元素概论氢、稀有气体.pptVIP

基本要求：了解单质的性质和制备方法；氢化物的类型、结构和特性；氢的化合物的性质。 * * 第九章 元素概论 氢、稀有气体 ? 9.1 元素的发现、分类与存在形态 112种：92种天然存在，20种合成 90种金属（含准金属） ，22种非金属 对角线：硼－硅－砷－蹄－砹 铝－锗－锑－钋（准金属） 轻稀有元素：锂，铷，铯，铍 分散性稀有元素：镓、铟、硒 高熔点稀有元素：钛、锆、钒、钨 铂系元素 稀土元素：钪、镧系 放射性元素：锕系、镭 一、单质的结构、物理性质和制备方法 （一）?? 单质的结构 s区元素：金属晶体； p区元素：有原子晶体、过渡型（链状或层状）晶体、分子晶体 过渡元素：金属晶体 主族及零族晶体结构的规律： 同一周期，从左至右，一般由典型金属晶体经原子晶体（层状晶体或链状晶体等）过渡到分子晶体； 同一族，从上至下，常由分子晶体或原子晶体过渡到金属晶体 （二）单质的物理性质 1、熔、沸点 物质的熔、沸点决定于该物质的晶体结构，实际上决定于结构中的作用力大小 一般，原子晶体中共价键作用力金属晶体中金属键作用力分子晶体中分子间力最弱。 同一周期主族元素: 从左至右，熔、沸点由低至高再至低 同族，从上到下，熔、沸点也具类似特征 (IVA达到顶峰，C,Si) 过渡元素: 金属元素，原子半径较小，外层s电子和部分(n-1)d电子参与形成金属键，有较高的熔、沸点，W在金属单质中最高，达3410℃ 2、密度和硬度 原子半径和晶体结构 同一周期主族: 从左至右，单质的密度和硬度由小至大再变小。每周期开始的碱金属均小，Li、Na、K的密度比水还小，硬度小，可用刀切；后增大，最后为分子晶体，变小(分子晶体中分子间空隙大) 过渡元素: 较大的密度和硬度（ⅢB和ⅡB除外），Os，Ir，Pt是密度最大的三种单质，其密度分别为22.6、22.5、21.4g.cm-3，金属单质中硬度最大的是Cr 3、导电性和超导性 主族元素单质: 从左至右，一般由导体至半导体再到非导体。主族金属单质均为导体，主族非金属单质一般不导电，位于P区对角线上的一些单质如Si、Ge、Sb、Se、Te等单质具有半导体性质，其中Si和Ge是最好的半导体材料。 过渡元素单质: 导体。 超导性: 一定温度下一些金属元素(几十K) （三）单质的制取方法 归纳起来有五种：物理分离法，热分解法，还原法，氧化法和电解法。 1、物理分离法 原理：单质与杂质在某些物理性质（如密度、沸点等）上有显著差异的特点。 举例：（1）淘洗黄金（密度差异）； （2）低温加压下把空气液化，然后蒸发，利用沸点差异，液N2沸点-196℃，比液O2(-183℃) 低， O2 先从液态空气中蒸发出来，留下液N2。 应用范围：分离、提取以单质状态存在，且某些物理性质与杂质差异较大的元素。 2、热分解法 原理：某些化合物热稳定性低的特点，制取单质。 举例：2Ag2O(s) 4Ag(s)+O2(g) 应用范围：（1）应用于制取活泼性差的金属单质； （2）制取一些高纯单质，如Ni、Zr等。 3、还原法 原理：用还原剂还原化合物（如氧化物等）来制取单质，一般常用的还原剂是焦炭，CO、H2、活泼金属等。 举例： 高炉炼铁： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 铝热剂法： Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 电炉法制黄磷： 2Ca3(PO4)2+10C+6SiO2 6CaSiO3+10CO+P4 应用范围：用于制取活泼性不是很强的金属及以正氧化值 存在的非金属单质。 4、氧化法 原理：使用氧化剂氧化化合物中处理负氧化值的元素，制取单质。 举例：用空气氧化法从黄铁矿中提取硫，冷却硫蒸汽可得 粉状硫。 3FeS2+6C+8O2 Fe3O4+6CO2+6S 应用范围：用以制备以负氧化值存在的非金属单质。 5、电解法 原理：使用外力直流电源将元素还原为单质。 举例： 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2Al2O3（熔体）