第16讲氢和稀有气体.ppt

高熔点稀有金属：Ti Zr Hf V Nb Ta Mo W Re 稀土金属（Rare Earth Element） 元素丰度及元素存在形式 第十三章 氢和稀有气体 13.1 氢 13.2 稀有气体 氢的同位素 氢（H2）的物理性质 氢（H2）的化学性质 原子氢的特点 氢气的制备 13.1.2 氢化物 离子型氢化物 金属氢化物 分子型氢化物 储氢合金 储氢合金及制备方法 “第三位小数的胜利”—Ar的发现 空气分馏氮：1.2572 g?L-1 化学法制备氮：1.2505g?L-1 物理性质 惰性气体非惰性 稀有气体—氦 稀有气体—氖、氩、氪、氙、氡 氙的氟化物合成和性质 氙的含氧化合物 13.2　稀有气体 易爆炸也可以HXeO63-, H2XeO62-, H3XeO6-等阴离子形式存在 四面体 八面体 —— —— 无色气体 无色盐 XeO4 XeO64- VIII 稳定至673K 稳定 易爆炸，吸湿；在溶液稳定 很稳定 四方锥 三角锥 正方锥 —— 227 —— 黄色固体 无色液体 无色晶体 无色晶体 Cs2XeF8 XeOF4 XeO3 nK+[ XeO3F-]n VI 附注 分子构型 熔点/K 形式 化合物 氧化态 XePtF6 (红色晶体) 思路：已合成 O2[PtF6] XeF2制备：Xe(g)+F2(g)=XeF2(g) XeF4制备：使氟过量至Xe︰F2=1︰5，873K、6.18?105Pa下可制得到XeF4：Xe(g)+2F2(g)=XeF4(g) XeF6制备：再增加氟的比例，使Xe︰F2=1︰20，在573K和6.18?105Pa压强下可制得XeF6：Xe(g)+3F2(g) =XeF6(g)。反应不能在玻璃容器中进行，因为生成的XeF6可与SiO2反应：2XeF6+SiO2 = 2XeOF4 + SiF4 氙的氟化物性质 1强氧化性：氧化能力按XeF2—XeF4—XeF6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+Xe XeF2 + H2 →2HF + Xe XeF2 + 2Cl- →2F- + Xe + Cl2 XeF4+ Pt →2PtF4 + Xe 2与水反应：氙氟化物与水反应活性不同 2XeF2 + 2H2O = 2Xe + 4HF + O2 (在碱中迅速反应) XeF4, XeF6在水中反应生成氧化物 6XeF4+12H2O＝2XeO3+4Xe+3O2+24HF XeF6+3H2O＝XeO3+6HF XeF6+H2O＝XeOF4+2HF (不完全水解) 13.2　稀有气体 3 XeF2 、 XeF4 、 XeF6都是优良而且温和的氟化剂。 例如：XeF6+C6H6 = C6H5F+HF+Xe 　　XeF2+IF5 = IF7+Xe 　　XeF4+2CF3CFCF3 = 2CF3CF2CF3+Xe 4氙的氟化物与互卤化物一样，通过F-离子与带相反电荷离子的缔合，与路易斯酸反应形成阳离子氙的氟化物：XeF2+SbF5 = [XeF]+[SbF6]- 13.2　稀有气体 目前已知的主要有XeO3，XeO4以及氙酸盐和高氙酸盐等。 制备：氙的各种氧化物主要由氟化物水解、氧化物进一步氧化或由氟化物转化等方法制备 　　XeO3+2XeF6 = 3XeOF4 　　XeOF4+XeO3 = 2XeO2F2 　　XeO3+OH- = HXeO4- 　　2HXeO4-+ 2OH- = XeO64-+Xe+O2+2H2O 　　2H2XeO62-+2H+ = 2HXeO42-+O2+2H2O 　　2O3+XeO3+4OH- = XeO64-+O2+2H2O Xe O O O XeO3是白色固体，水中溶解性极好，可达4 mol·L-1 ，极易潮解。XeO3在水中以分子状态存在，溶液不导电。 XeO3有很强的氧化性，与有机物混合容易爆炸，能将盐酸氧化成氯气，将Fe2+氧化成Fe3+，将Br-氧化成BrO3-，将Mn2+氧化成MnO4-，将有机物（醇羧酸）氧化成CO2，将NH3氧化成N2。 在碱性溶液中表示出弱酸性，：XeO3+OH- ＝ HXeO4-，并缓慢歧化：2HXeO4- + 2OH-＝XeO64- + Xe + O2 + 2H2O 在XeO3水溶液中通入臭氧O3后，用碱中和，可制得Na4XeO6·2H2O、Na4XeO6·6H2O、Na4XeO6·8H2O和K4XeO6·9H2O等ⅠA及ⅡA族金属的高氙酸盐（强氧化剂）。在XeO3水溶液中加入Ba(OH)2溶液，可以得到BaXeO6·1.5H2O沉淀。 性质 本章小结 本章内容小结 氢元素的同位素种类、氢成键的主要方式 氢化物的类型、制