无机化学教学课件18章氢和稀有气体.ppt

1、氢、稀有气体在周期表中的位置H氢是周期表中唯一尚未找到确切位置的元素.本章教学要求本章教学要求1了解了解氢和稀有气体氢和稀有气体的特点；的特点；2了解重点元素的存在、分离、性质和用途；了解重点元素的存在、分离、性质和用途；3.掌握素氢和稀有气体的单质及氢化合物的性质，掌握素氢和稀有气体的单质及氢化合物的性质，会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象；会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象；18-0 元素概述元素概述 Instructiontotheelements18-1 氢氢 Hydrogen18-2 稀有气体稀有气体 RareGases“机遇号”重大发现18-1 氢氢 1.失去电子失

2、去电子形成形成H+，无电子质子，由于强的极化作用难以单独存在，易以配位键，无电子质子，由于强的极化作用难以单独存在，易以配位键的形式与可以提供电子对的的形式与可以提供电子对的Lewis碱结合。如碱结合。如，在水中较为复杂，简，在水中较为复杂，简写为：写为：H3O+4NH2.获得电子获得电子形成形成H，由于强的还原作用难以单独存在，在无水条件下，由于强的还原作用难以单独存在，在无水条件下可以存在于可以存在于活泼金属的化合物中，电子组态：活泼金属的化合物中，电子组态：1s2与与He为等电子体。为等电子体。3.共用电子共用电子形成共价键：形成共价键：2c2e，在有机化合物内，在有机化合物内CH，水、

3、含氧酸和，水、含氧酸和OH中中OH，NH，XH等等氢桥键：氢桥键：3c2e，在硼烷和部分双核、多核配合物中（，在硼烷和部分双核、多核配合物中（氢氢二二 五羰五羰合铬合铬）。）。1.氢的同位素氢的同位素1931年底美国哥伦比亚大学的尤里（年底美国哥伦比亚大学的尤里（Urey）教授和他的助手，发现了质）教授和他的助手，发现了质量数为量数为2的重氢，称为氘。后来英、美科学家又发现了质量数为的重氢，称为氘。后来英、美科学家又发现了质量数为3的氚。氘的的氚。氘的发现是科学界在本世纪三十年代初的一件大事。尤里因该成果，获得发现是科学界在本世纪三十年代初的一件大事。尤里因该成果，获得1934年年的的Nobe

4、l化学奖。它们的物理性质见表化学奖。它们的物理性质见表182，主要特征总结如下：，主要特征总结如下：(1)pp+np+2nProtiumDeuteriumTritium氕氕氘氘氚氚(2)存在：丰度：存在：丰度：H（99.985%）、）、D（0.015%）、）、T（10 15%）原子个数比，原子个数比，H:D=6800:1H:T=1010:1(3)制备：制备：Tritium是半衰期（是半衰期（half-life）为）为12.6年的年的放射性衰变体。放射性衰变体。通常只有核反通常只有核反应才能获得。应才能获得。Deuterium可由重水（可由重水（D2O）获得，）获得，工厂每生产一吨重水，必须加工

5、四万五千吨水，循环使用十五万吨工厂每生产一吨重水，必须加工四万五千吨水，循环使用十五万吨H2S。浓或纯的。浓或纯的D2O不能维持动植物生命，重水对一般动植物的致死浓度不能维持动植物生命，重水对一般动植物的致死浓度为为60%。这种分离的原理是轻的同位素的化学键比重的同位素的化学键更。这种分离的原理是轻的同位素的化学键比重的同位素的化学键更容易断。容易断。例如：例如：HD(g)+H2O(g)H2(g)+HDO(g)(4)氢同位素形成的单质氢同位素形成的单质H2、D2、T2，在化学性质上完全相同，但物理，在化学性质上完全相同，但物理性质上有差别。如性质上有差别。如H2b.p.=20.4K，D2b.p

6、.=23.5K，因为氘原子的质量比，因为氘原子的质量比氢原子大一倍，氢原子大一倍，H2O与与D2O沸点（沸点（101.4）上的差别反映了重水中的氢键）上的差别反映了重水中的氢键比普通水中的氢键更强些。比普通水中的氢键更强些。冷冷热热(1)physicalproperties：H2极难溶于水和有机溶剂，可以贮存在金属（极难溶于水和有机溶剂，可以贮存在金属（Pt、Pd）和合金（）和合金（LaNi5）中。固态氢又称为金属氢：在晶格质点上为质子，而电子为整个晶体共享）中。固态氢又称为金属氢：在晶格质点上为质子，而电子为整个晶体共享，所以这样的晶体具有导电性。固态氢是六方分子晶格。，所以这样的晶体具有导

7、电性。固态氢是六方分子晶格。(2)chemicalproperties：a成键特点：电子构型为成键特点：电子构型为1s1，可以放在，可以放在IA类，但第一电离势高于碱类，但第一电离势高于碱金属的第一电离势；也可放在金属的第一电离势；也可放在A类。类。H2的键能较大的键能较大435.88kJmol1，常，常温下难以反应，除非特别活泼的元素，温下难以反应，除非特别活泼的元素，F2，碱金属等，高温或光照快速。，碱金属等，高温或光照快速。b化合反应：化合反应：与金属：与金属：2Na+H2=2NaHCa+H2=CaH2与非金属：与非金属：H2+F2=2HFc还原反应：还原反应：CuO+H2=Cu+H2O

8、WO3+3H2=W+3H2O2.氢的性质氢的性质3氢气的制备氢气的制备(每年估计达每年估计达500109m3)（1）实验室：实验室：Zn+H3O+Zn2+2H2O+H2实验室制氢气中杂质来源与除去方法实验室制氢气中杂质来源与除去方法H2S+Pb2+2H2OPbS+2H3O+AsH3锌和硫酸中含微量锌和硫酸中含微量AsAsH3+3Ag2SO4+3H2O6Ag+H3AsO3+3H2SO4H2S锌中含微量锌中含微量ZnSSO2锌还原锌还原H2SO4产生产生SO2+2KOHK2SO3+H2O当今制氢最经济的原料是煤和以甲烷为主要成分的天然气，而且都是当今制氢最经济的原料是煤和以甲烷为主要成分的天然气，

9、而且都是通过与水（最廉价的氢资源）的反应实现的通过与水（最廉价的氢资源）的反应实现的.水蒸气转化法水蒸气转化法CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g)1273K其中产物氢的三分之一来自水其中产物氢的三分之一来自水.水煤气反应水煤气反应C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)1273K其中产物氢的百分之百来自水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，使用时不必分离就是水煤气，可做工业燃料，使用时不必分离.但若为了但若为了制氢，必须分离出制氢，必须分离出CO.可将水煤气连同水蒸气一起通过红热的氧化铁催化剂，可将水煤气连同水蒸气一起通过红热的氧化铁催

10、化剂，CO变成变成CO2，然然后在后在2106下用水洗涤下用水洗涤CO2和和H2的混合气体，使的混合气体，使CO2溶于水而分离出溶于水而分离出H2.CO+H2+H2O(g)CO2+2H2Fe2O3723K（2）工业：工业：热化学循环法制热化学循环法制H2(g)O21(g)HO(g)H )(gI(g)H2HI(g)(g)O21)(gSOO(g)H(g)SOH )2HI(aq(aq)SOH(s)ISOO(l)2H221300K222873K2421073K4242298K222 净反应净反应加热加热(383423K)加压加压(10133039kPa)，效率可提高到效率可提高到90%以上以上.电解电

11、解20%NaOH或或15%KOH水溶液，耗能大，效率也只水溶液，耗能大，效率也只32%4OH-O2+2H2O+4e-(阳极阳极)2H2O+2e-2OH-+H2(阴极阴极)（3）其它其它配合催化太阳能分解水配合催化太阳能分解水2a既是电子给予体，又是电子接受体，在光能的激发下，可以既是电子给予体，又是电子接受体，在光能的激发下，可以向水分子转移电子，使向水分子转移电子，使H+变为变为H2放出放出.三三(2,2联吡啶联吡啶)合钌合钌()(2a)2a*(已活化已活化)hn光能光能)2(2aO21HOH2(2a*)222生物分解水制氢生物分解水制氢生物体分解水不需要电和高温，科学家们试图修改光合作用生

12、物体分解水不需要电和高温，科学家们试图修改光合作用的过程来完成这一技术。小规模的实验已成功的过程来完成这一技术。小规模的实验已成功.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氧化钴.使用使用1 1平方米太阳能电池版和平方米太阳能电池版和100100毫升电解溶液，每小时可毫升电解溶液，每小时可制作氢气制作氢气 20 升，纯度为升，纯度为 99.9%.从海水中制氢美国从海水中制氢美国Michigan州立大学州立大

13、学H.TiTien教授的装置教授的装置原理原理：当可见光照射在半导体膜上时，电子被激发进入：当可见光照射在半导体膜上时，电子被激发进入导带而留下空穴导带而留下空穴(低能级的电子空间低能级的电子空间).在导带中电子移动到金在导带中电子移动到金属薄膜与海水之间表面上，水即被还原产生属薄膜与海水之间表面上，水即被还原产生H2.同时，空穴迁同时，空穴迁移到半导体与电解质间的表面，来自移到半导体与电解质间的表面，来自Fe2+的电子填充空穴的电子填充空穴.H2(g)海海 水水Fe(),Fe()电解质溶液电解质溶液硒硒化化镉镉半半导导体体镍镍箔箔可可见见光光海水制氢的装置示意图海水制氢的装置示意图Direc

14、tsplittingofwaterundervisiblelightirradiationwithanoxidesemiconductorphotocatalystZHIGANGZOU,JINHUAYE,KAZUHIROSAYAMA&HIRONORIARAKAWANature414,625-627(December6,2001)Thesemiconductingmaterial(blue)andmetal(green)electrodeareimmersedinwater.Underlightirradiation,photoexcitedelectronsreducewatertogiveH

15、2,whereastheelectronvacanciesoxidizewatertoO2.Zouetal.havedopedanindiumtantalum-oxidewithnickel,andfindthatthismaterialabsorbslightinthevisiblespectrum,anadvanceoverpreviousphotocatalysts.大容量电解槽体大型制氢站氢气纯化装置氢气储罐群氢气储罐群 我 国 已 建 成 大 型 制 氢 设 备H2燃燃料料燃烧值燃烧值/kJkg-1氢氢气（气（H2）120918戊硼烷（戊硼烷（B5H9）64183戊戊烷（烷（C5H1

16、2）43367 氢能源21世纪的清洁能源氢燃烧速率快，反应完全.氢能源是清洁能源，没有环 境污染，能保持生态平衡.目前，已实验成功用氢作动力的汽车，有望不久能投入目前，已实验成功用氢作动力的汽车，有望不久能投入 实用实用 氢作为航天飞机的燃料已经成为现实，有的航天飞机的氢作为航天飞机的燃料已经成为现实，有的航天飞机的 液态氢储罐存有近液态氢储罐存有近 1 800 1 800 m m3 3的液态氢的液态氢 氢能源研究面临的三大问题：氢气的发生（降低生产成本）氢气的储存 氢气的输送（利用）1二元氢化合物在周期表中的分布二元氢化合物在周期表中的分布氢的大多数二元化合物可归入下述三大类中的某一类：氢的

17、大多数二元化合物可归入下述三大类中的某一类：似盐氢化物，金似盐氢化物，金属型氢化物属型氢化物和和分子型氢化物分子型氢化物.各类氢化物在周期表中的分布如下表所示各类氢化物在周期表中的分布如下表所示.但是但是这种分类的界限也不十分明确这种分类的界限也不十分明确.结构类型并非非此即彼，而是表现出某种连续结构类型并非非此即彼，而是表现出某种连续性性.例如，很难严格地铍和铝的氢化物归入例如，很难严格地铍和铝的氢化物归入“似盐型似盐型”或或“分子型分子型”的任一类的任一类.2似盐型氢化物似盐型氢化物(离子型氢化物离子型氢化物)(1)电正性高的电正性高的s区金属似盐氢化物是非挥发性，不导电并具明确结构的区金

18、属似盐氢化物是非挥发性，不导电并具明确结构的晶形固体晶形固体.例如例如MH均为均为NaCl型型.(2)H-的半径在的半径在126pm(LiH)与与154pm(CsH)之间，如此大的变化幅度之间，如此大的变化幅度说明原子核对核外电子的控制较松弛说明原子核对核外电子的控制较松弛.H-与与X-所带电荷相同，半所带电荷相同，半径介于径介于F-与与Cl-间间.因此才显示出因此才显示出NaCl型型.(3)存在的重要化学证据：电解其与碱金属的熔融物，阳极放存在的重要化学证据：电解其与碱金属的熔融物，阳极放H2：2H-H2+2e-(4)与水反应的实质是与水反应的实质是H-+H2OOH-+H2此时此时H-表现出

19、强还原性、不稳定性和强碱性表现出强还原性、不稳定性和强碱性.利用这种性质可以利用这种性质可以 在实验室用来除去有机溶剂或惰性气体在实验室用来除去有机溶剂或惰性气体(如如N2，Ar)中的微量水中的微量水.但是，溶剂中的大量水不能采用这种方法脱除，但是，溶剂中的大量水不能采用这种方法脱除，因强放热反应会使产生的因强放热反应会使产生的 H2燃烧燃烧.3金属型氢化物金属型氢化物第第3至第至第5族所有族所有d 区金属和区金属和f 区金属都形成金属型氢化物：区金属都形成金属型氢化物：(1)大部分是用单质直接化合的方法制备，极纯的金属才可得到含氢大部分是用单质直接化合的方法制备，极纯的金属才可得到含氢最高的

20、产物最高的产物.(2)都有金属的电传导性和显有其他金属性质如磁性都有金属的电传导性和显有其他金属性质如磁性.(3)除除PbH0.8是非整比外，它们都有明确的物相是非整比外，它们都有明确的物相.(4)过渡金属吸氢后往往发生晶格膨胀，产物的密度比母体金属的大过渡金属吸氢后往往发生晶格膨胀，产物的密度比母体金属的大.(5)成键理论成键理论氢以原子状态存在于金属晶格中氢以原子状态存在于金属晶格中.氢以氢以H+存在于氢化物中，氢将电子供入化合物的导带中存在于氢化物中，氢将电子供入化合物的导带中.氢以氢以H-形式存在，每个氢原子从导带取得形式存在，每个氢原子从导带取得1个电子个电子.（6）金属金属Pt具有

21、催化作用，可以被解释为表面具有催化作用，可以被解释为表面Pt原子形成原子形成PtH键键的的键键焓大得足以使键断开，却不足以补偿焓大得足以使键断开，却不足以补偿PtPt金属键断裂所金属键断裂所需的能量需的能量.(7)可逆储氢材料可逆储氢材料1体积体积金属金属Pd可吸收可吸收700体积体积H2，减压或加热可使其分解：减压或加热可使其分解：钯的这一性质被用钯的这一性质被用于制备超纯氢：基于微于制备超纯氢：基于微热时，热时，PdH2 分解，由于分解，由于压差和压差和 H H原子在金属原子在金属Pd Pd 中的流动性，氢以原子中的流动性，氢以原子形式迅速扩散穿过形式迅速扩散穿过 PdAg 合金而杂质气体

22、则合金而杂质气体则不能不能.2Pd+H22PdHU+3/2H2UH3减压减压,327K常况常况523K573KLaNi5+3H2LaNi5H6,含含H2量大于同体积液氢量大于同体积液氢微热微热(23)105Pa4分子型氢化物分子型氢化物(共价型氢化物共价型氢化物)氢与氢与p区元素形成二元分子化合物，包括人们熟悉的第区元素形成二元分子化合物，包括人们熟悉的第2周期化合周期化合物物(CH4、NH3、H2O、HF)和各族中较重元素的相应化合物和各族中较重元素的相应化合物(1)存在形式存在形式(2)熔沸点低，通常条件下为气体熔沸点低，通常条件下为气体(3)因共价键极性差别较大而化学行为复杂因共价键极性

23、差别较大而化学行为复杂缺电子氢化物，如缺电子氢化物，如B2H6中中心原子未满电子构型心原子未满电子构型.B2H6满电子氢化物，如满电子氢化物，如CH4，中心原子价电子全部参与中心原子价电子全部参与成键成键.CH4富电子氢化物，如富电子氢化物，如NH3，中中心原子成键后有剩余未成键心原子成键后有剩余未成键的孤电子对的孤电子对.NH3(1)二元氢化合物的标准生成自由能二元氢化合物的标准生成自由能是判断氢与其它元素直接是判断氢与其它元素直接化合反应的重要判据化合反应的重要判据.为正值的氢化合物都不能由单间的反为正值的氢化合物都不能由单间的反应合成应合成.mGmGs区和区和 p区元素二元氢化合物的区元

24、素二元氢化合物的fHm/kJmol1(298K)121314151617LiH(s)68.4NaH(s)33.5KH(s)36.0RbH(s)30.0CsH(s)32.0BeH2(s)+20.0MgH2(s)35.9CaH2(s)147.2SrH2(s)141.0BaH2(s)140.0B2H6(g)+86.7AlH3(s)1.0GaH30CH4(g)50.7SiH4(g)+56.9GeH4(g)+113.4SnH4(g)+188.3NH3(g)16.5PH3(g)+13.4AsH3(g)+68.9SbH3(g)+147.8H2O(l)237.1H2S(g)33.6H2Se(g)+15.9H2

25、Te(g)0HF(g)273.2HCl(g)95.3HBr(g)53.5HI(g)+1.7(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(kJmol-1)有关有关.较重元素形成较弱的键，较重元素形成较弱的键，这一事实通常归因于相对这一事实通常归因于相对密实的密实的H1s轨道与较松散的重元素轨道与较松散的重元素s 和和p 轨道重叠能力比较差轨道重叠能力比较差.5H2分子配合物分子配合物1985年发现了第一个年发现了第一个H2分子配合物分子配合物W(CO)3P(C3H7)32(2-H2),它暗它暗示存在氢键在反应中被活化而不断裂示存在氢键

26、在反应中被活化而不断裂.WPPHHCOOCOCiPriPriPriPriPriPrW(CO)3P(C3H7)32(2-H2)这一最新发现的意义在于例证了这一最新发现的意义在于例证了H2 分子和二氢配合物之间存在中间体分子和二氢配合物之间存在中间体.H2 分子以其分子以其 s s 成键轨道的电子投入金属空成键轨道的电子投入金属空d d 轨道，而以其轨道，而以其 s s 反键空轨道反键空轨道接受金属满接受金属满 d d 轨道电子形成反馈键，正是这种协同成键作用使轨道电子形成反馈键，正是这种协同成键作用使 H2分子配合分子配合物得以稳定物得以稳定.简言之，简言之，H2分子配合物的稳定性决定于中心金属

27、原子上的电荷分子配合物的稳定性决定于中心金属原子上的电荷密度密度.这种成键模式类似于和乙烯与金属原子的成键这种成键模式类似于和乙烯与金属原子的成键.这种配合物对烯烃加氢反应、氢加酰化反应等重要工业过程非常这种配合物对烯烃加氢反应、氢加酰化反应等重要工业过程非常重要重要.6.氢键缔合物氢键缔合物氢键的内容在前面各有关章节已讲过，这里不再赘述氢键的内容在前面各有关章节已讲过，这里不再赘述.这里仅作简单这里仅作简单的复习的复习.冰冰 的的 敞敞 口口 网网 状状 结结 构构氢键存在的有力证明氢键存在的有力证明H2O、NH3和和HF的反的反常沸点常沸点冰冰可燃冰可燃冰-水分子彼此间通过水分子彼此间通过

28、氢键形成笼，将外来中性分氢键形成笼，将外来中性分子或离子子或离子 (ClCl2 2,CH,CH4 4,ArAr,XeXe等等)包于笼内的水合物包于笼内的水合物(分分子晶体子晶体).).下图清楚说明氢键的方向决不只是直线性的！下图清楚说明氢键的方向决不只是直线性的！18-2 稀有气体稀有气体 1它们都是单原子分子它们都是单原子分子(monatomicmolecular)，在通常条件下，它们，在通常条件下，它们都是气体，也称为惰性气体（都是气体，也称为惰性气体（nobleorinertgases）。）。2蒸发热、在水中的溶解度以及熔、沸点都很小，并且随着原子序数蒸发热、在水中的溶解度以及熔、沸点都

29、很小，并且随着原子序数的增加而逐渐升高。氦是所有气体中最难液化的物质。的增加而逐渐升高。氦是所有气体中最难液化的物质。He的沸点为的沸点为4.2K，H2的沸点为的沸点为20.4K。氦冷却至。氦冷却至2.178K，则变成第二种液体（，则变成第二种液体（heliumII），发），发生无粘度流动，称为超流体（生无粘度流动，称为超流体（superfluidity）。）。He-II的热传导是的热传导是He-I的的106倍倍，比热传导最优的金属银强得多。，比热传导最优的金属银强得多。3由于稀有气体的最外电子层都有相对饱和的结构（由于稀有气体的最外电子层都有相对饱和的结构（octetrule），这），这种电

30、子结构是相当稳定的，其电子亲合势都接近于零，而且都有很高的电种电子结构是相当稳定的，其电子亲合势都接近于零，而且都有很高的电离势，因此它们在化学性质上表现为惰性。离势，因此它们在化学性质上表现为惰性。4在自然界中的分布：在接近地球表面的空气中，每在自然界中的分布：在接近地球表面的空气中，每1000升空气中约升空气中约含含9.3升氩、升氩、18毫升氖、毫升氖、5毫升氦、毫升氦、1毫升氪和毫升氪和0.8升氙，所以液态空气是提取升氙，所以液态空气是提取稀有气体的主要原料。稀有气体的主要原料。Ra22688RnPo2268621884RNe,emitsaredglowwhenanelectriccur

31、rentsthroughit.RAr,provideaninertatmosphere.(lightbulbs)RKr,intensewhitelight,airportrunwaylighting.RXe,inhalogenlamps.Anesthetic(麻醉剂麻醉剂)XeXeO2深度麻醉剂，制造高压深度麻醉剂，制造高压“人造小太阳人造小太阳”,Rn“氡管氡管”用于治疗癌症和中子源用于治疗癌症和中子源He大型反应堆的冷却剂，大型反应堆的冷却剂，He-Ne-O2呼吸气可防呼吸气可防“气塞病气塞病”，飞船的飞，飞船的飞升气体，保护气升气体，保护气Ne霓红灯，电子工业中的充气介质，低温冷冻剂霓红

32、灯，电子工业中的充气介质，低温冷冻剂Kr灯泡填充气，同位素测量灯泡填充气，同位素测量Ar灯泡填充气，保护气，等离子体源，激光源灯泡填充气，保护气，等离子体源，激光源NeNe+(Ar)Ne:advertisingsigns;Ar:insomelightbulbs(导热导热)Kr:airportrunwaylighting;Xe:inhalogenlampsfor(intensewhitelight)automobileheadlights1 1 稀有气体化学引人注目的第二次大发现稀有气体化学引人注目的第二次大发现1962年年3月月32日下午日下午6时时45分分Bartlett N 第一个观察到第

33、一个观察到“惰性气体惰性气体”元元素的化学行为：素的化学行为：XePtFXePtF6 6 红色液体生成！红色液体生成！思路思路：刚刚制备出新化合物：刚刚制备出新化合物：O O2 2（g g）+PtF+PtF6 6(s)=O(s)=O2 2+PtFPtF6 6-(s)(s)O2O2+e-XeXe+e-I1=1180kJmol-1I2=1170kJmol-1r =201pmR =210pm设计并测定了设计并测定了XePtF6的标准生成焓为负值（的标准生成焓为负值（-60KJmol-1）Xe+PtF6-Xe+(g)+PtF6-(g)Xe(g)+PtF6(g)fHm(XePtF6)IEAUO2+Xe+

34、反应通常在反应通常在F2钝化使容器表面生成一层钝化使容器表面生成一层NiF2保护层的镍制容器中进行保护层的镍制容器中进行.氙的氟化物发生许多类似于高氧化态卤素互化物的反应，包括氧化还原反氙的氟化物发生许多类似于高氧化态卤素互化物的反应，包括氧化还原反应和复分解反应应和复分解反应.XeF6与氧化物之间的复分解反应可使本身转化为氧化物：与氧化物之间的复分解反应可使本身转化为氧化物：XeF6(s)+3H2O(l)XeO3(aq)+6HF(g)2XeF6(s)+3SiO2(s)2XeO3(s)+3SiF4(g)吸能化合物吸能化合物 XeO3易爆炸，碱性水溶液中易爆炸，碱性水溶液中Xe（）的氧阴离子的氧

35、阴离子HXeO4-在在歧化并使歧化并使 H2O 氧化的过程中缓慢分解生成高氙酸根离子氧化的过程中缓慢分解生成高氙酸根离子XeO64-和和 Xe:2氙的氟化物可由元素之间的直接化合反应合成氙的氟化物可由元素之间的直接化合反应合成Xe(g)+F2(g)XeF2(s)(Xe过量过量)K(250)=8.79104Xe(g)+2F2(g)XeF4(s)n(Xe):n(F2)=1:5K(250)=1.07104Xe(g)+3F2(g)XeF6(s)n(Xe):n(F2)=1:20K(250)=1.01108XeO3+OH-HXeO4-XeO64-+Xe+O2+H2OpH10+OH-CrystalsofXe

36、F4强氧化剂强氧化剂XeF2在水溶液中能够使在水溶液中能够使HClCl KII2Ce(IIIIII)Ce(IVIV)Co(IIII)Co(IIIIII)Ag(I I)Ag(IIII)1968年第一次制得年第一次制得BrO4-:NaBrO3+XeF2+H2ONaBrO4+2HF+Xe氟化剂氟化剂：XeF2+2HSO3FXe+HF+2SO3F(自由基自由基)2SO3FS2O6F2原子能工业中分离放射性原子能工业中分离放射性Xe、Kr;XeF4作减速剂；作减速剂；U、Pu、Np的分离；的分离；UF6的生产等的生产等.其他如激光，特殊光学波动、高能燃料和炸药等其他如激光，特殊光学波动、高能燃料和炸药等

37、.3稀有气体化合物的实际应用稀有气体化合物的实际应用1VSEPR（价层电子对或斥）分析（价层电子对或斥）分析1VSEPR（价层电子对或斥）分析（价层电子对或斥）分析XeF2AB2E3不等性不等性sp3d直线型直线型XeF4AB4E2不等性不等性sp3d2平面四方平面四方XeO3AB3E不等性不等性sp3三角锥型三角锥型XeO4AB4sp3正四面体正四面体XeOF4AB5E不等性不等性sp3d2四方锥型四方锥型XeO2F2AB4E不等性不等性sp3d歪四面体歪四面体AB6sp3d2正八面体正八面体46XeO2 2 分子轨道理论对氙化合物的处理分子轨道理论对氙化合物的处理反键非键成键5px2pxX

38、eXeF22F本章作业本章作业1、3、4、9、10（1 1）18 18 列元素命名的变化列元素命名的变化对于第对于第18列的元素，随着人们对它们认识的逐步深化而不列的元素，随着人们对它们认识的逐步深化而不断地在改变，现今文献中，常见的命名有以下几种；断地在改变，现今文献中，常见的命名有以下几种；11962年以前，由于未制备出这些元素的任何化合物，确信它们年以前，由于未制备出这些元素的任何化合物，确信它们的性质不活泼，叫它们为的性质不活泼，叫它们为“惰性气体惰性气体”（inertgases)；2曾因它们与各种化学试剂都不发生反应，于是认为它们的化合曾因它们与各种化学试剂都不发生反应，于是认为它们

39、的化合价为零，又将其称为价为零，又将其称为“零族元素零族元素”；3根据这六个元素在地壳中的含量稀少，又广泛地称它们为根据这六个元素在地壳中的含量稀少，又广泛地称它们为“稀稀有气体有气体”(noblemetals)；4这族元素自上而下，以氦为首，故也叫做这族元素自上而下，以氦为首，故也叫做“氦族元素氦族元素”；5也有人称它们为也有人称它们为“单原子气态元素单原子气态元素”(monoatomicgaselements）.(2(2）氩的发现）氩的发现小数点后第三位的胜利小数点后第三位的胜利：十七世纪七十年代只知道空气的固定成分是氮和氧十七世纪七十年代只知道空气的固定成分是氮和氧.1785年，年，Ca

40、vendish 在电火花的作用下使氮和氧化合为橙红色的在电火花的作用下使氮和氧化合为橙红色的氧化氮气体，继而又用氢氧化钠溶液吸收氧化氮，三个星期后氧化氮气体，继而又用氢氧化钠溶液吸收氧化氮，三个星期后才使氮化合完毕，余下的氧用才使氮化合完毕，余下的氧用“硫肝硫肝”吸收后，还残留下吸收后，还残留下1/120的微小气泡的微小气泡.他对这个现象很重视，写到他对这个现象很重视，写到“这个气泡是特殊的这个气泡是特殊的，不象一般的氮，因为不管什么样的火花都不能使它同氧结合，不象一般的氮，因为不管什么样的火花都不能使它同氧结合.”但他又说但他又说“这是由于某种原因没有跟氧化合而剩下来的氮这是由于某种原因没有跟氧化合而剩下来的氮.”后来，直到后来，直到1893年，物理学家年，物理学家Rayleigh 和化学家和化学家Ramsay 分析了由氨分解出来的氮每升分析了由氨分解出来的氮每升1.2507g，而一升由空气中获得的而一升由空气中获得的氮重氮重1.2565g，相差的相差的5.8mg并非是氮，命名为并非是氮，命名为“氩氩”（argon,原文含有懒惰的意思原文含有懒惰的意思.）这被称为）这被称为“小数点后第三位的胜利小数点后第三位的胜利.”