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)的主要特點是:輕、軟、低熔點。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,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。
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個價電子,所形成的金屬鍵很弱,它們的熔點、沸點都較低。醫(yī)|學(xué)教育網(wǎng)搜集整理銫的熔點比人的體溫還低。堿土金屬原子半徑比相應(yīng)的堿金屬小,具有2個價電子,所形成的金屬鍵比堿金屬的強,故它們的熔點、沸點比堿金屬高。在堿金屬、堿土金屬的晶體中有活動性較強的自由電子,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)與它們在實際中的應(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械強度和質(zhì)輕的特點,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,直升飛機需要極輕的材料,鎂合金廣泛地應(yīng)用于直升飛機的制造上。鎂合金也成為各種運輸工具、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車軸承。鋰鋁合金也具有高強度和低密度的性能,鋰合金也是制造航空、宇航產(chǎn)品所需要的材料。含2.6?的鈹鎳合金的強度與不銹鋼相似。62?和38?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)電性醫(yī)|學(xué)教育網(wǎng)搜集整理。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、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堂的自動開關(guān)的門上,當(dāng)光照射時,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)人走在自動門附近時,遮住了光,光電效應(yīng)消失,電路斷開,門就會自動托開。銣、銫主要用于制造光電管。