第18章氢和稀有气体讲解
- 格式:ppt
- 大小:635.00 KB
- 文档页数:39
第十八章氢和稀有气体§18-1 氢1.形成离子键:Na 、K 、Ca 等形成H -,这个离子因有较大的半径(208 pm),仅存在于离子型氢化物的晶体中。
氢的电子层构型为1s 1,电负性为2.2。
一、氢在自然界的分布二、氢的成键特征§18.1 氢第十八章氢和稀有气体1)、氢原子可以填充到许多过渡金属晶格的空隙中,形成一类非整比化合物,一般称之为金属氢化物。
如,LaH 2.87。
ZrH 1.302)、氢桥键3)、氢键3.独特的键型1)、H 2 (非极性)2)、极性共价键H 2O, HCl 2.形成共价键§18.1 氢第十八章氢和稀有气体H 2分子具有高键焓(436 kJ.mol -1)和短键长(74pm),由于分子质量小,电子数少,分子间力非常弱,只有到20K 时才液化。
H 2的高键能,决定了H 2有一定的惰性,在常温下与许多元素的反应很慢,但在加热和光照时反应迅速发生。
2H 2 + O 2 = 2H 2O (加热)H 2 + Cl 2= 2HCl (光照)三、氢的性质和用途§18.1 氢第十八章氢和稀有气体高温下氢是一个很好的还原剂制备许多高纯金属:CuO + H 2= Cu + H 2O TiCl 4+ 2H 2= Ti + 4HCl在适当温度、压力和相应催化剂的条件下,H 2可以和一系列的有机不饱和化合物加氢反应。
§18.1 氢第十八章氢和稀有气体C 6H 5COCH 3 + H 2 →C 6H 5CHOHCH 3 (催化剂)RCHO + H 2 →RCH 2OH (催化剂)C 6H 5NO 2 + H 2 →C 6H 5NH 2 (催化剂)具有前景的是光解水和光电池获得电能电解水,可解决石油资源的枯竭和环境问题。
H 2在地壳中的存在量很低,主要是以水的形式存在。
最经济的方法是用C 和CH 4高温还原H 2O 。
CH 4 + H 2O →CO(g) + 3H 2(g) (1000℃)C(s) + H 2O(g) →CO(g) + H 2(g) (1000℃)CO(g) + H 2O(g) →CO 2(g) + H 2(g) (高温)四、氢的制备(化学法、电解法、工业法)氢也是氯碱工业生产NaOH 和Cl 2的副产物。
[ 教学要求]1. 掌握氢原子的性质、成键特征、氢化物。
2 . 了解稀有气体的原子结构、性质和用途。
[ 教学重点]氢的物理性质与化学性质[ 教学难点]稀有气体化合物的性质[ 教学时数]2 学时[ 教学内容]1. 掌握氢的物理性质与化学性质2. 掌握稀有气体单质,化合物的性质及其结构特点。
3. 了解稀有气体的用途。
13-1 氢一、概述1 、氢在周期表中的位置氢是周期表中的第一个元素,它在所有元素中具有最简单的原子结构。
它由一个带+1 电荷的核和一个轨道电子组成。
碱金属也都具有一个外层轨道电子,但它们在反应中很容易失去这个电子而生成正离子;与此相反,氢不容易失去这个电子,而是使这个电子配对生成一个共价键。
卤素像氢一样,比稀有气体结构缺少一个电子。
在许多反应中,卤素容易获得一个电子而生成负离子;但氢只有在同高电正性的金属反应时才会获得电子而生成负离子。
氢的这些独特性质是由氢的独特的原子结构、氢原子特别小的半径和低的电负性决定的。
因为它的性质与碱金属和卤素的性质都不相同,使得很难把它放在周期表中的一个合适位置上。
在本科件中,按原子序数把氢放在第IA 族元素的位置上。
2 、氢的同位素同一种元素的原子具有不同的质量数,这些原子就叫同位素。
质量数产生差异的原因是原子核中含有不同的中子。
氢有三种同位素:11H ( 氕,符号H) ,21H ( 氘,符号D) 和31H ( 氚,符号T) 。
在它们的核中分别含有0 、1 和2 个中子,它们的质量数分别为 1 ,2 ,3 。
自然界中普通氢内H 同位素的丰度最大,原子百分比占99.98% ,D占0.016%,T的存在量仅为H 的10 -17 。
二、氢的物理性质和化学性质1 、物理性质单质氢是由两个H原子以共价单键的形式结合而成的双原子分子,其键长为74pm 。
氢是已知的最轻的气体,无色无臭,几乎不溶于水(273K 时1dm3的水仅能溶解0.02dm3的氢),氢比空气轻14.38 倍,具有很大的扩散速度和很高的导热性。
第十八章 氢和稀有气体一 选择题1.稀有气体不易液化是因为( )A.它们的原子半径大B.它们不是偶极分子C.它们仅仅存在较小的色散力而使之凝聚D.它们价电子层已充满 2.用VSEPR 理论判断,中心原子价电子层中的电子对数为3的是( )A .PF 3 B.NH 3 C.-34PO D.-3NO 3.用价电子对互斥理论判断,中心原子周围的电子对数为3的是( )(吴成鉴《无机化学学习指导》)A.SCl 2B.SO 3 C .XeF 4 D. PF 54.用价电子对互斥理论判断,中心原子价电子层中的电子对数为6的是( ) A.SO 2 B. SF 6 C.-34AsO D. BF 35. XeF 2的空间构型是( )A.三角双锥B.角形C. T 形D.直线型 6.下列稀有气体的沸点最高的是( ) (吴成鉴《无机化学学习指导》) A.氪 B.氡 C.氦 D.氙7.能与氢形成离子型氢化物的是( ) (吴成鉴《无机化学学习指导》) A.活泼的非金属 B.大多数元素 C.不活泼金属 D.碱金属与碱土金属 8.稀有气体原名惰性气体,这是因为( ) A.它们完全不与其它单质或化合物发生化学反应B.它们的原子结构很稳定,电离势很大,电子亲合势很小,不易发生化学反应C.它们的价电子已全部成对D.它们的原子半径大9.下列各对元素中,化学性质最相似的是 ( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Be 与MgB.Mg 与Al C Li 与Be D.Be 与Al10.下列元素中,第一电离能最小的是 ( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Li B.Be C. Na D.Mg11.下列化合物中,在水中的溶解度最小的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.NaFB.KFC.CaF2D.BaF212.下列氢化物中,最稳定的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.LiHB.NaHC.KHD.RbH13.下列化合物中,键能最大的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.HBrB.NH3C.H2D.KH14.合成出来的第一个稀有气体化合物是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.XeF2B.XeF4C.XeF6D.Xe[PtF6]15.下列化合物中,具有顺磁性的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Na2O2B.SrOC.KO2D.BaO216.下列叙述中错误的是() (大连理工大学《无机化学习题详解》)A.氢原子可获得一个电子形成含H-的离子型化合物。