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1、 无机化学元素篇 非金属主讲教师：1第第1313章章 氢和稀有气体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，水是氢和氧的化合物。一、一、 氢的存在和发现氢的存在和发现5存在存在氢
2、的同位素1 H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 氢是宇宙中氢是宇宙中丰度最高丰度最高的元素，在地球上的丰度排在的元素，在地球上的丰度排在第第15位。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，大气中 H2 的含量很低是因为它太轻的含量很低是因为它太轻而容易脱离地球引力场而容易脱离地球引力场.6大大 气气 层层 顶顶云云 层层 顶顶液液 氢氢液态金属氢液态金属氢岩岩 石石 核核 心心 木星结构木星结构 根据先锋飞船探测得知，根据先锋飞船探测得知，木星大气含氢木星大气含
3、氢82%82%，氦，氦17%17%，其它元素，其它元素1%.C=CCH-CH高温加氢还原3、生成金属氢化物Na + H2 =2NaH Li + H2 =2LiH高温高温11四、氢化物的分类四、氢化物的分类 氢氢的的大大多多数数二二元元化化合合物物可可归归入入下下述述三三大大类类中中的的某某一一类类：似似盐盐氢氢化化物物（离离子子型型），金金属属型型氢氢化化物物（间间充充型型）和和分分子子型型氢氢化化物物（共共价价型型）. 各各类类氢氢化化物物在在周周期期表表中中的的分分布布如如下下表表所所示示.但但是是这这种种分分类类的的界界限限也也不不十十分分明明确确.结结构构类类型型并并非非非非此此即即彼
4、彼，而而是是表表现现出出某某种种连连续续性性. 例例如如，很很难难严严格格地地铍铍和和铝铝的的氢氢化化物物归归入入“似盐型似盐型”或或“分子型分子型”的任一类的任一类.12五、氢的用途五、氢的用途燃燃 料料 燃烧值燃烧值/kJkg-1氢氢 气（气（H2） 120918戊硼烷（戊硼烷（B5H9） 64183戊戊 烷（烷（C5H12） 433671313-2 稀有气体（稀有气体（0 0族元素）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稀有气体的用途稀有气体的用途He超低温冷却剂；填充
5、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、三、 稀有气体的化学性质稀有气体的化学性质价电子价电子层结构层结构H e Ne Ar K r Xe Rn 1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 稀有气体的价电子结构称为饱和电子层结构，因此希有
6、气体不易失去电子、不易得到电子，不易形成化学键。16四、稀有气体化合物四、稀有气体化合物稀有气体化合物主要是主要是氙氙的氟化物和氧化物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+PtF6O2+PtF6-由于O2的第一电离能(1175.7kJmol-1)和氙的第一电离能(1171.5kJmol-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+PtF6Xe+PtF6-深红色橙黄色171.1.氟化物氟化物Xe + F2 =XeF2 1.03105 PaXe + 2F2 =XeF4 6.18105
7、 PaXe +3 F2 =XeF6 6.18105 Pa氙和氟在密闭的镍反应器中加热就可得到氙氟化物673KXe过量573K873K1 ：51 ：2018氟化氙的结构XeF2XeF4XeF6直线形直线形平面四方形平面四方形变形八面体形变形八面体形19. .氟化物的性质氟化物的性质强氧化性强氧化性: 氧化能力按XeF2XeF4XeF6顺序递增高溴酸钠就是用XeF2作氧化剂才首次制得成功的NaBrO3+XeF2+H2O NaBrO4+2HF+XeXeF2 + H2 2HF + XeXeF2 + 2Cl- 2F- + Xe + Cl2XeF4+ Pt 2PtF4 + Xe 与水反应与水反应 氙氟化物
8、与水反应活性不同2XeF2 + 2H2O = 2Xe + 4HF + O2 (在碱中迅速反应)XeF4, XeF6在水中反应生成氙的氧化物6XeF4+12H2O2XeO3+4Xe+3O2+24HFXeF6+3H2OXeO3+6HF 2XeF6+3SiO22XeO3+3SiF4(因此不能用玻璃或石英器皿来盛装该化合物）因此不能用玻璃或石英器皿来盛装该化合物）203.3.氧化物氧化物氙的氧化物XeO3是无色、易潮解、易爆炸的晶状固体。由氟化物水解制备。氧化物XeO3，在酸性溶液中具有强氧化性：XeO3盐酸盐酸 Cl2 Mn2+ MnO4- Br- BrO3-+XeOOO在碱性溶液中表示出弱酸性质： XeO3+OH- HXeO4-并缓慢歧化： 2HXeO4- + 2OH-XeO64- + Xe + O2 + 2H2O21 本章作业p452的5，9，10共三大题。22
