关于氢及其化学键的教学思考

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1、关于氢及其化学键的教学思考张婧肚明富凌强伊廷锋金玲白林山常州大学材料科学与工程学院安徽工业大学化学与化工学院安徽工大化工科技有限公司摘要：氢电子结构极为特殊，可以与其它元素形成离子键、共价键、氢键、氢桥键等诸多形式化学键，相关知识很分散。通过在教学过程中系统讲授，学生较好的掌握了和关知识，教学效果明显改善。关键词：1化学键;氢化物;氢键;教学思考;作者简介：张婧（1984—），女，博士；作者简介：叶明富（1982一），男，博士，副教授。收稿日期：2017-09-11基金：安徽省教学改革研宄项目（2015jyxmll4）TeachingConsider

2、ationsoftheHydrogenandItsChemicalBondsZhangJingYeMingfuLingQiangYiTingfengJinLingBaiLinshanSchoolofMaterialScience&Engineering，ChangzhouUniversity;SchoolofChemistryandChemicalEngineering，AHUTChemicalScience&TechnologyCo.，Ltd.，AnhuiUniversityofTechnology;Abstract：Hydrogenelectro

3、nconfigurationisextremelyspecial,itcanformbondswithotherelementssuchasionicbonds,covalentbonds,hydrogenbondsandhydrogenBridges.Theknowledgeisscattered.Throughtheteachingprocess,thestudentsmastertherelevantknowledgebetter,andtheteachingeffectissignificantlyimproved.Keyword：hydro

4、gen;chemicalbond;hydride;hydrogenbond;teachingponder;Received：2017—09—11l氢及其特殊性Xizil氢是宇宙中最丰富的元素，也是地球上最常见的元素之一。在地壳里，按质量计算，氢只占总质量的1%，而按原子百分数计算，则占17%。尽管氢的电子构型十分简单，但由于氢有三种同位素:H、H（氖或D）和H（氚或T）。地球上的氢中含氘约0.0156%，氚由于含有两个中子而不稳定，具有放射性，其半衰期为12.35年。由于氘在自然界分布差异，使由质谱仪测定的氢的相对原子质量常常在变化之中，1981年1

5、UPAC最新采用数据为1.00794（±7）。在高温时氢会热裂解为氢原子。在2000K时原子氢的百分比为0.081%，3000K时为7.005%,50001＜时为95.5%。当氢原子结合成氢分子时将会放出大量的热，可以利用这一原理产生高温（可获得4000K左右的高温）去焊接熔点很高的金属如Ta、W等。先在焰弧屮解离氢分子获得原子氢，再用原子氢喷枪使原子氢在金属表面重新结合放出热量使金属熔化并进行焊接。H原子的电子结构与碱金属类似，H为Is,碱金属为ns,它们的外层都只有一个s电子，均可失去这个电子而呈现+1氧化态，就这点来说，H与IA族碱金属类似。但

6、H（g）的电离能为1311kJ*mol,比碱金属原子的电离能大得多，而iL11是完全裸露的，其半径特别小，仅为1.5X10pm,在性质上与碱金属阳离子M相差很大。H在水溶液中不能独立存在，常与水结合生成水合离子，如KO,。此外，它也不易形成离子键，面类似碳形成共价键，这些都和碱金属有明显的差别。从获得1个电子就能达到稳定的稀有气体结构的H看，H乂与卤素类似。确实氢与卤素一样，都可以作为氧化剂。然而，氢与卤素的差别也很大，表现在下面五个方面：（1）H的电负性2.2,仅在与电负性极小的金属作用时才能获得电子成为n离子;⑵H离子持别大（104pm），比F离

7、子还要大，显然其性质不可能是同族元素从I到F即由下到上递变的延续，其还原性比卤素负离子强的多，这和卤素的性质的递变有明显差异。其木质原因在于单质子构成的原子核对两个相互排斥的电子没有足够的束缚力；（3）由于11离子很大，很容易被极化，极易变形的11离子只能存在于离子型的氢化物（如）中，熔融的NaH中有H离子存在；⑷H离子的碱性很强，在水中与H结合为H2，不能形成水合H离子；（5）在非水介质中，H离子能同缺电子离子如B、A1等结合成复合的氢化物。例如：此外，若将H的电子结构视为价层半满结构，则H可同C相比拟。而且，H和C的电负性相近;112同（：一样，

8、既可作为氧化剂、又可作为还原剂;H2与金属形成氢化物，碳与金属生成金属型碳化物。氢既像TA、IVA族元素，又