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(lái)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(lái)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(lái)制造火車(chē)的機(jī)車(chē)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(chēng)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(kāi)關(guān)的門(mén)上，當(dāng)光照射時(shí)，由光電雙應(yīng)產(chǎn)生電流，通過(guò)一定裝置形成電流，使門(mén)關(guān)上。當(dāng)人走在自動(dòng)門(mén)附近時(shí)，遮住了光，光電效應(yīng)消失，電路斷開(kāi)，門(mén)就會(huì)自動(dòng)托開(kāi)。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(xún)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(wú)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(wú)此類(lèi)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(wú)機(jī)合成和有機(jī)合成中的還原劑。