1、物理性質(zhì)

堿金屬和堿土金屬都是具有金屬光澤的銀白色(鈹為灰色)金屬。它們理性質(zhì)的主要特點(diǎn)是：輕、軟、低熔點(diǎn)。堿金屬的密度都小于2g·cm-3，其鋰、鈉、鉀的密度均小于1g·cm-3(表12-3)，能浮在水面上；堿土金屬的密度小于5。它們都是輕金屬晝。堿金屬的密度小與它們的原子半徑比較大、晶體結(jié)構(gòu)為堆積密度比較小的體心立方以及摩爾質(zhì)量比較小等因素有關(guān)；同樣，可以從原子半徑、晶體結(jié)構(gòu)和摩爾質(zhì)量的變化來了解堿土金屬的密度比同周期堿金屬的密度有所增大的事實(shí)。

堿金、屬堿土金屬的硬度很小，除鈹、鎂外，它們的硬度都小于2。堿金屬和鈣、鍶、鋇可以用刀子切割。堿金屬原子半徑較大，又只有1個(gè)價(jià)電子，所形成的金屬鍵很弱，它們的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都較低。銫的熔點(diǎn)比人的體溫還低。堿土金屬原子半徑比相應(yīng)的堿金屬小，具有2個(gè)價(jià)電子，所形成的金屬鍵比堿金屬的強(qiáng)，故它們的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比堿金屬高。在堿金屬、堿土金屬的晶體中有活動(dòng)性較強(qiáng)的自由電子，因而它們具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。鈉的導(dǎo)電性比銅、鋁還好。

s區(qū)元素的物理性質(zhì)與它們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用密切相關(guān)，如鎂鉛合金是大家熟悉的輕質(zhì)合金。鎂合金具有很好的機(jī)械強(qiáng)度和質(zhì)輕的特點(diǎn)，是很重要的結(jié)構(gòu)材料。航空工業(yè)應(yīng)用了大量的鎂合金，直升飛機(jī)需要極輕的材料，鎂合金廣泛地應(yīng)用于直升飛機(jī)的制造上。鎂合金也成為各種運(yùn)輸工具、軍事器材(槍炮零件)、通訊器材等的重要結(jié)構(gòu)材料。目前在空間軌道飛行器上所用的鎂比任何其他金屬都多。隨著火箭、導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星和各種空間運(yùn)載工具的發(fā)展，鎂合金的用量將越來越多。

除鎂之外，鋰、鈹?shù)暮辖鹨灿休^多的應(yīng)用。例如，鋰鉛合金0.4％Li，0.70％Cu，0．6％Na，其余為鉛)使鉛的硬度增大，可用來制造火車的機(jī)車軸承。鋰鋁合金也具有高強(qiáng)度和低密度的性能，鋰合金也是制造航空、宇航產(chǎn)品所需要的材料。含2．6％Be的鈹鎳合金的強(qiáng)度與不銹鋼相似。62％Be和38％A1的合金被稱為"鎖合金"，其彈性模數(shù)高，密度低，并容易成型。鈹青銅是鈹與銅的合金，少量的鈹可以大大增加銅的硬度和導(dǎo)電性。鈹作為最有效的中子減速劑和反射劑之一用于核反應(yīng)堆。鈹還可以用X射線管的窗口材料。

由于鈉的低熔點(diǎn)、低粘度及低的中子吸收截面，并兼有異常高的熱容量和導(dǎo)熱率，在快增殖核反應(yīng)堆中鈉被用作熱交換液體。鉀鈉合金和鋰都可作為核反應(yīng)堆中的熱交換介質(zhì)。在一定波長(zhǎng)光的作用下，堿金屬的電子可獲得能量從金屬表面逸出而產(chǎn)生光電效應(yīng)。將堿金屬的真空光電管安裝在賓館或會(huì)堂的自動(dòng)開關(guān)的門上，當(dāng)光照射時(shí)，由光電雙應(yīng)產(chǎn)生電流，通過一定裝置形成電流，使門關(guān)上。當(dāng)人走在自動(dòng)門附近時(shí)，遮住了光，光電效應(yīng)消失，電路斷開，門就會(huì)自動(dòng)托開。銣、銫主要用于制造光電管。

2、化學(xué)性質(zhì)

堿金屬和堿土金屬是化學(xué)活潑性很強(qiáng)或較強(qiáng)的金屬元素。它們能直接或間接地與電詢性較大的非金屬元素形成相應(yīng)的化合物。堿金屬和堿土金屬的重要化學(xué)反應(yīng)分別列于表12-6和表12-7中。

堿金屬有很高的反應(yīng)活性，在空氣中極易形成M2CO3的覆蓋層，因此要將它們保存相無水的煤油中。鋰的密度很小，能浮在煤油上，所以將其保存在液體石蠟中。堿土金屬的活潑性不如堿金屬，鈹和鎂表面形成致密的氧化物保護(hù)膜。堿金屬中的鋰和堿土金屬在空氣中燃燒時(shí)，生成正常氧化物L(fēng)i2O和MO。Li在生成氧化物的同時(shí)，還會(huì)生產(chǎn)氮化物，堿土金屬在空氣中燃燒生成氧化物的同時(shí)，也會(huì)生成氮化物。

堿金屬的(M+／M)和堿土金屬的正(M2+／M)都很小，相應(yīng)金屬的還原性強(qiáng)，都能與水反應(yīng)，并生成氫氣。例如，鈉、鉀與水反應(yīng)很激烈，并能放出大的熱，使鈉、鉀熔化，同時(shí)使H2燃燒。雖然鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比銫的還小，但它與水反應(yīng)時(shí)還不如鈉激烈。這是因?yàn)殇嚨纳A焓很大，不易活化，因而反應(yīng)速率較小。另外，反應(yīng)生成的氫氧化鋰的溶解度較小，覆蓋在金屬表面上，從而也降低了反應(yīng)速率。同周期的堿土金屬與水反應(yīng)不如堿金屬激烈。鈹、鎂與冷水作用很慢，因?yàn)榻饘俦砻嫘纬梢粚与y溶的氫氧化物，阻止了金屬與水的進(jìn)一步作用。利用這些金屬與水反應(yīng)的性質(zhì)，常將鈉與鈣作為某些有機(jī)溶劑的脫水劑，除去其中含有的極少量水。不能用鈉脫除醇中的水，因?yàn)殁c與醇反應(yīng)能生成醇鈉和氫氣。

堿金屬和堿土金屬都能與稀酸反應(yīng)。

鈹能與堿溶液發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：

其他堿金屬和堿土金屬無此類反應(yīng)。

鋇、鈣可以用作真空管中的脫氣劑，除去其中少量的氮、氧等氣體。鎂在煉鋼中作為除氧劑和脫硫劑。

鈉、鋰、鎂、鈣等常用作冶金、無機(jī)合成和有機(jī)合成中的還原劑。