十三章氢稀有气体
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五.氢能源 1.来源丰富 2.热值高，相当于同质量的石油的三倍。 3.无污染。 4.可储存，可高效输送。
2021/2/2
13.2 稀有气体
13.2.1 稀有气体发现简史
普鲁物和拉齐姆在研究空气的成分时发现了氩。后 又发现了其它的气体。
13.2.2 稀有气体的存在、性质、制备和用途
一、存在 稀有气体都能在大气中找到，它们约占大气成分的 1%.其中氩最多。氦是宇宙中第二最丰元素 （23%）。 二、制备 1、空气的液化 2、稀有气体的分离
Cu/ZnO
WO3 + 3H2 → W + 3H2O 2H2 + CO → CH3OH
又如油脂的氢化。
2021/2/2
2.原子氢 原子氢的还原性比氢单质要强得多，在常温下能与Ge Sn As Sb等单质直接化合。 ➢ 与As;S等非金属单质的反应
As + 3H → AsH3 S + 2H → H2S ➢ 与金属氧化物或氯化物的反应
氢键：N、O、F的氢化物，如水分子。 氢桥键：在缺电子化合物中，如乙硼烷。
2021/2/2
二、氢的化学性质 1.单质氢
（1）氢分子在常温下不太活泼，解离能为436kJ/mol. 与氟化合，还能还原PdCl2水溶液。
PdCl2(aq)+H2 →Pd(s)+2HCl(aq)该反应可Fra bibliotek检验H2的存在。
➢⑵.在一定条件下，与许多金属、非金属及金属氧化 物反应。 2H2 + O2 → 2H2O
第一个rare gas compound被合成,inert gases的神话 从此2021/被2/2 打破。改称稀有气体(noble gases或rare gases)。
早在1960年巴特列通过实验发现了强氧化性的 PtF6(g)可以将O2分子氧化成O2+PtF6-。他考虑到Xe与 O2分子的电离能相近(I1Xe=1170KJ/mol,I1O2=1164 KJ/mol),还有O2+与Xe+的半径也大致相似。因此，如果 有XePtF6，其晶格能亦与O2PtF6的相似，估计PtF6(g) 可以将氙氧化。
CuCl2 + 2H → Cu + 2HCl ➢ 与含氧酸盐的反应
BaSO4 + 8H → BaS + 4H2O
2021/2/2
三、氢的制备
1实验室制备
Zn + H2SO4 →ZnSO4 + H2↑
2.电解法
阴极 2H2O +2e- → H2 ↑ + 2OH阳极 4OH- → O2 ↑ + 2H2O +4e-
3.工业生产
1373K
C(赤热) + H2O（g） → H2(g) + CO(g)
4.石油化学工业
C2H6(g)→ CH2=CH2(g) + H2(g)
5.野外工作的简便制法 Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2(g)
2021/2/2
四.氢化物 1、离子型氢化物： 如NaH, LiAlH4 2、金属型氢化物： 如VH0.56 3、共价型氢化物： 4、金属含氢配合物：[Fe(CO)4H2] NaBH4等、
O2 + PtF6 Hm O2+PtF6- Xe + PtF6 Hm Xe+PtF6-
I1(O2)
I1(Xe)
E1(PtF6) O2++ PtF6-
U（ 可 计 算 ）
E1(PtF6) Xe++ PtF6-
U（ 可 计 算 ）
Xe(g)+PtF6(g)===XePtF6(s,桔红色晶体) 1962年XePtF6第一次问世，使整个化学界大为震
章 氢 稀有气体
13.1
13.2
本
作
氢
稀 有
章
业
要
气
求
体
2021/2/2
13.1.2 氢的化学性质和氢化物
一、氢的成键特征 （1）配位键：H+与其它的原子或分子。如酸中的
水合氢离子。 （2）共价键：与电负性不大的非金属元素以共用
电子对结合，如H2O。 （3）离子键：和第ⅠA和ⅡA族元素。 如 NaH （4）独特的键形
2021/2/2
2、氧化物 XeO3：是一种易潮解和易爆炸的化合物，具有 强氧化性。 XeO4：很不稳定，具有爆炸性的气态化合物。
6XeF4 + 12H2O =2XeO3 +4Xe +24HF +3O2
XeF6 + H2O = XeOF4 + 2HF
XeF6 + 3H2O = XeO3 + 6HF
惊，许多人转向稀有气体化合物的合成，使稀有气体
化合物迅速发展。 2021/2/2
二、稀有气体化合物
1、氟化物 在一定条件下氟与Xe有下列反应 F2+Xe(过量)→XeF2 673K,1.03×105pa F2+Xe(少量)→XeF4 873K,6.18×105pa F2+Xe(少量)→XeF6 573K,6.18×106pa XeF2是强氧化剂，不太稳定。 2XeF2+2H2O===2Xe+4HF+O2 XeF2+2KCl===Xe+2KF+Cl2 4XeF4+8H2O===2XeO3+2Xe+O2+16HF XeF6+3H2O===XeO3+6HF 氟化氙都是强氧化剂。
2021/2/2
氦：不燃烧，密度小，可用来代替氢气充填气球。
氖：用于制造氖灯或仪器中的批示灯。
氩：热传导系数小，用于充填电灯泡，防氧化。
氪和氙：热传导系数小，填充灯泡；同位素用来测量脑血流量和
研究肺功能、计算胰岛素分泌量。氙“人造小太阳”。
13.2.3 稀有气体化合物 一、稀有气体化合物的发现： 零族元素的确认在发现周期系之后，曾长期叫惰性气体 （inert gases），直到1962年英国化学家巴特列在室温 下第一次合成出真正的化合物XePtF6： Xe(g)+PtF6(g)===XePtF6 (s,桔红色晶体)
氙的化合物，一般都能发生水解，都是强氧化剂， 一般情况被还原为单质。 这些性质与稀有气体具有 很稳定的电子构型有关。
2021/2/23、稀有气体化合物的结构（自学）
2021/2/2
13.2 稀有气体
13.2.1 稀有气体发现简史
普鲁物和拉齐姆在研究空气的成分时发现了氩。后 又发现了其它的气体。
13.2.2 稀有气体的存在、性质、制备和用途
一、存在 稀有气体都能在大气中找到，它们约占大气成分的 1%.其中氩最多。氦是宇宙中第二最丰元素 （23%）。 二、制备 1、空气的液化 2、稀有气体的分离
Cu/ZnO
WO3 + 3H2 → W + 3H2O 2H2 + CO → CH3OH
又如油脂的氢化。
2021/2/2
2.原子氢 原子氢的还原性比氢单质要强得多，在常温下能与Ge Sn As Sb等单质直接化合。 ➢ 与As;S等非金属单质的反应
As + 3H → AsH3 S + 2H → H2S ➢ 与金属氧化物或氯化物的反应
氢键：N、O、F的氢化物，如水分子。 氢桥键：在缺电子化合物中，如乙硼烷。
2021/2/2
二、氢的化学性质 1.单质氢
（1）氢分子在常温下不太活泼，解离能为436kJ/mol. 与氟化合，还能还原PdCl2水溶液。
PdCl2(aq)+H2 →Pd(s)+2HCl(aq)该反应可Fra bibliotek检验H2的存在。
➢⑵.在一定条件下，与许多金属、非金属及金属氧化 物反应。 2H2 + O2 → 2H2O
第一个rare gas compound被合成,inert gases的神话 从此2021/被2/2 打破。改称稀有气体(noble gases或rare gases)。
早在1960年巴特列通过实验发现了强氧化性的 PtF6(g)可以将O2分子氧化成O2+PtF6-。他考虑到Xe与 O2分子的电离能相近(I1Xe=1170KJ/mol,I1O2=1164 KJ/mol),还有O2+与Xe+的半径也大致相似。因此，如果 有XePtF6，其晶格能亦与O2PtF6的相似，估计PtF6(g) 可以将氙氧化。
CuCl2 + 2H → Cu + 2HCl ➢ 与含氧酸盐的反应
BaSO4 + 8H → BaS + 4H2O
2021/2/2
三、氢的制备
1实验室制备
Zn + H2SO4 →ZnSO4 + H2↑
2.电解法
阴极 2H2O +2e- → H2 ↑ + 2OH阳极 4OH- → O2 ↑ + 2H2O +4e-
3.工业生产
1373K
C(赤热) + H2O（g） → H2(g) + CO(g)
4.石油化学工业
C2H6(g)→ CH2=CH2(g) + H2(g)
5.野外工作的简便制法 Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2(g)
2021/2/2
四.氢化物 1、离子型氢化物： 如NaH, LiAlH4 2、金属型氢化物： 如VH0.56 3、共价型氢化物： 4、金属含氢配合物：[Fe(CO)4H2] NaBH4等、
O2 + PtF6 Hm O2+PtF6- Xe + PtF6 Hm Xe+PtF6-
I1(O2)
I1(Xe)
E1(PtF6) O2++ PtF6-
U（ 可 计 算 ）
E1(PtF6) Xe++ PtF6-
U（ 可 计 算 ）
Xe(g)+PtF6(g)===XePtF6(s,桔红色晶体) 1962年XePtF6第一次问世，使整个化学界大为震
章 氢 稀有气体
13.1
13.2
本
作
氢
稀 有
章
业
要
气
求
体
2021/2/2
13.1.2 氢的化学性质和氢化物
一、氢的成键特征 （1）配位键：H+与其它的原子或分子。如酸中的
水合氢离子。 （2）共价键：与电负性不大的非金属元素以共用
电子对结合，如H2O。 （3）离子键：和第ⅠA和ⅡA族元素。 如 NaH （4）独特的键形
2021/2/2
2、氧化物 XeO3：是一种易潮解和易爆炸的化合物，具有 强氧化性。 XeO4：很不稳定，具有爆炸性的气态化合物。
6XeF4 + 12H2O =2XeO3 +4Xe +24HF +3O2
XeF6 + H2O = XeOF4 + 2HF
XeF6 + 3H2O = XeO3 + 6HF
惊，许多人转向稀有气体化合物的合成，使稀有气体
化合物迅速发展。 2021/2/2
二、稀有气体化合物
1、氟化物 在一定条件下氟与Xe有下列反应 F2+Xe(过量)→XeF2 673K,1.03×105pa F2+Xe(少量)→XeF4 873K,6.18×105pa F2+Xe(少量)→XeF6 573K,6.18×106pa XeF2是强氧化剂，不太稳定。 2XeF2+2H2O===2Xe+4HF+O2 XeF2+2KCl===Xe+2KF+Cl2 4XeF4+8H2O===2XeO3+2Xe+O2+16HF XeF6+3H2O===XeO3+6HF 氟化氙都是强氧化剂。
2021/2/2
氦：不燃烧，密度小，可用来代替氢气充填气球。
氖：用于制造氖灯或仪器中的批示灯。
氩：热传导系数小，用于充填电灯泡，防氧化。
氪和氙：热传导系数小，填充灯泡；同位素用来测量脑血流量和
研究肺功能、计算胰岛素分泌量。氙“人造小太阳”。
13.2.3 稀有气体化合物 一、稀有气体化合物的发现： 零族元素的确认在发现周期系之后，曾长期叫惰性气体 （inert gases），直到1962年英国化学家巴特列在室温 下第一次合成出真正的化合物XePtF6： Xe(g)+PtF6(g)===XePtF6 (s,桔红色晶体)
氙的化合物，一般都能发生水解，都是强氧化剂， 一般情况被还原为单质。 这些性质与稀有气体具有 很稳定的电子构型有关。
2021/2/23、稀有气体化合物的结构（自学）