[理学]无机化学课件.ppt

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1、第十三章氢和稀有气体§13-2稀有气体§13-1氢13-1-1氢的存在和物理性质同位素11H(氕)12D(氘)13T(氚)相对原子质量amu1.0078252.0141023.01605自然界中含量99.9844%0.0156%不稳定单质氢是无色无嗅的气体,沸点20.28K,在标况下的密度0.08987kg·L-1,是所有气体中密度最低的.将氢气深度冷冻并加压可转变成液体,在13.84K时转变为透明固体.氢可被某些金属(如钯、铂)吸附,如室温时,一体积细钯粉大约吸收900体积的氢气.被吸附后的氢气有很强的化学活泼性.氢有三种同位素:13-1.1:氢有哪

2、几种同位素?其性质和用途有何不同?(C级掌握)解:氢有三种同位素,分别是普通氢或氕(11H或H),重氢或氘(12H或D)和氚(13H或T).它们的化学性质相同,但由于所含中子数不同,从而引起的物理性质如放射性等方面的性质是不同的.如H2的沸点为20.4K,熔点为14.0K,而D2的沸点为23.5K,熔点为18.65K.另外它们的用途也不同.氘与原子反应堆中的重水有关,并广泛应用于反应机理的研究和光谱分析.氚与核聚变反应有关,也可用做示踪原子.13-1.2:什么是正氢和仲氢?性质有何区别?(C级了解)解:在双原子氢分子内,两个氢原子核自旋方向相同的叫正氢

3、,两核自旋相反的叫仲氢.在低温时,仲氢比例较高.正氢和仲氢的化学性质相同,但物理性质如熔点,沸点则稍有差异.一:氢的化学性质13-1.3:总结氢的几种成键情况,并各举一例说明(C级掌握)13-1-2氢的化学性质和氢化物解:主要有三种成键方式:(1)氢原子失去1个电子成为H+(质子).如酸在水中的解离反应.(2)氢原子得到1个电子成为H-.主要存在于氢和ⅠA,ⅡA的金属所形成的离子型氢化物的晶体中.如MgH2,LiH等13-1.4:归纳总结H2的主要化学性质(C级掌握)(3)氢与其他电负性不大的非金属原子通过共用电子对形成共价型氢化物.如CH4,H2O等

4、.解:H2的主要化学性质有:（1）氢的可燃性H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △Hθ=286.5kJ/mol(2)氢的还原性 氢可以和许多金属氧化物,卤化物等在加热的情况下相互发生反应,显示氢的还原性PdCl2(aq)+H2==Pd(s)+2HCl(aq)(3)氢的氧化性 氢可以和ⅠA族ⅡA族(除Be，Mg)活泼金属相互反应，生成离子型氢化物。H2+2Li==2LiH(4)加合反应2H2+CO==CH3OHCH≡CH+H2==CH2=CH2(5)氢与某些金属生成金属型氢化物氢气可以与某些金属反应生成一类外观似金属的金属型氢化物，在这类氢

5、化物中氢与金属的比值有的是整数比，有的是非整数比的。氢与其它元素形成的二元化合物称为氢化物.根据与氢化合的元素电负性不同,生成的氢化物可划分为如下三种类型:离子型:ⅠA和ⅡA的氢化物;金属型(过渡型):ⅠB到ⅧB的氢化物;分子型:ⅢA到ⅧA的氢化物二:氢的氢化物13-1.5:总结三种类型氢化物的性质特点(C级了解)解:离子型氢化物一般稳定性较差,在熔融温度以前分解为单质(除LiH、BaH2外),遇水分解成金属氢氧化物和氢气.均属强还原剂,在高温下可以还原金属氯化物、氧化物及含氧酸盐.分子型氢化物属于分子晶体,具有低熔沸点.有的可与水反应,而有的解离显酸

6、性或碱性.金属型氢化物有金属光泽,密度比相应的金属要小.从化学性质上,铍、镁、镧系金属、锕系金属等的氢化物多类似于离子型氢化物;而In、Tl、铜族、锌族金属的氢化物则多类似于共价型氢化物,从而这类氢化物也称为过渡型氢化物.性质HeNeArKrXeRn原子序数21018365486原子量4.0020.1839.9583.80131.3222.0价电子结构1s22s22p63s23p64s24p65s25p66s26p6范氏半径(pm)122160191198--第I电离势(kJ/mol)237220811521135111701037第II电离势(kJ/

7、mol)52503952266623502046-1.稀有气体元素的基本性质13-2-2存在,分离,性质,制备和用途一:稀有气体的性质13-2.1:为什么稀有气体元素的电离势随原子序数的增大而依次减小?(C级掌握)解:因随原子序数的增大其原子半径也依次增大,最外层电子离核就越远,核对其吸引力越弱,则电子越易失去,所以电离势就依次减小.性 质HeNeArKrXeRn颜 色无色无色无色无色无色无色光谱颜色(放电管中)黄红蓝淡蓝蓝绿-气体密度(g/L)0.17850.90021.78093.7085.8519.73熔 点(K)0.95*24.584.0116

8、.6161.2202.2沸 点(K)4.2527.387.5120.3166.1208.2溶解