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第五章氢和稀有气体

§5—1氢

1—1氢在自然界中的分布

氢是宇宙中最丰富的元素，除大气中含有少量自由态的氢以外，绝大部分的氢都是以化

合物的形式存在。氢在地球的地壳外层的三界(大气、水和岩石)里以原子百分比计占17％，

仅次于氧而居第二位。

氢是太阳大气的主要组成部分，以原子百分比计，它占81．75％。近年来，人们发现

木星大气中也含有82％的氢。可以说，在整个宇宙空间到处都有氢的出现。

123

氢有三种同位素：H(氕、符号H)，H(氘、符号D)和H(氚，符号T)。它们的质量

111

2

数分别为1，2，3。自然界中普通氢内：H的丰度最大，原子百分比占99．98％，H具有

1

3

可变的天然丰度，平均原子百分比为0．016％。H是一种不稳定的放射性同位素：

1

3→3β半衰期．年

HHe+t=124

121/2

在大气上层，宇宙射线裂变产物中每21个原子中仅有一个3原子。然而人造同

10HH

1

位素增加了3的量，利用来自裂变反应器内的中子与靶作用可制得3：

HLiH

11

1n+6Li→3H+4He

0312

氢的同位素因核外均含1个电子，所以它们的化学性质基本相同，由于它们质量相差较大，

色散力大小不一样，导致了它们的单质和化合物在物理性质上的差异(见表5—1)。

表5—1H、D及其化合物的物理性质

22

HDHODO

2222

沸点／K20.223.3373.0374.2

平均键焓／kJ·mol-l436.0443.3463.5470.9

l一2氢的成键特征

1

氢原子的价电子层构型为1s，电负性为2.2。因此，当氢同其它元素的原子化合时，其

成键特征如下：

(1)形成离子键

当它与电负性很小的活泼金属(Na，K，Ca