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第九章 氢、希有气体 本章要求： 1、掌握氢的物理和化学性质。 2、了解希有气体的性质，用途和从空气中分离它们的方法。 3、了解希有气体化合物的性质和结构特点。 4、掌握价层电子对互斥理论的基本内容及应用。 §9-1 氢 一、氢的分布和物理性质 1、分布： 氢在地壳中的含量，以原子百分数计为17%，质量百分数为1%，在地球表面大气中含量较少，但在太阳和某些星球的大气中则含量较高，太阳大气中约80%。 氢在自然界中含量较少，但分布很广，主要以化合态存在于各化合物中，如，有机物，生物体及含水矿物中。仅在天然气和煤矿气中含少量单质。 丰度 氢以六种分子存在： 普通存在，其它很少。 2、物理性质： 由于的电子层结构相同，故化学性质基本相同，但它们质量数相差较大，从而引起单质的物理性质差别较大。在相变热，蒸气压，熔沸点等方面有较大差别。 是无色可燃气体，比重约是空气的，具有很大的扩散速度和很高的导热性。在水中溶解度很小：时，水。 易被等过渡金属吸附。在室温下，：粉状。 室温下：75% 正氢， 25% 仲氢， 时：99.7% 仲氢，0.3% 正氢。 二、氢的成键特征 1、的价电子层构型为，电负性为，可失去价电子，形成（质子），以两种形式存在 半径小，单独存在不稳定，易与其它原子或分子相结合。的还原性好，是好的还原剂。 2、可获得一个电子，的电负性很小的活泼金属原子化合时，得到一个电子，形成，存在于离子型氢化物的晶体中，不能形成水合离子，。 3、形成共价键： 与非金属原子化合物，常以共用电子对相结合，形成共价型氢化物，如：等。 4、形成金属型氢化物（过渡型氢化物或间充氢化物）： 氢原子填充在过渡金属的晶格间隙中，形成一类非整比化合物，称为金属型氢化物或过渡型氢化物或间充氢化物。 5、形成氢桥键： 在中 2个电子3中心键 6、氢键： 三、氢的化学性质 1、还原反应： 常温下，不活泼，，较大，反应需高温或催化剂，在或下，是很好的还原剂。 2、加氢反应： 3、原子态氢的强还原性： §9-2 希有气体 一、希有气体的性质和用途 1、特性： 外层电子构型为，具有稳定8电子结构。 原子的电离势很高。 以单原子分子存在。 分子间作用力只有色散力，所以蒸发热，熔沸点，临界温度等都较小，随分子量增加，这些值也增加。见。 是所有气体中最难液化的气体。 2、用途： 代替填充气球和飞艇；用其不活泼性，可用在火箭燃料压力系统中；焊接保护气，以及核反应堆热交换器中，还可用于造泡沫塑料，泡沫纤维。人造空气；超低温技术上，可获低温。 在电场作用下产生美丽红光，可制造霓虹灯。 因热传导系数小和惰性，用于充填电灯泡。 和，热传导系数比更小，也可填充灯泡，制造特殊性能的电光源。在电场激发下放出强烈白光，故高压长弧灯特别亮，俗称人造小太阳。氙灯放出的紫外线杂医疗上有所应用。的同位素在医疗上也得到广泛应用。 二、希有气体化合物 1962年以前限于不稳定的水合物，放电管中观察到的短寿命的化合物。 其中主要是的化合物。 1、的氟化物 溶于水，易水解，在条件下，迅速水解。 是强氧化剂，能将 混合 与性质相似 混合 完全水解： 部分水解： （不能用玻璃或石英器皿盛，要用制容器） 从、、，熔点，热稳定性，反应温度递减，三种氟化物的合成条件及转化关系： 2、的含氧化合物： （氙酸氢根），（高氙酸根） 易潮解，易爆炸。易溶于水，在水中以存在，在介质中，氧化性强。 或 在介质中，主要以形式存在，且与处于平衡状态。 a) b) c) (在浓溶液中通制高氙酸钠) d) e) 制备方法： 高氙酸盐是强力而又快速的氧化剂。 含氧化合物制备及转化关系： 除了与成键外，1978年已合成了与成键的化合物。另外，氟化物的强氧化性，优良而温和的氧化剂，还可作优质激光材料。 §9-3 价层电子对互斥理论（）简介 一、理论要点 1、在型分子中，中心原子周围电子对派排布的几何形状，主要决定于中心原子价层电子对（包括成键的电子对和孤电子对）的相互排斥作用。采取的几何形状是使电子对之间的斥力最小。例： 4对电子，四面体。 2、分子中的双键，叁键等多重键，作为单键处理，为一对电子。 3、价层电子对相互排斥作用的大小，决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况，规律为： 键角越小，斥力越大。 孤电子对—孤电子对孤电子对—成键电子对成键电子对—成键电子对。 叁键双键单键。 二、判断结构的规律 1、中心原子的价层电子对数= 注意：在共价键中，卤素，氧族元素作为配体时，和卤素提供一个电子，氧族元素不提供电子。但卤素，氧族元素作为中心原子时，分别提供7个电子