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湖南大学【无机化学】无机s区元素

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无机化学S区元素概述单质及其物理化学性质

无机化学S区元素概述单质及其物理化学性质

无机化学S区元素概述单质及其物理化学性质S区元素是指周期表中第三周期的元素，包括Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn。

这些元素的单质是指它们在自然界中以纯态存在的形态。

下面将对这些S区元素的单质及其物理化学性质进行概述。

Scandium（Sc）是一种银白色金属，熔点1541℃，沸点2836℃。

它的密度为2.989 g/cm³，熔化热为15.8 kJ/mol。

Scandium的化学性质活泼，可以与氢气、氧气和氮气反应。

它可以形成多种化合物，如ScCl3、Sc2O3等。

Titanium（Ti）是一种银灰色金属，熔点1668℃，沸点3260℃。

它的密度为4.506 g/cm³，熔化热为13.8 kJ/mol。

Titanium具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性。

它与氧、氮、氢等非金属元素反应生成化合物，如TiO2、TiN等。

Vanadium（V）是一种银白色金属，熔点1890℃，沸点3380℃。

它的密度为6.0 g/cm³，熔化热为21.5 kJ/mol。

Vanadium的化学性质活泼，可以与氧气、氮气和氟气反应。

它可以形成多种氧化态，如V2O5、VO2等。

Chromium（Cr）是一种银灰色金属，熔点1907℃，沸点2672℃。

它的密度为7.18 g/cm³，熔化热为20.5 kJ/mol。

Chromium的外层电子构型为3d54s1，具有良好的抗腐蚀性。

它可以形成多种化合物，如Cr2O3、CrCl3等。

Manganese（Mn）是一种银灰色金属，熔点1244℃，沸点1962℃。

它的密度为7.21 g/cm³，熔化热为13.2 kJ/mol。

Manganese与氧气反应生成二氧化锰（MnO2），具有一定的催化性能。

它还可以形成多种化合物，如MnCl2、MnSO4等。

Iron（Fe）是一种银灰色金属，熔点1538℃，沸点2861℃。

它的密度为7.874 g/cm³，熔化热为13.8 kJ/mol。

无机化学第七章S区元素

无机化学第七章S区元素

无机化学第七章S区元素第七章主要介绍了S区元素的性质和应用。

S区元素是指周期表中第16族元素，包括氧、硫、硒、碲和钋。

这些元素具有一些共同的性质和特点，包括氧化态的规律和趋势、同族元素的化学性质等。

S区元素的氧化态规律和趋势是其重要的特点之一、氧化态是指元素在化合物中的电荷数。

在S区元素中，氧通常呈-2的氧化态，露卜那呈-1的氧化态，硫、硒和碲的氧化态则比较复杂，可以是正或负的多个值。

这种规律是由于这些元素的外层电子结构决定的。

氧的外层有6个电子，可以通过接受2个电子来填满外层，从而达到稳定的8个电子的结构。

而露卜那的外层只有一个电子，可以通过捐赠一个电子来达到稳定的结构。

而硫、硒和碲的外层电子结构类似，有6个电子，可以通过得失2个电子来达到稳定的8个电子的结构。

在S区元素中，氧是一个非金属元素，而硫、硒和碲则是亚稳金属。

氧具有较高的电负性，能够与其他元素形成较强的电负性键。

它在自然界中广泛存在，包括空气中的氧气、水中的水分子等。

由于氧的高电负性，它可以与其他元素形成氧化物，包括过氧化物、酸性氧化物和碱性氧化物等。

氧化物有着重要的应用，例如过氧化氢可用作漂白剂和消毒剂。

硫、硒和碲是黄顺子亚稳金属，它们具有较高的化学活性。

它们主要存在于矿石中，包括铁矿石中的硫化铁矿石。

硫还广泛存在于化学品中，包括硫酸、硫酸铜等。

硫还可以形成众多的无机化合物，例如硫化物和亚硫酸盐。

硫化物在冶金工业中有重要应用，例如焦炭的熔融炉和脱硫设备。

在亚稳金属中，硒是比较特殊的元素。

它可以形成六亚硒酸盐，具有良好的光敏性。

六亚硒酸盐可以用于摄影中的胶片和相纸的显影剂，以及红外线辐射计的探测剂。

此外，硒还可以形成硒化物，具有一定的半导体性能。

碲也是一种亚稳金属，具有类似硒的性质。

它可以形成一种黑色固体的碲化铋，具有比较好的半导体性能。

碲化铋被广泛应用于红外线成像和热电传感器等领域。

除了硫、硒和碲，S区元素中还有钋，它是一种放射性元素。

无机化学教学课件 12章 s区元素

无机化学教学课件 12章 s区元素

Li+/Li
-3.04
Be2+/Be
-1.97
Na+/Na
-2.71
Mg2+/Mg
-2.36
K+/K
-2.93
Ca2+/Ca
-2.84
Rb+/Rb
-2.92
Sr2+/Sr
-2.89
Cs+/Cs
-2.92
Ba2+/Ba
-2.92
锂电对的数值乍看起来似乎反常，这个原子半径最小、电离
能最高的元素倒成了最强的还原剂.显然与其溶剂化程度（水合
M( N s 3H ()l)M (am )e(am )
碱金属在液氨中的溶解度 (-35℃)
碱金属元素 M
Li Na K Rb Cs
溶解度/ (mol ·L-1)
15.7 10.8 11.8 12.5 13.0
有趣的是，不论溶解的是何种金属，稀溶液都具有同一吸收波 长的蓝光.这暗示各种金属的溶液中存在着某一共同具有的物种.后 来实验这个物种是氨合电子，电子处于4~6个 NH3 的 “空穴” 中.
大气圈：O2、N2、CO2、稀有气体
地 壳
水圈：O、H、Cl、Na、Mg
岩石圈：Si、O、H、金属
元 素 单
气态：AHr2、、KN2r、、OX2e、（C11l2种、）F2、He、Ne、
质 （
液态：Hg、Br2（2种）
常 温
固态：剩余大多数 a
3
）
a
4
a
5
人体中的元素
必 需 元
宏量元素：11种，占99.95%，其中主要为 O、C、H、N，占96%
第三，由于钾变成蒸气，可设法使其不断离开反应体系，让 体系中其分压始终保持在较小的数值.不难预料随Pk变小， D r Gm 向负值的方向变动，有利于反应向右进行.

无机s区元素

无机s区元素

3、超氧化物：除Li、Be、Mg外，s 区元素与O2反 应生成超氧化物： K+O2=KO2 2KO2+2H2O=H2O2+O2↑+KOH 4KO2+2CO2=3O2↑+2K2CO3 O22- [(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2 (π2p)4(π2p*)4] O2- [(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)3] 4、对角相似规则：周期表中某元素的性质与它左 上方或右下方的另一元素的性质相似 原因：离子极化能力相近，离子极化能力大小 取决于离子原子半径、电荷数、电子层构型
（二）氢氧化物
酸式离解
碱式离解
R离子的离子势φ=Z/r， 氢 氧 7< φ1/2 <10 φ 1/2 <7 化 物 碱
φ1/2 >10 酸
1、在同一周期，最高氧化态的阳离子Rn+， 从左到右，电荷数依次增大，半径依次减 小，氢氧化物酸性增强。
Na+
半径 95 /pm φ1/2 3.2
Mg2+ Al3+ 65 5.5 50 7.7
3、形成结晶水合物及热稳定性特征: 水合离子：离子所带电荷越多，半径越小， 水合作用越强。水合离子半径 Na+>K+ 热稳定性：MX和M2SO4稳定，M2CO3只有 Li2CO3不稳定，MNO3不稳定。 4、几种重要的盐： NaCl、KCl 、CaCl2 ·6H2O 、BaCl2 ·2H2O 泻盐 MgSO4 重晶石 BaSO4 CaSO4 ·2H2O 烧石膏 CaSO4 ·1/2H2O 无水 CaCl2 石膏
+
+
Li的电极电势最低，但是Li与水反应不如 Na反应激烈，为什么？ 单质Li熔点高，与水反应放热不足以使其 液化，分散性差，反应活性降低。LiOH 溶解度小，覆盖于金属表面，阻碍反应 进行。后者是Li与水反应不如Na剧烈的主 要原因

无机化学试题及答案s区元素

无机化学试题及答案s区元素

无机化学试题及答案s区元素一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种元素属于s区元素？A. 锂（Li）B. 钠（Na）C. 铝（Al）D. 氯（Cl）答案：B2. s区元素通常具有哪些价电子？A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个答案：B3. 钠的电子排布式是什么？A. 1s²2s²2p⁶3s¹B. 1s²2s²2p⁶3s²C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴答案：B4. s区元素的原子半径随着原子序数的增加而如何变化？A. 减小B. 增加C. 保持不变D. 先增加后减小5. 以下哪种化合物是由s区元素组成的？A. NaClB. MgOC. SO₃D. CO₂答案：A6. s区元素的金属性如何随原子序数增加而变化？A. 增强B. 减弱C. 先增强后减弱D. 先减弱后增强答案：A7. 锂的原子序数是多少？A. 2B. 3C. 4D. 5答案：B8. 钾的电子排布式是什么？A. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹B. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹4p⁶D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²4p⁶答案：B9. s区元素的离子通常具有什么电荷？B. +2C. -1D. -2答案：A10. 钠的熔点是多少摄氏度？A. 98B. 300C. 600D. 900答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. s区元素包括碱金属元素和____元素。

答案：碱土2. 锂的原子序数为3，其电子排布式为______。

答案：1s²2s¹3. 碱金属元素的价电子数为______。

无机化学教学课件 12章 s区元素

无机化学教学课件 12章 s区元素

钾比钠活泼，为什么可以通过如下 反应制备金属钾？
KCl + Na 熔融 NaCl + K
首先，钾的第一电离能 (418.9 kJ·mol-1 ) 比钠的第一电离能
（495.8 kJ·mol-1 ）小的缘故.
其次，通过计算可知固相反应的D r Hm是个不大的正值，但钾 的沸点（766 ºC）比钠的沸点（890 ºC ）低，当反应体系的温度控 制在两沸点之间，使金属钾变成气态，而金属钠和KCl 、NaCl 仍 保持在液态，钾由液态变成气态, 熵值大为增加，即反应的T D r Sm 项变大，有利于D r Gm变成负值，反应向右进行.
Li
Na K
Rb Cs
Be Mg
Ca Sr
Ba
12-1-2 化学性质
(1) 与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应的化合物 单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：
Li2O BeO
Na2O2 MgO
KO2 CaO
RbO2 SrO
CsO2 Ba2O2
你能发现这些氧化物的形式有 什么不同？
Li2O Gc2-706-18.12
Na2O2
镁 带 的 燃 烧
KO2
Question 1
为什么在空气中燃烧碱金属 所得的产物不同？
该问题可以从以下几个方面讨论：
1. 燃烧产物可从燃烧反应的能量变化中推测. 哪一个燃烧反应的 DG负值最大，产物就 是哪一个. 例如，Na 生成Na2O、Na2O2 和 NaO2的DG 分别是 -376 kJ·mol-1, -430 kJ·mol-1和 –389.2 kJ·mol-1, 因此燃烧产物就是 Na2O2 .
1．了解 s 区元素的物理性质和化学性质，能够解释 Li 的 标准电极电势为什么最低 ，能解释碱金属与水、醇和液 氨反应的不同；

无机化学 S区元素概述单质及其物理化学性质

Li2O Li O
2
CsO2 BaO2
镁 带 的 燃 烧
Li, Ca等同时生成氮化物
2O2 Na2ONa 2
Li3N
Ca3N2
Ba3N2 KOKO 2 2
2、与水作用:
2M + 2H2O → 2MOH + H2（g）
Li
Na
K
Ca
锂 (不熔化)； 钠 (熔化)；钾(燃烧) ； 铷 , 铯(爆炸)
3、与液氨的作用 +
IA
电 离 势 、 电 负 性 减 小 金 属 性 、 还 原 性 增 强
IIA Be Mg Ca
原 子 半 径 增 大
Li Na K
Rb
Cs
原子半径减小、
Sr
Ba
金属性、还原性减弱 电离势、电负性增大
同周期IA和IIA比较
ⅠA 主要氧化态 原子半径 电负性 +1 最大 最小 > < ⅡA +2 较大 较小
2M(s) + 2NH 3 (l) → 2M + 2NH + H 2 (g)
2
M(s) M (am)+ e (am)
液氨溶剂 -
+
4、其离子的焰色反应
Li+
K+
红
紫
Na+
黄
Rb+ 紫红 Ca2+ 橙红 Ba2+ 黄绿
Cs+ 紫红 Sr2+ 红
通性：
1. 易与H2直接化合成MH、MH2离子型化合物； 2. 与O2形成正常氧化物、过氧化物、 超氧化物； 3. 与其他非金属作用形成相应的化合物；
1、与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应化合物

无机化学-s区元素ppt课件

原子构造不同，发出不同波长的光
定性鉴定金属离子能否存在
各种离子的焰色反响
Li+ 红 K+ 紫 红 Cs+ 紫红 红 Sr2+ 红 黄绿
Na+ 黄 Rb+ 紫
Ca2+ 橙
Ba2+
2.晶体类型：
绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤化 物有一定的共价性。 例如：Be2+极化力强， BeCl2已过渡为共价
化合物。 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2
中强
强
强
强
(箭头指向) 碱性加强，溶解度增大
NaOH >Mg(OH)2
3.化 学 性 质
〔1〕与酸性氧化物反响 2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O
〔2〕与两性金属反响 Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑
〔3〕与非金属反响 4P + 3NaOH + 3H2O = 3NaH2PO2 + PH3 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2
Li
Na
K
Ca
锂 (不熔化)； 钠 (熔化)；钾(熄灭) ； 铷 , 铯(爆炸)
◆ 与液氨作用
● 碱金属溶于纯液氨,随金属溶解量添加,
蓝色
深蓝色
青铜色
M ( s ) + ( x + y ) N H 3 ( l ) [ M ( N H 3 ) x ] + + [ e ( N H 3 ) y ] 氨合阳离子 氨合电子
〔3〕强氧化性

无机化学(下)_湖南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

无机化学（下）_湖南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.碱金属和碱土金属元素的电离能都是自上而下递减，金属性依次增强，它们的水合离子与单质金属所成电对的电极电势也是自上而下依次减小参考答案:错误2.在 FeCl3 与 KSCN 的混合溶液中加入过量 NaF ，其现象是参考答案:变为无色3.在下列条件下，KMnO4 发生反应时产物中没有气体的是参考答案:在酸性条件下与 H2S 反应4.五价态的钒离子在 pH < 1 的溶液中存在的主要形式是参考答案:VO2＋5.和相邻原子相比，Eu、Yb的原子半径为何突然增大呈现明显的“双峰效应”？参考答案:Eu、Yb倾向于分别保持4f 7 、4f 14的半满、全满结构6.H3BO3是一元弱酸，它的分子中三个氢原子只能电离出其中的一个。

参考答案:错误7.从矿石中湿法提取金的试液是参考答案:NaCN8.下列物质属于Lewis 酸的是参考答案:BF3_H3BO39.在下列氢氧化物中，不能稳定存在的是参考答案:Tl (OH)310.BF3与NH3化合是它们之间形成参考答案:配位键11.在铝盐溶液中加入 Na2CO3溶液，主要生成物为参考答案:Al(OH)3 ，CO212.下列含氧酸中属于三元酸的是参考答案:H3AsO413.用于配制潜水用的人造空气的稀有气体是参考答案:He14.下述含有非金属“X”的酸中，电离常数最大的是参考答案:HXO415.均不溶于稀酸，但都可溶于浓酸中的一组硫化物是参考答案:Bi2S3，PbS16.下述有关银的性质的正确论述是参考答案:从氢碘酸中置换出氢17.卤化氢的热稳定性从上到下减弱，其原因在于参考答案:键能减弱18.金刚石硬度最大，而热力学稳定性却小于石墨。

参考答案:正确19.氢氟酸最好储放在参考答案:聚乙烯瓶20.(CN)2是拟卤素，下列反应中与卤素无相似之处的是参考答案:(CN)2 ＋ 2 O2 = 2 CO2 ＋ N221.氦是最难液化的气体参考答案:正确22.石墨能够导电的原因是参考答案:石墨晶体的层内存在大π键23.在下列盐中，能与碳酸钠溶液作用，生成沉淀，而且沉淀又能溶于氢氧化钠溶液的是参考答案:AlCl324.配制 SnCl2溶液时，必须加入参考答案:盐酸25.“人造小太阳”是由氪制成的一种电光源。

无机化学第三版课件第17章 s 区元素


● 与CO2 的作用
Li2O + CO2 ＝ Li2CO3 2 Na2O2 + 2CO2 ＝ 2 Na2CO3 + O2 4 KO2 + 2 CO2 ＝ 2 K2CO3 + 3 O2
二、氢氧化物
M 2 O, MO MOH, M(OH) 2
H 2O
● 溶解度
碱金属氢氧化物 在水中溶解度都 很大，但是碱土 金属氢氧化物在 水中溶解度要小 的多。 ● 易吸水溶解 LiOH 碱 性 递 增
第17章
Chapter 17
s 区元素
s-Block Elements
s 区元素在周期表中的位置
本章教学要求
1. 掌握 s 区元素的电子构型与性质递s 区元素的氢化物、氧化物、氢氧化
物的性质，特别注意氢氧化物的碱性变 化规律。 3．了解 s 区元素的重要盐类化合物。 4．了解对角线规则。
化学活泼性
升 硬 熔 华 度 沸 能 点 极 水 电 电 化 合 负 离 力 能 性 能
递 减
递 增
§9－2
●
●
单质
都是最活泼的金属
同一族自上而下性质的变化有规律
●
●
通常只有一种稳定的氧化态
形成的化合物大多是离子型的
一、单质的物理性质
碱金属密度小、硬度小、熔点低、导电性 强，是典型的轻金属。碱土金属的密度、 熔点和沸点则较碱金属为高。锂是固体单 质中最轻的，它的密度约为水的一半。碱 土金属的密度稍大些。
Ti + 4NaCl + 2H2
(3) 与 H2O 作用
● 碱金属被 H2O 氧化: 2 M + 2 H2O ＝ 2 M+ + 2 OH－+ H2↑
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11.1 氢
11.1.1 引言 11.1.2 氢的成键特征 11.1.3 氢化物 11.1.4 氢反应 11.1.5 氢能源
11.1.1 引言
H
氢是周期表中唯一尚未找到确切位
置的元素.······
氢的存在状态
氢的状态 金属氢(s) 液态氢(l) 固态氢(s)
密度/g·cm-3 0.562
0.071
(2~3) × 105Pa
LaNi5 + 3 H2 微热
LaNi5H6, 含H2量大于同体积液氢
钯的这一性质被用 于制备超纯氢：基于微 热时，PdH2 分解，由于 压差和 H原子在金属Pd 中的流动性，氢以原子 形式迅速扩散穿过 Pd– Ag 合金而杂质气体则 不能.
11.1.4 反应综述
氢的大部分性质以在前面各有关章节讲过，这里不再赘述.
水蒸气 转化法
CH4(g) + H2O(g) 1273k 3 H2(g) + CO(g) 其中产物氢的三分之一来自水.
水煤气反应
C (s) + H2O(g) 1273k H2(g) + CO(g) 其中产物氢的百分之百来自水.
H2(g) + CO(g) 就是水煤气，可做工业燃料，使用时不必分离. 但若为了制氢，必须分离出CO.
11.1.4.1 H2 反应热力学
合成二元氢化物的三种常用方法是：
(1) 元素直接化合
2E + H2(g)
2 EH
例如，2Li(l) + H2(g)
2LiH(s)
(2) BrØnsted 碱的加合质子
E- + H2O(ag)
EH + OH-
例如，Li3N(s) + 3 H2O(l)
3Li(OH) (ag) + NH3(g)
HI (g) +1.7
CsH(s) BaH2(s) –32.0 –140.0
(2) 分子型氢化合物由上而下稳定性降低的趋势与其平均键焓 (kJ · mol-1)有关. 较重元素形成较弱的键，这一事实通常归因于相对 密实的 H1s 轨道与较松散的重元素 s 和 p 轨道重叠能力比较差.
11.1.4.2 H2反应机理
美国
可
Michiga 见
n州立大 光
学H. Ti
Tien教
授的装置
Fe(Ⅱ ),Fe(Ⅲ) 电解质溶液
硒镍 化 镉 半 导 体箔
H2(g)
海水
海水制氢的装置示意图
我国已建成大型制氢设备
大容量电解槽体
H2
大型制氢站
氢气纯化装置
氢气储罐群
氢的用途
燃料
氢 气（H2） 戊硼烷（B5H9） 戊 烷（C5H12）
5．了解主要元素的矿物资源及单质的制备方法 ，特别注意 钾和钠制备方法的不同；了解s区元素的氢化物、氧化物、氢
氧化物的性质，特别注意氢氧化物的碱性变化规律； 3． 6．了解 s 区元素的重要盐类化合物，特别注意盐类溶解性
的热力学解释;会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律；
7．了解对角线规则和锂、铍的特殊性.
● H2 分子被 ZnO 固体表面吸附：
H– H+
H2
+
Zn—O—Zn —O ///////////////////////////
Zn—O—Zn —O ///////////////////////////
● CO 加氢制取甲醇：
CO(g) + 2 H2(g) Cu/Zn 催化 CH3OH(g)
● 铜的冶炼中 H2 被用做 Cu2+ 离子的还原剂：
2 H2O(g) + O2(g) = 2 H
b
压力增高方向
爆炸区
c
人们将这种复杂性归因于链反应机理： H2 hr2H • ，既涉
及简单键增殖 ·OH + H2
H2O + ·H , 也涉及分支键增殖 ·H + O2
·OH + ·O ·和 ·O ·+ H2
·OH + ·H .
H2(g) + Cu 2 + (aq)
[CuH]+(aq) + H+(aq)
H2(g) Cu(s) + H+(aq)
(3) 外界条件引发产生 H 自由基
例如，H2 和 O2 生成水的反应: 爆鸣气在某种恒定温度下
的反应速率随压力增大发生不 规则变化的事实说明了反应过 程的复杂性.773 K 时的反应速 率随压力增大两次经过平缓反 应区和爆炸反应区：
H-存在的重要化学证据：电解其与碱金属的熔 融物，阳极放H2： 2 H- →H2 + 2e-
与水反应
H- +H2O → OH- + H2
此时 H- 表现出强还原性、不稳定性和强碱性
实验室用来除去有机溶剂或惰性气体(如N2,Ar)中微量水
11.1.3.3 金属型氢化物
第3至第5族所有d 区金属和 f 区金属都形成金属型氢化物
H 2SO 4
(g)
1073K
H2O(g)
SO2
(g)
1 2
O2
(g)
2HI(g) 873K H2 (g) I2 (g)
净反应
H
2O(g)
1300K
H2
(g)
1 2
O2
(g)
电解法
4OH- → O2+2H2O + 4e- (阳极) 2H2O +2e- → 2OH- + H2 (阴极)
加热(383—423K)加压(1013—3039kPa)，效率可提高到 90% 以上.
制备方法 用单质直接化合，极纯的金属才可得到含氢最高的产物
特点： 有金属的电传导性和其他金属性质如磁性. 有明确的物相，有整比化合物和非整比化合物
成键理论：
● 氢以原子状态存在于金属晶格中. ● 氢以H+存在于氢化物中，氢将电子供入化合物的导带中. ● 氢以H-形式存在，每个氢原子从导带取得1个电子.
配合催 化太阳 能分解
hν
三(2,2’—联吡啶) 合钌(Ⅱ)(2a)
2a*(已活化)
光能
2(2a*)
H2O
H2
1 2
O2
2(2a)
2a 既是电子给予体，又是电子接受体，在光能的激发下，可以 向水分子转移电子，使 H+ 变为 H2 放出.
最近，日本有人把太阳能电池版与水电解槽连接在一 起，电解部分的材料在产生氢气一侧使用钼氧化钴，产 生氧气一侧则使用镍氧化钴. 使用1平方米太阳能电池版 和100毫升电解溶液，每小时可制作氢气 20 升，纯度为 99.9%.
氢的三种 同位素
1H:丰度最大，原子百分比为99.98% 2H or D:具有可变的天然丰度
稳定核
3H or T一种不稳定的反射性同位素
3H
3He + 0e
1
2
-1
氢的制备 (每年估计达500×109m3) 实验室制法
● Zn + H3O+ →Zn2+ + 2H2O + H2 ↑
制氢最经济的原料：煤和以甲烷为主要成分的天然气.
KH(s) –36.0
CaH2(s) GaH3
–147.2
>0
GeH4(g) +113.4
AsH3(g) +68.9
H2Se (g) +15.9
HBr (g) – 53.5
RbH(s) SrH2(s) –30.0 –141.0
SnH4(g) +188.3
SbH3(g) +147.8
H2Te (g) >0
富电子氢化物，如NH3，中 心原子成键后有剩余未成键 的孤电子对.
熔沸点低，通常条件下为气体
因共价键极性差别较大而化学行为复杂
B2H6 CH4
NH3
11.1.3.2 离子型氢化物 (似盐型氢化物)
s 区金属氢化物,非挥发性，不导电, NaCl晶形
H-的半径: 126pm (LiH) ～ 154pm(CsH) (原子核对核外电子的控制较松弛)
应用 催化作用
金属 Pt 具有催化作用，可以被解释为 表面 Pt 原子形成 Pt–H 键的 键 焓大得 足以使键断开，却不足以补偿 Pt –Pt 金属键断裂所需的能量.
储氢材料
1体积金属Pd可吸收 700 体积 H2，减压 或加热可使其分解
2
Pd
+
H2
常况 减压,327
2
K
PdH
523 K
U + 3/2 H2 573 K UH3
(3) 卤化物或拟卤化物与氢化物之间的复分解
E’H + EX 例如，LiAlH4 + SiCl4
E’X + EH LiAlCl4 + SiH4
工业上用第(1)种方法合成放能化合物，然而某些情况下需要 采取强化条件(高压、高温和催化剂)以克服不利的动力学因素.采取 第(2) 和(3)种方法，以避免强化条件带来的麻烦.后两类方法也可用 来制备吸能化合物.
氢分子与大多数元素和不少化合物之间的反应进行得很慢这是 因为它的高键焓使反应需要较高的活化能.
能得以进行反应的条件有：
(1) H2分子在金 属表面(多相 催化)或金属 配合物上(均 相催化)发生 均裂而得以
活化：
（a）
（b）
H2分子在金属表面（a）和配合物中（b）发生的均裂活化
(2) H2分子在固体表面(多相催化)或金属离子(均相催化)发生异裂而 得以活化：
共价型氢化物
结构类型并非非此即彼，而是表现出某种连续性. 例如，很难严格 地铍和铝的氢化物归入“似盐型”或“分子型”的任一类.