无机化学教学课件18章氢和稀有气体.pptxVIP

第18章 氢和稀有气体Chapter 18 Hydrogen and Rare Gases第一页，共五十二页。 氢、稀有气体在周期表中的位置第二页，共五十二页。 H氢是周期表中唯一尚未找到确切位置的元素.· · · · · · 第三页，共五十二页。 本章教学要求1．了解氢和稀有气体的特点；2．了解重点元素的存在、分离、性质和用途；? 3. 掌握素氢和稀有气体的单质及氢化合物的性质， 会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象；第四页，共五十二页。 18-0 元素概述 Instruction to the elements18-1 氢 Hydrogen18-2 稀有气体 Rare Gases第五页，共五十二页。 18-0 第(18)VIIIA族元素概述第六页，共五十二页。 “机遇号”重大发现火星曾经有水存在？第七页，共五十二页。 第八页，共五十二页。 第九页，共五十二页。 18-1 氢 Hydrogen18-1-1 氢的成键方式 Bonding mode on hydrogen1. 失去电子 形成H+，无电子质子，由于强的极化作用难以单独存在，易以配位键的形式与可以提供电子对的Lewis 碱结合。如 ，在水中较为复杂，简写为：H3O+2. 获得电子 形成H?，由于强的还原作用难以单独存在，在无水条件下 可以存在于活泼金属的化合物中，电子组态：1s2 与He为等电子体。3. 共用电子第十页，共五十二页。 形成共价键： 2c—2e，在有机化合物内C—H，水、含氧酸和OH?中O—H，N—H，X—H等 氢桥键：3c—2e，在硼烷和部分双核、多核配合物中（μ—氢·二[五羰合铬]）。18-1-2 氢气的性质与制备 Hydric Properties and Preparation1. 氢的同位素 1931年底美国哥伦比亚大学的尤里（Urey）教授和他的助手，发现了质量数为2的重氢，称为氘。后来英、美科学家又发现了质量数为3的氚。氘的发现是科学界在本世纪三十年代初的一件大事。尤里因该成果，获得1934年的Nobel化学奖。它们的物理性质见表18—2，主要特征总结如下：(1) p p+n p+2n Protium Deuterium Tritium 氕 氘 氚第十一页，共五十二页。 (2) 存在：丰度：H（99.985%）、D（0.015%）、T（10?15%） 原子个数比，H : D = 6800 : 1 H : T = 1010 : 1 (3) 制备： 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。 Deuterium可由重水（D2O）获得， 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H2、D2、T2，在化学性质上完全相同，但物理性质上有差别。如H2 b.p. = 20.4K，D2 b.p. = 23.5K，因为氘原子的质量比氢原子大一倍，H2O与D2O沸点（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。冷热第十二页，共五十二页。 (1) physical properties： H2极难溶于水和有机溶剂，可以贮存在金属（Pt、Pd）和合金（LaNi5）中。固态氢又称为金属氢：在晶格质点上为质子，而电子为整个晶体共享，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1s1，可以放在IA类，但第一电离势高于碱金属的第一电离势；也可放在ⅦA类。H2 的键能较大435.88kJ · mol?1 ，常温下难以反应，除非特别活泼的元素，F2 ，碱金属等，高温或光照快速。 b．化合反应： 与金属：2Na + H2== 2NaH C