27氫及稀有氣體7-1氫7-1-1成鍵特征豐富價電子:1s1

氧化數-1、0、1.電負性2.2.3與活潑金屬形成離子鍵2Na+H2=2NaH(653K)與ⅣB—ⅤB過渡金屬形成氫化物(非整比化合物)，例如ZrH和LaH。

與非金屬元素形成共價鍵H2+X2=2HX2H2+O2=2H2OH2+S=H2SMg2Si+4H+=SiH4+2Mg2+2BCl3+6H2=B2H6+6HClH與B形成特別的橋鍵氫鍵：N,O和F，10-60kJ?mol-14①無色無味氣體，在水中溶解度小，分子間力小，很難液化。②一般單鍵，穩定;在一定條件下化學行為豐富多彩.氫氧焰溫度3273K。H2+1/2O2=H2O(g)△cHm°(H2)=△fHm°(H2O(g))=241.82kJ?mol-1③還原性：還原金屬氧化物、金屬氯化物Fe3O4+4H2=3Fe+4H2OWO3+3H2=W+3H2OTiCl4+2H2=Ti+4HCl7-1-2H2性質57-1-3H2作為能源一級能源：存在于自然界的可以提供現成形式能量的能源.煤炭C、石油C5H12、天然氣：CH4核、太陽能二級能源：需要依靠其他能源如石油、煤、原子能、太陽能來制取的能源“氫礦”：2H2O=2H2

↑+O2↑光解或電解根據熱力學原理，電解水制得1m3氫氣和0.5m3氧氣的最低耗電2.95kWh,一般生產電耗為4～5kWh。6氫氣的制備以煤為原料2C+2H2O+O2=2H2+2CO2煤制氫的本質是以碳取代水中的氫，得氫氣和二氧化碳。7以天然氣為原料CH4+H2O(過量)=3H2+CO甲烷蒸汽轉化過程采用鎳做催化劑，操作溫度750～920℃，操作壓力2.17～2.86MPa。反應是吸熱的，熱量通過燃燒室燃燒甲烷供給。89副產物氯堿工業，電解食鹽水制氫氧化鈉的副產物。(鹵水離子膜制燒堿)石油工業：C2H6=C2H4+H2(△)7-1-4氫的儲存物理方法:液氫貯存、高壓氫氣貯存、活性炭吸附貯存、碳纖維和碳納米管貯存、玻璃微球貯存、地下巖洞貯存等。化學方法:金屬氫化物貯存、有機液態氫化物貯存、無機物貯存、鐵磁性材料貯存等。101112儲氫材料金屬型氫化物，利用多組分金屬合金氫化物2Pd+H2=2PdHLaNi5+3H2=LaNi5H6TiFe+H2=TiFeH213①La3++5Ni2++xH2O+yCO32－

→[LaNi5(OH)X(CO3)Y]

15-x-2y+xH+LaNi5(OH)X(CO3)Y→LaNi5Ox+yCO2+x/2H2O（過濾，烘干，灼燒）LaNi5Ox+xCa或CaH=LaNi5+xCaO②TiCl4+FeCl3+(x+y)H2O→TiFeOx?yH2OTiFeOx?yH2O=TiFeOx+yH2OTiFeOx+xCa=TiFe+xCaO

147-2稀有氣體氦He、氖Ne、氬Ar、氪Kr、氙Xe、氡RnNoblegasesoccurasuncombinedatomsintheatmosphere,andareuncommonexceptforargon.Heliumhasanexceptionallylowboilingpointanddoesnotsolidifyexceptunderpressure.7-2-1發現7-2-2通性及用途7-2-3化合物——氟化物,氧化物和氮化物157-2-1發現1785年，凱文迪在空氣中通入過量的O2，放電，使N2+2O2=2NO2，形成液吸收，剩余的氧氣用紅熱的Cu除去，仍有少量的氣體存在。1894-1900年間，英國物理學家萊姆賽Ramsay分離出N2

氮化物中N2

重1.251g/L空氣中N2重1.257g/L相差6mg>實驗誤差Ramsay發現除去CO2、H2O、O2

、N2的空氣（Ca(OH)2、濃H2SO4、熱Cu、熱Mg）；→殘留氣體體積1%——Ar；1895年，用光譜證實鈾礦與濃硫酸產生的不活潑氣體為He；1898年，空氣中分離出Ne、Kr、Xe1900年，放射性礦物Rn167-2-2通性及用途單原子分子，惰性隨原子序數的增大，r增大，電負性減小，I1減小，熔點沸點增大，蒸發熱增大，在水中溶解度增大。F4.2He3.2I1=2372kJ?mol-1O3.5Ne

5.1

I1=2081kJ?mol-1

（4.8）N3.07Ar3.3I1=1521kJ?mol-1Cl2.83Kr3.1I1=1351kJ?mol-1C2.50Xe

2.4

I1=1171kJ?mol-1(O2I1=1176kJ?mol-1)RnI1=1037kJ?mol-117He①輕，代替H2填充氣球、飛艇，不易燃②在血中溶解度小于N2，與O2制成“人造空氣”，供“氣塞病”潛水員使用，并能治療氣喘、窒息③bp=4.25K沸點最低

Ne發出紅光，用于霓虹燈、燈標Ar保護氣,空氣中含量最高的稀有氣體，最便宜Kr、Xe用于制造具有特殊性能的電光源，“高壓長弧氙燈”（人造小太陽）187-2-3化合物——氟化物,氧化物和氮化物Xenonformssomebinaryfluoridesandoxides,aswellasfluoridecomplexesandoxoanions.Allareveryreactivecompounds.Forkrypton,theonlybinarycompoundisaveryunstabledifluoride.1962年5月，加拿大化學家巴特列N.BartletlO2+PtF6=O2PtF6

第一次制得二氧基陽離子的鹽Xe+PtF6(g)

=XePtF6(redcrystal)(RT)*ProcChemSocLondon218,1962德國的R.Hoppe和他自己的博士生(AngewChem74,903,1962)美國的Argonne國家實驗室的Claassen等(JACS84,3593,1962)南斯拉夫(現斯洛文尼亞)的盧布里亞那大學的氟化學中心的Slivnik等(CroatChemActa34,253,1962)1920217-2-3-1

氟化物過量Xe(g)+F2(g)=XeF2(g)XeF2(g)+H2O=Xe+1/2O2+2HFXe(g)+2F2(g)=XeF4(g)(高壓)6XeF4(g)+12H2O=2XeO3+4Xe+3O2+24HFXe(g)+3F2(g)=XeF6

（高壓）XeF6+H2O=XeO3+6HFXeF6+H2O=XeOF4+2HF不完全水解XeF2XeF4XeF6，無色晶體，mp.、熱穩定性遞減，XeF2作為強氧化劑被還原為單質，是優良溫和的有前途的氟化劑。

2223XeF2+I－

=XeF2+Cl－=XeF2+Ce3+=XeF2+IO3－+H2O=XeF2+NaBrO3+H2O=F2+BrO3－+OH－=XeF2+IF5=XeF2+C6H6=24XeF2+2I－

=Xe+I2+2F－XeF2+2Cl－=Xe+Cl2+2F－XeF2+2Ce3+=Xe+2Ce4++2F－XeF2+IO3－+H2O=Xe+IO65－+2HFXeF2+NaBrO3+H2O=Xe+NaBrO4+2HFF2+BrO3－+2OH－=2F－+BrO4－+H2OXeF2+IF5=Xe+IF7XeF2+C6H6=Xe+C6H5F+HF25XeF4+H2=XeF4+Hg=XeF4(s)+Pt(s)=XeF4+Cl﹣=Ce3+=Co2+=XeF4+SF4=XeF4+CF3CF=CF2→XeF4+SiO2=XeF6+SiO2=26XeF4+2H2=Xe+4HFXeF4+4Hg=Xe+2Hg2F2XeF4(s)+Pt(s)=Xe+PtF4(s)XeF4+Cl﹣=Xe+Cl2+FCe3+=Xe+Ce4+Co2+=Xe+Co3+XeF4+2SF4=Xe+2SF6XeF4+2CF3CF=CF2=2CF3CF2CF3+XeXeF4+SiO2=XeO2+SiF42XeF6+SiO2=2XeOF4+

SiF4氟化氙用鎳制容器盛放。

7-2-3-2氧化物XeO3+O3+H2O=H4XeO6+O2XeO3+O3+4NaOH+6H2O=Na4XeO6?

8H2O+O25Na4XeO6+8Mn2++2H2O=5Xe↑

+8MnO4-+

4H++20Na+

H4XeO6

=XeO4+2H2O(濃硫酸作用下)271995年,芬蘭赫爾辛基大學合成了一系列新型稀有氣體化合物HXYX=Xe,Kr;Y=H,F,Cl,Br,I,CN,NC,SH例如:HXeH,HXeCl,HXeBr,HXeI,HXeCN,HXeNC,HKrCl和HKrCN以及HXeSH2000年首例氬化合物HArF,Nature406,874(2000)在50K的低溫下將稀有氣體與H2,HCl等簡單化合物混合,用光照射引起化合物共價鍵解離成游離基后又與稀有氣體原子結合形成的。表征產物的主要手段是紅外光譜。例如,所有Xe的新分子都顯示了H-Xe的特征吸收.28Xe原子呈正方形配位在Au原子的周圍,在-40℃和Xe處于標壓下時,能夠穩定存在。AuF3+Xe+H[SbF6]→[AuXe4][Sb2F7]22930

8p區元素化合物性質小結

8-1無機酸強度的變化規律8-2含氧酸的氧化性8-3鹽類的熱分解

——含氧酸鹽的熱穩定性8-4無機物的水解性8-5非金屬單質與氫氧化鈉溶液的反應318-1無機酸強度的變化規律無機酸分兩類：氫化物R-H

含氧酸R-O-H酸的強度:釋放H+的難易,決定于與H+相連原子的電子密度電子密度=原子所帶的負電荷數/半徑與H+相連原子的電子密度越小，越容易釋放H+，酸越強。32B2H6CH4NH3H2OHFSiH4PH3H2SHCl酸性增

AsH3H2SeHBr還原性增

H2TeHI熱穩定性減酸性增，還原性減，熱穩定性減同一周期，隨原子序數的增大，R所帶的負電荷減少，則電子密度減小，酸性增大：NH3<H2O<HF同一族，隨原子序數的增大，R的半徑增大，則電子密度減小，酸性增大：HF<HCl<HBr<HI（1）氫化物332）含氧酸中心原子R的電負性、原子半徑、氧化數（形式電荷），影響-OH中的O電子密度，進而影響H+離去的難易。當R電負性值大、半徑小、氧化數高，R奪電子能力強，則與之相連-OH中的O電子密度降低，使O—H鍵變弱，易斷裂放出H+，所以表現出很強的酸性。34同一元素不同氧化態的含氧酸，氧化數高（高氧化態）的酸性強。例：HOCl<HClO3<HClO4同一族、同種類型的含氧酸，元素周期表從上至下隨Z增，R的r增大，得電子能力減小，O電子密度增大，所以酸性減小.例：HOCl>HOBr>HOIHClO3>HBrO3>HIO3H2SO4>H2SeO4H2CO3>H2SiO3同一周期、同種類型的含氧酸，元素周期表從左至右隨Z增，R的電負性增大，氧化數增大，r減小，R得電子能力增大，O電子密度減小，所以酸性增大。例：Al(OH)3<H4SiO4<H3PO4<H2SO4<HClO4358-2含氧酸的氧化性與穩定性有關，含氧酸還原為單質時需斷R→O鍵。鍵越多，則酸越穩定，氧化性越弱。

°越大，氧化型物質的氧化性越強。一般討論含氧酸時，以還原產物為單質時的來量度.同一元素不同氧化態的含氧酸，高氧態的含氧酸穩定性大，氧化性小。氧化性：

HOCl>HClO2>HClO3>HClO4(稀溶液)H2SO3>H2SO4(稀)H2SO3+H2S→S↓+H2OHNO2>HNO3(稀)HNO2+I－→NO↑+I236同一周期元素最高氧化態含氧酸，隨Z增大，氧化性增大例：H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4(稀)EA°(V)-0.86-0.4120.3561.39中心原子R結合電子的能力，R的電負性越大，越易得e而被還原，氧化性強。同族：主族（p區中間排元素的異樣性），最高價含氧酸氧化性呈鋸齒形變化.

例：ClO3－

/Cl2

BrO3－

/Br2

IO3－

/I2

HBrO3

氧化性最大

1.471.521.2

H2SeO4的氧化性大于H2SO4副族：同一族由上至下，含氧酸氧化性減。37濃的強酸，尤其是熱濃的強酸，表現出強氧化性例：HNO3H2SO4HClO4濃溶液中存在著自由的酸分子，分子不穩定（不如相應的酸根），氧化性強。

氧化性比較發煙HNO3>濃HNO3>稀HNO3

發煙H2SO4>濃H2SO4>稀H2SO4（無氧化性）

HClO4>稀HClO4（無氧化性）388-3鹽類的熱分解

銨鹽、硝酸鹽、碳酸鹽的熱分解含氧酸的熱穩定性差，則其陰離子鹽的熱穩定性通常較差.(1)分解為氧化物或酸、堿：非氧化性酸的酸根(2)縮聚：酸或含氧酸(3)歧化反應：酸根的中心原子（成酸元素）為中間氧化態(4)自身氧還原反應：氧化性酸的酸根391)分解成氧化物或酸、堿

CO32-/SO42-/PO43-

例如CaCO3=CaO+CO2

↑（△）

CuSO4=CuO+SO3↑（△）B4O72-、SiO32-鹽無此反應40本質：金屬離子奪取酸根中的O2-——極化理論對于相同的酸根，金屬離子極化能力越大(電荷高、半徑小)，則越易奪取O2－，鹽越易受熱分解。當電荷、半徑相近時，金屬離子極化能力由Mn+

的電子構型定：(18+2)e>(9-17)e>8e例1：分解溫度：NaHCO3<ZnCO3<CaCO3<K2CO3(MHCO3<過渡金屬<ⅡA<ⅠA)

例2：同一族由上至下r增大，分解溫度升高

H2CO3<Li2CO3<Na2CO3<K2CO3<Rb2CO3<Cs2CO3BeCO3<MgCO3<CaCO3<SrCO3<BaCO3412）縮聚反應難易程度決定于成酸元素：硅酸>磷酸>硫酸>高氯酸

SiO32-→Si2O72-2NaHSO4=Na2S2O7+H2O（△）Ca3(PO4)2=CaO+Ca2P2O7（△）

423）歧化反應成酸元素處于中間態(但NO2－不發生歧化反應)3NaOCl=2NaCl+NaClO3(△)4KClO3(s)=KCl+3KClO4(△，>673K)4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S陽離子歧化多在溶液中進行Hg2CO3=HgO+Hg+CO2↑(△)2Mn3++2H2O=MnO2+Mn2++4H+2Cu+=Cu2++CuCu2SO4=CuSO4+Cu434）自身氧化還原反應陰離子為氧化性酸的酸根：NO3－、NO2－、ClO4－、Cr2O72－、MnO4－

②陰離子有氧化性，陽離子無氧化性(ⅠA和ⅡA離子)

2KNO3=2KNO2+O2↑KClO4=KCl+4O2↑4Na2Cr2O7=4Na2CrO4+2Cr2O3+3O2↑2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑①陰離子有氧化性，陽離子為NH4+、低價態金屬離子

NH4NO2=N2

↑+H2ONH4NO3=N2O↑+2H2OMn(NO3)2=MnO2+2NO2↑2NH4ClO4=N2

↑+Cl2

↑+2O2

↑+4H2O(NH4)2Cr2O7=N2↑+Cr2O3+4H2O2NH4MnO4=N2

↑+2MnO2+4H2O③陰離子具還原性、陽離子有氧化性

AgNO2=Ag+NO2↑Ag2SO3=2Ag+SO3↑Ag2C2O4=2Ag+2CO2↑448-3-2含水鹽（1）水在鹽中的存在形式：晶格水、配位水、陰離子水（2）類型 脫水反應：CuSO4

5H2O→CuSO4

H2O→CuSO4

Na2SO4

10H2O→→Na2SO4水解反應：電荷較高、半徑較小的陽離子（如Be2+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Al3+

）與揮發性的酸組成的鹽.Fe(NO3)3

7H2O→→Fe(OH)3Cu(NO3)2

2H2O→Cu(OH)NO3+HNO3+H2OCu(OH)NO3→CuO+NO2+O2+H2OCuCl2

H2O→Cu(OH)Cl→CuO+HClMgCl2

6H2O→Mg(OH)ClMgCl2

6H2O=MgCl2+6H2O(△，HCl)8-4無機物的水解下列鹵化物是否水解？水解產物是什么？

BX3

CX4

NF3NCl3

OF2

XX’n

XeF2AlX3SiX4PX3PCl5SF4ClF3XeF4

SnCl4AsX3BrF5XeF6PbCl2SbCl3