第五章 氢、水、溶液和胶体(庞).pptVIP

第五章 氢、水、溶液和胶体 本章内容 第一节 氢 第二节 水 第三节 溶液 第四节 胶体溶液 本章重、难点 氢气的制备方法及重要性质 水的重要物理性质及其与结构的关系 难挥发非电解质稀溶液的依数性 第一节 氢(Hydrogen) 氢是宇宙间所有元素中含量最丰富的元素，估计占所有原子总数的90％以上。在自然界中氢主要以化合态存在。空气中氢的含量极微，但在星际空间含量却很丰富，幼年星体几乎100％是氢。水、碳氢化合物及所有生物的组织中都含有氢。 氢的三种同位素： 氕（1H）、氘（2H）、氚（3H） 符号： H D T 含量：99.98% 0.02% 极少 二、物理性质 2、氢在水中的溶解度很小，其溶解度19.9mL·L-1水，但它却能大量溶解于镍、钯、铂等金属中。例如，1体积的粉末状钯，在常温下能吸收700体积以上的氢气。 三、用途 1、填充气球。氢气球可以携带仪器作高空探测。在农业上，使用氢气球携带干冰、碘化银等试剂在云层中喷撒，进行人工降雨。 1-2 氢的化学性质和氢化物 (2)结合一个电子： 氢原子可以结合一个电子而形成具有氦原子ls2结构的H-，这是氢和活泼金属相化合形成离子型氢化物时的价键特征。 氢的化学性质 1. 氢气可在氧气或空气中燃烧，得到的氢氧焰温度可高达3000℃，适用于金属切割或焊接。 3. 加热时，氢气可与许多金属或非金属反应，形成各类氢化物。 二、氢化物 1．离子型(类盐型)氢化物 离子型氢化物在受热时可以分解为氢气和游离金属： 离子型氢化物都是极强的还原剂， Eθ(H2/H-) = -2.23V。 例如，在400℃时，NaH可以自TiCl4中还原出金属钛：　　TiCl4 + 4NaH ─→ Ti + 4NaCl + 2H2↑ 注：这类化合物包括Na[BH4]、Li[AlH4]等。其中Li[AlH4]是重要的还原剂。　　氢化铝锂在干燥空气中较稳定，遇水则发生猛烈的反应： Li[A1H4] + 4H2O ─→ LiOH↓ + Al(OH)3↓ + 4H2↑ 最有实用价值的离子型氢化物是CaH2、LiH和NaH。由于CaH2反应性能最弱(较安全)，在工业规模的还原反应中用作氢气源，制备硼、钛、钒和其它单质。而且也可用作微量水的干燥剂。Li[AlH4]在有机合成工业中用于有机官能团的还原，例如将醛、酮、羧酸等还原为醇，将硝基还原为氨基等，在高分子化学工业中作某些高分子聚合反应的引发剂。在其它化学工业中和科学研究中都有广泛的应用。 2．共价型(分子型)氢化物 周期表中的绝大多数p区元素与氢形成共价型氢化物。这类氢化物在固态时大多数属于分子晶体，因此也称之为分子型氢化物。　　共价型氢化物可用通式RH(8-N)表示(R表示IVA～VIIA族某元素，N代表该元素所在族号) 。 共价型氢化物大多数是无色的，熔点和沸点较低，在常温下除H2O、BiH3为液体外，其余均为气体。共价型氢化物的物理性质有很多相似之处，而其化学性质则有显著的差异。F、O、N的氢化物能稳定存在，Ge、Br也能形成稳定的氢化物；At、Po及Pb的氢化物非常不稳定或不存在；GaH3的稳定性最差。PH3、AsH3、SbH3气体的毒性较大。 3. 间充（金属）型氢化物 周期系中d区和ds区元素几乎都能形成金属型氢化物。过去曾认为金属氢化物是氢在金属中的固溶体，或认为氢间充在晶格空隙中，但现已弄明白，除氢化钯(PdH0.8)以及少数La、Ac系的MH2外，多数的金属氢化物有明确的物相，其结构与原金属完全不同。在过渡金属氢化物中，氢以三种形式存在，(1)氢以原子状态存在于金属晶格中；(2)氢的价电子进入氢化物导带中，本身以H+形式存在；(3)氢从氢化物导带中得到一个电子，以H-形式存在。 小论文 每两名同学通过查阅文献写一篇1500-2000字的有关氢（包括氢的性质、新型能源等方面 的内容）的论文。一周以后交！ 格式： 题目 作者单位：作者 摘要 关键词 正文 参考文献 第二节 水 2-1 水的组成和结构 2-2 水的物理性质 1、溶、沸点高； 2、比热容大； 3、水的密度在276.98K时最大。思考为什么？ 2-3 水的化学性质 自学！ 2-4 水的相图 相（phase）:体系中物理性质和化学性质完全相同且组成均匀的一部分称为相。 相图(phase d