第一章 无机化学元素概述.ppt

第一章 元素概述;主要内容;1-1 元素的发现;目前共发现118种元素，其中天然元素93种，人工合成元素25种。 2000年，美国、俄罗斯科学家联合宣布发现114和116号元素； 2003年，俄罗斯科学家同时发现第113号和第115号元素； 2005年，美国科学家发现第118号元素； 2010年，美国、俄罗斯科学家联合宣布发现117号元素【见Phys. Rev. Lett. 2010, 104(14): 142502】 新元素的发现与人类的进步和科学技术的发展密切相关 。;国际纯粹及应用化学联合会（IUPAC）2011年在伦敦宣布;2011版国际必威体育精装版元素周期表;;;1-2 元素的分类 ;普通元素和稀有元素 ;稀有元素;1-3. 元素在自然界中的存在形态 ;从存在的物理形态来看： 常温常压下，元素的单质以气态存在的有11种，即N2、O2、H2、Cl2、F2和He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn； 以液态存在的有2种：Hg、Br2； 还有2种单质，熔点很低，易形成过冷状态，即Cs(熔点为28.5℃)、Ga(熔点为30℃)； 其余元素的单质呈固态。 ;2．化合态：元素主要存在形式 离子型卤化物:NaCl, NaNO3, KCl等 难溶碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐等； 难溶硫化物:FeS2, As2S3, PbS等 稳定的氧化物：SiO2, Al2O3, SnO2, TiO2等;1-4．元素的分布 ;我国的矿物资源 ;;;2．动、植物中的元素分布----生物无机化学;;3．海洋中的分布----海洋化学;小知识：深海矿产-锰结核矿;4．大气中的元素分布----大气化学;干洁空气：;水汽;杂质和微粒（PM2.5）;大气污染物;第二节 核反应及人工合成新元素----核化学 ;2-1 核反应----衰变 ;2-1 核反应----衰变 ;2-1 核反应----衰变 ;2-1 核反应----粒子轰击 ;缩写形式M（a，b）M’，M代表被打击的核，a是进行打击的粒子，b是发射出来的粒子，M‘是产生的新核。上述反应可缩写为36Li（n，?）13H。 举例：1327Al（?，n）1530P表示如下反应 1327Al + 24He ?? 1530P + 01n 1530P不稳定，可蜕变为1430Si，同时放出正电子： 1530P ?? 1430Si + 10e 正电子10e具有与电子质量相同、电量相同、但电荷符号相反。 粒子轰击是人工合成新元素的主要方法。;2-1 核反应----裂变 ;2-1 核反应----聚变;核聚变是理想的能源 ;2-2 超铀元素，人工合成新元素—放射化学 ;;举例：;小知识：放射性和铀裂变的重大发现----6项诺贝尔化学奖 ;Ernest Rutherford1871----1937 ;Otto Hahn(1879—1968) ;Frédéric Joliot (1900-1958);Edwin M. McMillan(1907—1991);2-3 和平利用核反应与核能;核裂变链式反应;铀核裂变时所放出的能量;要引发爆炸或链式反应，关键是中子数及235U或239Pu的大小。已知中子在U或Pu堆中有五种可能： 引起235U或239Pu核分裂； 引起238U核分裂； 被238U核吸收而引起一系列的核衰变； 从U或Pu堆逸出； 被杂质吸收。 后3种对原子弹爆炸不利。所以原子弹要采用纯净的235U或239Pu，以保证它们受到中子轰击时都能引起核裂变。U块或Pu块不能太小，否则中子逸出的比例太高，不能维持链式反应。 ;在原子弹里，还装有一个引爆装置（包括雷管及普通炸药）。爆炸时，由普通炸药引爆后压缩两部分U块或Pu块，使之爆炸。原子弹的威力范围在1~5?105吨TNT当量之间。 ;2．核能发电： 铀的和平用途十分广泛，如核发电用的核电反应堆燃料。 核电站通过核反应堆把原子核变化过程中所释放的巨大能量转化为电能。 核电具有发电成本低、对环境污染小等优点？ 关键在于如何控制中子的数目，保持中子的平衡以及如何处理避免核泄漏、核辐射，如何处理核废料等。;1942年，美国建成世界上第一座核反应堆，人类首次自控核裂变链式反应，实现了受控的核能释放。 1954年，世界上第一座核电站在前苏联（即今位于乌克兰的切尔诺贝利核电站）投入运行，发电功率5000kW。2000年因核泄漏被迫关闭。 目前，全世界已有核电站400多座。法国是世界核电发展先进国家之一，核电站数量最多。 根据我国《新兴能源产业发展规划》，到2020年，规划核电装机容量为 8600万千瓦。尽管目前我国核发电量占比仅为2%，但25台、2773万千瓦的在建规模却占全世界在建核电机组的40%。;;;核电站;核能的危险性依然存在！没有万一！;切尔诺贝利 ：人类共同