化物反应,类似过氧化物,其中,超氧化钾与二氧化碳的反应被应用于急救空气背包中
4MO�6�0(s)+2CO�6�0(g)——→2M2CO�6�1(s)+3O�6�0(g)
超氧化钾是最为常见的超氧化物
臭氧化物
除锂外,干燥的碱金属氢氧化物固体与臭氧(O�6�1)反应,产物在液氨中重结晶可得到臭氧化物晶体
6MOH(s)+4O�6�1(g)——→4MO�6�1(s)+2MOH·H2O(s)+O�6�0(g)
臭氧化物在放置过程中缓慢分解
2MO�6�1(s)——→2MO�6�0(s)+O�6�0(g)
臭氧化物中存在臭氧离子,V型结构,键级为1/3,极不稳定,具有顺磁性
臭氧化物的其他性质与超氧化物类似。碱金属元素原子的最外层都有1个电子,化学性质相似,都能与氧气、水反应,用M代表碱金属的反应式如下 M+2H20==2M0H+H2