无机化学稀有气体.ppt

无机化学课件稀有气体
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元素化学
丰富多彩的物质世界是由基本的元素及其化合物所组成的。
目前，教科书公布的已发现元素为112种（实际已达到117种，甚至更多），其中，有94种存在于自然界，人工合成元素20→ CH3OH
（4）发生离解作用，得到原子氢。
H2＝2H ΔHƏ＝431 kJ·mol-1
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原子氢的特点
① 原子氢结合成分子氢的反应热可以产生高达4273K的温度，这就是常说的原子氢焰。利用此反应可以焊接高熔点金属。
② 原子氢是一种比分子氢更强的还原剂。它可以同锗、锡、***、硫、锑等直接作用生成相应的氢化物。 如：As＋3H＝AsH3 (胂)
③ 它还能把某些金属氧化物或***化物迅速还原成金属。如：CuCl2＋2H＝Cu＋2HCl
④ 它甚至还能还原某些含氧酸盐。
如：BaSO4＋8H＝BaS＋4H2O
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氢气的制备
：实验室由活泼金属和稀酸反应或***金属与碱反应制备，也可用电解法制备
如：Zn + 2H+ = H2↑+ Zn2+；
Zn + 2H2O + 2OH- = Zn(OH)42- + H2↑
电解法：阴极: 2H2O + 2e =H2↑ + 2OH-
阳极: 4OH- - 4e ==O2↑ + 2H2O
2. 工业制备：
天然气裂解法：CH4 → C + 2H2
催化剂水煤气法：C + H2O → CO↑ + H2↑
水蒸气转化法：CH4 + H2O → CO + 3H2(g)
1073~1273 K 催化剂
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氢原子的成键特征
氢原子的价电子层结构型为1s1，。
当氢同其他元素的原子化合时，有如下几种成键特征：
1、形成离子键
2、形成共价键
3、独特的键型
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成键特征
1、形成离子键：当它与电负性很小的活泼金属反应生成氢化物时，氢从金属原子上获得一个电子形成H-离子，例如KH，NaH等。
2、形成共价键：
1）形成非极性共价键，如H2分子。
2）形成极性共价键，一般是与非金属原子形成的化合物，例如HF分子。
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3、独特的键型
1）金属氢化物：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，、、。
2） 氢桥键： 在硼氢化合物（如B2H6）和某些过渡金属配合物（如H[Cr(CO)5] 2中均存在氢桥键。B2H6和H[Cr(CO)5] 2的立体结构 氢桥（三中心二电子键）
3）氢键：在含有强极性共价键的氢化物中，氢原子核上带有部分正电荷，能定向吸引邻近电负性高的F，O，N等原子上的孤电子对而形成分子间或分子内氢键。
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　氢化物
分类：依据元素电负性的不同，氢与其他元素能形成
1、离子型或类盐型氢化物
2、分子型或共价型氢化物
3、金属型或过渡型氢化物
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1、离子型氢化物
2M+H2 =2MH (M= 碱金属)
M + H2 =MH2 (M= Ca Sr Ba) 　
2H-（融化电解）= H2+ 2e
证明在这类氢化物中的氢是负离子
LiH 和CaH2 等是有机合成中常用的还原剂： 　　TiCl4 + 4NaH = Ti + 4NaCl + 2 H2(g)
UO2 + CaH2 = U + Ca(OH)2
2CO2 + BaH2（热）= 2CO + Ba(OH)2
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离子型氢化物性质
不稳定，遇水反应生成氢气：
LiH+H2O= LiOH + H2(g)
CaH2 + 2H2O =Ca(OH)2 + 2H2(g)
根据这一特性，可利用离子型氢化物除去气体或溶剂中的微量的水分。
在非水极性溶剂中能同一些缺电子化合物结合成复合氢化物，
例如：4LiH+BCl3 → LiBH4+3LiCl
用途：氢化物被广泛用于无机和有机合成中做还原剂和负氢离子的来源，或在野外用做生氢剂，其缺点是价格昂贵。
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2、金属氢化物
金属氢化物是氢原子填充到过渡金属晶格的空隙中而形成的一类非整