《区元素教学》ppt课件

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1、第十二章s区元素第一节氢第二节碱金属和碱土金属元素概述第三节碱金属和碱土金属元素的单质第四节碱金属和碱土金属元素的化合物第五节锂、铍的特殊性和对角线规则第一节氢一、物理性质二、化学性质三、氢气的制备四、氢化物一、物理性质氢元素在自然界主要以化合物的形式存在，水是含氢最丰富的化合物。氢元素有氕、氘、氚三种同位素。自然界中的氢中，的摩尔分数为99.985%，的摩尔分数为0.015%，的摩尔分数极小，大约1017个氢原子中才有1个原子。D2O称为重水，在原子能工业中大量地用作核反应堆的减速剂和冷却剂，也用于制造氢弹的装料──氘或氘化锂。重水还用于合成氘的各种标记

2、化合物。氢气是一种无色无味的气体，在0℃、101.325kPa下密度为0.090g·L-1，约为空气密度的1/14。氢气在水中的溶解度很小，0℃时1L水仅能溶解20mL氢气。氢气容易被镍、钯、铂等金属吸收而不改变金属的结构，钯对氢气的吸收能力最强，室温下1体积粉末状的金属铯大约吸收900体积的氢气。氢气的沸点为20.38K，凝固点为13.92K，无论在气态、液态或固态，氢气都不导电。二、化学性质H—H键的键能为436kJ·mol－1，比一般共价单键高得多，而与共价双键接近。因此，在常温下氢分子相对来说具有一定程度的化学惰性。氢气与氟气在暗处也能迅速反应，在

3、－250℃的低温也能与液态或固态氟反应。在常温常压下,氢气与其他卤素单质和氧气都不发生反应。氢气与卤素单质或氧气的混合物经点燃或光照都会猛烈地发生化合反应。在某些温度下，当混合气体中氢气的体积分数在一定范围内时甚至会发生爆炸。氢气与氯气或溴气的混合物在高于400℃时,在暗处发生爆炸式化合反应,而氢气与碘则在温度高于500℃时才能化合。在室温下，在强光照射下氢气与氯气的混合气体极易爆炸。氢气在氧气或空气中燃烧,火焰可高达3000℃。氢气与硫或硒在250℃时可直接化合。氢气与氮气在催化剂存在下或电弧放电情况下才能化合。高温下氢气可以与碱金属、碱土金属(铍和镁除

4、外)、第14族金属单质等直接作用生成氢化物。氢气与氧化锰及在金属活泼性顺序中排在锰后的金属的氧化物在适当温度下加热时，发生化学反应，金属氧化物被还原为金属：在室温下，只要很少化合物直接被氢气还原，如氯化钯溶液在常温下被氢气还原为金属钯：↓许多金属的卤化物或其他盐都能被氢气还原。不能被氢气还原的卤化物，如果其中的金属元素能生成氢化物，可以加入一种不生成氢化物的金属单质作还原剂，来制备前一种金属元素的氢化物:三、氢气的制备实验室常利用稀盐酸或稀硫酸与锌、铁等活泼金属反应制取少量氢气。在氯碱工业中，氢气是电解饱和食盐水溶液制取NaOH的副产品。在工业生产中，主要

5、是利用在高温下用焦炭还原水蒸气制取氢气：1000℃催化剂在野外工作时，常用氢化钙与水作用制取氢气：也可以用硅与氢氧化钠溶液作用制取氢气：↑↑四、氢化物氢元素与其他元素生成的二元化合物，称为氢化物。氢化物分为离子型氢化物、金属型氢化物和分子型氢化物。(一)离子型氢化物氢元素与碱金属元素和碱土金属元素(Be、Mg元素除外)形成的氢化物称为离子型氢化物。离子型氢化物都是白色晶体，常因含少量金属而呈淡灰色至黑色，当温度超过500℃时熔化或分解。离子型氢化物的密度都比相应金属的密度大。离子型氢化物都能与水反应，放出氢气。反应活性由锂到铯、由钙到钡依次增大。氢化钙的反

6、应活性远不如氢化锂。氢化钙与水温和地发生反应，氢化锂、氢化锶、氢化钡则与水猛烈地发生反应，而氢化钠、氢化钾、氢化铷、氢化铯则与水极为剧烈地发生反应。氢化钠与水反应放出的大量热能使产生的氢气燃烧，氢化铷和氢化铯甚至可以在干燥的空气中燃烧。氢化钙常用作氢气发生剂和干燥剂。氢化锂与某些缺电子化合物反应制备配位氢化物。LiAlH4和LiBH4都具有较强的还原性，常用于有机化学反应中。氢化钠比较价廉，而且又是比金属钠温和的还原剂，因此常用于有机还原反应中。(二)金属型氢化物氢气与过渡金属加热时发生反应，生成金属型氢化物：金属氢化物有的是整比化合物，有的则是非整比化合

7、物，即原子数不是简单整数比的化合物。金属型氢化物基本上保持着金属的外观，具有金属光泽，也能导电。金属型氢化物从结构上可以看作是金属原子组成的金属晶体的空隙中接纳了半径较小的氢原子。（三）分子型氢化物氢元素与p区元素（稀有气体及铟、铊元素除外）形成的氢化物称为分子型氢化物。分子型氢化物的熔点、沸点较低，在常温下多为气体。分子型氢化物的热稳定性差别很大，有些在室温下就发生分解，而有些在高温下也不分解。元素的电负性越大，所形成的分子型氢化物的热稳定性越高。除氟化氢以外，其他分子型氢化物都具有还原性。同一周期元素，从左到右，形成的分子型氢化物的还原性减弱；同一族元

8、素，自上而下，形成的分子型氢化物的还原性增强。13族和14族元素的