无机化学第13章_氢和稀有气体
《无机化学下》第四版习题答案
第13章 氢和稀有气体13-1 氢作为能源，其优点是？目前开发中的困难是什么？1、解：氢作为能源，具有以下特点：（1）原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制；（2）氢气燃烧时放出的热量很大；（3）作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境；（4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。
发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用13-2按室温和常压下的状态（气态 液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。
3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。
13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。
这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。
分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。
密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。
13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a ）温度最低的液体冷冻剂；（b ）电离能最低 安全的放电光源；（c ）最廉价的惰性气氛。
13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH 、HeH +、He 2+ 粒子存在的可能性。
为什么氦没有双原子分子存在？13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型： (a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、 解： 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形 3XeO 三角锥 XeO 直线形13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。
北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题详解(下册)氢和稀有
11．氙的氟化物是很好的氧化剂，其原因是（ ）。 A．氧化性强 B．还原到氙 C．不污染反应体系 D．前三者都是 【答案】D
12．下列氢化物中，在室温下与水反应不产生氢气的是（ ）。 A．LiAlH4 B．CaH2
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C．SiH4
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14．用价层电子对互斥理论讨论下列分子和离子的几何构型和中心原子的杂化轨道。
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（1）XeF2
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答： 9．完成并配平下列反应方程式。
答：
10．完成下列氟化物与水反应的方程式。
答：
（不完全水解） （完全水解）
（不完全水解） （大量水，完全水解）
11．完成并配平下列反应方程式。
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答：
12．为什么 XeOF4 不能用玻璃容器储存？并指出应该用什么容器储存？ 答：XeOF4 会与 SiO2 发生如下反应： 可用镍容器（因氟与镍反应生成致密的保护膜）和某些塑料容器（如聚四氟乙烯）。 13．完成并配平下列反应方程式： （1）XeF6＋H2→ （2）XeF6＋Hg→ （3）XeF6＋HCl→ （4）XeF6＋NH3→ 答：
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与化学反应的可能性。
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答：随着主量子数的增大，原子体积和电子云弥散程度亦增大，为此，从 He 到 Rn，电
离能依次减小，激发到具有未成对电子状态的可能增大，因而，化学活性从上到下增大，从
目前的情况来说，Kr 才开始具有实际的化学活性，Xe 的化学活性明显大得多，按理 Rn 应最
无机化学
第13章氢和稀有气体1.用VSEPR理论判断XeF2、XeF4、XeF6、XeOF6、ClF3的空间构型。
通式为AXnEm m+n的数目为价层电子对数M=（A的族价-X的化合价*X的个数+/-离子电荷相应是电子数）/2物质通式m m+n 空间结构XeF2AX n Em 3 5 直线型XeF4AX n Em 2 6 平面四方形XeF6AX n Em 1 7 变形八面体XeOF6AX n Em 1 6 四方锥ClF3AX n Em 2 5 平面三角形第14章卤素1. 根据电势图计算在298K时，Br2在碱性水溶液中歧化为Br-和BrO3-的反应平衡常数。
2通Cl2于消石灰中，可得漂白粉，而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生Cl2，试用电极电势说明这两个现象。
.第16章氮磷砷1.如何除去N2中少量NH3和NH3中的水气？将含有少量NH3的N2气体通入水中。
就可除去NH3，将含有少量H2O的NH3通入CaCl2中，就可除去其中少量的H2O。
2.如何除去NO中微量的NO2和N2O中少量的NO？将含有少量NO2的NO气体通入热水中3NO2+H2O=2HNO3+NO这样就可除去其中的气体。
将N2O和少量的NO气体通入水中。
就可除去其中少量的NO。
3.给下列物质按碱性减弱顺序排序，并给予解释：NH3 N2H4 NH3OH PH3 AsH3答：NH3是所有气态氢化物中唯一显碱性的物质，按N—P—AS 顺序，其气态氢化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，故碱性NH3>PH3>ASH3,而同一种元素的氢化物,化合价越低,碱性越强,故NH3>N2H4>NH2OH ,综上可知碱性顺序为NH3>N2H4>NH3OH(碱性)>PH3(酸性)>AsH3 (酸性)4.为了测定铵态氮肥中的含氮量，称取固体样品0.2471g,加过量NaOH溶液并进行蒸馏，用50.00mL 0.01050mol/L HCl吸收蒸出的氨气，然后用0.1022mol/L NaOH溶液滴定吸收液中剩余的HCl，滴定中消耗了11.69mL NaOH溶液，试计算肥料中氮的百分含量。
13第十三章 氢和稀有气体-
Elements chemistry
元素化学
元素化学—也称描述化学，即周期系中 各族元素的单质及其化合物的化学。 它是无机化学的中心内容，下一阶段将 分区分族简要介绍元素及其常见化合物的特 点、性质、 制备和用途。 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多种，人体中含有其中60多种。
热力学、动力学、物质微观结构：G、K、 四大平衡、、原子结构、杂化轨道理论、 价层电子对互斥理论、分子轨道理论、晶体 结构、配位键理论等
第十三章
氢和稀有气体
第十三章 氢和稀有气体
勘误：
P324 倒数第12行 离子型、氢化物改 为离子型氢化物
自学内容：
13.1 氢
一、氢的发现
1、氢的发现
原 子 氢 的 性 质
三、氢的制备
实验室制备
实验室由活泼金属和稀酸 反应或两性金属与碱反应 制备,也可用电解法制备 由两性金 属与碱反 应或电解 法得到的 氢气纯度 更高
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
1894年，Ramsay
Ar
Ne、Xe：1898年，Ne、Xe
Rn：1900年，Dorn，Rn；1908年，Ramsay和 Gray分离
二、制备——分馏空气
每 1000 dm3 空气中约含 9.3 dm3 氩， 18 cm3 氖， 5 cm3氦和0 .8 cm3氙
石河子大学无机化学13氢和稀有气体(新)
O2 O+ + e → 2 Xe Xe + e → rO + = 201pm
2
I1 = 1180kJ mol -1 I1 = 1170kJ mol -1
rXe + = 210pm
预测：Xe + PtF6 Xe[PtF6 ] →
(1) 氙的氟化物的合成和性质： 氙的氟化物的合成和性质： a. 合成 在镍制容器中直接合成
配位原 孤电子对 数 子数 2 3 2 4 3 2 5 4 3 2 6 5 4 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 0 1 2
分子空间构型 直线形 正三角形 V形 形 正四面体 三角锥形 V形 形 三角锥形 变形四面体 T形 形 直线形 八面体 四方锥 平面正方形
5
三角双锥
6
八面体
推断空间构型的步骤
13-1-2 氢的化学性质和氢化物
1.氢的成键特征 氢的成键特征
:
（1）形成离子键 KH ,NaH ,CaH2 . ）形成离子键:
离子型氢化物: H— 离子型氢化物 （2）形成共价键 ） （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, a.氢原子可以填充到许多过渡金属晶格的空隙中, 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. 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 在硼氢化合物（ 在硼氢化合物 合物中均以桥键存在: 合物中均以桥键存在
这样靠“内部燃烧”放热， 这样靠“内部燃烧”放热，供焦炭或天然气与水作用所需热量 无须从外部供给热量，这是目前工业上最经济的生产氢的方法. ，无须从外部供给热量，这是目前工业上最经济的生产氢的方法
无机化学课件：氢和稀有气体
Fe(Ⅱ ),Fe(Ⅲ) 电解质溶液
硒镍 化 镉 半 导 体箔
H2(g)
海水
原理：当可见光照射在半导体膜上时，电子被激
发进入导带而留下空穴(低能级的电子空间)。在导带中 电子移动到金属薄膜与海水之间表面上，水即被还原产 生H2。同时，空穴迁移到半导体与电解质间的表面，来 自Fe2+的电子填充空穴。
* 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”.
2. 同位素效应
一般情况下不同的同位素形成的同型分子表现为
极为相似的物理和化学性质。然而，质量相对差特大
的氢同位素却表现不同：
标准沸点/℃
H2 –252.8
平均键焓/(kJ•mol–1) 436.0
D2
H2O
–249.7 100.00
1. 同位素
主要同位素有3种，此外还有瞬间即逝的 4H 和
5H。重氢以重水（D2O）的形式存在于天然水中，平 均约占氢原子总数的 0.016%。
中文名 氕*(音撇) 氘 (音刀) 氚(音川)
英文名称 protium deuterium tritium
表示方法 1H 2H 3H
符号 H D T
说明 稳定同位素 稳定同位素 放射性同位素
CH4 + 2 O2
CO2 + 2 H2O,
ΔH
θ m
=
–
803.3
kJ•mol–1
这样靠“内部燃烧”放热，供焦炭或天然气与水作
用所需热量，无须从外部供给热量。
● 热化学循环法制 H2
2H2O(l) SO2 I2(s) 298K H2SO4 (aq) 2HI(aq)
H2SO4
(g)
1073K H2O(g)
大学化学第13章 氢稀有气体知识点
第13章氢稀有气体氢1、氢的三种同位素是什么？氕，氘，氚2、对氢气吸附最显著的金属是什么？氢气镍，钯，铂等金属吸附，其中钯对氢气的吸附效果最显著。
3、什么是正氢和仲氢？正氢两核自旋方向相同的氢分子《室温下含75%》仲氢两核自旋方向相反的氢分子《室温下含25%》4、氢可失或得一个电子也可与其它非金属共用电子对等而形成氢化物，试总结“氢化物”。
P440 123稀有气体1、稀有气体分离的重要依据是什么？物理性质2、“人造空气”是什么？氦气和氧气的混合物3、做霓红灯要用哪种稀有气体、常用哪种稀有气体做保护气体？氩气4、什么灯是“人造小太阳”。
高压长弧氙灯稀有气体化合物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)1、氟化物在一定条件下氟与Xe有下列反应F2+Xe(过量)→XeF2F2+Xe(少量)→XeF4F2+Xe(少量)→XeF6XeF2是强氧化剂，不太稳定。
2XeF2+2H2O===2Xe+4HF+O2XeF2+2KCl===Xe+2KF+Cl2 4XeF4+8H2O===2XeO3+2Xe+O2+16HF XeF6+3H2O===XeO3+6HF2、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。
氙的化合物，都是强氧化剂，一般情况被还原为单质。
第14章卤素•卤素通性•P453表14-1，•1、常见氧化态•2、第一电离能、电子亲和能•3、电负性（F最大）•1、第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化成气态基态正离子所需要的最低能量。
•2、电子亲和能：指在0K下的气相中，原子和电子反应生成负离子所需要的最低能量。
•3、解离能：对于双原子分子来说，解离能就是键能。
多原子分子则不是。
第十三章 氢和稀有气体汇总
二、希有气体化合物
巴特列：PtO2F6， 经X射线分析和其它实验证明，此化 合物的化学式为O2+PtF6-。
O2 O2 e 1175.7KJ mol1
Xe Xe e 1171.5KJ mol1
Xe + PtF6 = Xe+PtF6-
其中主要是Xe的化合物
3．处理好个性和共性的关系 在掌握通性的同时，特别要注意个性。
如F、Cl的电子亲合能的特点，特别小的 原因和特别大的原因、变化趋势等
研究某一类化合物（如卤化物、硫 化物）时，既要认识该类化合物的通性， 又要剖析若干具体化合物。对通性的认 识能指导对个别物质的认识，而认识了 个别化合物又能丰富对通性的认识。这 是一般和个别相结合的认识方法。
在一定条件下氟与Xe有下列反应 F2+Xe(过量)→XeF2 F2+Xe(少量)→XeF4 F2+Xe(少量)→XeF6
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
3、易被等过渡金属吸附。
二、氢的成键特征
1、H的价电子层构型为1s1，电负性为 2.2，可失去价电子，形成 H （质子）
它以两种形式存在:
气态质子流
结合态质子，如：H
3O
，NH
4
等
H+半径小，单独存在不稳定，易与 其它原子或分子相结合。H的还原性好， 是好的还原剂。
北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)(下册)-第13章 氢和
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常用低温分馏或低温选择性吸附的方法，例：
在低温下用活性炭处理混合稀有气体，愈易液化的稀有气体就愈易被活性炭吸附。在
173K 时，氩、氪和氙被吸附，剩余的气体含有氦和氖。而在液态空气的低温下，氖被吸
附而氦可分离出来。所以，在不同的低温下，利用活性炭对各种稀有气体的吸附和解吸，
二、稀有气体
1．稀有气体的性质、制备
（1）稀有气体的性质
①本族元素都具有稳定的电子构型（ 或
），为无色、无嗅、无味的单原子
气体；
②稀有气体原子间的作用力随着原子序数的增加而增大；
③稀有气体元素的电离能在同周期中为最高。在同族中随着原子体积的增加，电离能
是依次降低的，较重稀有气体的电离能比第二周期元素如 F 和 O 的电离能小，具有化学活
性。
（2）稀有气体的制备
①使空气液化；
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②从液态空气中分离稀有气体；
③从混合稀有气体中分离各组分，常用低温分馏或低温选择性吸附的方法。
2．稀有气体化合物
（1）稀有气体包合物
①稀有气体的包合物晶体在室温下稳定，可保持一年；
13-3 试述从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分的根据和方法。 答：（1）分离根据： 从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理 性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。
（2）分离方法： ①从空气中分离稀有气体： a．先将液态空气分级蒸馏，挥发除去大部分氮后，稀有气体就富集于液氧之中（还 含有少量的氮）； b．继续分馏可以把稀有气体和氮气分离出来。将这种气体通过氢氧化钠除去其中所 含的二氧化碳，用赤热的铜丝除去微量的氧，再用灼热的镁屑使氮转变成氮化镁，剩余的 气体则是以氩为主的稀有气体。 ②从混合稀有气体中分离各组分：
第13章氢和稀有气体
制备方法
• • • • • • • • • 实验室方法 化学法、电解法 工业生产方法 用碳来还原水蒸气制取氢气 用烃类裂解的方法制取氢 水蒸气转换法 烷烃制取烯烃反应的副产物 盐型氢化物与水反应 利用硅与碱反应
3. 氢化物
（1） 离子型(类盐型)氢化物
形成
2M + H2 → 2MH (M代表碱金属）
（a）纯的为白色晶体， 不纯的为浅灰色至黑色 （b）具有离子化合物特征， 如熔、沸点较高， 熔融时能导电 （c）受热时能分解为氢气和游离金属 （d）与水反应产生氢气
MH + H2O → MOH + H2↑
性质
1. 离子型(类盐型)氢化物
（a）纯的为白色晶体， 不纯的为浅灰色至黑色 -能在非水溶剂中与B3+、Al3+、Ga3+等 H （b）具有离子化合物特征， 结合成复合氢化物 如熔、沸点较高， 熔融时能导电
(3)金属型氢化物
(a) 在过渡型氢化物中, 氢以三种形式存在
氢以原子状态存在于金属晶格中 氢的价电子进入氢化物导带, 氢以H+形式存在 氢从氢化物导带中得一个电子, 以H-形式存在
(b) 某些过渡金属和合金具有吸收和释放 氢气的作用 2Pd + H 2PdH 2 某些过渡金属或过渡金属合金可做储氢材料
第13章 氢和稀有气体
13.1
氢Leabharlann 13.1.1 氢的存在和物理性质
13.1.2 氢的化学性质和氢化物
13.1.1 氢的存在和物理性质 • 1766年，英国物理学家和化学家卡文 迪什用六种相似的反应制出了氢气， 这些反应包括锌、铁、锡分别与盐酸 或稀硫酸反应。但由于他是燃素学说 的忠实信徒，而不认为这是一种新的 气体。 • 1787年，杰出的化学家拉瓦锡首次明 确指出水是氢和氧的化合物，氢是一 种元素，并把它命名为Hydrogen。
十三章氢稀有气体
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)
该反应可以检验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
Cu/ZnO
WO3 + 3H2 → W + 3H2O 2H2 + CO → CH3OH
又如油脂的氢化。
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
4、金属含氢配合物：[Fe(CO)4H2] NaBH4等、
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。
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
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
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⑤野外工作，用硅等两性金属与碱液反应
0.63kg Si可制取1m3H2 :
Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2(g)
或 LiAlH4+4H2O→Al(OH)3+LiOH+4H2(g)
19
Light work with water, NATHAN S. LEWIS Nature 414, 589 - 590 (December 6, 2001) Direct splitting of water under visible light irradiation with an oxide semiconductor photocatalyst, ZHIGANG ZOU, JINHUA YE, KAZUHIRO SAYAMA & HIRONORI ARAKAWA Nature 414, 625 - 627 (December 6, 2001)
11
11/20/2020
性质： a. 溶解性 273K时1体积水仅能溶解0.02体积氢 b. 可燃性 燃料
c. 氢的化学性质：还原剂原料
冶金
加氢反应等
Vegetable oil to fat 植物油 氢化到 脂肪
人造黄油
肥料
12
检验反应：PdCl2(aq) + H2 → Pd(s) + 2HCl(aq)
11/20/2020
第13章 氢和稀有气体
“机遇号”重大发 现
1
11/20/2020
序言
从本章开始学习元素部分。HUMPHREYO说：“真正的化学 是叙述性化学，即元素化学。只有理论没有性质那就不是化 学。”F A COFTON说：“我们确信象其他教科书那样，没有 或几乎没有包含实际内容的无机化学，就好象没有乐器演奏 的一张乐谱。”因此，我们的学习就是要掌握重要元素及其 化合物的重要性质。
将氢分子加热，特别是通过电弧或者低压放电，皆可得到原
子氢，所得之原子氢仅能存在半秒钟，随后，便重新结合成分
子氢，并放出大量热。若将原子氢气流通向金属表面，则原子 氢结合成分子氢的反应热足以产生高达4273K的高温，这就是 常说的原子氢焰，可用此焊接金属。
原子氢是较分子氢更强的还原剂。它可同Ge Sn As Sb S
11/20/2020
⑥ 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) (光解?)
The semiconducting material (blue) and metal (green) electrode are immersed in water. Under light irradiation, photoexcited electrons reduce water to give H2, whereas the electron vacancies oxidize water to O2. Zou et al. have doped an indium–tantalumoxide with nickel, and find that this material absorbs light in the visible spectrum, an
可
硒镍
见
化 镉
光
半 导
H2(g)
体箔
Fe(Ⅱ ),Fe(Ⅲ) 电解质溶液
海水
21
海水制氢的装置示意图
我国已建成大型制氢设备
11/20/2020
大容量电解槽体
H2
大型制氢站
氢气纯化装置
22
氢气储罐群
五、氢能源
氢能源—21世纪的清洁能源
目前能源为：1、石油；2、煤；3、天然气。
11/20/2020
氢为二级能源（存在于自然界的可以提供现成形式能量的能 源为一级能源。如煤、石油、太阳能或原子能）。
分子氢有两种异构体：正氢、仲氢
正氢：两核自旋方向相同 m·p 13.93k b.p 20.41 比热 1.151 仲氢：两核自旋方向相反 m·p 13.88k b.p 20.29 比热 2.767
两者化学性质相同，普通H2在室温下含正氢75%，仲氢25％ 正氢转变为仲氢时放热 H2（正）→ H2 (仲) △H=-1.41kJ
26
11/20/2020
NaH(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g)
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11/20/2020
§2 稀有气体
118
2006年10月美俄科学家合成了118号元素 28
11/20/2020
（1）18 列元素命名的变化
对于第18列的元素，随着人们对它们认识的逐步深化而 不断地在改变，现今文献中，常见的命名有以下几种；
②抓住共性与个性。即重要反应的规律性、特殊性。 学习中以元素周期系为纲、异中求同、同中求异，掌 握周期系变化的规律与非规律性。
③重视实验。取得大量的感性知识，从实验现象观 察，从周围生活实际观察，以无机材料，生物无机， 有机金属等新兴领域联系理论解释思考“化学与人 类”、“化学与我们”、“化学与我”，以一个崭 新姿态迎接高新技术挑战。
氢是组成化合物最多的元素，是人体必需的宏 量元素。主要以化合态存在。
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2.位置特殊
氢在周期里的位置，可放在周期表IA、VIIA、IVA上, 不管放在那里都有道理，但却不充分。
H
氢是周期表中唯一尚未找到确切位置的 元素.······
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3.结构特殊
核外只有一个电子, 最简单的 原子, 讨论原子结构, 共价键都 从氢开始。在所有分子中质量 最小。同温同压下氢气密度最 小。
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b. 氢桥键。B2H6 硼氢化合物及某些过渡
金属配合物，聚合型氢化物 c. 氢键。
iPr
iPr
P iPr
1985年发现了 第一个 H2 分子 配合物
OC
H
W
CO
OC
H
P iPr
iPr
iPr
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W(CO)3[P(C3H7)3]2(η2-H2)
周期表Βιβλιοθήκη IA IIA IIIB－VIIB IIIB~VB
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②储存： 可逆储氢材料
1体积 金属Pd 可吸收 700 体积 H2，减压或加热可使其分解：
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常况
2
Pd
+
H2
2
减压,327 K
PdH
U + 3/2 H2
523 K
573 K UH3
钯的这一性质被用 于制备超纯氢：基于微 热时，PdH2 分解，由于 压差和 H原子在金属Pd 中的流动性，氢以原子 形式迅速扩散穿过 Pd– Ag 合金而杂质气体则 不能.
从本章开始学习物质部分，所以对学生介绍学习方法自 然科学的研究方法： 归纳法：归纳总结大量基本素材、资料、经验上升为理论规律。
演绎法：从理论上加以推导。这两类方法相互补充,相互促进。
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学习方法上注意：以教材为主要参考书；以自学为主，自 己总结，教师指导。
①以理论指导实际,但不能牵强附会,结构决定了它的 性质而性质又决定其制备途径、分离方法、用途等。
LaNi5 + 3 H2
(2~3) × 105Pa
微热
LaNi5H6,
含H2量大于同体积液氢
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③利用：发动机等 燃料电池
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火箭 燃料
★ 目前，已实验成功用氢作动力 的汽车，有望不久能投入实用
氢作为航天飞机 的燃料已经成为现 实,有的航天飞机 的液态氢储罐存有 近1800 m3的液态氢
2.原子氢
氢的三种核素
普通氢或质子：氕H或H 原子量1.007277 丰度 99.9844%
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重 氢：氘D或H 原子量2.01472
丰度 0.015%
氚 T或H 原子量3.0171 由于宇宙射线的作用，在 大气上层形成量少，不稳定，放射线 τ=12.4年重水D2O用于 反应机理的研究与光谱分析，与原子反应堆中的重水有关。 氚的重要性在于和核聚变有关，可用作示踪原子。
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advance over previous photocatalysts.
⑦.海水制氢
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● 从海水中制氢美国Michigan州立大学H. Ti Tien教授的装置 原理：当可见光照射在半导体膜上时，电子被激发进入
导带而留下空穴(低能级的电子空间).在导带中电子移动到金 属薄膜与海水之间表面上，水即被还原产生H2.同时，空穴迁 移到半导体与电解质间的表面，来自Fe2+的电子填充空穴.
④重要性质，方程式要记忆，但是应理解性、推理3 性记忆，为后续课打下基础。
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元素部分的学习纲要：
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本 章 内 容
13.1 氢
※ 氢气的存在、制备和用途 ※ 氢的性质和反应
13.2 稀有气体 ※稀有气体发现史 ※稀有气体的存在、性质、制备和应用 ※稀有气体化合物
离子型 金属型 稳定松散相
VIB～VIII 分子型
PdHx（x＜1）吸附性
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也有人将其分为五类：
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类盐型、过渡型、金属型、聚合型、挥发型
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四、氢的制备及化学性质 1.制备： ①实验室常用稀硫酸 (硫酸2.67mol·L-1)与 锌或铁等活泼金属 作用或电解方法制 备出氢气。 Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)
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②工业上常用25％的NaOH或KOH溶液作为电解液，阴极 上放出H2，阳极放出O2 电解食盐制备NaOH的副产品。