氢和稀有气体精选PPT.ppt

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1、氢和稀有气体氢和稀有气体氢和稀有气体氢和稀有气体第1页，此课件共138页哦氢1主要内容主要内容主要内容主要内容2稀有气体稀有气体3主族元素主族元素总结123第2页，此课件共138页哦稀有气体稀有气体 He，Ne，Ar，Kr，Xe，Kr氦、氖、氩、氪、氙氦、氖、氩、氪、氙、氡、氡通常列于碱金属通常列于碱金属 IA 族顶端族顶端 H氢氢 第3页，此课件共138页哦氢氢 H 氢存在于地球、太阳及木星等天体上，是氢存在于地球、太阳及木星等天体上，是最丰富的元素最丰富的元素 大气中少量的氢气，大气中少量的氢气，H2O，及其他无机化，及其他无机化合物和有机化合物中化合态的氢合物和有机化合物中化合态的氢 第

2、4页，此课件共138页哦 氢与氢与 IA，IVA，VIIA 元素的性质都有相元素的性质都有相似之处，但又不完全相同。似之处，但又不完全相同。氢是唯一值得单独考虑的元素。氢是唯一值得单独考虑的元素。氢氢 H 第5页，此课件共138页哦稀有气体稀有气体 稀有气体基态的价电子构型除氦的稀有气体基态的价电子构型除氦的 ns2 以外，其余均为以外，其余均为 ns2 np6。在接近地球表面的空气中，在接近地球表面的空气中，1 000 dm3 空空气中约含有气中约含有 9.3 103 cm3 氩、氩、18 cm3 氖、氖、5.2 cm3 氦、氦、1.14 cm3 氪和氪和 0.086 cm3 氙。氙。氡是镭

3、等放射性元素蜕变的产物。氡是镭等放射性元素蜕变的产物。第6页，此课件共138页哦 1894 年年，雷雷 利利（Rayleigh）与与 拉拉 姆姆 赛赛（Ramsay）合作，报道了稀有气体氩。）合作，报道了稀有气体氩。周周期期表表中中零零族族的的 6 种种稀稀有有气气体体元元素素是是在在 1894 1900 年间陆续被发现的。年间陆续被发现的。1895 年，他们又从空气中发现了氦。年，他们又从空气中发现了氦。第7页，此课件共138页哦 1900 年，德国人道恩在某些放射性矿年，德国人道恩在某些放射性矿物中又发现了氡。物中又发现了氡。至此，周期表中零族元素全部被发现。至此，周期表中零族元素全部被发

4、现。由于它们的惰性，被命名为由于它们的惰性，被命名为“惰性气体元素惰性气体元素”。1898 年，拉姆赛等人从空气中连续分年，拉姆赛等人从空气中连续分离出来氖、氪和氙。离出来氖、氪和氙。第8页，此课件共138页哦181 氢氢1811 氢的成键方式氢的成键方式 氢形成化学键的主要方式，依赖于氢形成化学键的主要方式，依赖于其核外电子的得、失、共用三个过程。其核外电子的得、失、共用三个过程。第9页，此课件共138页哦 1 失电子方式失电子方式 氢的氢的 1s 电子可以失去形成电子可以失去形成 H+离子，离子，H+仅是一个质子，其极化能力很强仅是一个质子，其极化能力很强。在水溶液中，有溶剂水参与的情况下

5、，在水溶液中，有溶剂水参与的情况下，H+离子将与溶剂分子结合成离子将与溶剂分子结合成 H3O+。第10页，此课件共138页哦 2 得电子方式得电子方式 氢原子能够获得一个电子，达到氦核结氢原子能够获得一个电子，达到氦核结构构 1s2，形成含，形成含 H 的氢化物。的氢化物。H 只存在于活泼金属的氢化物中，氢同碱只存在于活泼金属的氢化物中，氢同碱金属、碱土金属只有在较高温度下才能生成含金属、碱土金属只有在较高温度下才能生成含有有 H 的氢化物。的氢化物。这类氢化物具有离子化合物的共性。这类氢化物具有离子化合物的共性。第11页，此课件共138页哦 3 共用电子对共用电子对 共价键的形成共价键的形成

6、 在大多数含氢化合物中，在大多数含氢化合物中，H 原子都与其它原子都与其它元素的原子共用一对电子，或者说形成一个共元素的原子共用一对电子，或者说形成一个共价键。价键。除除 H2 分子外，大部分含氢化合物都具有一定极分子外，大部分含氢化合物都具有一定极性，呈现不同的物理性质和化学性质。性，呈现不同的物理性质和化学性质。第12页，此课件共138页哦 4 特殊键型特殊键型（1）氢桥键氢桥键 在第在第 13 章硼的氢化物中曾接触过氢章硼的氢化物中曾接触过氢桥键，与经典共价键的区别在于它不是在桥键，与经典共价键的区别在于它不是在两个原子之间共用一对电子所形成的，而两个原子之间共用一对电子所形成的，而是三

7、中心两电子键，这主要是由于硼的缺是三中心两电子键，这主要是由于硼的缺电子特点造成的。电子特点造成的。第13页，此课件共138页哦（2）氢桥配位键氢桥配位键 在特殊的情况，氢也可以作桥联配体，形在特殊的情况，氢也可以作桥联配体，形成氢桥配位键，如下图所示的成氢桥配位键，如下图所示的 Cr2H CO 10 配阴离子中就有桥氢配体。配阴离子中就有桥氢配体。（）COCOOCCrCOOCHCrCOCOCOCOOC第14页，此课件共138页哦（3）金属型氢化物金属型氢化物 如如 ZrH1.30，LuH2.87 均已制得。均已制得。氢原子可以填充到许多过渡金属原氢原子可以填充到许多过渡金属原子之间的空隙中，

8、形成一类非整比化合子之间的空隙中，形成一类非整比化合物，称之为金属型氢化物。物，称之为金属型氢化物。第15页，此课件共138页哦 生物体内的蛋白质是多个氨基酸以肽键生物体内的蛋白质是多个氨基酸以肽键缩合而成的长链分子，长链的蛋白质分子之缩合而成的长链分子，长链的蛋白质分子之间就是靠氢键相连接的。间就是靠氢键相连接的。氢键不能算作一种化学键，其键能的大氢键不能算作一种化学键，其键能的大小介于化学键与范德华力之间。小介于化学键与范德华力之间。第16页，此课件共138页哦 长链的蛋白质分子之间就是靠氢键相联结长链的蛋白质分子之间就是靠氢键相联结的，如羟基的氧和氨基的氢之间有氢键。的，如羟基的氧和氨基

9、的氢之间有氢键。CONHCHCHRCONHRCONHCOCHRNHCOCHRNH第17页，此课件共138页哦 长链的蛋白质分子自身可以形成螺旋长链的蛋白质分子自身可以形成螺旋形构型，这种结构就是靠分子内氢键来稳形构型，这种结构就是靠分子内氢键来稳定的。定的。DNA 的双螺旋是两条螺旋形分子通的双螺旋是两条螺旋形分子通过氢键结合起来的超分子结构。过氢键结合起来的超分子结构。第18页，此课件共138页哦1812 氢气的性质与制备氢气的性质与制备 1 氢气的性质氢气的性质氢有三种同位素：氕氢有三种同位素：氕 H、氘、氘 D 和氚和氚 T。普通的氢和氘有稳定的核，氚是一种不普通的氢和氘有稳定的核，氚是

10、一种不稳定的放射性同位素，发生稳定的放射性同位素，发生 衰变，其半衰衰变，其半衰期为期为 12.26 年：年：1H 2He +e 33第19页，此课件共138页哦 氕氕 H、氘、氘 D 和氚和氚 T 原子核外均有一个原子核外均有一个电子，所以它们的化学性质基本相同。电子，所以它们的化学性质基本相同。但这三种同位素的质量相差较大，导致它但这三种同位素的质量相差较大，导致它们的单质和化合物在物理性质上有很大差别。们的单质和化合物在物理性质上有很大差别。第20页，此课件共138页哦氕、氘、氚及其形成的氢单质的物理性质氕、氘、氚及其形成的氢单质的物理性质同位素同位素丰度丰度/%原子原子质量质量单质单质

11、熔点熔点/K单质单质沸点沸点/K单质临界单质临界 温度温度/K(1H)，H99.9851.00782513.9620.3033.19(2H)，D0.0152.01410218.7323.6738.35(3H)，T1016 3.016049 20.6225.0440.6(预测预测)第21页，此课件共138页哦 常温下，氢气无色，无味，无臭，在常温下，氢气无色，无味，无臭，在水中溶解度很小。水中溶解度很小。分子间色散力很小，难于液化，沸点分子间色散力很小，难于液化，沸点是是253。第22页，此课件共138页哦 氢分子中氢分子中 HH 键的键能键的键能 435.88 kJ mol-1，比一般单键的键

12、能高出很多，比一般单键的键能高出很多，同一般双键的键能相近。同一般双键的键能相近。因此，常温下氢分子具有一定程度因此，常温下氢分子具有一定程度的惰性，与许多物质反应很慢，但某些的惰性，与许多物质反应很慢，但某些特殊的反应也能迅速进行。特殊的反应也能迅速进行。第23页，此课件共138页哦 H2 和和 F2 的混合物在没有光照时亦将的混合物在没有光照时亦将爆炸化合。爆炸化合。H2 和和 Cl2 的混合物在光照下爆炸，发的混合物在光照下爆炸，发生化合反应。生化合反应。H2 和和 O2 的混合物在常温下点燃会发的混合物在常温下点燃会发生爆炸反应。生爆炸反应。第24页，此课件共138页哦 高温下，高温下

13、，H2 与活泼金属反应，生成金与活泼金属反应，生成金属氢化物：属氢化物：H2 +2 Na 2 NaH 这是制备金属氢化物的基本方法。这是制备金属氢化物的基本方法。第25页，此课件共138页哦 在特定的温度、压力下，采用特定的催在特定的温度、压力下，采用特定的催化剂，化剂，H2 和和 CO 反应，可以合成一些有机反应，可以合成一些有机化合物，例如化合物，例如 CO +2 H2 CH3OH（g）第26页，此课件共138页哦 原原子子氢氢是是一一种种比比分分子子氢氢更更强强的的还还原原剂剂，可可同同锗锗、锡锡、砷砷、锑锑、硫硫等等直直接接作作用用生生成成相相应应的的氢氢化化物。物。As +3 H A

14、sH3 S +2 H H2S第27页，此课件共138页哦 原原子子氢氢还还能能把把某某些些金金属属氧氧化化物物或或氯氯化化物物迅速还原成金属，例如：迅速还原成金属，例如：CuCl2 +2 H 2 HCl+Cu 原子氢甚至能还原某些含氧酸盐，例如：原子氢甚至能还原某些含氧酸盐，例如：BaSO4 +8 H BaS+4 H2O第28页，此课件共138页哦 2 氢气的制备氢气的制备（1）实验室制法实验室制法 实验室制实验室制 H2 常采用稀盐酸与金属锌反常采用稀盐酸与金属锌反应的方法。应的方法。但是由于金属锌中有时含有砷化物、磷但是由于金属锌中有时含有砷化物、磷化物等杂质，致使制得的化物等杂质，致使制

15、得的 H2 不纯。不纯。第29页，此课件共138页哦 常采用质量分数为常采用质量分数为 25%的的 NaOH 或或 KOH 溶液为电解液。电极反应如下：溶液为电解液。电极反应如下：阳极阳极 2 H2O +2 e H2 +2 OH 阴极阴极 4 OH O2 +2 H2O +4 e电解水的方法制备氢气纯度高。电解水的方法制备氢气纯度高。第30页，此课件共138页哦（2）工业制法工业制法 氢气是氯碱工业的副产物。氢气是氯碱工业的副产物。电解食盐水的过程中，在阳极上生成电解食盐水的过程中，在阳极上生成 Cl2，电解池中得到，电解池中得到 NaOH 的同时，阴极的同时，阴极上放出上放出 H2。第31页，

16、此课件共138页哦 工业上生产大量氢气是靠催化裂解天然气：工业上生产大量氢气是靠催化裂解天然气：C3H8 +3 H2O 3 CO +7 H2 CH4 +H2O CO +3 H2 这种反应的关键是选择有效的催化剂。这种反应的关键是选择有效的催化剂。第32页，此课件共138页哦C +H2O CO +H2 为为了了分分离离 H2 和和 CO 的的混混合合气气体体，可可将将混混合合气体与水蒸气一同通过气体与水蒸气一同通过 红热的红热的 Fe2O3：CO +H2O CO2 +H2 CO 转化成易于分离的转化成易于分离的 CO2 工业上还利用水煤气通过红热的炭层来获工业上还利用水煤气通过红热的炭层来获得氢

17、气，反应如下：得氢气，反应如下：第33页，此课件共138页哦1813 氢气的用途氢气的用途 氢气重要的用途之一是作为合成氨氢气重要的用途之一是作为合成氨工业的原料，氨又是生产硝酸，进一步工业的原料，氨又是生产硝酸，进一步生产硝铵的原料。生产硝铵的原料。第34页，此课件共138页哦 高温下，氢气能将许多金属氧化物或高温下，氢气能将许多金属氧化物或金属卤化物还原成单质，人们经常利用氢金属卤化物还原成单质，人们经常利用氢气的这一性质制备金属单质。气的这一性质制备金属单质。WO3 +3 H2 W +3 H2OTiCl4 +2 H2 Ti +4 HCl第35页，此课件共138页哦 氢气也是一种重要的有机

18、化工原料。氢气也是一种重要的有机化工原料。氢气在氧气或空气中燃烧时，火焰温度氢气在氧气或空气中燃烧时，火焰温度可以达到可以达到 3 273 K 左右，工业上利用此反应左右，工业上利用此反应切割和焊接金属。切割和焊接金属。氢气是重要的无污染燃料。氢气是重要的无污染燃料。第36页，此课件共138页哦 液态氢可把除氦以外的其它气体冷液态氢可把除氦以外的其它气体冷却并转变成固体。却并转变成固体。同温同压下，所有气体中氢气的密同温同压下，所有气体中氢气的密度最小，常用来填充气球。度最小，常用来填充气球。第37页，此课件共138页哦1814 氢化物氢化物 氢氢化化物物可可以以分分成成离离子子型型氢氢化化物

19、物、分分子子型型氢氢化化物和金属型氢化物物和金属型氢化物 3 大类。大类。碱金属和碱土金属与氢生成离子型氢化物，碱金属和碱土金属与氢生成离子型氢化物，都是白色或灰白色晶体，其中含有都是白色或灰白色晶体，其中含有 H 离子离子。其中其中 LiH 和和 BaH2 较稳定。较稳定。1 离子型氢化物离子型氢化物第38页，此课件共138页哦 离子型氢化物易于水解，放出氢气：离子型氢化物易于水解，放出氢气：NaH（s）+H2O（l）H2（g）+NaOH（aq）该反应的实质该反应的实质 H+H+H2 第39页，此课件共138页哦乙醚乙醚 4 LiH +AlCl3 LiAlH4 +3 LiCl 2 LiH +

20、B2H6 2 LiBH4乙醚乙醚 在非水溶剂中，离子型氢化物可以与缺电子型在非水溶剂中，离子型氢化物可以与缺电子型化合物反应，例如：化合物反应，例如：第40页，此课件共138页哦 离子型氢化物有很强还原性，离子型氢化物有很强还原性，在高温在高温下可还原金属氯化物、氧化物和含氧酸盐。下可还原金属氯化物、氧化物和含氧酸盐。TiCl4 +4 NaH Ti +4 NaCl +2 H2 UO2 +CaH2 U+Ca OH 2（）H2O+KH KOH +H2 第41页，此课件共138页哦加热加热 2 CO2+BaH2 2 CO+Ba OH 2（）强还原剂强还原剂 LiAlH4 与水剧烈作用：与水剧烈作用：

21、若若 CO2 与热的金属氢化物接触也能被还原：与热的金属氢化物接触也能被还原：LiAlH4+H2O Al OH 3+LiOH+H2（）第42页，此课件共138页哦 p 区元素的氢化物属于分子型晶体，其熔沸点区元素的氢化物属于分子型晶体，其熔沸点低，且多为气体。低，且多为气体。2 分子型氢化物分子型氢化物 有的在水中发生酸式解离，如有的在水中发生酸式解离，如 H2S；有的显碱性，如有的显碱性，如 NH3；有的与水基本没有作用，如有的与水基本没有作用，如 CH4。第43页，此课件共138页哦 分子型氢化物的的结构分分子型氢化物的的结构分 3 种不同的种不同的情况：情况：一种是缺电子氢化物，如一种是

22、缺电子氢化物，如 B2H6，其中，其中两个两个 B 原子通过三中心二电子氢桥键连在原子通过三中心二电子氢桥键连在一起；一起；另一种是中心原子另一种是中心原子 的价电子全部参与的价电子全部参与成键，没有剩余的孤电子对，如成键，没有剩余的孤电子对，如 CH4 及其及其同族元素的氢化物；同族元素的氢化物；第44页，此课件共138页哦 还有一种是有孤电子对的氢化物，如还有一种是有孤电子对的氢化物，如 NH3，H2O 和和 HF 等氢化物。它们的中心等氢化物。它们的中心原子采用不等性杂化轨道与配体原子采用不等性杂化轨道与配体 H 原子成键。原子成键。分子型氢化物都具有还原性，而且同分子型氢化物都具有还原

23、性，而且同族氢化物的还原能力随原子序数增加而增强。族氢化物的还原能力随原子序数增加而增强。第45页，此课件共138页哦 3 金属型氢化物金属型氢化物 d 区和区和 f 区元素与氢形成金属型氢化物，它不区元素与氢形成金属型氢化物，它不仅保持金属晶体的形貌，仅保持金属晶体的形貌，而且其而且其中金属原子的排列也与金属单质中一样。中金属原子的排列也与金属单质中一样。第46页，此课件共138页哦 从组成上看，这些金属型氢化物有的是从组成上看，这些金属型氢化物有的是整比化合物，如整比化合物，如 CrH2，NiH 和和 ZnH2。有的则是非整比化合物，如有的则是非整比化合物，如 PdH0.8 和和一些一些

24、f 区元素的氢化物等。区元素的氢化物等。Pt 在任何条件下都不能形成氢化物，但在任何条件下都不能形成氢化物，但氢可在氢可在 Pt 表面上形成化学吸附氢化物，从表面上形成化学吸附氢化物，从而使而使 Pt 在加氢反应中有广泛的催化作用。在加氢反应中有广泛的催化作用。第47页，此课件共138页哦182 稀有气体稀有气体1821 稀有气体的性质和用途稀有气体的性质和用途 1 稀有气体的性质稀有气体的性质 稀有气体是单原子分子，其核外电子层稀有气体是单原子分子，其核外电子层都有相对饱和的结构，除氦有都有相对饱和的结构，除氦有 2 个电子外，个电子外，其余最外层皆有其余最外层皆有 8 个电子。个电子。这种

25、电子构型是相当稳定的。这种电子构型是相当稳定的。第48页，此课件共138页哦 稀有气体的电子亲和能稀有气体的电子亲和能 A 很难测得，很难测得，计算表明，稀有气体原子得电子的过程是计算表明，稀有气体原子得电子的过程是吸热的。吸热的。稀有气体的电离能稀有气体的电离能 I 是很高的。是很高的。因此，在一般条件下，稀有气体不易因此，在一般条件下，稀有气体不易得到电子或失去电子而与其它原子形成化得到电子或失去电子而与其它原子形成化学键。学键。第49页，此课件共138页哦 通常，由于稀有气体以原子状态存在，通常，由于稀有气体以原子状态存在，原子之间仅存在着微弱的范德华力，主要是原子之间仅存在着微弱的范德

26、华力，主要是色散力。色散力。它们的蒸发热和在水中的溶解度都它们的蒸发热和在水中的溶解度都很小，随着原子序数的增加而逐渐升高。很小，随着原子序数的增加而逐渐升高。第50页，此课件共138页哦氦是所有气体中最难液化的。氦是所有气体中最难液化的。所有氡的同位素都有放射性。所有氡的同位素都有放射性。温度在温度在 2.2 K 以下的液氦具有许多反以下的液氦具有许多反常的性质，例如超导性、低粘滞性等。氦常的性质，例如超导性、低粘滞性等。氦不能在常压下固化，这也是一种特性。不能在常压下固化，这也是一种特性。第51页，此课件共138页哦 2 稀有气体的用途稀有气体的用途 为反应提供惰性环境。如：在冶炼金为反应

27、提供惰性环境。如：在冶炼金属钛的过程中，要用氩气或氦气作保护气。属钛的过程中，要用氩气或氦气作保护气。氦气密度低，在一定场合下用它代替氦气密度低，在一定场合下用它代替氢气，比使用氢气安全得多。氢气，比使用氢气安全得多。第52页，此课件共138页哦 液液氦氦被被用用于于超超低低温温的的保保持持，这这是是超超导导技技术术所的必要条件。所的必要条件。氙氙灯灯作作为为光光源源有有 “人人造造小小太太阳阳”之之称称；而而氖氖放放出出十十分分美美丽丽的的红红光光，氖氖灯灯俗俗称称霓霓虹虹灯灯，被广泛地用于广告和标牌。被广泛地用于广告和标牌。第53页，此课件共138页哦1822 稀有气体化合物稀有气体化合物

28、 已知稳定的化合物仅包括元素已知稳定的化合物仅包括元素 Kr，Xe，Rn 的共价化合物。的共价化合物。稀有气体化合物的数目与其他族元稀有气体化合物的数目与其他族元素相比数目极其有限。素相比数目极其有限。第54页，此课件共138页哦 目前，研究较多的是一些稳定的稀有目前，研究较多的是一些稳定的稀有气体化合物，如气体化合物，如 Xe 与高电负性的与高电负性的 F，O 和和 Cl 的化合物，近些年来少量含有的化合物，近些年来少量含有 XeN 键和键和 XeC 键的化合物也有报道。键的化合物也有报道。第55页，此课件共138页哦 1 氙的氟化物氙的氟化物 氙的氟化合物主要有氙的氟化合物主要有 XeF2

29、，XeF4 和和 XeF6。氙的氟化合物可以由两种单质直接化氙的氟化合物可以由两种单质直接化合生成，合生成，反应可在一定的温度和压力下，反应可在一定的温度和压力下，于镍制的容器中进行。于镍制的容器中进行。Xe（g）+F2（g）XeF2（g）第56页，此课件共138页哦 Xe 大过量，避免大过量，避免 XeF4 的生成。的生成。若使若使 F2 过量，且控制反应时间应短些，过量，且控制反应时间应短些，将生成将生成 XeF4 并避免并避免 XeF6 的生成的生成 Xe（g）+2 F2（g）XeF4（g）第57页，此课件共138页哦 Xe（g）+3 F2（g）XeF6（g）若使若使 F2 大过量，且反

30、应时间长，将生大过量，且反应时间长，将生成成 XeF6 F2 和和 Xe 的混合气体在光照下，也可以的混合气体在光照下，也可以直接化合成直接化合成 XeF2 晶体。晶体。第58页，此课件共138页哦 氙氙的的氟氟化化物物有有 XeF2，XeF4，XeF6 三三种种，全全部部是氧化剂，能将许多物质氧化，例如：是氧化剂，能将许多物质氧化，例如：XeF2 +H2 Xe +2 HF XeF4 +4 Hg Xe +2 Hg2F2 XeF4 +Pt Xe +PtF4 XeF2 +2 I Xe +2 F +I2第59页，此课件共138页哦 氙的氟化物都同水反应，例如：氙的氟化物都同水反应，例如：这个反应在酸

31、中进行得比较缓慢，在碱这个反应在酸中进行得比较缓慢，在碱中迅速些。中迅速些。XeF2+H2O Xe +O2 +2 HF 21第60页，此课件共138页哦 XeF4 遇水发生歧化反应：遇水发生歧化反应：6 XeF4 +12 H2O 2 XeO3 +4 Xe+24 HF +3 O2 XeF6 +H2O XeOF4 +2 HF XeF6 遇遇水水猛猛烈烈反反应应，低低温温水水解解比比较较平平稳稳，其其不完全水解产物为不完全水解产物为 XeOF4：第61页，此课件共138页哦XeF6 +3 H2O XeO3 +6 HF XeF6 完全水解时可得到完全水解时可得到 XeO3:氙的氟化物还是优良温和的氟化

32、剂，例如：氙的氟化物还是优良温和的氟化剂，例如：XeF2 +IF5 Xe +IF7 XeF4 +2 SF4 Xe +2 SF6 2 XeF6 +3 SiO2 2 XeO3 +3 SiF4第62页，此课件共138页哦 2 氙的含氧化物氙的含氧化物 氙氙在在含含氧氧化化合合物物中中，氧氧化化数数为为+6 的的有有 XeO3 及及 HXeO4，二者之间存在以下平衡：，二者之间存在以下平衡：XeO3+OH HXeO4第63页，此课件共138页哦 XeO3 是一种易潮解、易爆炸的白色是一种易潮解、易爆炸的白色固体，其水溶液不导电。固体，其水溶液不导电。XeO3 具有很强的氧化性，例如它能具有很强的氧化性

33、，例如它能把把 Fe2+氧化成氧化成 Fe 3+，能把氨氧化成，能把氨氧化成 N2，把把 Mn2+氧化成氧化成 MnO4。第64页，此课件共138页哦 XeO3+O3+2 H2O H4XeO6 +O2 向向 XeO3 的溶液中通入的溶液中通入 O3 将生成高氙酸：将生成高氙酸：XeO3 +4 NaOH +O3 +6 H2O Na4XeO6 8 H2O +O2 若同时用碱中和，则有高氙酸盐生成：若同时用碱中和，则有高氙酸盐生成：第65页，此课件共138页哦 用强干燥剂将高氙酸脱水，可以得到其用强干燥剂将高氙酸脱水，可以得到其酸酐酸酐 XeO4：H4XeO6 XeO4 +2 H2O 浓硫酸浓硫酸

34、含有含有 XeN 键和键和 XeC 键的化合物，键的化合物，也已经被合成出来了，但不稳定。也已经被合成出来了，但不稳定。第66页，此课件共138页哦 3 其它稀有气体化合物其它稀有气体化合物 氡氡 Rn 比比 Xe 电离能还小，可以预测，电离能还小，可以预测，它能迅速地与氟形成化合物。它能迅速地与氟形成化合物。但氡但氡 Rn 的强放射性，以及它的半衰的强放射性，以及它的半衰期很短，对其化合物研究较少。期很短，对其化合物研究较少。第67页，此课件共138页哦 氪氪 Kr 电离能高，它所形成的化合物稳电离能高，它所形成的化合物稳定性是极其有限的。定性是极其有限的。Kr 和和 F2 的混合气体置于的

35、混合气体置于 90 K 和和 20 270 kPa 下进行放电合成，可得到白色固体下进行放电合成，可得到白色固体 KrF2。KrF2 分子为线形结构，氧化性比单质氟、分子为线形结构，氧化性比单质氟、氟化卤、氟化氧更强。氟化卤、氟化氧更强。第68页，此课件共138页哦1823 稀有气体化合物的结构稀有气体化合物的结构1 用用现现代代价价键键理理论论讨讨论论氙氙化化合合物物的的分分子子结构结构 将价层电子对互斥理论，用于讨论将价层电子对互斥理论，用于讨论 XeF2 分子的几何构型，可以得到如下结论：分子的几何构型，可以得到如下结论：价层电子总数价层电子总数 10 对数对数 5 电子对构型为三角双锥

36、电子对构型为三角双锥第69页，此课件共138页哦 3 对孤对电子分布于三角锥共用底面上，对孤对电子分布于三角锥共用底面上，以避开以避开 90夹角。夹角。电子对构型为三角双锥电子对构型为三角双锥 配体数配体数 2 孤电子对数孤电子对数 3 所以所以 XeF2 的分子构型为直线形。的分子构型为直线形。XeF2 中中 Xe 的原子轨道进行的原子轨道进行 sp3d 不等不等性杂化。性杂化。第70页，此课件共138页哦 用用价价层层电电子子对对互互斥斥理理论论和和杂杂化化轨轨道道理理论论，讨讨论论 XeF4 分分子子的的几几何何构构型型，可可以以得得到到如如下下结论：结论：价层电子总数价层电子总数 12

37、 对数对数 6 配体数配体数 4 孤电子对数孤电子对数 2第71页，此课件共138页哦 2 对孤对电子分布于正八面体的对角对孤对电子分布于正八面体的对角上，以避开上，以避开 90夹角。夹角。所以所以 XeF4 的分子构型为平面正方形。的分子构型为平面正方形。XeF4 价层电子对数为价层电子对数为 6，故电子对构，故电子对构型为正八面体。型为正八面体。XeF4 中中 Xe 的原子轨道进行的原子轨道进行 sp3d2 不等不等性杂化。性杂化。第72页，此课件共138页哦 用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论，用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论，讨论讨论 XeF6 分子的几何构型，可以得到如下分子的几何

38、构型，可以得到如下结论结论 价层电子总数价层电子总数 14 对数对数 7 配体数配体数 6 孤电子对数孤电子对数 1 XeF6 价层电子对数为价层电子对数为 7。XeF6 中中 Xe 的原子轨道进行的原子轨道进行 sp3d3 不等不等性杂化性杂化。第73页，此课件共138页哦 XeF6 的分子构型为变形八面体。的分子构型为变形八面体。1 对孤电子对指向一个边的中心。对孤电子对指向一个边的中心。第74页，此课件共138页哦 或认为孤电子对指向一个面或认为孤电子对指向一个面 的中心的中心第75页，此课件共138页哦 稀有气体原子同电负性很大的原子作稀有气体原子同电负性很大的原子作用时，使用时，使

39、np 轨道中的电子激发到较高能量的轨道中的电子激发到较高能量的 nd 轨道上，出现了单电子，可以同其它轨道上，出现了单电子，可以同其它原子形成共价键。原子形成共价键。第76页，此课件共138页哦 XeF2，XeF4 和和 XeF6 中中 Xe 的价电子分的价电子分别有别有 1 个、个、2 个和个和 3 个电子从个电子从 np 激发到激发到 nd 轨道上，随后以轨道上，随后以 sp3d，sp3d2，sp3d3 杂化轨杂化轨道与道与 F 形成化学键。形成化学键。第77页，此课件共138页哦2 用用分分子子轨轨道道理理论论讨讨论论氙氙化化合合物物的的分分子子结构结构 采采用用分分子子轨轨道道理理论论

40、讨讨论论 XeF2 的的成成键键，其其键键级级为为 1，属属于于 键键，它它有有效效地地将将氙氙原原子子和和两两个个氟氟原原子结合在一起。子结合在一起。第78页，此课件共138页哦 Xe 5pxXeF2 成键成键 非键非键 反键反键F 2pxF 2pxXeF2 分子轨道图分子轨道图第79页，此课件共138页哦183 主族元素主族元素总结总结 稀有气体可做为周期表稀有气体可做为周期表 VIIIA 族元素，族元素，IA VIIIA 八列称为主族元素。八列称为主族元素。主族元素涵盖了主族元素涵盖了 s 区和区和 p 区所有元素。区所有元素。第80页，此课件共138页哦 将元素周期表的将元素周期表的

41、3 12 列及列及 f 区去掉，于区去掉，于是主族元素连成一片。是主族元素连成一片。CsRbFrBaSrTlInPbSnBiSbAtRnIXePoPArNeKCaGaGeAsSeBrKrNHe4567IIIA IVAVA VIA VIIAIAIIA123周周 期期族族VIIIAClFSONaLiHMgBeAlBSiCRaTe第81页，此课件共138页哦 图中蓝色方框为非金属元素。图中蓝色方框为非金属元素。CsRbFrBaSrTlInPbSnBiSbAtRnIXePoPArNeKCaGaGeAsSeBrKrNHe4567IIIA IVAVA VIA VIIAIAIIA123周周 期期族族VIII

42、AClFSONaLiHMgBeAlBSiCRaTe第82页，此课件共138页哦白色方框为金属元素。白色方框为金属元素。CsRbFrBaSrTlInPbSnBiSbAtRnIXePoPArNeKCaGaGeAsSeBrKrNHe4567IIIA IVAVA VIA VIIAIAIIA123周周 期期族族VIIIAClFSONaLiHMgBeAlBSiCRaTe第83页，此课件共138页哦 有时称交界处的元素，如有时称交界处的元素，如 B，Si，Ge，As，Sb，Se，Te 和和 Po 等为准金属元素。等为准金属元素。CsRbFrBaSrTlInPbSnBiSbAtRnIXePoPArNeKCaG

43、aGeAsSeBrKrNHe4567IIIA IVAVA VIA VIIAIAIIA123周周 期期族族VIIIAClFSONaLiHMgBeAlBSiCRaTe第84页，此课件共138页哦1831 主族非金属元素的通性主族非金属元素的通性1 单质单质 单质分子根据所含原子的数目可分为三单质分子根据所含原子的数目可分为三类：类：一种是稀有气体单原子分子，一种是稀有气体单原子分子，F2，Cl2，O2，H2 等双原子分子，属于分子晶体。等双原子分子，属于分子晶体。第85页，此课件共138页哦 另另一一种种是是多多原原子子分分子子，P4，As4，S8，Se8 等等，属于分子晶体。属于分子晶体。还还有

44、有一一种种是是大大分分子子，如如晶晶体体硼硼、晶晶体体硅硅、金金刚刚石等，属于原子晶体。石等，属于原子晶体。非金属元素容易形成简单阴离子，易于金非金属元素容易形成简单阴离子，易于金属元素结合形成化合物，其氧化物显酸性。属元素结合形成化合物，其氧化物显酸性。第86页，此课件共138页哦 非金属元素可与氧化性酸反应，与碱反非金属元素可与氧化性酸反应，与碱反应会发生歧化或生成应会发生歧化或生成 H2。4 P +3 NaOH +3 H2O 3 NaH2PO2 +PH3 Si +2 NaOH +H2O Na2SiO3 +2 H2第87页，此课件共138页哦2 氢化物氢化物 非金属氢化物属于分子型氢化物，

45、在通非金属氢化物属于分子型氢化物，在通常情况下多为气体或挥发性液体。常情况下多为气体或挥发性液体。氢化物的热稳定性在同一周期中，从左氢化物的热稳定性在同一周期中，从左向右逐渐增强；同一族中，自上而下依次减向右逐渐增强；同一族中，自上而下依次减弱。弱。热稳定性变化规律与非金属电负性的变热稳定性变化规律与非金属电负性的变化规律相同。化规律相同。第88页，此课件共138页哦 氢化物的还原性在同一周期中，从左氢化物的还原性在同一周期中，从左向右逐渐减弱；同一族中，自上而下依次向右逐渐减弱；同一族中，自上而下依次增强。增强。还还原原性性与与热热稳稳定定性性的的变变化化规规律律相相反反，HF 为最稳定的氢

46、化物，其不具有还原性。为最稳定的氢化物，其不具有还原性。第89页，此课件共138页哦 氧族元素及卤素的氢化物大部分是酸，氧族元素及卤素的氢化物大部分是酸，而氮族非金属元素的氢化物多数是碱。而氮族非金属元素的氢化物多数是碱。氢化物的酸碱性在同一周期中，从左氢化物的酸碱性在同一周期中，从左向右逐渐增强；同一族中，自上而下也依向右逐渐增强；同一族中，自上而下也依次增强。次增强。第90页，此课件共138页哦3 含氧酸含氧酸两性两性若半径若半径 r 的单位为的单位为 pm，经验表明，经验表明碱式解离碱式解离酸式解离酸式解离320.j第91页，此课件共138页哦 部分主族非金属元素的部分主族非金属元素的

47、r 和和 值值B(III)C(IV)N(V)r/pm 27 16 13 0.33 0.50 0.62第92页，此课件共138页哦 Al(III)Si(IV)P(V)S(VI)Cl(VII)r/pm 53.5 40.0 38 29 27 0.24 0.32 0.36 0.45 0.51 第93页，此课件共138页哦 Ge(IV)As(V)Se(VI)Br(VII)r/pm 53.0 46 42 25 0.27 0.33 0.38 0.53 第94页，此课件共138页哦 Sb(V)Te(VI)I(VII)r/pm 60 56 53 0.29 0.33 0.36 第95页，此课件共138页哦 从表中

48、的数据看出，非金属元素的氧化物从表中的数据看出，非金属元素的氧化物的水化物的水化物 值一般较大，所以它们的氧化物值一般较大，所以它们的氧化物的水化物为含氧酸。的水化物为含氧酸。而金属或准金属而金属或准金属 Al（III），），Ge（IV），），Sb（V）的氧化物的水化物属于两性。的氧化物的水化物属于两性。第96页，此课件共138页哦 从从表表中中数数据据可可以以看看出出，同同一一周周期期自自左左向向右右 值值增增大大，最最高高氧氧化化态态的的含含氧氧酸酸酸酸性性递递增增；同同一一族族中中从从上上至至下下 值值减减小小，相相同同氧氧化态的含氧酸酸性递减。化态的含氧酸酸性递减。第97页，此课件共1

49、38页哦 对于同一元素不同氧化态的含氧酸，则对于同一元素不同氧化态的含氧酸，则是高氧化态的酸性较强。是高氧化态的酸性较强。如如 HClO3 及及 HClO4 的的 值分别为值分别为 0.38 和和 0.51，HClO4 的酸性更强。的酸性更强。第98页，此课件共138页哦4 含氧酸盐含氧酸盐（1）热稳定性热稳定性 磷酸盐、硅酸盐比较稳定，受热时不分磷酸盐、硅酸盐比较稳定，受热时不分解，但容易脱水缩合为多酸盐；碳酸盐和硫解，但容易脱水缩合为多酸盐；碳酸盐和硫酸盐稳定性居中；硝酸盐和卤酸盐稳定性较酸盐稳定性居中；硝酸盐和卤酸盐稳定性较差。差。碳酸盐分解温度与离子极化有关，离子碳酸盐分解温度与离子极

50、化有关，离子极化作用越强，分解温度越低。极化作用越强，分解温度越低。第99页，此课件共138页哦分解温度（分解温度（）540 900MgCO3 CaCO3 Mg2+的半径比较小，故极化能力强的半径比较小，故极化能力强于于 Ca2+。第100页，此课件共138页哦 Cd2+与与 Ca2+，Mg2+的电荷相同，但的电荷相同，但由于电子构型不同，由于电子构型不同，Cd2+的外层电子较的外层电子较多，极化能力强。多，极化能力强。分解分解 温度（温度（）CdCO3 MgCO3 CaCO3500 540 900第101页，此课件共138页哦 硫酸盐的分解温度一般高于同种离子的碳硫酸盐的分解温度一般高于同种