第八章氢和稀有气体 §8-1氢 §8-2.稀有气体
第八章 氢和稀有气体 §8—1 氢 §8—2. 稀有气体
1.氢的自然界的分布 (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:8175% 是木星大气的主要成份:原子百分比:820 (2)氢的同位素 (氕H):丰度最大,原子百分比:9998% (氘,D):丰度可变平均原子百分比:0016% (氚T):放射性同位素在大气层宇宙射线裂变 产物中:1021个H含有有一个31H
1.氢的自然界的分布: （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:81.75% 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:99.98% （氘,D）:丰度可变.平均原子百分比:0.016% （氚,T）:放射性同位素.在大气层,宇宙射线裂变 产物中:1021个H含有有一个3 1H
人造同位素:可制:3H1 li.n H 2e 三种同位素核外均1e所以化学性质相似但质量 123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 H2bp:20.2,D2.bp:23.3 2.氢的成键特征: 由于氢的电子结构:1s1,且电负性为x=22,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
人造同位素:可制: H 3 1 : n 1 0 Li + 6 3 H 3 1 + He 4 2 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. b.p :20.2 , D2. b.p :23.3 2.氢的成键特征: 由于氢的电子结构: 1s1 .且电负性为x=2.2,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 a形成非极性共价键:如H2单质,表现0氧化态 b形成极性共价键:与非金属的元素的原子化 合: HCLHBr,H2O等表现”+1”氧化态 (3)独特的键型 a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。 例:zrH1,75和LaH2.78 b在硼氢化合物(如B2H)和某些过渡金属配 合物中均以桥键存在:
（2）形成共价键: a.形成非极性共价键 :如H2单质,表现0氧化态. b.形成极性共价键: 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 a.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. 例:ZrH1.75和LaH2.78 b.在硼氢化合物（如B2H6）和某些过渡金属配 合物中均以桥键存在:
B:利用sp杂化轨道,与氢形成三中心两电子键。 (氢桥) 要点:B的杂化方式,三中心两电子氢桥键。 Is 三II H1记惟、HH I B sp H H H Is H
B：利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。 （氢桥） 记作： H H B B H H H H 要点：B的杂化方式，三中心两电子氢桥键
C 0 广L cO 0
氢键:在含有强极性键的共价氢化物中(例H2O, HF,HC|,NH3中)由于氢原子与一个电负性很 强的頂子相结合,共用由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
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
3.氢的性质和用途 (1)单质氢 a物理性质: H——H:无色无臭气体。 74p273K时,1dm3水溶解002dmH2 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。 b化学性质H-HD=436KJ/mo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
3.氢的性质和用途 (1)单质氢 a.物理性质: H——H：无色无臭气体。 273K时， 1dm3水溶解0.02dm3H2。 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 b.化学性质: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
i.与卤素反应: h +F 2HE (低温,暗处,爆炸,激烈) Tz+Cl2→zHcl (h光照,点燃,才能反应) H2+Br2→2HBr (h光照,点燃,才能反应) H2+I22H工 (高温反应,且可逆) i.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
i.与卤素反应： 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%(氢气一空气混合物) i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) TicI4+2H2→4HcI+Ti(加热)
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）