1、鋰鋰 Li 鋰在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鋰在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為 2.0 103 % 第十二章第十二章 IA，IIA 族和稀有氣體族和稀有氣體 鋰輝石鋰輝石 LiAl SiO3 2 （ ）鈉鈉 Na 鈉在地殼中的質(zhì)量鈉在地殼中的質(zhì)量分分?jǐn)?shù)數(shù)為為 2.3 % 列列第第 6 位位鈉長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石 NaAlSi3O8芒硝芒硝 Na2SO410 H2O鹽井中的鹽井中的 NaCl海水中的海水中的 NaCl鉀鉀 K 鉀在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鉀在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為 2.1 % 列列第第 8 位位鉀長(zhǎng)石鉀長(zhǎng)石 KAlSi3O8海水中的鉀離子海水中的鉀離子銣銣 Rb 與鉀共生與鉀共生 銣在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)銣在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2、為為 9.0 103 % 銫銫 Cs 與鉀共生與鉀共生 銫在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)銫在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為 3.0 104 % 鈹鈹 Be 鈹在地殼中的質(zhì)量鈹在地殼中的質(zhì)量分分?jǐn)?shù)數(shù)為為 2.6 104 % 綠柱石綠柱石 3 BeO Al2O3 6 SiO2鎂鎂 Mg 鎂在地殼中的質(zhì)量鎂在地殼中的質(zhì)量分分?jǐn)?shù)數(shù)為為 2.3 % 列列第第 7 位位光鹵石光鹵石 KMgCl3 6 H2O 白云石白云石 CaMg CO3 2 菱鎂礦菱鎂礦 MgCO3（ ）海水中的鎂海水中的鎂鈣鈣 Ca 鈣在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鈣在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為 4.1 % 列第列第 5 位位 碳酸鹽及硫酸鹽礦物碳酸鹽及硫酸鹽礦物鍶鍶 Sr

3、 鍶在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鍶在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為 0.037 % 列第列第 16 位位 碳酸鹽及硫酸鹽礦物碳酸鹽及硫酸鹽礦物鋇鋇 Ba 鋇在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鋇在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為 0.050 % 列第列第 14 位位 碳酸鹽及硫酸鹽礦物碳酸鹽及硫酸鹽礦物氫氫 H 氫在地殼中的質(zhì)量氫在地殼中的質(zhì)量分分?jǐn)?shù)數(shù)為為 0.152 % 列第列第 10 位位 大氣中少量的氫氣大氣中少量的氫氣 H2O，及其他無(wú)機(jī)化合物和，及其他無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物中化合態(tài)的氫有機(jī)化合物中化合態(tài)的氫 地殼中質(zhì)量百分含量居前地殼中質(zhì)量百分含量居前 20 位的元素是位的元素是 1 氧氧 （47.4%） 2 硅硅 （27.7%）

4、7 鎂鎂 （2.3 %） 8 鉀鉀 （2.1 %） 9 鈦鈦 （0.56 %） 10 氫氫 （0.152 %） 3 鋁鋁 （8.2 %） 4 鐵鐵 （4.1 %） 5 鈣鈣 （4.1 %） 6 鈉鈉 （2.3 %） 15 碳碳 （0.048 %） 16 鍶鍶 （0.037 %） 17 硫硫 （0.026 %） 18 鋯鋯 （0.019 %） 19 釩釩 （0.016 %） 20 氯氯 （0.013 %） 11 磷磷 （0.1 %） 12 錳錳 （0.095%） 13 氟氟 （0.095 %） 14 鋇鋇 （0.05 %） 12. 1 堿金屬和堿土金屬單質(zhì)堿金屬和堿土金屬單質(zhì) 堿金屬和堿土金屬等

5、堿金屬和堿土金屬等活潑金屬活潑金屬經(jīng)常采用電解方法生產(chǎn)。經(jīng)常采用電解方法生產(chǎn)。 12. 1. 1 制制 備備 即使采用熱還原法，也要使用即使采用熱還原法，也要使用更合適的還原劑，而不是依賴(lài)碳。更合適的還原劑，而不是依賴(lài)碳。 金屬鈉的生產(chǎn)是采用以石墨為金屬鈉的生產(chǎn)是采用以石墨為陽(yáng)極，以鐵為陰極，電解陽(yáng)極，以鐵為陰極，電解 NaCl 熔熔鹽的方式進(jìn)行鹽的方式進(jìn)行 1. 電解法電解法 陽(yáng)極陽(yáng)極 2 Cl Cl2 + 2 e 陰極陰極 2 Na+ + 2 e 2 Na Na 的沸點(diǎn)與的沸點(diǎn)與 NaCl 的熔點(diǎn)相的熔點(diǎn)相近，易揮發(fā)損失掉近，易揮發(fā)損失掉 Na。 這樣，在比這樣，在比 Na 的沸點(diǎn)低的溫的

6、沸點(diǎn)低的溫度下度下 NaCl 即可熔化。即可熔化。 為此為此要加助熔劑，如要加助熔劑，如 CaCl2，以降低熔鹽的溫度。以降低熔鹽的溫度。 液態(tài)液態(tài) Na 的密度小，浮在熔鹽的密度小，浮在熔鹽上面，易于收集。上面，易于收集。 加助熔劑不利的影響是，產(chǎn)物加助熔劑不利的影響是，產(chǎn)物中總有少許中總有少許 Ca。 海水中海水中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 0.12 %，是鈉的十分之一。是鈉的十分之一。 用煅燒石灰石所得的用煅燒石灰石所得的 CaO 將海水將海水中的中的 Mg 沉淀為沉淀為 Mg OH 2 （ ） Mg2+ + CaO + H2O Mg OH 2 + Ca2+（ ） 加入氯化鉀后濃縮

7、結(jié)晶，得到加入氯化鉀后濃縮結(jié)晶，得到無(wú)水光鹵石無(wú)水光鹵石 KMgCl3 Mg OH 2 與鹽酸作用后得到與鹽酸作用后得到 MgCl2 x H2O，加熱濃縮得到部分，加熱濃縮得到部分脫水的氯化鎂。脫水的氯化鎂。（ ） 光鹵石光鹵石 KMgCl3 6 H2O MgO + Cl2 + C MgCl2 + CO 這是反應(yīng)的耦合。得到熔融的無(wú)這是反應(yīng)的耦合。得到熔融的無(wú)水氯化鎂。水氯化鎂。 將將 Mg OH 2 沉淀煅燒成沉淀煅燒成 MgO，與焦炭混合，高溫下通入氯氣氯化。與焦炭混合，高溫下通入氯氣氯化。（ ） 將無(wú)水氯化鎂、無(wú)水光鹵石和部將無(wú)水氯化鎂、無(wú)水光鹵石和部分脫水的氯化鎂混合，在分脫水的氯化鎂

8、混合，在 700 左右左右電解熔鹽，可得金屬單質(zhì)鎂。電解熔鹽，可得金屬單質(zhì)鎂。 與此相類(lèi)似，電解與此相類(lèi)似，電解 CaCl2 熔鹽，熔鹽，可得金屬單質(zhì)鈣?？傻媒饘賳钨|(zhì)鈣。 大規(guī)模生產(chǎn)鎂經(jīng)常以白云石為大規(guī)模生產(chǎn)鎂經(jīng)常以白云石為原料。原料。 2. 化學(xué)還原法化學(xué)還原法 在在 1150 下減壓煅燒白云石下減壓煅燒白云石和硅鐵合金和硅鐵合金白云石白云石 CaMg CO3 2 （ ）2 MgO + CaO + FeSi 2 Mg + CaSiO3 + Fe CaMg CO3 2 MgO + CaO + 2 CO2（ ） 隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，鎂的用途隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，鎂的用途不斷被發(fā)現(xiàn)。不斷被發(fā)現(xiàn)。 鎂

9、鋁合金因其密度小，在飛行器鎂鋁合金因其密度小，在飛行器的制造中得到廣泛的應(yīng)用。的制造中得到廣泛的應(yīng)用。 鎂的存在提高了鎂鋁合金的機(jī)械鎂的存在提高了鎂鋁合金的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕性和加工性能。強(qiáng)度、抗腐蝕性和加工性能。 2 RbCl（l）+ Ca CaCl2 + 2 Rb（g） KCl（l）+ Na NaCl + K（g） 鈉鈉本不比鉀活潑，鈣亦不比銣本不比鉀活潑，鈣亦不比銣活潑活潑。 可以可以發(fā)生置換發(fā)生置換反應(yīng)反應(yīng)的原因是？的原因是？ 再看兩個(gè)化學(xué)還原法制備反應(yīng)再看兩個(gè)化學(xué)還原法制備反應(yīng) 鉀和銣的沸點(diǎn)低，鉀和銣的沸點(diǎn)低，KCl，RbCl 熔融溫度下，鉀和銣已汽化，使平熔融溫度下，鉀和銣已汽化，使

10、平衡右移。衡右移。 2 RbCl（l）+ Ca CaCl2 + 2 Rb（g） KCl（l）+ Na NaCl + K（g） 12. 1. 2 單質(zhì)的性質(zhì)單質(zhì)的性質(zhì) 易于生成合金是活潑金屬單質(zhì)易于生成合金是活潑金屬單質(zhì)的重要性質(zhì)。的重要性質(zhì)。 1. 生成合金生成合金 液體合金液體合金 一定比例的一定比例的 Na 和和 K，例如，例如 K 77.2 % 和和 Na 22.8 %，可形成常溫下的液體合金可形成常溫下的液體合金。 這種合金的這種合金的熔點(diǎn)為熔點(diǎn)為 260.7 K。 Na 還原性強(qiáng)，與水反應(yīng)猛烈還原性強(qiáng)，與水反應(yīng)猛烈 鈉汞齊鈉汞齊 鈉溶于汞中得到鈉鈉溶于汞中得到鈉汞齊，也是液體合金。汞

11、齊，也是液體合金。 2 Na + 2 H2O 2 NaOH + H2 2 Na nHg + 2 H2O 2 NaOH + H2 + 2n Hg（ ） 但鈉汞齊但鈉汞齊 Na nHg 卻是平和卻是平和的還原劑，與水反應(yīng)不劇烈，可的還原劑，與水反應(yīng)不劇烈，可以控制。以控制。 除除 Be，Mg 之外，均之外，均與水劇與水劇烈反應(yīng)烈反應(yīng) 2. 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 堿金屬和堿土金屬，具有金堿金屬和堿土金屬，具有金屬單質(zhì)的各種化學(xué)性質(zhì)和活潑金屬單質(zhì)的各種化學(xué)性質(zhì)和活潑金屬的特殊性質(zhì)。屬的特殊性質(zhì)。Ca + 2 H2O Ca OH 2 + H2 （ ） Mg 可以和熱水發(fā)生反應(yīng)，也可以和熱水發(fā)生反應(yīng)，也可以和

12、加入可以和加入 NH4Cl 的水發(fā)生反應(yīng)，的水發(fā)生反應(yīng)，放出放出 H2。 Mg 和冷水反應(yīng)極慢，生成的和冷水反應(yīng)極慢，生成的 Mg OH 2 膜阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行。膜阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行。（ ） 因?yàn)橐驗(yàn)?Mg OH 2 是一種是一種 Ksp 較較大的堿性物質(zhì)，故大的堿性物質(zhì)，故 NH4Cl 水解產(chǎn)水解產(chǎn)生的酸足以將其溶解掉。生的酸足以將其溶解掉。（ ） 堿金屬和堿土金屬等活潑金屬堿金屬和堿土金屬等活潑金屬可用來(lái)可用來(lái)置換稀有金屬置換稀有金屬 ZrO2 + 2 Ca Zr + 2 CaO 除除 Be，Mg 之外，均可以和之外，均可以和 H2 反應(yīng)。例如反應(yīng)。例如 NaH 為白色離子晶體，為白色離子晶

13、體，其中其中 H 顯顯 1 價(jià)，價(jià)， Na 顯顯 + 1 價(jià)價(jià)。 2 Na + H2 2 NaH NaH 是強(qiáng)還原劑。是強(qiáng)還原劑。 LiH，NaH，KH，RbH 中，中， LiH 最穩(wěn)定。最穩(wěn)定。 KH + H2O KOH + H2 TiCl4 + 4 NaH Ti + 2 H2 + 4 NaCl 12. 2 堿金屬和堿土金屬的化合物堿金屬和堿土金屬的化合物 12. 2. 1 含氧二元化合物含氧二元化合物 堿金屬、堿土金屬在空氣中堿金屬、堿土金屬在空氣中燃燒，得到不同的主產(chǎn)物：燃燒，得到不同的主產(chǎn)物： 堿土堿土金屬將生成正常氧化物金屬將生成正常氧化物 MO，堿金屬中只有鋰生成正常氧化物堿金屬中

14、只有鋰生成正常氧化物 Li2O。 其他堿金屬分別生成其他堿金屬分別生成 過(guò)氧化物過(guò)氧化物 Na2O2， 超氧化物超氧化物 KO2，RbO2 和和 CsO2。 在真空中，使疊氮化鈉與硝酸鈉在真空中，使疊氮化鈉與硝酸鈉反應(yīng)，可以反應(yīng)，可以制備制備 Na2O5 NaN3 + NaNO3 3 Na2O + 8 N2 鈉、鉀的正常氧化物可通過(guò)下列鈉、鉀的正常氧化物可通過(guò)下列方法得到方法得到 2 KNO3 + 10 K 6 K2O + N2 在隔絕空氣的條件下，將硝在隔絕空氣的條件下，將硝酸鉀和金屬鉀一同加熱，可以酸鉀和金屬鉀一同加熱，可以制制備備 K2O 2 BaO + O2 2 BaO2 500 過(guò)氧

15、化鋇的生成可以通過(guò)下面過(guò)氧化鋇的生成可以通過(guò)下面反應(yīng)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)實(shí)現(xiàn) Be，Mg 沒(méi)有超氧化物。沒(méi)有超氧化物。 其余超氧化物，可采用使高壓其余超氧化物，可采用使高壓氧氣通過(guò)加熱的過(guò)氧化物的方法制氧氣通過(guò)加熱的過(guò)氧化物的方法制得，如得，如 BaO4。 金屬的金屬的臭氧化物，也屬于臭氧化物，也屬于含氧含氧二元化合物。二元化合物。 K，Rb，Cs 有臭氧化物。有臭氧化物。 臭氧化物可以通過(guò)下面反應(yīng)制臭氧化物可以通過(guò)下面反應(yīng)制取取，如，如臭氧化鉀臭氧化鉀4 KOH（s）+ 4 O3（g） 4 KO3（s）+ 2 H2O（s）+ O2（g） 臭氧化物不穩(wěn)定，橘紅色的臭氧化物不穩(wěn)定，橘紅色的 KO3 易分解易

16、分解 2 KO3 2 KO2 + O2 臭氧化物臭氧化物與與 H2O 反應(yīng)反應(yīng) 4 KO3 + 2 H2O 4 KOH + 5 O2 其余氧化物均與其余氧化物均與 H2O 劇烈反應(yīng)。劇烈反應(yīng)。 煅燒過(guò)的煅燒過(guò)的 BeO，MgO 難溶于水。難溶于水。 BeO，MgO 熔點(diǎn)熔點(diǎn)高，可高，可作作耐火材耐火材料。料。 12. 2. 2 氫氧化物氫氧化物 其余其余堿金屬和堿土金屬的堿金屬和堿土金屬的氫氧化氫氧化物均為堿性。物均為堿性。 只有只有 Be OH 2 顯顯兩性?xún)尚裕?）（ ） Be OH 2 + 2 H+ Be2+ + 2 H2O（ ）（ ） Be OH 2 + 2 OH Be OH 42 氧

17、化物的水化物一般鍵聯(lián)形式是氧化物的水化物一般鍵聯(lián)形式是 M O H 究竟是酸式解離，還是堿式解離，究竟是酸式解離，還是堿式解離，取決于取決于 M 的電場(chǎng)。的電場(chǎng)。 若若 M 的電場(chǎng)強(qiáng)，氧的電子云偏向的電場(chǎng)強(qiáng)，氧的電子云偏向 M 和和 O 之間，之間，從而加強(qiáng)從而加強(qiáng) MO 鍵；鍵； 同時(shí)氧的電子云在同時(shí)氧的電子云在 O 和和 H 之間密之間密度降低，故度降低，故削弱了削弱了 OH 鍵。鍵。 M O H 這時(shí)氫氧化物則傾向于酸式這時(shí)氫氧化物則傾向于酸式解解離離 總之，電場(chǎng)強(qiáng)酸總之，電場(chǎng)強(qiáng)酸式解離式解離。 M O H 結(jié)果是易于堿式解離結(jié)果是易于堿式解離 M O H 若若 M 的電場(chǎng)弱，吸引氧的電

18、子云的電場(chǎng)弱，吸引氧的電子云的能力差，而的能力差，而 O 對(duì)對(duì) H 的吸引增強(qiáng)。的吸引增強(qiáng)。 M O H M 電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)的強(qiáng)弱，可用可用離子勢(shì)離子勢(shì) 來(lái)衡量來(lái)衡量 =Zr 式中式中 Z 是是離子電荷數(shù)離子電荷數(shù) r 是是以以 pm 為單位為單位的的離子半徑數(shù)值離子半徑數(shù)值 =Zr 顯然顯然 Z 值值越大，越大，r 值越小時(shí)，值越小時(shí)，離子勢(shì)離子勢(shì) 值值越大。越大。 =Zr320220.堿式堿式解解離離320 .酸式酸式解解離離 Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ Z 1 1 1 1 1 r / pm 59 102 138 152 167 0.13 0.10 0.085 0.081 0.

19、077 對(duì)于堿金屬和堿土金屬的對(duì)于堿金屬和堿土金屬的計(jì)算結(jié)果如下計(jì)算結(jié)果如下 Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ Z 2 2 2 2 2 r / pm 27 72 100 118 135 0.27 0.17 0.14 0.13 0.12 Na+ K+ Rb+ Cs+ 0.10 0.085 0.081 0.077 Na+，K+，Rb+，Cs+ 的的 0.10，故故 MOH 均為堿性均為堿性0.22堿式堿式解解離離Li+ Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ 0.13 0.27 0.17 0.14 0.13 0.12 20. Li+，Mg2+，Ca2+，Sr2+，Ba2+

20、 ，故故 M OH 2 亦亦均為堿性。均為堿性。（ ）0.22堿式堿式解解離離Be2+ 270= .，故，故 Be OH 2 顯兩性。顯兩性。（ ） Li+ Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ 0.13 0.27 0.17 0.14 0.13 0.12 0.320.22兩性?xún)尚?12. 2. 3 鹽鹽 類(lèi)類(lèi) 堿土金屬的硫酸鹽、碳酸鹽、堿土金屬的硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、草酸鹽以及除磷酸鹽、草酸鹽以及除 BeF2 之外之外的氟化物均難溶。的氟化物均難溶。 1. 難溶鹽難溶鹽 上述難溶鹽中除硫酸鹽外，其上述難溶鹽中除硫酸鹽外，其余鹽均溶于鹽酸。余鹽均溶于鹽酸。 還有還有黃色的黃色的 S

21、rCrO4，黃色的，黃色的BaCrO4，也是難溶鹽。，也是難溶鹽。 堿金屬難溶鹽和微溶鹽較少，堿金屬難溶鹽和微溶鹽較少，列舉如下：列舉如下： 氟化鋰氟化鋰 LiF 碳酸鋰碳酸鋰 Li2CO3 磷酸鋰磷酸鋰 Li3PO4 銻酸鈉銻酸鈉 NaSb OH 6 （ ） 淡黃綠色的醋酸鈾酰鋅鈉淡黃綠色的醋酸鈾酰鋅鈉 NaZn UO2 3Ac9 9 H2O（ ）酒石酸氫鉀酒石酸氫鉀 KHC4H4O6 酒石酸是一種酒石酸是一種二元二元有機(jī)酸有機(jī)酸 二羥基丁二酸二羥基丁二酸高氯酸鉀高氯酸鉀 KClO4 六氯合鉑六氯合鉑（IV）酸鉀酸鉀 K2PtCl6 黃色的六硝基合鈷黃色的六硝基合鈷（III）酸鈉鉀酸鈉鉀K2

22、NaCo NO2 6 （ ）六氯合錫六氯合錫（IV）酸銣酸銣 Rb2SnCl6高氯酸銫高氯酸銫 CsClO4高錳酸銫高錳酸銫 CsMnO4 等等 2. 硫化物硫化物 堿金屬和堿土金屬的硫化物，堿金屬和堿土金屬的硫化物，屬于輕金屬的硫化物。屬于輕金屬的硫化物。 它們除易溶解、易水解、它們除易溶解、易水解、易形成多硫化物外，其中也有易形成多硫化物外，其中也有些具有特征的顏色。些具有特征的顏色。 Li2S Na2S K2S Rb2S Cs2S 4H2O 白白 白白 橙橙 白白 白白 BeS MgS CaS SrS BaS 無(wú)無(wú) 紅棕紅棕 淺黃淺黃 灰灰 無(wú)無(wú) 3. 鋇資源的轉(zhuǎn)化和利用鋇資源的轉(zhuǎn)化和利

23、用 重晶石主要成分是重晶石主要成分是 BaSO4，是最重要的鋇資源。是最重要的鋇資源。 BaSO4 不溶于水。不溶于水。 BaSO4 + 4 C BaS + 4 CO BaSO4 + 4 CO BaS + 4 CO2 將重晶石粉與煤粉混合，將重晶石粉與煤粉混合，900 1200 下用轉(zhuǎn)爐焙燒下用轉(zhuǎn)爐焙燒 用水溶解后，再沉淀為碳用水溶解后，再沉淀為碳酸鹽備用酸鹽備用 2 BaS + 2 H2O Ba OH 2 + Ba HS 2（ ）（ ） 碳酸鋇溶于鹽酸可得氯化鋇，碳酸鋇溶于鹽酸可得氯化鋇，溶于硝酸可得硝酸鋇溶于硝酸可得硝酸鋇。 Ba HS 2 + CO2 + H2O BaCO3 + 2 H2

24、S（ ）（ ） Ba OH 2 + CO2 BaCO3 + H2O 4. 結(jié)晶水合鹽類(lèi)的脫水結(jié)晶水合鹽類(lèi)的脫水 若結(jié)晶水合鹽的陽(yáng)離子易水解，若結(jié)晶水合鹽的陽(yáng)離子易水解，同時(shí)陰離子又與氫離子結(jié)合成揮發(fā)性同時(shí)陰離子又與氫離子結(jié)合成揮發(fā)性酸時(shí)，加熱脫水得不到無(wú)水鹽，而得酸時(shí)，加熱脫水得不到無(wú)水鹽，而得堿式鹽。堿式鹽。 用用 HCl 氣氛保護(hù)時(shí)，氣氛保護(hù)時(shí)，原則上原則上可可以抑制脫水時(shí)的水解以抑制脫水時(shí)的水解HCl MgCl2 6 H2O MgCl2 + 6 H2O（ ） MgCl2 6 H2O Mg OH Cl + HCl + 5 H2O CuSO4 5 H2O CuSO4 + 5 H2O 若生成難

25、揮發(fā)性酸時(shí)，加熱脫水若生成難揮發(fā)性酸時(shí)，加熱脫水可以得到無(wú)水鹽。如可以得到無(wú)水鹽。如 IA 族中，鋰的半徑最小，極化族中，鋰的半徑最小，極化能力強(qiáng)，能力強(qiáng)，水合過(guò)程放熱多。水合過(guò)程放熱多。 12. 2. 4 對(duì)角線(xiàn)規(guī)則和次級(jí)周期性對(duì)角線(xiàn)規(guī)則和次級(jí)周期性 1. 鋰的特性鋰的特性 鋰表現(xiàn)出與鋰表現(xiàn)出與 Na 和和 K 等的等的不同性質(zhì)。不同性質(zhì)。 鋰鋰與與 IIA 族的族的 Mg 相似。相似。 （1） LiOH，Li2CO3，LiNO3 都都不穩(wěn)定，原因是鋰的反極化作用強(qiáng)。不穩(wěn)定，原因是鋰的反極化作用強(qiáng)。 而而 LiHCO3 更難于存在。更難于存在。 硝酸鹽的分解方式類(lèi)似于硝酸硝酸鹽的分解方式類(lèi)似

26、于硝酸鎂，不同于鈉鹽和鉀鹽鎂，不同于鈉鹽和鉀鹽 4 LiNO3 2 Li2O + 4 NO2 + O2 773 K （2） 在氧氣中燃燒，生成在氧氣中燃燒，生成 Li2O，而不生成過(guò)氧化物或超氧，而不生成過(guò)氧化物或超氧化物，化物，和和 Mg 相似。相似。 （3） Li 可以和可以和 N2 直接直接化合，其余堿金屬不能?；希溆鄩A金屬不能。 Li 和和 Mg 相似。相似。 （4） Li 的氟化物、碳酸鹽、的氟化物、碳酸鹽、磷磷酸鹽難溶，和酸鹽難溶，和 Mg 相似。相似。 而其而其他他堿金屬無(wú)此性質(zhì)。堿金屬無(wú)此性質(zhì)。 2. 鋰與鈉的活性比較鋰與鈉的活性比較 IA 族元素的族元素的 E （M+ /

27、 M） Na+ / Na 2.71 V K+ / K 2.931 V Rb+ / Rb 2.98 V Cs+ / Cs 3.026 V 從從 Na 到到 Cs 依次減小，呈依次減小，呈現(xiàn)很強(qiáng)的規(guī)律性。現(xiàn)很強(qiáng)的規(guī)律性。 E （Li+ / Li）= 3.040 V，嚴(yán)重地打破了這一規(guī)律。嚴(yán)重地打破了這一規(guī)律。 Li+ / Li 3.040 V Na+ / Na 2.71 V K+ / K 2.931 V Rb+ / Rb 2.98 V Cs+ / Cs 3.026 V 金屬的金屬的 E （M+ / M）越小，）越小，說(shuō)明金屬在熱力學(xué)上越活潑。說(shuō)明金屬在熱力學(xué)上越活潑。的熱效應(yīng)越有利，吸熱越少，或的

28、熱效應(yīng)越有利，吸熱越少，或者說(shuō)放熱越多。者說(shuō)放熱越多。 M M+（aq） 即過(guò)程即過(guò)程 下面從下面從 Li 和和 Na 的對(duì)比，說(shuō)的對(duì)比，說(shuō)明鋰反常的原因。明鋰反常的原因。 將過(guò)程將過(guò)程 M M+（aq）分解分解。M（g） I1 A H M（s） M+ （aq） M+（g） 整個(gè)過(guò)程的熱效應(yīng)整個(gè)過(guò)程的熱效應(yīng)M（g） I1 A H M（s） M+ （aq） M+（g） A 金屬的金屬的原子化熱原子化熱M（g） I1 A H M（s） M+ （aq） M+（g） I1 第一電離能第一電離能M（g） I1 A H M（s） M+ （aq） M+（g） H 離子的水合熱離子的水合熱 M（g） I1 A

29、 H M（s） M+ （aq） M+（g） Li 的原子化熱的原子化熱 A 大，第一電大，第一電離能離能 I1 也大，吸熱比也大，吸熱比 Na 多。多。 關(guān)鍵是關(guān)鍵是 Li+ 的水合熱的水合熱 H 0，水合過(guò)程遠(yuǎn)比水合過(guò)程遠(yuǎn)比 Na+ 放熱多。放熱多。M（g） I1 A H M（s） M+ （aq） M+（g） Li+ 的水合熱的水合熱的有利，克的有利，克服了服了原子化熱和第一電離能原子化熱和第一電離能對(duì)對(duì) Li 的不利的不利。 導(dǎo)致總的熱效應(yīng)導(dǎo)致總的熱效應(yīng) rHm對(duì)對(duì) Li 比對(duì)比對(duì) Na 有利有利。 E （Li+ / Li） = 3.040 V E （Na+/Na）= 2.71 V 盡管如

30、此，但實(shí)際反應(yīng)中鋰盡管如此，但實(shí)際反應(yīng)中鋰反應(yīng)活性不如鈉反應(yīng)活性不如鈉，反應(yīng)速率慢，反應(yīng)速率慢。 原因是鋰的原因是鋰的原子化熱大，引原子化熱大，引起反應(yīng)的活化能大，致使反應(yīng)速起反應(yīng)的活化能大，致使反應(yīng)速率慢率慢。例如鋰與水的反應(yīng)不如鈉例如鋰與水的反應(yīng)不如鈉的的劇烈。劇烈。 另外產(chǎn)物另外產(chǎn)物 LiOH 的溶解度的溶解度較小，覆蓋在鋰的表面，也導(dǎo)較小，覆蓋在鋰的表面，也導(dǎo)致反應(yīng)變慢。致反應(yīng)變慢。 IIA 族的族的 Be 也很特殊，其性質(zhì)也很特殊，其性質(zhì)和和 IIIA 族的族的 Al 有些相近。有些相近。 3. 鈹和鋁的相似性鈹和鋁的相似性 （1） 鈹?shù)难趸锖蜌溲趸數(shù)难趸锖蜌溲趸镲@兩性，物顯

31、兩性，IIA 族其余元素的氧族其余元素的氧化物和氫氧化物顯堿性。化物和氫氧化物顯堿性。 鈹和鋁相似。鈹和鋁相似。 （2）無(wú)水氯化物無(wú)水氯化物 BeCl2， AlCl3 共價(jià)成共價(jià)成分分大，可溶于醇、大，可溶于醇、醚；且易升華。醚；且易升華。 其余其余 IIA 族的族的 MCl2 為離為離子晶體。子晶體。 （3） Be，Al 與與冷濃冷濃HNO3 接觸時(shí)鈍化。接觸時(shí)鈍化。 其余其余 IIA 族金屬易于和族金屬易于和HNO3 反應(yīng)。反應(yīng)。 Li 和和 Mg Be 和和 Al 體現(xiàn)著元素周期表的體現(xiàn)著元素周期表的對(duì)角線(xiàn)規(guī)對(duì)角線(xiàn)規(guī)則。則。 連同上一章連同上一章 B 和和 Si 的相似的相似 Na Mg

32、 Al Si P S Cl Li Be B C N O F 對(duì)角線(xiàn)左上和右下，元素對(duì)角線(xiàn)左上和右下，元素的性質(zhì)相似。的性質(zhì)相似。 周期表中從上到下元素的金屬周期表中從上到下元素的金屬性增強(qiáng)，從左向右非金屬性增強(qiáng)。性增強(qiáng)，從左向右非金屬性增強(qiáng)。 若同時(shí)向右且向下，元素的性若同時(shí)向右且向下，元素的性質(zhì)應(yīng)該相近。質(zhì)應(yīng)該相近。 這種相似的原因，是原子這種相似的原因，是原子或離子的電場(chǎng)力對(duì)外層電子的或離子的電場(chǎng)力對(duì)外層電子的約束力相近。約束力相近。 這是這是對(duì)角線(xiàn)規(guī)對(duì)角線(xiàn)規(guī)則的實(shí)質(zhì)。則的實(shí)質(zhì)。 4. 元素的次級(jí)周期性元素的次級(jí)周期性 周期表中第二、四、六周期周期表中第二、四、六周期元素性質(zhì)反常，體現(xiàn)元素

33、的次級(jí)元素性質(zhì)反常，體現(xiàn)元素的次級(jí)周期性。周期性。 周期表中第二周期元素性質(zhì)反周期表中第二周期元素性質(zhì)反常，常，Li，Be，B 的性質(zhì)都很特殊，的性質(zhì)都很特殊，并在各自的主族中表現(xiàn)出反常。并在各自的主族中表現(xiàn)出反常。 Li 和和 Mg，Be 和和 Al， B 和和 Si 的相似性體現(xiàn)了對(duì)的相似性體現(xiàn)了對(duì)角線(xiàn)規(guī)則。角線(xiàn)規(guī)則。 第二周期元素性質(zhì)的反常，還第二周期元素性質(zhì)的反常，還體現(xiàn)在體現(xiàn)在 N，O，F(xiàn) 的氫化物的氫鍵的氫化物的氫鍵較強(qiáng)，導(dǎo)致沸點(diǎn)較高，在各自的主較強(qiáng)，導(dǎo)致沸點(diǎn)較高，在各自的主族中表現(xiàn)出反常。族中表現(xiàn)出反常。 第四周期某些主族元素的酸堿第四周期某些主族元素的酸堿性有些反常：性有些反常

34、： 如如 IIIA 族中族中 Ga OH 3 的酸性的酸性比比 Al OH 3 強(qiáng)強(qiáng)；（ ）（ ）（ ）（ ） IVA 族的族的 Ge OH 4 的酸性比的酸性比 Si OH 4 略略強(qiáng)強(qiáng)。 第四周期某些主族元素的氧化第四周期某些主族元素的氧化還原性質(zhì)也有些反常：還原性質(zhì)也有些反常： 如如 VA 族中的族中的 H3AsO4 VIA 族中的族中的 H2SeO4 VIIA 族中的族中的 HBrO4 它們的氧化性均它們的氧化性均比比同主族同主族第三周期及第五周期最高氧化第三周期及第五周期最高氧化數(shù)含氧酸數(shù)含氧酸強(qiáng)強(qiáng)。 第六周期元素性質(zhì)的反常，體現(xiàn)第六周期元素性質(zhì)的反常，體現(xiàn)在惰性電子對(duì)效應(yīng)：在惰性電

35、子對(duì)效應(yīng)： Bi（V），），Pb（IV）和和 Tl（III） 的強(qiáng)氧化性。的強(qiáng)氧化性。 第二、四、六周期元素性質(zhì)的第二、四、六周期元素性質(zhì)的上述反常，稱(chēng)為元素的次級(jí)周期性。上述反常，稱(chēng)為元素的次級(jí)周期性。 導(dǎo)致元素次級(jí)周期性的原因是導(dǎo)致元素次級(jí)周期性的原因是很復(fù)雜的，至今說(shuō)法不一。很復(fù)雜的，至今說(shuō)法不一。 值得注意的是，第二、四、值得注意的是，第二、四、六周期所對(duì)應(yīng)的能級(jí)組中，分別六周期所對(duì)應(yīng)的能級(jí)組中，分別開(kāi)始增加了新的能級(jí)開(kāi)始增加了新的能級(jí) p，d，f。1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s6p5d4f7s7p6d5f 這是不能忽略的結(jié)構(gòu)因素。這是不能忽略的結(jié)構(gòu)因素。 電子排布的

36、重大變化，勢(shì)必電子排布的重大變化，勢(shì)必影響有效核電荷及原子半徑。影響有效核電荷及原子半徑。 12. 3. 1 氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì) 12. 3 氫單質(zhì)氫單質(zhì) 常溫下，氫氣無(wú)色，無(wú)味，常溫下，氫氣無(wú)色，無(wú)味，無(wú)臭，在水中溶解度很小。無(wú)臭，在水中溶解度很小。 分子間色散力很小，難于液分子間色散力很小，難于液化，沸點(diǎn)化，沸點(diǎn) 253。 H2 和和 O2 的混合物在常溫下點(diǎn)的混合物在常溫下點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸反應(yīng)。燃會(huì)發(fā)生爆炸反應(yīng)。 H2 和和 Cl2 的混合物在光照下爆的混合物在光照下爆炸，發(fā)生化合反應(yīng)。炸，發(fā)生化合反應(yīng)。 H2 和和 F2 的混合物在沒(méi)有光照的混合物在沒(méi)有光照時(shí)亦將爆炸化合。時(shí)亦將爆炸化

37、合。 高溫下高溫下 H2 能還原許多種金屬能還原許多種金屬氧化物或金屬鹵化物氧化物或金屬鹵化物 CuO + H2 Cu + H2OWO3 + 3 H2 W + 3 H2OTiCl4 + 2 H2 Ti + 4 HCl 高溫下，高溫下，H2 與活潑金屬反與活潑金屬反應(yīng)，生成金屬氫化物應(yīng)，生成金屬氫化物 H2 + 2 Na 2 NaH H2 + Ca CaH2 CO + 2 H2 CH3OH（g） 在特定的溫度、壓力下，采用在特定的溫度、壓力下，采用特定的催化劑，特定的催化劑，H2 和和 CO 反應(yīng)，反應(yīng)，可以合成一些有機(jī)化合物，例如可以合成一些有機(jī)化合物，例如 12. 3. 2 氫氣的制備氫氣的

38、制備 實(shí)驗(yàn)室制實(shí)驗(yàn)室制 H2 常采用稀鹽酸與常采用稀鹽酸與金屬鋅反應(yīng)的方法。金屬鋅反應(yīng)的方法。 但是由于金屬鋅中有時(shí)含有砷但是由于金屬鋅中有時(shí)含有砷化物、磷化物等雜質(zhì)，致使制得的化物、磷化物等雜質(zhì)，致使制得的 H2 不純。不純。 單質(zhì)硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)單質(zhì)硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)也可以制得也可以制得 H2 Si + 2 NaOH + H2O Na2SiO3 + 2 H2 電解水制取的電解水制取的 H2 較純。較純。 由于堿較鹽酸便于攜帶，且由于堿較鹽酸便于攜帶，且反應(yīng)溫度不高，因此這種方法適反應(yīng)溫度不高，因此這種方法適于野外操作的需要。于野外操作的需要。 工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)中， H2 主要有主

39、要有三種來(lái)源：三種來(lái)源：（2） 甲烷的轉(zhuǎn)化甲烷的轉(zhuǎn)化 （3） 高溫下水蒸氣與碳高溫下水蒸氣與碳化鈣反應(yīng)化鈣反應(yīng) （1） 水煤氣水煤氣 （1） 水煤氣水煤氣 主要是主要是 H2 和和 CO 的混合氣體。的混合氣體。 將水蒸氣通入紅熱炭層將水蒸氣通入紅熱炭層C + H2O CO + H2 （2） 甲烷的轉(zhuǎn)化甲烷的轉(zhuǎn)化 高溫高溫且有催化劑作用時(shí)，甲烷可以按且有催化劑作用時(shí)，甲烷可以按下式轉(zhuǎn)化為下式轉(zhuǎn)化為 H2 和和 CO CH4 + CO2 2 CO + 2 H2 CH4 + H2O CO + 3 H2 H2 和和 CO 的混合氣體與水蒸氣的混合氣體與水蒸氣一同通過(guò)一同通過(guò) 500 的的 Fe2O3

40、 H2O + CO H2 + CO2 （1）+（2）的產(chǎn)物處理）的產(chǎn)物處理 H2O 中的中的 H 元素轉(zhuǎn)化成元素轉(zhuǎn)化成 H2 H2O + CO H2 + CO2 CO 轉(zhuǎn)化成易于分離的轉(zhuǎn)化成易于分離的 CO2（3） 高溫下水蒸氣高溫下水蒸氣 與碳化鈣反應(yīng)與碳化鈣反應(yīng) CaC2 + 5 H2O CaCO3 + CO2 + 5 H2 在較高的壓力下，用水吸收掉在較高的壓力下，用水吸收掉 CO2，得到，得到 H2。 （1）+（2） 和（和（3） 的產(chǎn)物處理的產(chǎn)物處理 12. 4 氫化物氫化物 堿金屬和堿土金屬與氫生成離堿金屬和堿土金屬與氫生成離子型氫化物。子型氫化物。 其中其中 LiH 和和 BaH

41、2 較穩(wěn)定。較穩(wěn)定。 離子型氫化物易于水解離子型氫化物易于水解 NaH（s）+ H2O（l） H2（g）+ NaOH （aq） 離子型氫化物有還原性離子型氫化物有還原性加熱加熱 2 CO2 + BaH2 2 CO + Ba OH 2（ ） 這類(lèi)反應(yīng)不是在水中進(jìn)行的。這類(lèi)反應(yīng)不是在水中進(jìn)行的。乙醚乙醚 4 LiH + AlCl3 LiAlH4 + 3 LiCl 2 LiH + B2H6 2 LiBH4乙醚乙醚 離子型氫化物可以與缺電子型離子型氫化物可以與缺電子型化合物反應(yīng)化合物反應(yīng) p 區(qū)元素與氫生成分子型區(qū)元素與氫生成分子型氫化物。氫化物。 分子型氫化物種類(lèi)很多，分子型氫化物種類(lèi)很多，性質(zhì)差別

42、也很大。性質(zhì)差別也很大。 有的在水中發(fā)生酸式解離，有的在水中發(fā)生酸式解離，如如 H2S； 有的顯堿性，如有的顯堿性，如 NH3； 有的與水基本沒(méi)有作用，如有的與水基本沒(méi)有作用，如 CH4。 過(guò)渡金屬與氫形成金屬型氫過(guò)渡金屬與氫形成金屬型氫化物，它不僅保持金屬晶體的形化物，它不僅保持金屬晶體的形貌，而且其中金屬原子的排列也貌，而且其中金屬原子的排列也與金屬單質(zhì)中一樣。與金屬單質(zhì)中一樣。 如如 LuH2.2，ZrH1.75，VH0.56 均已制得。均已制得。 原子之間的空隙被氫原子占原子之間的空隙被氫原子占有，很容易形成非整比化合物。有，很容易形成非整比化合物。 倒是整比的過(guò)渡金屬氫倒是整比的過(guò)渡

43、金屬氫化物：化物： MH1，MH2，MH3 等等尚未制得尚未制得。 12. 5 稀有氣體稀有氣體 12. 5. 1 稀有氣體的發(fā)現(xiàn)稀有氣體的發(fā)現(xiàn) 周期表中零族的周期表中零族的 6 種稀有氣種稀有氣體元素是在體元素是在 1894 1900 年間陸年間陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)的。續(xù)被發(fā)現(xiàn)的。 英國(guó)物理學(xué)家雷利英國(guó)物理學(xué)家雷利 （Raleighy）發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)： 從空氣中得來(lái)的氮?dú)饷可馁|(zhì)量從空氣中得來(lái)的氮?dú)饷可馁|(zhì)量為為 1.257 g 而從氮的化合物分解得來(lái)的氮?dú)舛鴱牡幕衔锓纸獾脕?lái)的氮?dú)饷可馁|(zhì)量為每升的質(zhì)量為 1.251 g。 雷利多次雷利多次重復(fù)自己的實(shí)重復(fù)自己的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)，并堅(jiān)信這并堅(jiān)信這 0.006

44、g 絕對(duì)絕對(duì)不是實(shí)驗(yàn)誤差不是實(shí)驗(yàn)誤差。 雷利與拉姆賽（雷利與拉姆賽（Ramsay）合作，他們?cè)O(shè)法從空氣中除去合作，他們?cè)O(shè)法從空氣中除去氮?dú)夂脱鯕夂?，發(fā)現(xiàn)還有很少氮?dú)夂脱鯕夂螅l(fā)現(xiàn)還有很少的氣體，約占總體積的的氣體，約占總體積的 1。 這種剩余氣體不同任何物質(zhì)這種剩余氣體不同任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。 這種氣體在放電管中發(fā)生特這種氣體在放電管中發(fā)生特殊的輝光，有特征的波長(zhǎng)。殊的輝光，有特征的波長(zhǎng)。 于是，拉姆賽宣布他們?cè)谟谑牵焚愋妓麄冊(cè)诳諝庵邪l(fā)現(xiàn)了一種新元素?？諝庵邪l(fā)現(xiàn)了一種新元素。 新元素命名為新元素命名為 “氬氬”，拉丁，拉丁文名稱(chēng)的原意是文名稱(chēng)的原意是 “不活潑不活潑”。 這一發(fā)現(xiàn)

45、驚動(dòng)了科學(xué)界，因這一發(fā)現(xiàn)驚動(dòng)了科學(xué)界，因?yàn)楫?dāng)時(shí)普遍認(rèn)為空氣已經(jīng)被研究為當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為空氣已經(jīng)被研究清楚了。清楚了。 雷利與拉姆賽的工作具有劃雷利與拉姆賽的工作具有劃時(shí)代的歷史意義。時(shí)代的歷史意義。 1895 年，他們又從空氣年，他們又從空氣中發(fā)現(xiàn)了氦。中發(fā)現(xiàn)了氦。 本來(lái)人們認(rèn)為氦只是存在本來(lái)人們認(rèn)為氦只是存在于太陽(yáng)中的元素。于太陽(yáng)中的元素。 1898 年，拉姆賽等人年，拉姆賽等人最后鑒定了他們從空氣中連最后鑒定了他們從空氣中連續(xù)分離出來(lái)的氖、氪和氙。續(xù)分離出來(lái)的氖、氪和氙。 1900 年在某些放射性礦物年在某些放射性礦物中又發(fā)現(xiàn)了氡。至此，周期表中中又發(fā)現(xiàn)了氡。至此，周期表中零族元素全部被發(fā)現(xiàn)。

46、零族元素全部被發(fā)現(xiàn)。 由于它們的惰性，被命名為由于它們的惰性，被命名為 “ 惰性氣體元素惰性氣體元素 ”。 12. 5. 2 稀有氣體化合物稀有氣體化合物 1. 稀有氣體的第一種化合物稀有氣體的第一種化合物 人類(lèi)的認(rèn)識(shí)是永無(wú)休止的。人類(lèi)的認(rèn)識(shí)是永無(wú)休止的。 1962 年，加拿大青年化學(xué)家年，加拿大青年化學(xué)家巴特列脫（巴特列脫（N. Bartlett）的工作，）的工作，使人們認(rèn)識(shí)到使人們認(rèn)識(shí)到 “ 惰性氣體惰性氣體 ” 也不也不是絕對(duì)惰性的。是絕對(duì)惰性的。 巴特列脫曾使巴特列脫曾使 O2 同六氟化鉑同六氟化鉑反應(yīng)，生成一種新的化合物反應(yīng)，生成一種新的化合物 O2+ PtF6 他的工作為開(kāi)拓他的工

47、作為開(kāi)拓 “ 惰性氣體惰性氣體 ” 元素化學(xué)打下了基礎(chǔ)。元素化學(xué)打下了基礎(chǔ)。 Xe I1 1170.3 kJmol1 O2 I1 1175.7 kJmol1 他將氙他將氙 Xe 的第一電離能同氧的第一電離能同氧分子分子 O2 的第一電離能相比較的第一電離能相比較 由兩者第一電離能的接近，他由兩者第一電離能的接近，他推測(cè)到推測(cè)到 PtF6 氧化氧化 Xe 的可能性的可能性 。 他認(rèn)為這說(shuō)明他認(rèn)為這說(shuō)明 XePtF6 一旦制一旦制得，尚能穩(wěn)定存在。得，尚能穩(wěn)定存在。 此外，他又估算了此外，他又估算了 XePtF6 的的晶格能，發(fā)現(xiàn)它只比晶格能，發(fā)現(xiàn)它只比 O2PtF6 的晶的晶格能小格能小 41.

48、84 kJmol1。 在此理論分析的基礎(chǔ)之上，巴特在此理論分析的基礎(chǔ)之上，巴特列脫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。列脫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 他把等體積的他把等體積的 PtF6 蒸氣和蒸氣和 Xe 混合起來(lái)，使之在室溫下反應(yīng)，結(jié)果混合起來(lái)，使之在室溫下反應(yīng)，結(jié)果獲得一種橙黃色晶體。獲得一種橙黃色晶體。 其化學(xué)式為其化學(xué)式為 Xe+ PtF6 。 這是這是 “ 惰性氣體惰性氣體 ” 的第一的第一種真正的化合物。種真正的化合物。 這個(gè)發(fā)現(xiàn)又一次震動(dòng)了科這個(gè)發(fā)現(xiàn)又一次震動(dòng)了科學(xué)界，動(dòng)搖了長(zhǎng)期禁錮人們思學(xué)界，動(dòng)搖了長(zhǎng)期禁錮人們思想的想的 “ 絕對(duì)惰性絕對(duì)惰性 ” 觀念。觀念。 由于稀有氣體元素在化合狀態(tài)由于稀有氣體元素在化合狀態(tài)時(shí)

49、最高氧化數(shù)可達(dá)時(shí)最高氧化數(shù)可達(dá) + 8，所以有人，所以有人建議把稀有氣體列為建議把稀有氣體列為 VIII A 族。族。 “ 惰性氣體惰性氣體 ” 隨之改名為隨之改名為 “ 稀稀有氣體有氣體 ”。 把原鐵系元素和鉑系元素作把原鐵系元素和鉑系元素作為為 VIII B 族。族。 但目前仍稱(chēng)稀有氣體為零族但目前仍稱(chēng)稀有氣體為零族元素。元素。 2. 氙的氟化合物的生成氙的氟化合物的生成 氙的氟化合物可以由兩種氙的氟化合物可以由兩種單質(zhì)直接化合生成，反應(yīng)可在單質(zhì)直接化合生成，反應(yīng)可在一定的溫度和壓力下，于鎳制一定的溫度和壓力下，于鎳制的容器中進(jìn)行。的容器中進(jìn)行。 Xe 大過(guò)量，避免大過(guò)量，避免 XeF4

50、的生成。的生成。 Xe（g）+ F2 （g） XeF2 （g） 若使若使 F2 過(guò)量，且控制反應(yīng)過(guò)量，且控制反應(yīng)時(shí)間應(yīng)短些，將生成時(shí)間應(yīng)短些，將生成 XeF4 并避并避免免 XeF6 的生成的生成 Xe（g）+ 2 F2（g） XeF4（g） Xe（g）+ 3 F2（g） XeF6 （g） 若使若使 F2 大過(guò)量，且反應(yīng)時(shí)間大過(guò)量，且反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，將生成長(zhǎng)，將生成 XeF6 F2 和和 Xe 的混合氣體的混合氣體在光照下，也可以直接化合在光照下，也可以直接化合成成 XeF2 晶體。晶體。 3. 氙化合物的反應(yīng)氙化合物的反應(yīng) 氙化合物的最重要的化學(xué)性氙化合物的最重要的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)數(shù)氧化性，典型的反應(yīng)

51、有質(zhì)應(yīng)數(shù)氧化性，典型的反應(yīng)有 XeF2 + 2 HCl Xe + Cl2 + 2 HF 3 XeF4 + 4 BCl3 3 Xe + 6 Cl2 + 4 BF3 XeF6 + 8 NH3 Xe + 6 NH4F + N2 與水反應(yīng)，也是氙化合物與水反應(yīng)，也是氙化合物重要的化學(xué)性質(zhì)。重要的化學(xué)性質(zhì)。 這個(gè)反應(yīng)在酸中進(jìn)行得比這個(gè)反應(yīng)在酸中進(jìn)行得比較緩慢，在堿中迅速些。較緩慢，在堿中迅速些。 XeF2 + H2O Xe + O2 + 2 HF 21 注意該反應(yīng)與一般水解反應(yīng)注意該反應(yīng)與一般水解反應(yīng)不同，與水反應(yīng)后某些元素的氧不同，與水反應(yīng)后某些元素的氧化數(shù)已發(fā)生變化?；瘮?shù)已發(fā)生變化。 XeF2 +

52、H2O Xe + O2 + 2 HF 21 可以理解成可以理解成 XeF2 先分解先分解出出 F2，F(xiàn)2 再把水氧化。再把水氧化。 XeF2 + H2O Xe + O2 + 2 HF 21 XeF4 與水的反應(yīng)更為復(fù)雜，與水的反應(yīng)更為復(fù)雜，反應(yīng)方程式為反應(yīng)方程式為 6 XeF4 + 12 H2O 2 XeO3 + 4 Xe + 24 HF + 3 O2 （1） 可以理解成，可以理解成，Xe（IV）的歧）的歧化、化、Xe（VI）的水解和水解產(chǎn)物）的水解和水解產(chǎn)物中中 Xe（VI）化合物的部分分解。）化合物的部分分解。 6 XeF4 + 12 H2O 2 XeO3 + 4 Xe + 24 HF +

53、 3 O2 （1） 6 XeF4 4 XeF6 + 2 Xe 歧化歧化 4 XeF6 + 12 H2O 4 XeO3 + 24 HF 水解水解 這一步屬一般的水解反應(yīng)，這一步屬一般的水解反應(yīng)，反應(yīng)前后沒(méi)有氧化數(shù)的變化。反應(yīng)前后沒(méi)有氧化數(shù)的變化。 4 XeF6 + 12 H2O 4 XeO3 + 24 HF 水解水解 先生成先生成 Xe OH 6 ，再脫去，再脫去 3 個(gè)個(gè) H2O 分子，故得分子，故得 XeO3。（ ） 水解產(chǎn)物中水解產(chǎn)物中 XeO3 的部分分解的部分分解 2 XeO3 3 O2 + 2 Xe 4 XeF6 + 12 H2O 4 XeO3 + 24 HF 水解水解 三個(gè)步驟相加

54、即為原反應(yīng)（三個(gè)步驟相加即為原反應(yīng)（1） 6 XeF4 4 XeF6 + 2 Xe 歧化歧化 4 XeF6 + 12 H2O 4 XeO3 + 24 HF 水解水解 2 XeO3 3 O2 + 2 Xe 分解分解 6 XeF4 + 12 H2O 2 XeO3 + 4 Xe + 24 HF + 3 O2 要注意，這僅是一種理要注意，這僅是一種理解，而不是在討論反應(yīng)的基解，而不是在討論反應(yīng)的基元步驟。元步驟。 XeF6 + H2O XeOF4 + 2 HF XeF6 不完全水解時(shí)，生成不完全水解時(shí)，生成 XeOF4 反應(yīng)中先有反應(yīng)中先有 Xe OH 2F4 生生成，之后脫去成，之后脫去 1 個(gè)個(gè)

55、H2O 分子。分子。（ ） XeO3 + OH HXeO4 Xe（VI）在堿中以）在堿中以 HXeO4 形式存在，形式存在，HXeO4 與與 XeO3 之間之間有平衡有平衡 2 HXeO4 + 2 OH XeO64+ Xe + O2 + 2 H2O HXeO4 會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，生成生成 Xe（VIII） 和和 Xe（0） 這不是這不是 Xe（VI）的標(biāo)準(zhǔn)的）的標(biāo)準(zhǔn)的歧化反應(yīng)，因?yàn)楫a(chǎn)物中有氧。歧化反應(yīng)，因?yàn)楫a(chǎn)物中有氧。 XeO3 + O3 + 2 H2O H4XeO6 + O2 向向 XeO3 的溶液中通入的溶液中通入 O3，將，將生成高氙酸生成高氙酸 XeO3 + 4 NaOH + O3 + 6 H2O Na4XeO6 8 H2O + O2 Na2XeO4 和和 Na4XeO6 都是都是很強(qiáng)的氧化劑。很強(qiáng)的氧化劑。 若向若向 XeO3 的堿性溶液中通的堿性溶液中通入入 O3，有高氙酸鹽生成，有高氙酸鹽生成 XeF6 有下面的特殊反應(yīng)有下面的特殊反應(yīng) 2 XeF6 + 3 SiO2 2 XeO3 + 3 Si