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碱金属和碱土金属DOC
第十章氢、碱金属和碱土金属Chapter 10 Hydrogen、Alkali and Alkali-earth Metals
§10-1 氢及其化合物
Hydrogen an its Compounds
氢在周期表中排A,又能排ⅦA,这是由于第一周期的稀有气体电构型为1s。
一、单质氢(Simple ubstance of Hydrogen)
氢的同位素(isotopes)(1) p p+n p+2n
Protium Deuterium Tritium
氕 氘 氚(2) 存在:子个数H : D = 6800 : 1 H : T = 1010 : 1
(3) preparation:
Tritium是半衰期(half-life)为12.6年的β放射性衰变体。
通常只有核反应才能获得
例如:
可由重水(D2O)获得,重水的制备可利用:
H2S + D2OD2S + H2O的原理来制备重水
工厂每生产一吨重水,必须加工四万五千吨水,循环使用十五万吨H2S。浓或纯的D2O不能维持动植物生命,重水对一般动植物的致死浓度为60%。
这种分离的原理是轻的同位素的化学键比重的同位素的化学键更容易断。
例如:HD(g) + H2O(g)H2(g) + HDO(g)
(4) 氢同位素形成的单质在化学性质上完全相同,但物理性质上有差别。101.4℃)上的差别反映了重水中的氢键比普通水中的氢键更强些。
2.Properties:
(1) physical properties:
H2极难溶于水和有机溶剂,可以贮存在金属和合金中固态氢又称为金属氢:在晶格质点上为质子,而电子为整个晶体享,所以这样的晶体具有导电性固态氢是六方分子晶格。
(2) chemical properties:
a.成键特点:电子构型为,可以放在类,但第一电离势高于碱金属的第一电离势;也可放在ⅦA类。
b.化合反应:与金属2NaH Ca + H2CaH2
与非金属2HF
c.还原反应:
Cu + H2O WO3 + 3H2W + 3H2O
3.Preparation
(1) 实验室:Zn2+ + H2↑
(2) 工业上:中):
b.水煤气法:C + H2OH2(g) + CO(g)
c.烃裂解:
(3) 在野外工作时,利用硅的两性与碱反应
Si + 2NaOH + H2ONa2SiO3 + 2H2↑
用含硅百分比高的硅铁粉末与干燥的Ca(OH)2和NaOH的混和物点火焖烧能剧烈反应,放出H2。
优点:携带方便,比酸法耗金属少,且所需碱液浓度不高。
二、氢化物(Hydride)放在以后各章元素中讲解
碱金属元素及其化合物
Alkali etals and their Compounds
Lithium (Li) Sodium (Na) Potassium (K)
Rubidium (Rb) Cesium (Cs) Francium (Fr)
它们之所以有碱金属元素之称,是由于它们的氢氧化物都易溶于水(除了LiOH的溶解度较小之外)的强碱。
一、General roperties
1.Valence electron of alkali metals:
(1) 其氧化数为+1,不会有其它正氧化态。。在无水无氧条件下,可以制得低氧化态的非寻常化合物如钠在乙二胺和甲胺中所形成的溶液具有导电性,观察到Na的光谱带,说明主要的导电体应是钠电离出的和Na
2Na(s) + C20H36O6[Na(C20H36O6)]+·Na-
(2) 由于价电子数少,所以碱金属原子之间的作用力比绝大多数其他金属原子之间的作用力要小,因此碱金属很软,低熔沸点,且半径大、密度小。的密度是所有金属中最小的,它的密度比煤油小,2.在形成化合物时,碱金属元素以离子键结合为特征,也呈现一定程度的共价性。 (1) 气态双原子分子以共价键结合 (
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