《氢和稀有气体 》ppt课件

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1、无机化学元素篇——非金属主讲教师：1第13章氢和稀有气体本章介绍氢和稀有气体单质和重要化合物的性质和用途。2§13-1氢3H氢是周期表中唯一尚未找到确切位置的元素.······4氢的发现Cavendish(1731-1810)Laviusiser(1743-1794)早在16世纪就有人发现了氢气,它是硫酸与铁反应生成的一种气体，1766年英国物理学家卡尔文迪西确认它是一种易燃气体，并称为“易燃空气”。而到1787年，拉瓦锡才将其命名为“Hydrogen”，“Hydro”是希拉文“水”的意思，指出，水是氢和氧的化

2、合物。一、氢的存在和发现5存在氢的同位素1H——又称氕，符号为H，占99.98%2H——又称为氘，符号为D，占0.02%3H——又称为氚，符号为T，是H的1017分之一，主要是核衰变的产物。HDT氢是宇宙中丰度最高的元素，在地球上的丰度排在第15位。主要以化合态存在于水、石油、天然气以及生物的组织中，大气中H2的含量很低是因为它太轻而容易脱离地球引力场.6大气层顶云层顶液氢液态金属氢岩石核心★木星结构根据先锋飞船探测得知，木星大气含氢82%，氦17%，其它元素<1%.★氢的其它存在状态氢的状态金属氢(s)液态氢

3、(l)固态氢(s)密度/g·cm-30.5620.0710.0897二、氢的物理性质氢是密度最小的无色无味的可燃性气体扩散速度快，因而具有很高的导热性微溶于水（一体积水在273K时溶解0.02体积氢）沸点低，是20.4K，液态氢可以把除氦以外的所有气体冷却为固体。易被钯、铂、镍等金属吸收，其中钯的吸氢能力最强，室温下一体积的粉末状钯可吸收900体积的氢。被吸附的氢气有很强的化学活性，因此这些金属是有关于氢反应的优良催化剂。8三、氢的化学性质（一）氢的成键特点1.离子键Na+H-NaHH-半径较大，有很强的还原性

4、，仅存在于离子化合物中，水溶液中很快与水反应放出氢气H-+H2O=H2↑+OH-2.共价键H—ClH—O—H共价键是氢最普遍的成键方式。3.氢键和氢桥键这是氢特殊的成键方式↑H1s19氢桥键和氢键10（二）氢气的化学性质氢气的键能很大(436kJ·mol-1)主要反应是高温反应1、少数常温反应例子：H2+F2＝2HF2H2+O2====2H2OPd2、高温还原反应作为能源：2H2+O2====H2O(g)燃烧H=-241.8kJ·mol-1还原金属氧化物WO3+3H2====W+3H2OFe2O3+3H2==

5、===2Fe+3H2O高温高温>C=C<+H2>CH-CH<高温加氢还原3、生成金属氢化物Na+H2====2NaHLi+H2====2LiH高温高温11四、氢化物的分类氢的大多数二元化合物可归入下述三大类中的某一类：似盐氢化物（离子型），金属型氢化物（间充型）和分子型氢化物（共价型）.各类氢化物在周期表中的分布如下表所示.但是这种分类的界限也不十分明确.结构类型并非非此即彼，而是表现出某种连续性.例如，很难严格地铍和铝的氢化物归入“似盐型”或“分子型”的任一类.12五、氢的用途燃料燃烧值/kJ·kg-1氢气（

6、H2）120918戊硼烷（B5H9）64183戊烷（C5H12）4336713§13-2稀有气体（0族元素）*一、稀有气体的发现简史（自学）二、稀有气体的物理性质和用途稀有气体均为单原子分子，He是所有单质中沸点最低的气体。14稀有气体的用途He超低温冷却剂；填充气球；作惰性保护气用于核反应堆热交换器；液氦在温度小于2.2K时，是一种超流体，具有超导性和低粘性，对于研究和验证量子理论有重要的意义。Ne氖的导电性是空气的75倍，用于放电管中发射红光制霓虹灯，也用于作金属焊接的保护气。Ar氩氩的导热性很差，用于填充

7、灯泡，也用作焊接的保护气。Xe氪和氙导热性均很差，用于填充灯泡，用氙制的电光源氙灯有“小太阳”之称。Kr15三、稀有气体的化学性质价电子层结构HeNeArKrXeRn1s22s22p63s23p64s24p65s25p66s26p6稀有气体的价电子结构称为饱和电子层结构，因此希有气体不易失去电子、不易得到电子，不易形成化学键。16四、稀有气体化合物稀有气体化合物主要是氙的氟化物和氧化物稀有气体化合物是1962年才开始制得成功，是巴特列在发现O2和六氟化铂能发生反应的实验事实后受到启发。O2+PtF6＝O2+[P

8、tF6]-由于O2的第一电离能(1175.7kJ·mol-1)和氙的第一电离能(1171.5kJ·mol-1)非常接近，于是想到用氙代替氧可能会发生同样的反应。结果它成功了。Xe+PtF6＝Xe+[PtF6]-深红色橙黄色171.氟化物Xe+F2==========XeF21.03×105PaXe+2F2============XeF46.18×105PaXe+3F2=========