青海大学-无机化学-第一章s区元素VIP免费

面向面向2121世纪课程教材世纪课程教材无机化学无机化学教材大连理工大学教材大连理工大学主讲曹建芳主讲曹建芳第三篇元素化学第一章s区元素第二章p区元素（一）第三章p区元素（二）第四章d区元素（一）第五章d区元素（二）元素的丰度化学元素在地球系统中的平均含量称为丰度。通常用克拉克（clark）值表示（质量百分比或原子百分比）。质量clark值OSiAlFeCaNaKMgTiHCMn47288.85.13.62.62.62.10.60.150.10.09原子clark值OSiHAlNaCaFeMgKTiPClCMn5418145.62.31.71.61.60.80.20.070.0540.050.032人体元素OCHNCaPKSNaClMg6518103210.350.250.150.150.05地壳中元素的丰度人体必需的元素自然界元素分布§1.2s区元素概述§1.5锂、铍的特殊性对角线规则§1.4s区元素的化合物§1.3s区元素的单质第一章s区元素§1.1氢1.氢在自然界的分布:（1）氢是宇宙中最丰富的元素地壳三界（大气、水、岩石）:以化合物形式存在,原子百分比:17%.仅次于氧,排第二位.（整个宇宙充满了氢）:是太阳大气的主要成份:原子百分比:81.75%是木星大气的主要成份:原子百分比:82%（2）氢的同位素（氕,H）:丰度最大,原子百分比:99.98%（氘,D）:丰度可变.平均原子百分比:0.016%（氚,T）:放射性同位素.在大气层,宇宙射线裂变产物中:1021个H含有一个31H.§1.1氢人造同位素:H31:n10+Li63H31+He42三种同位素,核外均为1e,所以化学性质相似,但质量1,2,3相差较大,所以导致了它们的单质,化合物物理性质上的差异.H2.b.p:20.2K,D2.b.p:23.3K2.氢的成键特征:由于氢的电子结构:1s1.且电负性为x=2.2,所以它与其他元素的原子化合时,有以下几种成键情况:（1）形成离子键:KH,NaH,CaH2.离子型氢化物:H—（2）形成共价键:a.形成非极性共价键:如H2单质,表现0氧化态.b.形成极性共价键:与非金属元素的原子化合:HCl,HBr,H2O,等,表现”+1”氧化态.（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,形成一类非整比化合物,一般称之为金属氢化物.例:ZrH1.75和LaH2.78b.在硼氢化合物（如B2H6）和某些过渡金属配合物中均以桥键存在:B：利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。（氢桥）记作：HHBBHHHH要点：B的杂化方式，三中心两电子氢桥键。c.氢键：在含有强极性键的共价氢化物中（例H2O，HF，HCl，NH3中）由于氢原子与一个电负性很强的原子相结合，共用电子对强烈偏向电负性强的原子使氢变成近乎裸露的H+，可以与另一个电负性高，有孤对电子的原子形成氢键。冰的空间构型3.氢的性质和用途(1)单质氢a.物理性质:H——H：无色可燃气体。273K时，1dm3水溶解0.02dm3H2。分子量最小。分子间作用力弱，所以难液化，20K时才液化。密度最小，比空气轻14.38倍，故常用来填充气球。74pmb.化学性质:H—HD=436KJ/mol比一般单键高，接近双键的解离能。所以常温下惰性，但特殊条件下反应迅速进行。i.与卤素反应：H2+F2→2HF（低温，暗处，爆炸，激烈）H2+Cl2→2HCl（h٧光照，点燃，才能反应）H2+Br2→2HBr（h٧光照，点燃，才能反应）H2+I2≒2HI(高温反应，且可逆）ⅱ.与氧反应：2H2+O2→2H2O注：H2在O2中安全燃烧生成H2O，温度可达3273K，故可切、焊金属。爆炸混合物：H2：O2=2：1（体积比），或H2含量：6～67%（氢气—空气混合物）ⅲ.与金属氧化物、卤化物反应→制高纯金属CuO+H2→H2O+Cu（加热）Fe3O4+4H2→4H2O+3Fe（加热）WO3+3H2→3H2O+W（加热）TiCl4+2H2→4HCl+Ti（加热）ⅳ.与CO、不饱和烃反应：CO+2H2CH3OHCH2=CH2+H2CH3CH3有机反应ⅴ.与活泼金属反应：高温下：2Na+H22NaH制离子型氢化物方法Ca+H2CaH2结论：H2的化学性质以还原性为主要特征。ZnOCuPTcat,,K653K573~423（2）.原子氢a.制备：H22H（电弧或低压放电）H仅存在半秒钟，又结合为H2，放热。b.应用：原子氢焰：将原子氢流通向金属表面，则形成H2时放热，可达4273K高温，用于焊接高熔点金属。c.化学性质：强还原性ⅰ.与Ge、Sn、As、Sb、S直接反应：As+3H→AsH3S+2H→H2S加热ⅱ.还原金属氧化物和卤化物：CuCl2+2H→2HCl+Cuⅲ..还原金属含氧酸盐：BaSO4+8H→BaS+4H2O4.氢的制备：（1）实验室法：ⅰ.Zn+2HCl→ZnCl2+H2（Fe）（H2SO4）ⅱ....