稀有气体
目的要求:
1.了解氢的性质和用途。
2.了解稀有气体的性质和用途
重点、难点:
重点掌握氢的化合物及稀有气体化合物。
作业:
1. P286 3(7)、(8)、(9)、(10)
2. 网络平台作业
内容:
9.2 氢
一、氢原子的性质及其成键特征
1.氢原子的性质
氢是所有元素原子中结构最简单的原子,电子层结构为1s1,共有氕、氘、氚三种同位素。
2.氢原子的成键方式:
(1)失去价电子
氢原子失去一个电子变成氢离子,即质子,具有很强的电场,能使邻近的原子或分子强烈变形。在水溶液中以水合氢离子的形式存在。
(2)结合一个电子
可以结合一个电子而形成具有氦原子结构的氢阴离子,这是它与活泼金属化合时的价键特征。
(3)形成共价化合物
一般是与其它非金属以通过共用电子对的形式形成共价化合物。
氢在元素周期表中的位置值得商榷。具有一定的特殊性。
二、氢气的性质和用途
1.性质
是无色、无臭、无味的气体,在所有气体中最轻(是空气密度的1/14)。氢的扩散性最好,导热性强;通常以压缩气体的形式运输或贮存。在水中的溶解度很小,但可以被过渡金属镍、钯、铂大量吸收。
2.用途
可用以填充气球;可做高能燃料;可做超低温制冷剂;可用于冶金、电子、航空等领域。
三、氢气的制备
1.实验室用锌与盐酸或稀硫酸反应制取氢气。
2.军事上用离子型氢化物与水反应制取氢气。
CaH2 + H2O → Ca(OH)2 + H2↑
3.氢的工业制法
(1)矿物燃料转化法(水煤气法):
(2)电解法
用直流电电解15%—20%的氢氧化钠溶液
四、氢化物
1.离子型氢化物:
碱金属和碱土金属在加热时与氢直接化合,生成离子型氢化物。
所有纯的氢化物都是白色晶体,又称为类盐型氢化物。其熔、沸点较高,熔融时能导电,密度比相应的金属密度大很多。其反应类型有:
(1)加热易分解
受热时可分解为氢气和游离金属
(2)与水反应生成氢气
MH + H2O → MOH + H2↑
(3)是极强的还原剂
TiCl4 + 4NaH → Ti + 4NaCl + 2H2↑
2.共价型(分子型)氢化物
周期表中绝大多数p区元素与氢形成共价型氢化物,它们在固态时大多为分子晶体,也称分子型氢化物。
共价型氢化物大多是无色的,熔、沸点较低,常温下多数为气体
3.金属型氢化物
周期系中d区和ds区元素几乎都能形成金属型氢化物。在此类氢化物中,氢以三种形式存在:
(1)以原子状态存在于金属晶格中;
(2)氢的价电子进入氢化物导带中,本身以H+形式存在;
(3)氢从氢化物导带中得到一个电子,以H-形式存在。
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