【正文】 大 小 mp. bp. 小 大 水中溶解度 小 大 氣體密度 小 大 稀有氣體的物理性質(zhì) 稀有氣體的存在、性質(zhì)、制備和應(yīng)用 空氣分離中可得 He、 Rn外的所有其他稀有氣體 . He 最難被液化(. ). Rn是放射性元素，主要由 Ra 等 的 蛻變產(chǎn)物 ，如 Xe Xe—O2深度麻醉劑 ，制造高壓“人造小太陽” ,“氡管”用于治療癌癥和 中子源 He 大型反應(yīng)堆的 冷卻劑 ， HeNeO2 呼吸氣可防 “ 氣塞病 ”，飛船的 飛升氣體 ， 保護氣 Ne 霓紅燈 ，電子工業(yè)中的 充氣 介質(zhì)， 低溫冷凍劑 Kr 燈泡填充氣， 同位素測量 Ar 燈泡填充氣， 保護氣 稀有氣體的主要用途 RaRn 平衡約需 30d， 1g Ra 達平衡時可放出 mm3 Rn. Rn 本身也有放射性，吸入體內(nèi)很危險！ 稀有氣體在地 殼中的分布 Ra 226 88 Rn Po 226 86 218 84 –α –α 二 .稀有氣體的化學(xué)性質(zhì) amp。而其本身則是電離能 最大 的一族元素。 它們占元素周期表 零族 的位置 ,這個 位置相當(dāng)特殊 ，在它前面的是電負性 最強 的非金屬元素 。在 1923年國際化學(xué)會議上命名這種新元素為 Radon，中文音譯成 氡 。直到 1908年與其它稀有氣體一樣，它是一種化學(xué)惰性的稀有氣體元素。 氡是一種具有天然放射性的稀有氣體， 1899年，英國物理學(xué)家 Owens . 和 Rutherford E. 在研究釷的放射性時發(fā)現(xiàn) 釷射氣 ，即 氡 220。它在空氣中的含量極少，僅占總體積的一億分之八）。 1898年 7月 12日， Ramsay和 Travers 分餾液態(tài)空氣，制得了氪和氖后，又把氪反復(fù)地分次萃取，從其中又分出一種質(zhì)量比氪更重的新氣體，他們把它命名為 Xenon（源自希臘文 Xenos，意為“陌生的”，即人們所生疏的氣體。他們把它命名為 Neon（ Neon 源自希臘詞 neos，意為“新的”，即從空氣中發(fā)現(xiàn)的新氣體。它隱藏于空氣中多年才被發(fā)現(xiàn)）。3Kr、 Ne、 Xe的發(fā)現(xiàn) 由于氦和氬的性質(zhì)非常相近，而且它們與周期系中已被發(fā)現(xiàn)的其他元素在性質(zhì)上有很大差異，因此 Ramsay根據(jù)周期系的規(guī)律性，推測氦和氬可能是另一族元素，并且他們之間一定有一個與其性質(zhì)相似的家族。 1894年 ,他與 Ramsay合作，把空氣中的氮氣和氧氣除去，用光譜分析鑒別剩余氣體時發(fā)現(xiàn)了氬 。 早在 1785年 ,英國著名科學(xué)家 Cavendish 空氣組成時，就發(fā)現(xiàn)在電火花作用下，用緘液吸收了氮和氧化合生成的氧化氮后，仍然有近 1%的殘存氣體，但這并未引起重視，誰也沒有想到，就在這少量氣體里竟藏著整整一個族的化學(xué)元素。 4. 掌握二元氫化物的分類及其特點； 3. 認(rèn)識氫的三種同位素； 2. 了解氫的存在和用途，掌握氫的主要 工業(yè)和實驗室制法； 教學(xué)要求 稀有氣體化學(xué) 一 .稀有氣體簡介 二 .稀有氣體的化學(xué)性質(zhì) 三 .稀有氣體及其化合物的應(yīng)用 一、稀有氣體的簡介 (1). 稀有氣體的發(fā)現(xiàn) (2).稀有氣體的物理性質(zhì) 稀有氣體的發(fā)現(xiàn) amp。 Lewis結(jié)構(gòu)表明 PH3 的 P 原子上有一對孤對電子，因而是個富電子化合物，乙硼烷是缺電子化合物。后者是 s 區(qū)金屬似鹽氫化物，是具有巖鹽結(jié)構(gòu)的電絕緣體。 (6) 金屬 Pt 具有催化作用，可以被解釋為表面 Pt 原子形成 Pt– H 鍵的鍵焓大得足以使鍵斷開，卻不足以補償 Pt– Pt 金屬鍵斷裂所需的能量。 ● 氫以 H+存在于 氫化物 中，氫將電子供入化合物的導(dǎo)帶中。 (4) 過渡金屬吸氫后往往發(fā)生 晶格膨脹 ，產(chǎn)物的密度比母體金屬的大。 (2) 都有 金屬的電傳導(dǎo)性 和顯有其他 金屬性質(zhì) 如 磁性 。 H 與 X 所帶電荷相同 ， 半徑介于 F與 Cl間 ， 因此才顯示出 NaCl 型 。 CH4 ● 富電子氫化物 ，如 NH3，中心原子成鍵后有剩余未成鍵的孤電子對 . NH3 (1) 電正性高的 s 區(qū)金屬似鹽氫化物是 非揮發(fā)性 ， 不導(dǎo)電 并具 明確結(jié)構(gòu) 的 晶形固體 。 (1) 存在形式 (2) 熔沸點低，通常條件下為氣體 (3) 因共價鍵極性差別較大而化學(xué)行為復(fù)雜 ● 缺電子氫化物 ，如 B2H6(乙硼烷 )中心原子Ｂ未滿８電子構(gòu)型。 二元氫化合物在周期表中的分布hydr ides二元氫化合物在周期表中的分布分子型氫化合物 除 鋁 、 鉍 和 釙 外，第 13至第 17族元素都形成這類氫化合物。kg1) 氫 氣 120918 （ H2） 戊硼烷 64183 （ B5H9） 戊 烷 43367 （ C5H12） 氫鍵的方向性、水合包合物 氫鍵的內(nèi)容在前面各有關(guān)章節(jié)已講過，這里不再贅述 . 這里僅作簡單的復(fù)習(xí) . 冰 的 敞 口 網(wǎng) 狀 結(jié) 構(gòu) 氫鍵存在的有力證明 H2O、 NH3和 HF的反常沸點 可燃冰 水分子彼此間通過氫鍵形成籠，將外來中性分子或離子 (Cl2,CH4, Ar, Xe等 )包于籠內(nèi)的水合物 (分子晶體 ). 下圖清楚說明氫鍵的方向 決不只是直線性 的！ 二元氫化合物的分類 Classification of binary hydride 分子型氫化合物 Molecular hydrides 似鹽型氫化物 Saline hydrides 金屬型氫化物 Metallic hydrides 氫的大多數(shù)二元化合物可歸入下述三大類中的某一類 。 這種配合物對烯烴加氫反應(yīng)、氫加?；磻?yīng)等重要工業(yè)過程非常重要。 機理中毫無例外地涉及 H— H 鍵的斷裂，是否存在 H— H 鍵在反應(yīng)中被活化而不斷裂的情況呢？ H2 分子以 s 成鍵軌道 的電子 投入 金屬空 d 軌道 ，而以其 s 反鍵空軌道 接受 金屬滿 d 軌道電子 形成 反饋鍵 ， 這種 協(xié)同成鍵作用 使 H2 分子配合物得以穩(wěn)定 。 a b c 平緩區(qū) 爆炸區(qū) 平緩區(qū) 爆炸區(qū) 壓力增高方向 例如， H2 和 O2 生成水的反應(yīng) : 2 H2 (g) + O2(g) = 2 H2O(l) NO 氣體加進 H2 和 Cl2 的混合體系時引起爆炸，試提出機理上的解釋。能得以進行反應(yīng)的條件有： （ a） （ b） (1)H2分子在金屬表面 (a,多相催化 ) 或金屬配合物上(b,均相催化 )發(fā)生 均裂 而得以活化： (2)H2分子在固體表面 (多相催化 )或金屬離子 (均相催化 )發(fā)生 異裂 而得以活化： ● H2 分子被 ZnO 固體表面吸附： H2 + Zn—O—Zn —O Zn—O—Zn —O H– H+ /////////////////////////// /////////////////////////// ● CO 加氫制取甲醇： CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g) Cu/Zn 催化 ● 銅的冶煉中 H2被用做 Cu2+離子的還原劑： H2(g) + Cu 2 + (aq) [CuH]+(aq) + H+(aq) H2(g) Cu(s) + H+(aq) (3)外界條件引發(fā)產(chǎn)生 H 自由基 爆鳴氣在某種恒定溫度下的反應(yīng)速率隨壓力增大發(fā)生不規(guī)則變化的事實說明了反應(yīng)過程的復(fù)雜性 。 較重元素形成較弱的鍵 ， 這一事實通常歸因于相對密實的 H 1s 軌道與較松散的重元素 s 和 p 軌道重疊能力比較差 。 θmG?θmG?s區(qū)和 p區(qū)元素二元氫化合物的 /(kJ?mol–1) (298 K) 1 2 13 14 15 16 17 LiH(s) – NaH(s) – KH(s) – RbH(s) – CsH(s) – BeH2(s) + MgH2(s) – CaH2(s) – SrH2(s) – BaH2(s) – B2H6(g) + AlH3(s) – GaH3 0 CH4(g) – SiH4(g) + GeH4(g) + SnH4(g) + NH3(g) – PH3(g) + AsH3(g) + SbH3(g) + H2O(l) – H2S (g) – H2Se (g) + H2Te (g) 0 HF(g) – HCl (g) – HBr (g) – HI (g) + θmfΔ H★ 分子型氫化合物由上而下穩(wěn)定性降低的趨勢與其平均鍵焓 (kJnsted 堿的加合質(zhì)子 E + H2O(ag) EH + OH 例如， Li3N(s) + 3 H2O(l) 3Li(OH) (ag) + NH3(g) (3) 鹵化物或擬鹵化物與氫化物之間的復(fù)分解 E’H + EX E’X + EH 例如 ， LiAlH4 + SiCl4 LiAlCl4 + SiH4 ★ 二元氫化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能 是判斷氫與其它元素直接化合反應(yīng)的重要判