第13章氢和稀有气体第四篇元素化学非金属省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖PPT课件.pptx

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Chapter 13 Hydrogen and rare gases
第四篇 元素化学(一) 非金属
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1. 物质存在
元素化学学习要求
4. 主要单质、化合物 用途（应用）
2. 物质性质(物理性质、化学性质)
3. 主要单质、化合物主要工业和试验室制法
参考资料：《基础元素化学》
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了解氢在周期表中位置；
本章教学要求
了解稀有气体发觉简史，单质、化合物性质
掌握二元氢化物分类及其特点；
3. 认识氢三种同位素；
了解氢存在和用途，掌握氢主要工业和试验室制法；
掌握用VSEPR理论来判断稀有气体化合物结构。
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本章内容
氢
hydrogen
稀有气体
rare gases
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H
氢是周期表中唯一还未找到确切位置元素.· · · · · ·
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氢存在和物理性质
氢是宇宙中丰度最高元素，在地球上丰度排在第15位. 一些矿物( 比如石油、天然气)和水是氢主要资源，大气中 H2 含量很低是因为它太轻而轻易脱离地球引力场.
氢
10 20 30 40 50 60 70 80 90
8
6
4
2
0
–2
Pb
Bi
Pb
Th
Xe
Sc
Fe
O
原子序数
log（相对丰度）
偶数Z
奇数Z
元素相对丰度有两种，一是质量百分数（质量克拉克值），原子百分数（原子克拉克值）。原子序数偶数含量较多，奇数则较少。
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大 气 层 顶
云 层 顶
液 氢
液态金属氢
岩 石 核 心
★ 木星结构
依据先锋飞船探测得知，木星大气含氢82%，氦17%，其它元素<1%.
★ 氢存在状态
金刚石砧
氢状态 金属氢(s) 液态氢(l) 固态氢(s)
密度/g·cm-3
★氢物理性质
无色、无味、可燃、易被钯铂等金属吸附等
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同位素
主要同位素有3种，另外还有瞬间即逝 4H 和 5H。重氢以重水（D2O）形式存在于天然水中，平均约占氢原子总数 %.
氢同位素性质（了解）
同位素效应
普通情况下不一样同位素形成同型分子表现为极为相同物理和化学性质，比如 10BF3 与 11BF3 键焓、蒸汽压和路易斯酸性几乎相等. 然而，质量相对差特大氢同位素却表现不一样，比如：
汉字名 英文名称 表示方法 符号 说明
氕*(音撇) protium 1H H 稳定同位素
氘 (音刀) deuterium 2H D 稳定同位素
氚(音川) tritium 3H T 放射性同位素
* 氕这个名称只在个别情况下使用，通常直接叫氢；氘有时又叫“重氢”.
H2 D2 H2O D2O
标准沸点/℃ – –
平均键焓/ kJ•mol–1
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制备
利用重水与普通水差异，富集重水，再以任一个从水中制 H2 方法从 D2O 中取得 D.
慢中子轰击锂产生 ：
H2O 和 D2O 之间沸点差异反应了O· · ·H —O 氢键不如 O· · ·D—O氢键强. 相同化学环境下 ，零点能高时键焓相对比较小. 氢同位素造成性质差异大得足以找到一些实际应用. 比如，因为D2O中D–O键键焓相对比较大，电解速率相对较低，其结果是在电解水而得到残液中得以富集.
势能
H–H 键焓
D–D 键焓
H2零点能
D2零点能
H2, D2分子势能曲线
R
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H2在化学反应中几个成键情况
氢性质和氢化物
(1) 氢原子失去1个电子成质子H+ （水合H+ ） ;
(3) 氢原子与其它非金属原子经过共价键结合，形成共价型氢化物（HX，SiH4）。
(2)氢原子得到1个电子成质子H- （NaH）;
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