文档介绍：第八章氢和稀有气体
§8—1 氢
§8—2. 稀有气体
:
(1)氢是宇宙中最丰富的元素
地壳三界(大气、水、岩石):以化合物形式存在,
原子分比:17%.仅次于氧,排第二位.
(整个宇宙充满了氢): 是太阳大气的主要成份:
原子百分比:%
是木星大气的主要成份: 原子百分比:82%
(2)氢的同位素
(氕,H):丰度最大,原子百分比:%
(氘,D)::%
(氚,T):,宇宙射线裂变产物中:1021个H含有有一个31H.
人造同位素:可制:
:
+
+
三种同位素,核外均1e,所以化学性质相似,但质量1,2,3相差较大,所以导致了它们的单质,化合物物理性质上的差异.
H2. : , D2. :
:
由于氢的电子结构: 1s1 .且电负性为x=,所
以它与其他元素的原子化合时,有以下几种成键情况:
(1)形成离子键: KH ,NaH ,CaH2 .
离子型氢化物: H —
(2)形成共价键:
:如H2单质,表现0氧化态.
: 与非金属的元素的原子化合:HCl,HBr,H2O,等,表现”+1”氧化态.
(3)独特的键型
,形成一类非整比化合物,:
(如B2H6)和某些过渡金属配合物中均以桥键存在:
B:利用sp3杂化轨道,与氢形成三中心两电子键。
(氢桥)
记作:
要点:B的杂化方式,三中心两电子氢桥键。
氢键:在含有强极性键的共价氢化物中(例H2O,HF,HCl,NH3中)由于氢原子与一个电负性很强的原子相结合,共用电子对强烈偏向电负性强的原子使氢变成近乎裸露的H+,可以与另一个电负性高,有孤对电子的原子形成氢键。
冰的空间构型
(1)单质氢
:
H——H:无色无臭气体。
273K时, 。
分子量最小。分子间作用力弱,所以难
液化,20K时才液化。
密度最小, 故常用来填充气球。
74pm
:H—H D=436KJ/mol 比一般单键
高,接近双键离解能。所以常温下惰
性,但特殊条件下反应迅速进行。
:
H2 + F2 → 2HF
(低温,暗处,爆炸,激烈)
H2 + Cl2 → 2HCl
(h٧光照,点燃,才能反应)
H2 + Br2 →2HBr
(h٧光照,点燃,才能反应)
H2 + I2 ≒ 2HI
(高温反应,且可逆)
ⅱ.与氧反应:
2H2 + O2 →2H2O
注:H2在O2中安全燃烧生成H2O,温度可达
3273K,故可切、焊金属。
爆炸混合物:
H2 :O2 = 2 :1(体积比) ,
或H2含量:6~67% (氢气—空气混合物)
ⅲ.与金属氧化物、卤化物反应→制高纯金属
CuO + H2 → H2O + Cu (加热)
Fe3O4 + 4H2 →4H2O + 3Fe(加热)
WO3 + 3H2 →3H2O + W (加热)
TiCl4 + 2H2 →4HCl + Ti (加热)