8 s区和p区元素选述（课件）- 《无机化学》同步教学（清华大学版）

第8章　 s区和p区元素选述 本章主要内容 8.1 s区元素 8.2 p区元素选述 氢元素——可归于第ⅠA族，也可 归于第ⅦA族  ⅠA族——碱金属元素，氢氧化物 的水溶液显碱性。 ⅡA族——碱土金属元素，氧化物 的性质介于“碱性” 和“土性” 之间。 8.1 S区元素选述 三种同位素（isotope） 8.1.1 氢 三种同位素的化学性质完全一样 ◆氕（Protium，） ◆氘（Deuterium，或D） ◆氚（Tritium，或T） 1．氢原子的成键特征 （1）离子键 ◆ 获得1个电子→H- ◆ 失去1个电子→ H+ （2）共价键 ◆两个H→非极性的共价单键，如H2 ◆ 与非金属元素原子→极性共价键，如HCl ◆非整比化合物（金属型氢化物） H原子填充到过渡金属晶格的空隙中， 如：ZrH1.30和LaH2.86等 ◆氢桥键 硼氢化合物（如乙硼烷B2H6） 过渡金属配合物（如H[Cr(CO)5]2） ◆氢键 H2O、HF和NH3等含有强极性键的共价氢 化物中，H原子核可以定向吸引F、O、N 等上的孤电子对而形成分子间或分子内氢 键。 2．氢化物 （二元化合物） 氢与除稀有气体外的其他元素形成的化合物 氢与碱金属和碱土金属(铍和镁除外)直接化合 2M + H2 = 2MH（ 如：KH、NaH ） M + H2 = MH2 ( 如：CaH 2 ) 具有离子化合物的特征，如熔点、沸点较高， 熔融时能够导电等，又称盐型氢化物。 形成 (1) 离子型氢化物 性质 强还原性：在水溶液中与水强烈反应放出氢气 MH + H2O = MOH + H2↑ MH2 + 2H2O = M(OH)2 + 2H2↑ 复合氢化物 Li[AlH4] +4H2O =LiOH↓+Al(OH)3↓+ 4H2↑ Na[BH4] Li[AlH4]（最重要的还原剂） 性质 干燥空气中较稳定，遇水猛烈反应 制备 4LiH+AlCl3 Li[AlH4]+3LiCl 乙醚 P区元素 （ 稀有气体、铟、铊除外 ）与氢结 合可生成共价型氢化物。 (2) 共价型氢化物(分子型氢化物) 同一主族中，沸点自上而下，逐渐升高。 HF、NH3、H2O存在分子间氢键，其沸点高于 同族相邻元素氢化物的沸点。 ◆分类 ①缺电子氢化物 ⅢA族的元素B和Al的氢化物 ②满电子氢化物 中心原子的价电子全部参与成键，没有剩余的非键电子，满足8电子构型，形成满电子氢化物。如CH4、SiH4等。 ③富电子氢化物 中心原子成键后，还有剩余的孤电子对，ⅤA、ⅥA、ⅦA族的氢化物都属于富电子氢化物 (3)金属型氢化物(过渡型氢化物) 这类氢化物组成不符合正常化合价规律，如： 氢化镧LaH2.76、氢化铈CeH2.69、氢化钯PdH0.8等。 d区和f区元素一般都能形成此类化合物 此类氢化物晶格中，金属原子的排列基本上保 持不变，氢原子占据金属晶格中的空隙位置， 使得相邻金属原子间距离稍有增加，也被称为 间充型氢化物 。 LaNi5吸氢和放氢过程可以反复进行，其性质不 会发生改变： 某些过渡金属具有可逆吸收和释放氢气的特性 例如： 吸氢 放氢 2Pd + H2 2Pd rHm ＜0 这类金属氢化物可作储氢材料 La-Ni-Cu、Zr-Al-Ni、 Ti-Fe等吸氢材料也正在 研究中。 LaNi5 + 3H2 LaNi5H6 298K、2.5×102kPa 微 热 3．氢能源 氢能是氢的化学能。具有下列优点： ◆资源丰富 ◆燃料热值大 ◆干净、无毒 ◆应用范围广，适用性强 研究氢能源面临的三大课题： 氢气的制取、氢气的储存和输送、氢气作为 能源的利用。 8.1.2 碱金属和碱土金属 元素的化合物 ◆ⅠA和ⅡA族元素常见的氧化数分别为+1和 +2，与它们的族号相一致。 ◆ 常见的ⅠA、ⅡA族元素的化合物以离子型 为主。 ◆ Li+、Be2+的半径远小于同族其他阳离子， 故锂、铍的化合物具有一定程度的共价性。 1. 氧化物 在空气中直接形成 间接形成 正常氧化物 Li、Be、Mg、Ca、Sr、Ba ⅠA、ⅡA所有元素 过氧化物 Na 除Be外的所有元素 超氧化物 Na、K、Rb、Cs 除Be、Mg、Li 外的所有元素 臭氧化物 除Li外ⅠA元素 低氧化物 Rb和Cs s区元素形成的氧化物 碱金属氧化物的制备： 1）正常氧化物 碱土金属氧化物的