内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第18章氢和稀有气体市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

精品课程精品课程第十八章第十八章 氢和稀有气体氢和稀有气体第1页18-1氢氢 1-1氢在自然界分布氢在自然界分布:1.氢是宇宙中最丰富元素氢是宇宙中最丰富元素 地壳三界（大气、水、岩石）地壳三界（大气、水、岩石）:以化合物形式存在，原子百分比以化合物形式存在，原子百分比:17%，仅次于氧，仅次于氧,排第二位。排第二位。整个宇宙充满了氢整个宇宙充满了氢:是太阳大气主要成份是太阳大气主要成份:原子百分比原子百分比:81.75%是木星大气主要成份是木星大气主要成份:原子百分比原子百分比:82%第2页2.氢同位素氢同位素(Isotopesofhydrogen)汉字名汉字名英文名称英文名称表示方法表示方法符号符号说明说明氕氕*(音撇音撇)protium1HH稳定同位素稳定同位素氘氘(音刀音刀)deuterium2HD稳定同位素稳定同位素氚氚(音川音川)tritium3HT放射性同放射性同位素位素 氕这个名称只在个别情况下使用，通常直接叫氢；氘有时氕这个名称只在个别情况下使用，通常直接叫氢；氘有时 又叫又叫“重氢重氢”.”.氕氕H:丰度最大丰度最大,原子百分比原子百分比:99.98%氘氘D:丰度可变。平均原子百分比丰度可变。平均原子百分比:0.016%氚氚T:放射性同位素。在大气层放射性同位素。在大气层,宇宙射线裂变宇宙射线裂变产物中产物中1021个氢原子中只含有一个个氢原子中只含有一个第3页3.制备制备利利用用重重水水与与水水差差异异，富富集集重重水水，再再以以任任一一个个从从水水中制中制H2方法从方法从D2O中取得中取得D。慢中子轰击锂产生慢中子轰击锂产生氕氕(11H)是是丰丰度度最最大大氢氢同同位位素素,占占99.9844%；同同位位素素21H叫叫氘氘,占占0.0156%。氚氚(31H)存存在在于于高高层层大大气气中中，它是来自外层空间中子轰击它是来自外层空间中子轰击N原子产生：原子产生：我国首座重水堆核电站我国首座重水堆核电站秦山核电站用上国产核燃料秦山核电站用上国产核燃料第4页:三种同位素，核外都有三种同位素，核外都有1个电子，所以化学性质相个电子，所以化学性质相同，但质量同，但质量1，2，3相差较大，所以造成了它们单质，相差较大，所以造成了它们单质，化合物物理性质上差异。化合物物理性质上差异。H2b.p:20.2D2b.p:23.3 1-2氢成键特征氢成键特征 因为氢电子结构为因为氢电子结构为1s1电负性为电负性为x=2.2，所以，所以它与其它元素原子化合时，有以下几个成键情况它与其它元素原子化合时，有以下几个成键情况:（1）形成离子键）形成离子键:如如KH，NaH，CaH2等。在离子型等。在离子型氢化物中氢氧化态为负氢化物中氢氧化态为负1。第5页（2）形成共价键形成共价键:a.形成非极性共价键形成非极性共价键:如如H2单质，表现单质，表现0氧化态。氧化态。b.形成极性共价键形成极性共价键:与非金属元素原子化合与非金属元素原子化合:HCl，HBr，H2O等，表现为等，表现为+1氧化态。氧化态。（3）独特键型独特键型 a.氢原子能够填充到许多过渡金属晶格空隙中，氢原子能够填充到许多过渡金属晶格空隙中，b.形成一类非整比化合物形成一类非整比化合物,普通称之为金属氢化普通称之为金属氢化物。物。c.例例:ZrH1.75和和LaH2.78 b.在硼氢化合物在硼氢化合物（如（如B2H6）和和一些过渡金属配合一些过渡金属配合 物中均以氢桥键存在。物中均以氢桥键存在。第6页氢键：氢键：在含有强极性键共价氢化物中（例在含有强极性键共价氢化物中（例H2O，HF，HCl，NH3中）因为氢原子与一个电负性中）因为氢原子与一个电负性很强原子相结合，共用电子对强烈偏向电负很强原子相结合，共用电子对强烈偏向电负性强原子使氢变成近乎裸露性强原子使氢变成近乎裸露H+，能够与另，能够与另一个电负性高，有孤对电子原子形成氢键。一个电负性高，有孤对电子原子形成氢键。1-3氢性质和用途氢性质和用途(1)单质氢单质氢a.物理性质物理性质 HH：共价键长为共价键长为 74pm，无色无臭气体。，无色无臭气体。273K时，时，1dm3水溶解水溶解0.02dm3H2。分子量最小。分子量最小。分子间作用力弱，所以难液化，分子间作用力弱，所以难液化，20K时才液化。时才液化。密度最小，密度最小，故惯用来填充气球。故惯用来填充气球。第7页b.化学性质化学性质:HHD=436KJ/mol比普通单键高，靠近双键离比普通单键高，靠近双键离解能。常温下惰性，但特殊条件下反应能快速进行。解能。常温下惰性，但特殊条件下反应能快速进行。（1）与卤素反应：）与卤素反应：H2+F22HF（低温，暗处，爆炸，激烈）（低温，暗处，爆炸，激烈）H2+Cl22HCl（光照，点燃，才能反应）（光照，点燃，才能反应）H2+Br22HB（光照，点燃，才能反应）（光照，点燃，才能反应）H2+I22HI(高温反应，且可逆）高温反应，且可逆）（2）与氧反应：）与氧反应：2H2+O22H2OH2在在O2中安全燃烧生成中安全燃烧生成H2O，温度可，温度可3273K，可切、焊金属。可切、焊金属。第8页易形成爆炸混合物：易形成爆炸混合物：H2：O2=2：1（体积比）（体积比）或或H2含量：含量：667%（氢气（氢气空气混合物）空气混合物）（3）与金属氧化物、卤化物反应（制备高纯金属）与金属氧化物、卤化物反应（制备高纯金属）CuO+H2H2O+Cu（加热）（加热）Fe3O4+4H24H2O+3Fe（加热）（加热）WO3+3H23H2O+W（加热）（加热）TiCl4+2H24HCl+Ti（加热）（加热）第9页（4）与）与CO、不饱和烃反应：、不饱和烃反应：CO+2H2CH3OHCH2=CH2+H2CH3CH3 （5）与活泼金属反应：（制离子型氢化物方法）与活泼金属反应：（制离子型氢化物方法）高温下高温下：2Na+H22NaHCa+H2CaH2结论：结论：H2化学性质以还原性为主要特征。化学性质以还原性为主要特征。第10页 1-4氢制备：氢制备：1.试验室制法：试验室制法：（1）Zn+2HClZnCl2+H2（2）电解法：）电解法：25%KOH或或NaOH电解液：电解液：阴极：阴极：2H2O+2eH2+2OH-阳极：阳极：4OH-4eO2+2H2O 2.工业制备法：工业制备法：(1)氯碱工业制氯碱工业制H2：电解饱和食盐水：电解饱和食盐水：阴极：阴极：2H2O+2eH2+2OH-阳极：阳极：2Cl-2eCl2(2)C还原水蒸气：还原水蒸气：C（赤热）（赤热）+H2O（g）H2+CO（水煤气）直接做工业燃料，民用管道煤气（水煤气）直接做工业燃料，民用管道煤气。第11页 为了制氢，必须分离出为了制氢，必须分离出CO。可将水煤气连同水。可将水煤气连同水蒸气一起经过红热氧化铁催化剂，蒸气一起经过红热氧化铁催化剂，CO变成变成CO2，然，然后在后在2106Pa（20atm）下，用水洗涤）下，用水洗涤CO2和和H2混混合气体，使合气体，使CO2溶于水而分离出溶于水而分离出H2。（3）甲烷催化分解或水蒸气转化：）甲烷催化分解或水蒸气转化：CH4C+2H2CH4+H2OCO+3H2（4）烷烃脱）烷烃脱H2：C2H6（g）CH2=CH2+H2（直接合成氨（直接合成氨)第12页 3.野外生氢野外生氢H2：Si+2NaOH（aq）+H2O2H2+Na2SiO3Si（s）+2NaOH（s）+Ca（OH）2（s）2H2+Na2SiO3+Ca 4.配合催化太阳能分解水配合催化太阳能分解水 三三(2,2联吡啶联吡啶)合钌合钌()(2a)光能光能2a*(已活已活化化)2a既是电子给予体，又是电子接收体，在光能激发下，能够向水分子既是电子给予体，又是电子接收体，在光能激发下，能够向水分子转移电子，使转移电子，使H+变为变为H2放出。放出。最近，日本有些人把太阳能电池板与水电解槽连接在一起，电解部分材最近，日本有些人把太阳能电池板与水电解槽连接在一起，电解部分材料在产生氢气一侧使用钼氧化钴，产生氧气一侧则使用镍氧化钴。使用料在产生氢气一侧使用钼氧化钴，产生氧气一侧则使用镍氧化钴。使用1平平方米太阳能电池板和方米太阳能电池板和100毫升电解溶液，每小时可制作氢气毫升电解溶液，每小时可制作氢气20升，纯度为升，纯度为99.9%。第13页第14页 1-5氢化物：氢化物：氢与其它元素形成二元化合物叫氢化物。氢与其它元素形成二元化合物叫氢化物。周期表中除稀有气体外，其它大多数元素均可与氢周期表中除稀有气体外，其它大多数元素均可与氢直接或间接形成氢化物。依据元素电负性不一样，氢直接或间接形成氢化物。依据元素电负性不一样，氢化物分三种类型：化物分三种类型：（1）离子型氢化物（）离子型氢化物（Saline hydrides）H2与与A、A（除（除Be）生成氢化物，氢氧化态为负）生成氢化物，氢氧化态为负1。2M+H22MH（M：A）NaCl晶型晶型M+H2MH2（M：A）金红石（）金红石（TiO2）第15页a.a.物理性质：物理性质：含有离子型晶体共性，熔沸点高，常温下白色含有离子型晶体共性，熔沸点高，常温下白色盐状晶体，熔化能导电，不溶于非水溶剂，可盐状晶体，熔化能导电，不溶于非水溶剂，可溶于熔化溶于熔化NaClNaCl晶体中。晶体中。H-半径在半径在126pm(LiH)与与154pm(CsH)之间，之间，如此大改变幅度说明原子查对核外电子控制较如此大改变幅度说明原子查对核外电子控制较松弛。松弛。H-与与X-所带电荷相同，半径介于所带电荷相同，半径介于F-与与Cl-间，间，所以才显示出所以才显示出NaCl型。型。H-存在主要化学证据：电解其与碱金属熔融物，存在主要化学证据：电解其与碱金属熔融物，阳极放阳极放H2：2H-H2+2e-与水反应实质是与水反应实质是:H-+H2OOH-+H2此时此时H-表现出强还原性、不稳定性和强碱性。表现出强还原性、不稳定性和强碱性。第16页还原性强还原性强b.化学化学性质性质猛烈水解猛烈水解氢化钙氢化钙猛烈水解猛烈水解形成配位氢化物形成配位氢化物受潮时强烈水解受潮时强烈水解+4H2O第17页 在非水溶剂中，与缺电子化合物反应生成复合氢化物在非水溶剂中，与缺电子化合物反应生成复合氢化物 B2H6+2LiH2LiBH4AlCl3+4LiHLiAlH4+3LiClLiAlH4+H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2（野外生氢剂（野外生氢剂)(2)金属型（过渡型）氢化物金属型（过渡型）氢化物(Metallic hydrides)Cu、Zn、BB、B：Cr、族：族：Pd、Ni可与可与H2生成稳定涣散氢化物。生成稳定涣散氢化物。a.组组成成:整比：整比：PdH、CrH2、ZnH2非整比：非整比：LaH2.87、VH0.56等等b.物理性质物理性质:含有金属外观特征，有光泽，能导电。含有金属外观特征，有光泽，能导电。加热加热H原子逸出可得高纯原子逸出可得高纯H2。第18页(1)大部分是用单质直接化合方法制备大部分是用单质直接化合方法制备(2)都有金属电传导性和显有其它金属性质如磁性都有金属电传导性和显有其它金属性质如磁性(3)过渡金属吸氢后往往发生晶格膨胀，产物密度过渡金属吸氢后往往发生晶格膨胀，产物密度比母体金属大比母体金属大(4)成键理论成键理论氢以原子状态存在于金属晶格中氢以原子状态存在于金属晶格中以以H+存在于氢化物中存在于氢化物中,氢将电子供入化合物导带中。氢将电子供入化合物导带中。氢以氢以H-形式存在，每个氢原子从导带取得形式存在，每个氢原子从导带取得1个电子。个电子。(5)金属金属Pt含有催化作用含有催化作用能够被解释为表面能够被解释为表面Pt原子形成原子形成PtH键键焓大得键键焓大得足以使键断开，却不足以赔偿足以使键断开，却不足以赔偿PtPt金属键断裂所需能金属键断裂所需能量。量。第19页(7)可逆储氢材料可逆储氢材料1体积金属体积金属Pd可吸收可吸收700体积体积H2，减压或加热，减压或加热可使其分解可使其分解2Pd+H22PdHU+3/2H2UH3减压减压,327K常况常况523K573KLaNi5+3H2LaNi5H6,含含H2量大于同体积液氢量大于同体积液氢微热微热(23)105Pa第20页（3）分子型氢化物（）分子型氢化物（Molecular hydrides）P区元素（除稀有气体、区元素（除稀有气体、In、Tl）,在一定条件下均在一定条件下均与与H2生成份子型氢化物。依据生成份子型氢化物。依据Lewis结构中电子数结构中电子数或键数差异，有三种形式。或键数差异，有三种形式。a.形式：形式：缺电子氢化物，如缺电子氢化物，如B2H6中心原子未满电子构型中心原子未满电子构型满电子氢化物，如满电子氢化物，如CH4中心原子价电子全部参加成键中心原子价电子全部参加成键富电子氢化物，如富电子氢化物，如NH3，中心原子成键后有剩下未成键，中心原子成键后有剩下未成键孤电子对。孤电子对。b.物理性质物理性质:熔沸点低，通常条件下为气体熔沸点低，通常条件下为气体 c.化学性质化学性质:因共价键极性差异较大而化学行为复杂因共价键极性差异较大而化学行为复杂B2H6CH4NH3第21页仅就与仅就与H2O反应为例说明反应为例说明C、Ge、Sn、P、Sb、As等氢化物等氢化物:不与不与H2O反应反应与与H2O反应氢化物情况各不相同：反应氢化物情况各不相同：硅氢化物与硅氢化物与H2O反应生成反应生成H2 SiH4+4H2O=4H2+H4SiO4NH3与与H2O加合并电离：加合并电离：NH3+H2ONH3.H2ONH4+OH-H2S、H2Se、H2Te、HF在水中溶解并弱酸式电离在水中溶解并弱酸式电离:H2S=H+HS-HS-=H+S2-HCl、HBr、HI在水中溶解并强酸式电离在水中溶解并强酸式电离 HX=H+X-（X-=Cl-、Br-、I-）这这些些氢氢化化物物含含有有还还原原性性，同同族族从从上上到到下下还还原原性性增增强强，酸性增强。酸性增强。第22页 氢氢大大多多数数二二元元化化合合物物可可归归入入下下述述三三大大类类中中某某一一类类。不不过过这这种种分分类类界界限限也也不不十十分分明明确确，结结构构类类型型并并非非非非此此即彼，而是表现出某种连续性。即彼，而是表现出某种连续性。第23页1-6氢能源：氢能源：1KgH2完全燃烧放热完全燃烧放热120918KJ，属于高能、，属于高能、无无污污染染、环环境境保保护护型型燃燃料料。当当前前相相关关氢氢能能源源研研究究，存存在着三大课题：发生、储存、利用。在着三大课题：发生、储存、利用。（1）发生：）发生：从能量观点看，利用太阳能光解海水最适从能量观点看，利用太阳能光解海水最适宜。当前研究均以过渡金属配合物为催化剂，宜。当前研究均以过渡金属配合物为催化剂，光解海水远未到达生产规模。光解海水远未到达生产规模。（2)2)储存：储存：因密度小，不安全，装运难度大因密度小，不安全，装运难度大.当前使用高当前使用高压容器储存。使用不便，有危险。很多人正在从压容器储存。使用不便，有危险。很多人正在从事金属氢化物可逆储氢研究。事金属氢化物可逆储氢研究。第24页 但但Pd、U均为贵金属，不经济，也有些人正在均为贵金属，不经济，也有些人正在从事多组分金属合金氢化物研究从事多组分金属合金氢化物研究 LaNi5+3H2LaNi5H6(2-3)X105Pa微热微热 LaNi5合成方便，价格低，空气中稳定，储氢量合成方便，价格低，空气中稳定，储氢量大，很有发展前途。大，很有发展前途。180-200mlH2/g.（3）利用：）利用：当前，已试验成功用氢作动力汽车，有望很快当前，已试验成功用氢作动力汽车，有望很快能投入实用能投入实用氢作为航天飞机燃料已经成为现实，有航天氢作为航天飞机燃料已经成为现实，有航天飞机液态氢储罐存有近飞机液态氢储罐存有近1800m3液态氢液态氢 第25页15Km50KmO3大气层大气层UV射线射线第26页182 稀有气体（Noble gases）历史回顾：189419间被陆续发觉11962年前，确信它们性质不活泼，叫它们为 “惰性气体”（inert gases)；2曾因它们与各种化学试剂都不发生反应，于是认 为它们化合价为零，又将其称为“零族元素”；3依据这六个元素在地壳中含量稀少，又广泛地 称它们为“稀有气体”(noble gases)；4自上而下，以氦为首，故也叫做“氦族元素”；5也有些人称它们为“单原子气态元素”(monoatomic gas elements）第27页17世世纪纪70年年代代只只知知道道空空气气固固定定成成份份是是氮氮和和氧氧。1785年年，Cavendish 用用电电火火花花使使氮氮和和氧氧化化合合为为橙橙红红色色氧氧化化氮氮气气体体，用用氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液吸吸收收氧氧化化氮氮，3个个星星期期后后才才使使氮氮化化合合完完成成，余余下下氧氧用用“硫硫酐酐”吸吸收收后后，残残留留有有1/120微微小小气气泡泡。他他对对这这个个现现象象很很重重视视“这这个个气气泡泡是是特特殊殊，不不像像普普通通氮氮，因因为为不不论论什什么么样样火火花花都都不不能能使使它它同同氧氧结结合合”。又又说说“这这是是因因为为某某种种原原因因没没有有跟跟氧氧化化合合而而剩剩下下来来氮氮”。直直到到 1893 年年，Rayleigh 和和Ramsay 分分析析了了由由氨氨分分解解出出来来氮氮每每升升1.2507g，而而一一升升由由空空气气中中取取得得氮氮重重1.2565g，相相差差5.8mg并并非非是是氮氮，命命名名“氩氩”（argon）。这这被被称称为为“小小数数点点后后第第三三位胜利位胜利”。第28页He大型反应堆冷却剂，大型反应堆冷却剂，He-Ne-O2呼吸气可防呼吸气可防“气塞病气塞病”，飞船飞升气体，保护气体。，飞船飞升气体，保护气体。Ne霓红灯，电子工业中充气介质，低温冷冻剂。霓红灯，电子工业中充气介质，低温冷冻剂。Ar灯泡填充气，保护气体。灯泡填充气，保护气体。Kr灯泡填充气，同位素测量。灯泡填充气，同位素测量。XeXe-O2深度麻醉剂，制造高压深度麻醉剂，制造高压“人造小太阳人造小太阳”Rn“氡管氡管”用于治疗癌症和中子源。用于治疗癌症和中子源。第29页 2-1通性和物理性质通性和物理性质单原子分子单原子分子价层电子结构价层电子结构1s2，ns2np6 稳定结构；稳定结构；电子亲合能靠近零，电离能很高，普通情况下稳定。电子亲合能靠近零，电离能很高，普通情况下稳定。稀有气体物理性质稀有气体物理性质因为稀有气体以单原子分子状态存在，故原子间仅存因为稀有气体以单原子分子状态存在，故原子间仅存在微弱范德华力，故蒸发烧小，在水中溶解度小。在微弱范德华力，故蒸发烧小，在水中溶解度小。HeNeArKrXeRn第一电离能第一电离能大大小小mp.bp.小小大大水中溶解度水中溶解度小小大大气体密度气体密度小小大大He是全部气体中最难液化，是全部气体中最难液化，Tc=5.5KHe在在2.2K以下含有超导性，以下含有超导性，He不能在常压下固化。不能在常压下固化。第30页 2-2稀有气体稀有气体化合物化合物1962年年3月月2日下午日下午6时时45分加拿大化学家分加拿大化学家Bartlett合成合成了第一个真正了第一个真正“惰性气体惰性气体”元素化合物：元素化合物：XePtF6思绪：刚才制备出新化合物：思绪：刚才制备出新化合物：O2（g）+PtF6(s)=O2PtF6(s)210 pmr 201pmrmol1170kJI eXeXe/mol1180kJI eOOXeO11222=/=+=+-+第31页自自从从1962年年Battlett合合成成了了XePtF6一一年年以以后后,人人们们又又发发觉觉了几个新氙化合物了几个新氙化合物（XeF2、XeF4、XeF6）和许多氙和许多氙配合氟化物、氙氢氧化合物、氧化物配合氟化物、氙氢氧化合物、氧化物（XeO3、XeO4），），还有含氧酸盐：还有含氧酸盐：Na2XeO48H2O。迄今为止，在稀有气体中主要研究以迄今为止，在稀有气体中主要研究以Xe为主含氟含为主含氟含氧化合物。氧化合物。1.1.氙氟化物合成和性质氙氟化物合成和性质 a.a.氙氟化物可氙氟化物可在镍制容器中直接合成，如在镍制容器中直接合成，如Xe+F2XeF2（g）673K，1.03X10-5pa,K1=8.79104Xe+2F2XeF4（g)（Xe：F2=1：5）873K，6.19X10-5pa,K2=1.07108Xe+3F2XeF6（g）（Xe：F2=1：20）573K，6.19X10-5paK3=1.01108第32页Windowill合成：合成：Xe和和F2放入绝对干燥玻璃管中放入绝对干燥玻璃管中日光照射日光照射F22F，Xe+2FXeF2迟缓生成漂亮迟缓生成漂亮XeF2晶体。晶体。b.氟化物性质氟化物性质都是强氧化剂都是强氧化剂 XeF2+2I-Xe+I2+2F-XeF2+H2Xe+2HFXeF4+2H2Xe+4HFXeF4+4HgXe+2Hg2F2XeF4(s)+Pt(s)Xe(g)+PtF4(s)第33页 都与水反应都与水反应:XeF2+H2OXe+2HF+1/2O2(在稀酸中迟缓在稀酸中迟缓,在稀碱中快速放出在稀碱中快速放出Xe)XeF4与水歧化与水歧化:6XeF4+12H2O4Xe+24HF+3O2+2XeO3XeF6与水猛烈反应与水猛烈反应:不完全水解不完全水解:XeF6+H2OXeOF4+2HF完全水解完全水解:XeF6+3H2OXeO3+6HF第34页 均为氧化剂或氟化剂均为氧化剂或氟化剂1968年第一次制得年第一次制得BrO4 NaBrO3+XeF2+H2O=NaBrO4+2HF+XeXeF6+3C6H63C6H5F+3HF+XeXeF2+IF5Xe+IF7XeF4+2SF4Xe+2SF62XeF6+SiO22XeOF4+SiF4(盛氙化物容器不能是石英器皿盛氙化物容器不能是石英器皿)第35页2.Xe含氧化合物含氧化合物:XeO3、XeO4及氙酸盐与高氙酸盐及氙酸盐与高氙酸盐a.制备制备：XeOF4 XeOF6 XeF4（XeF6）XeO3 XeO64-XeO4HXeO4-H+OH-OH-H2OO3 C C、H H2 2SOSO4 4第36页 b.性质：性质：XeO3：白白色色，易易潮潮解解，易易爆爆炸炸固固体体，易易溶溶于于水水，浓浓度度高高达达4mol/dm3，水水溶溶液液不不导导电电，表表明明XeO3以以分子状态存在。分子状态存在。强氧化性：强氧化性：6HCl+XeO3Cl2+Xe+3H2O5XeO3+6Mn2+9H2O5Xe+6MnO4-+18H+2XeO3+2Ba(OH)2Ba2XeO6+Xe+O2+2H2O高氙酸钡沉淀高氙酸钡沉淀第37页XeO3+M(OH)2M2XeO6:Na4XeO68H2OMOHM4XeO6:Na4XeO66H2O:K4XeO62H2OXeO3+4NaOH+O3Na4XeO6+O2+2H2O 3.稀有气体化合物结构稀有气体化合物结构 对对稀稀有有气气体体化化合合物物结结构构，前前面面不不一一样样理理论论解解释释相相互互间间存存在在一一定定矛矛盾盾，因因而而稀稀有有气气体体化化合合物物结结构构当当前前还还未未完完全全处处理理，但但各各种种方方法法对对简简单单化化合合物物处处理理结结果果是是基基本一致。本一致。第38页（1）杂化轨道法：）杂化轨道法：稀有气体为稀有气体为8e结构，不易得失电子，不易形成共结构，不易得失电子，不易形成共价键，但它当与电负性大原子作用时，有可能使价键，但它当与电负性大原子作用时，有可能使np电子激发到电子激发到nd 轨道，出现单电子而成键轨道，出现单电子而成键。SP3d杂化杂化XeF2:5s:5p:5d:3个孤对电子，直线型个孤对电子，直线型第39页SP3d2杂化杂化XeF4:5s:5p:5d:2个孤对电子个孤对电子平面正方形平面正方形第40页SP3d3杂化杂化XeF6:5s:5p:5d:1个孤对电子，变形八面体：个孤对电子，变形八面体：6个个F指向八面体指向八面体6个顶点，一个孤电子对指向一个棱边中点或一个面中个顶点，一个孤电子对指向一个棱边中点或一个面中心。心。第41页 （2）价层电子对互斥理论（价层电子对互斥理论（VSEPR法）法）价层电价层电成键电成键电孤对电孤对电电子对电子对分子分子子对数子对数子对数子对数子对数子对数构型构型构型构型XeF2523三角双锥三角双锥直线型直线型XeF4642正八面体正八面体平面正方形平面正方形XeF6761五角双五角双锥锥变形八面体变形八面体可见可见VSEPR法与杂化轨道理论处理结果相近。法与杂化轨道理论处理结果相近。第42页（3）分子轨道法）分子轨道法 以以XeF2为例：为例：Xe用用5px轨道上轨道上2个电子与个电子与2个个F原原子子2px轨道上各一个电子组成三中心四电子轨道上各一个电子组成三中心四电子键。键。此离域键有效将此离域键有效将Xe和和F结合在一起。如图：结合在一起。如图：三个原子轨道组成三个三个原子轨道组成三个轨道，形成三中心四电子轨道，形成三中心四电子型离域键。因为形成型离域键。因为形成键键,故为直线型。故为直线型。5px2pxXeXeF22F成键成键非键非键反键反键XeF2分子分子轨道能级轨道能级图图第43页作业作业:P618-6192、4、7、8、12、13、14。第第18章章氢和稀有气体氢和稀有气体第44页