1医药化工学院医药化工学院 无机化学教研室无机化学教研室www.yyhg.tzc.edu.cn第十三章第十三章 氢和希有气体氢和希有气体 2教学要求本章共2课时掌握氢的物理和化学性质了解希有气体的分别、性质和用途了解希有气体化合物的性质和构造特点 3本章内容本章内容第一节 氢第二节 稀有气体 4H氢是周期表中独一尚未找到确切位置的元素. 第一节 氢 51存在存在氢是宇宙中丰度最高的元素，在地球上的丰度排在第是宇宙中丰度最高的元素，在地球上的丰度排在第15位位.某些某些矿物物(例如石油、天然气例如石油、天然气)和水是和水是氢的主要的主要资源，大源，大气中气中H2的含量很低是由于它太的含量很低是由于它太轻而容易脱离地球引力而容易脱离地球引力场.一一存在、制备和用途存在、制备和用途102030405060708090864202PbBiPbThXeScFeO原子序数原子序数log相对丰度相对丰度偶数偶数Z Z奇数奇数Z Z元素的相元素的相对丰度是指丰度是指该元素相元素相对于个原子于个原子的原子数的原子数偶数的元素比与之相偶数的元素比与之相邻的奇数元素更的奇数元素更稳定定 6大大气气层层顶顶云云层层顶顶液液氢氢液态金属氢液态金属氢岩岩石石核核心心木星构造 根据先锋飞船探测得知，木星大气含氢82%，氦17%，其它元素723K工业制氢工业制氢 10用焦炭或天然气与水反响制用焦炭或天然气与水反响制H2，为什么都需在高温下什么都需在高温下进展？展？由于由于这两个反响都是吸两个反响都是吸热反响：反响：要反响得以要反响得以进展，那么需供展，那么需供应热量，如添加空气或氧气熄量，如添加空气或氧气熄灭： 这样靠“内部熄灭放热，供焦炭或天然气与水作用所需热量，无须从外部供应热量，这是目前工业上最经济的消费氢的方法. ExampleExampleCH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g)，Hm=206.0kJmol1C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),Hm=131.3kJmol1C+O2CO2,Hm=393.7kJmol1CH4+2O2CO2+2H2O,Hm=803.3kJmol1Solution 11热化学循环法制热化学循环法制H2净反响净反响加加热(383423K)加加压(10133039kPa)，效率可提高，效率可提高到到90%以上以上.电解电解20%NaOH或或15%KOH水溶液，耗能大，效率也水溶液，耗能大，效率也只只32%4OH-O2+2H2O+4e-(阳极阳极)2H2O+2e-2OH-+H2(阴极阴极) 12配合催化太阳能分解水配合催化太阳能分解水2a既是既是电子子给予体，又是予体，又是电子接受体，在光能的激子接受体，在光能的激发下，下，可以向水分子可以向水分子转移移电子，使子，使H+变为H2放出放出.生物分解水制生物分解水制氢生物体分解水不需求生物体分解水不需求电和和高温，科学家高温，科学家们试图修正光修正光协作用的作用的过程来完成程来完成这一技一技术。小。小规模的模的实验已已胜利利. 最近，日本有人把太阳能电池版与水电解槽衔接在一同，电解部分的资料在产生氢气一侧运用钼氧化钴，产生氧气一侧那么运用镍氧化钴. 运用1平方米太阳能电池版和100毫升电解溶液，每小时可制造氢气 20 升，纯度为 99.9%.三三(2,2联吡吡啶)合合钌()(2a)2a*(已活化已活化)hv光能光能 13从海水中制氢美国Michigan州立大学H. Ti Tien教授的安装 原理：当可见光照射在半导体膜上时，电子被激发进入导带而留下空穴(低能级的电子空间).在导带中电子挪动到金属薄膜与海水之间外表上，水即被复原产生H2.同时，空穴迁移到半导体与电解质间的外表，来自Fe2+的电子填充空穴.H2(g)海海 水水Fe(),Fe()电电解解质质溶液溶液硒硒化化镉镉半半导导体体镍镍箔箔可可见见光光海水制氢的安装表示图海水制氢的安装表示图海水中制氢 14大容量电解槽体大型制氢站氢气纯化安装氢气储罐群氢气储罐群 我 国 已 建 成 大 型 制 氢 设 备H2 153用途用途燃燃料料熄熄灭值/kJkg-1氢气气H2120918戊硼戊硼烷B5H964183戊戊烷C5H1243367 16 氢能源21世纪的清洁能源氢熄灭速率快，反响完全. 氢能源是清洁能源，没有环 境污染，能坚持生态平衡.目前，已实验胜利用氢作动力的汽车，有望不久能投入适用 氢作为航天飞机的燃料曾经成为现实，有的航天飞机的 液态氢储罐存有近 1 800 m3的液态氢 氢能源研讨面临的三大问题： 氢气的发生降低消费本钱氢气的储存氢气的保送利用 17(1)同位素同位素 主要同位素有3种，此外还有瞬间即逝的 4H 和 5H. 重氢以重水D2O的方式存在于天然水中，平均约占氢原子总数的 0.016%.二二 核性质核性质中文名中文名英文称号英文称号表示方法表示方法符号符号阐明阐明氕氕*(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放射性同位素放射性同位素*氕这个称号只在个个称号只在个别情况下运用，通常直接叫情况下运用，通常直接叫氢；氘有有时又叫又叫“重重氢. 18(2)同位素效同位素效应应 普通情况下不同的同位素构成的同型分子表现为极为类似的物理和化学性质，例如 10BF3 与 11BF3 的键焓、蒸汽压和路易斯酸性几乎相等. 然而，质量相对差特大的氢同位素却表现不同，例如：H2D2H2OD2O规范沸点范沸点/252.8249.7100.00101.42平均平均键焓/kJmol1436.0443.3463.5470.9 H2O 和 D2O 之间沸点的差别反映了O H O 氢键不如 O DO氢键强. 一样化学环境下 键焓高于键焓的景象在很大程度上是由零点能的差别引起的.零点能低时键焓相对比较高，零点能高时键焓相对比较低. 氢同位素呵斥的性质差别大得足以找到某些实践运用. 例如，由于D2O中DO键的键焓相对比较高，电解速率该当低于，其结果是在电解水而得到的残液中得以富集. 19(3)制备制备利用重水与水的差利用重水与水的差别，富集重水，再以任一种从水中，富集重水，再以任一种从水中制制H2的方法从的方法从D2O中中获得得D.慢中子慢中子轰击锂产生生我国首座重水堆核电站泰山三核用上国产核燃料 20氢的成键特点1、氢原子失去电子构成H+2、氢原子得到电子构成H-，构成离子型氢化物3、氢原子与其他原子经过共价键构成共价型氢化物4、构成氢键三、三、二元氢化合物的分类二元氢化合物的分类 211二元氢化合物在周期表中的分布二元氢化合物在周期表中的分布 氢的大多数二元化合物可归入下述三大类中的某一类：似盐氢化物，金属型氢化物和分子型氢化物. 各类氢化物在周期表中的分布如下表所示.但是这种分类的界限也不十清楚确.构造类型并非非此即彼，而是表现出某种延续性. 例如，很难严厉地铍和铝的氢化物归入“似盐型或“分子型的任一类. 222 2 似盐型氢化物似盐型氢化物 ( (离子型氢化物离子型氢化物) )(1)电电正性高的正性高的s区金属似区金属似盐氢盐氢化物是非化物是非挥发挥发性，不性，不导电导电并具明确构造的晶形固体并具明确构造的晶形固体.例如例如MH均均为为NaCl型型.(2)H-的半径在的半径在126pm(LiH)与与154pm(CsH)之之间间，如此，如此大的大的变变化幅度化幅度阐阐明原子核明原子核对对核外核外电电子的控制子的控制较较松弛松弛.H-与与X-所所带电带电荷一荷一样样，半径介于，半径介于F-与与Cl-间间.因此因此才才显显示出示出NaCl型型. 233H-存在的重要化学存在的重要化学证据：据：电解其与碱金属的熔融物，解其与碱金属的熔融物，阳极放阳极放H2：2H-H2+2e-(4)与水反响的本与水反响的本质是是H-+H2OOH-+H2(5)此此时H-表表现出出强复原性、不复原性、不稳定性和定性和强碱性碱性.(6)利用利用这种性种性质可以可以在在实验室用来除去有机溶室用来除去有机溶剂或惰或惰性气体性气体(如如N2,Ar)中的微量水中的微量水.但是，溶但是，溶剂中的大量水不中的大量水不能采用能采用这种方法脱除，因种方法脱除，因强放放热反响会使反响会使产生的生的H2熄熄灭.2 2 似盐型氢化物似盐型氢化物 ( (离子型氢化物离子型氢化物) ) 243金属型氢化物金属型氢化物第第3至第至第5族一切族一切d区金属和区金属和f区金属都构成金属型区金属都构成金属型氢化物：化物： 25(1)大部分是用大部分是用单质单质直接化合的方法制直接化合的方法制备备，极，极纯纯的金属才的金属才可得到含可得到含氢氢最高的最高的产产物物.(2)都有金属的都有金属的电传导电传导性和性和显显有其他金属性有其他金属性质质如磁性如磁性.(3)除除PbH0.8是非整比外，它是非整比外，它们们都有明确的物都有明确的物相相.(4)过过渡金属吸渡金属吸氢氢后往往后往往发发生晶格膨生晶格膨胀胀，产产物的密度比母体物的密度比母体金属的大金属的大.3金属型氢化物金属型氢化物 26(5)成成键实际键实际氢以原子形状存在于金属晶格中以原子形状存在于金属晶格中.氢以以H+存在于存在于氢化物中，化物中，氢将将电子供入化合物的子供入化合物的导带中中.氢以以H-方式存在，每个方式存在，每个氢原子从原子从导带获得得1个个电子子.6金属 Pt 具有催化作用，可以被解释为外表 Pt 原子构成 PtH 键的 键 焓大得足以使键断开，却缺乏以补偿 Pt Pt 金属键断裂所需的能量.3金属型氢化物金属型氢化物 27(7)可逆可逆储氢资储氢资料料1体体积积金属金属Pd可吸收可吸收700体体积积H2，减，减压压或加或加热热可使其分解可使其分解钯的的这一性一性质被用被用于制于制备超超纯氢：基于微：基于微热时，PdH2分解，由于分解，由于压差和差和H原子在金属原子在金属Pd中的流中的流动性，性，氢以原子以原子方式迅速分散穿方式迅速分散穿过PdAg合金而合金而杂质气体那么气体那么不能不能.LaNi5+3H2LaNi5H6,含含H2量大于同体积液量大于同体积液氢氢微热微热(23)105Pa3金属型氢化物金属型氢化物2Pd+H22PdHU+3/2H2UH3减压减压,327K常压常压523K573K 284分子型氢化物分子型氢化物(共价型氢化物共价型氢化物)氢与与p区元素构成二元分子化合物，包括人区元素构成二元分子化合物，包括人们熟熟习的的第第2周期化合物周期化合物(CH4、NH3、H2O、HF)和各族中和各族中较重重元素的相元素的相应化合物化合物 29(1)存在方式存在方式(2)熔沸点低，通常条件下熔沸点低，通常条件下为为气体气体(3)因共价因共价键键极性差极性差别较别较大而化学行大而化学行为为复复杂杂缺电子氢化物，如缺电子氢化物，如B2H6中中心原子未满电子构心原子未满电子构型型.B2H6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中心原子价电子全部参与成键与成键.CH4富电子氢化物，如富电子氢化物，如NH3，中，中心原子成键后有剩余未成心原子成键后有剩余未成键的孤电子对键的孤电子对.NH3 30将以下化合物将以下化合物归类并并讨论其物理性其物理性质：HfH1.5PH3CsHB2H6 HfH1.5 和 CsH 两个氢化物为固体 前者是金属型氢化物显示良好的导电性， d 区金属和 f 区金属往往构成这类化合物 . 后者是 s 区金属似盐氢化物，是具有岩盐构造的电绝缘体 . p 区分子型氢化物 PH3 和 B2H6 具有低的摩尔质量，可以预料具有很高的挥发性规范情况下实践上是气体. Lewis 构造阐明 PH3 的 P 原子上有一对孤对电子，因此是个富电子化合物，乙硼烷是缺电子化合物. ExampleExampleSolution 311 H2 1 H2 反响反响热热力学力学四四氢的性质和反响氢的性质和反响 工业上用第(1)种方法合成放能化合物，然而某些情况下需求采取强化条件(高压、高温暖催化剂)以抑制不利的动力学要素.采取第(2) 和(3)种方法，以防止强化条件带来的费事.后两类方法也可用来制备吸能化合物.合成二元合成二元氢化物的三种常用方法是：化物的三种常用方法是：(1)元素直接化合元素直接化合2E+H2(g)2EH例如，例如，2Li(l)+H2(g)2LiH(s)(2)Brnsted碱的加合碱的加合质子子E-+H2O(ag)EH+OH-例如，例如，Li3N(s)+3H2O(l)3Li(OH)(ag)+NH3(g)(3)卤化物或化物或拟卤化物与化物与氢化物之化物之间的复分解的复分解EH+EXEX+EH例如，例如，LiAlH4+SiCl4LiAlCl4+SiH4 32(1)二二元元氢氢化化合合物物的的规规范范生生成成自自在在能能是是判判别别氢氢与与其其它它元元素素直直接接化化合合反反响响的的重重要要判判据据.为为正正值值的的氢氢化化合物都不能由单间的反响合成合物都不能由单间的反响合成.s 区和区和 p 区元素二元区元素二元氢氢化合物的化合物的 fHm / kJmol1 (298 K)121314151617LiH(s)68.4NaH(s)33.5KH(s)36.0RbH(s)30.0CsH(s)32.0BeH2(s)+20.0MgH2(s)35.9CaH2(s)147.2SrH2(s)141.0BaH2(s)140.0B2H6(g)+86.7AlH3(s)1.0GaH30CH4(g)50.7SiH4(g)+56.9GeH4(g)+113.4SnH4(g)+188.3NH3(g)16.5PH3(g)+13.4AsH3(g)+68.9SbH3(g)+147.8H2O(l)237.1H2S(g)33.6H2Se(g)+15.9H2Te(g)0HF(g)273.2HCl(g)95.3HBr(g)53.5HI(g)+1.71H2反响热力学反响热力学 33(2)分分子子型型氢化化合合物物由由上上而而下下稳定定性性降降低低的的趋势与与其其平平均均键焓(kJmol-1)有有关关.较重重元元素素构构成成较弱弱的的键，这一一现实通通常常归因因于于相相对密密实的的H1s轨道道与与较松松散散的的重重元元素素s和和p轨道道重叠才干比重叠才干比较差差.1H2反响热力学反响热力学 342H2反响机理反响机理氢分子与大多数元素和不少化合物之分子与大多数元素和不少化合物之间的反响的反响进展得很慢展得很慢这是由于它的高是由于它的高键焓使反响需求使反响需求较高的活化能高的活化能.能得以能得以进展展反响的条件有：反响的条件有：H2分子在金属外表分子在金属外表 a 和配合物中和配合物中 b 发发生的均裂活生的均裂活化化ab(1)H2分子在金属外表(多相催化)或金属配合物上(均相催化)发生均裂而得以活化： 35(2)H2分子在固体外表分子在固体外表(多相催化多相催化)或金属离子或金属离子(均相催化均相催化)发发生生异裂而得以活化：异裂而得以活化：H2分子被分子被ZnO固体外表吸附：固体外表吸附：H2+ZnOZnOZnOZnOHH+/CO加氢制取甲醇：加氢制取甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)Cu/Zn催化催化铜的冶炼中铜的冶炼中H2被用做被用做Cu2+离子的复原剂：离子的复原剂：H2(g)+Cu2+(aq)CuH+(aq)+H+(aq)H2(g)Cu(s)+H+(aq)2H2反响机理反响机理 363外界条件引外界条件引发产生生H自在基自在基爆爆鸣气气在在某某种种恒恒定定温温度度下下的的反反响响速速率率随随压力力增增大大发生生不不规那那么么变化化的的现实阐明明了了反反响响过程程的的复复杂性性.773K时的的反反响响速速率率随随压力力增增大大两两次次经过平平缓反响区和爆炸反响区：反响区和爆炸反响区： 人们将这种复杂性归因于链反响机理： ，既涉及简单键增殖 OH + H2 H2O + H , 也涉及分支键增殖 H + O2 OH + O 和 O + H2 OH + H . a b c平缓区平缓区 爆炸区爆炸区 平缓区平缓区 爆炸区爆炸区 压力增高方向压力增高方向例如，例如，H2和和O2生成水的反响生成水的反响:2H2O(g)+O2(g)=2H2O(l)2H2反响机理反响机理 37NO气体加气体加进进H2和和Cl2的混合体系的混合体系时时引起爆炸，引起爆炸，试试提出机理上的解提出机理上的解释释.NO自在基与自在基与Cl2反响构成反响构成Cl自在基：自在基：NO*+Cl2ClNO+Cl产生的生的Cl自在基引自在基引发H2和和Cl2之之间的快速反响，的快速反响，同同时发生生链增增长步步骤：H2+ClHCl+HH+Cl2HCl+ClExampleExampleSolution 383H2分子配合物分子配合物1985年年发现了第一个了第一个H2分子配合物分子配合物W(CO)3P(C3H7)32(2-H2),它暗示存在它暗示存在氢键在反响中被活化而不在反响中被活化而不断裂断裂.机理中毫无例外地涉及机理中毫无例外地涉及HH键的断裂，能否存在的断裂，能否存在HH键在反响中被活化而不断裂的情况呢？在反响中被活化而不断裂的情况呢？WPPHHCOOCOCiPriPriPriPriPriPrW(CO)3P(C3H7)32(2-H2) 39 这一最新发现的意义在于例证了H2 分子和二氢配合物之间存在中间体. H2 分子以其 s 成键轨道的电子投入金属空d 轨道，而以其 s 反键空轨道接受金属满 d 轨道电子构成反响键，正是这种协同成键作用使 H2 分子配合物得以稳定.简言之，H2 分子配合物的稳定性决议于中心金属原子上的电荷密度.这种成键方式类似于和乙烯与金属原子的成键. 这种配合物种配合物对烯烃加加氢反响、反响、氢加加酰化反响等重要工化反响等重要工业过程非常重要程非常重要.3H2分子配合物分子配合物 404氢键的方向性、水合包合物氢键的方向性、水合包合物冰冰的的敞敞口口网网状状结结构构氢键存在的有力证明H2O、NH3和和HF的反的反常沸点常沸点 41以下图清楚阐明氢键的方向决不只是直线性的以下图清楚阐明氢键的方向决不只是直线性的！ 42“机遇号艰苦发现 43第二节第二节 希有气体希有气体包括He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn(unstable).2-1稀有气体的发现科学史上注重实验结果；注重推理的结果经典氩：1、1785年英国化学家凯文迪许：在已参与过量氧气的空气中进展火花放电实验，生成二氧化氮气体，随即被NaOH溶液吸收。余下的氧用多硫化钾K2Sx吸收。残留下一个约为原体积的1120的微小气泡。实验记录中写道：“这个气泡是特殊的，不像普通的氮，由于不论什么样的火花都不能使它同氧化合。末被注重。1/120 442、1893年英国物理学家瑞利：发现从空气中得到的氮气密度从空气中得到的氮气密度1.2572g/L标态；从；从NO,NO2,NH3,CO(NH2)2,KNO3中得到的氮气密度中得到的氮气密度1.2505g/L标态。瑞利瑞利约请拉姆拉姆赛重做重做凯文迪文迪许实验，瑞利用，瑞利用红热的的铜丝除除氧，拉姆氧，拉姆赛用灼用灼热的的镁粒吸收其中的氮气。也得到粒吸收其中的氮气。也得到凯文文迪迪许实验中的气泡。中的气泡。他他们采用不同的方法分采用不同的方法分别了空气了空气中的末知气体，中的末知气体，经气体密度气体密度测定、光定、光谱检验，于，于1894年年8月断定是一种新元素，命名月断定是一种新元素，命名为“氩。原意是不活。原意是不活泼 45氦：1、1868年法国天文学家简孙：在利用分光镜观测日全蚀时发现一条黄色谱线D3和钠光谱中的D1和D2线的位置不同，为太阳中的未知元素，命名为氦原意是太阳；2、1890年美国化学家希尔布兰德：用无机酸处置沥青铀矿时，获得一种不活泼的气体，误以为氮气；3、1895年拉姆赛：在加热钇铀矿时，才在地球上作为一种元素分别出来，证明了地球上也有氦的存在。4、 1898年拉姆赛：将液态空气蒸发掉大部分，然后用热的镁和铜除去氧，用分光镜观测测到D3特征谱线，从而证明了大气中也有氦。目的是寻觅氖 46氪、氖、氙氪、氖、氙氪:1898年拉姆年拉姆赛：用上法：用上法发现了了氪原意是原意是隐藏。藏。氖：1898年拉姆年拉姆赛：思索到：思索到氖比比较轻，有能，有能够混混杂在液在液态氩中，于是在分中，于是在分馏液液态氩时只搜集其最先逸出的气体，只搜集其最先逸出的气体，测定其光定其光谱，得到深，得到深红色的色的强光，确光，确证为一新元素，命名一新元素，命名为氖情愿是新。情愿是新。氙：氙：1898年拉姆年拉姆赛：从液：从液态氪的分的分馏物中找到了比物中找到了比氪的原子的原子量更重的新元素，取名量更重的新元素，取名为氙情愿氙情愿为陌生人陌生人 47HeNeArKrXeRn在空气中含量大气层总储量（亿吨）（亿吨）体积%质量%5.239 10-41.818 10-30.9341.14 10-40.86 10-50.724 10-41.267 10-30.0503.29 10-40.39 10-436.2633.56.64 105164.519.52-1稀有气体的存在和分别稀有气体的存在和分别 482、空气的液化、空气的液化将除去灰尘、水蒸气和二氧化碳的空气紧缩至20265kPa，经内管到达管端，经过减压活塞膨胀至101.3kPa的压力，温度较原来可降低50K，冷却的空气经外管逸出使内管的高压空气冷却，紧缩和膨胀经反复多次，空气即可冷却。纯真的空气是淡蓝、透明的液体。通常储存在杜瓦瓶中，当它蒸发时，温度可到达83K190，故用做低温浴。 493、稀有气体的分别：、稀有气体的分别：利用熔沸点高低、吸附的难易差别。将液态空气分级蒸馏，轻馏分中含氦、氖，用活性炭处置，氖先吸附，然后分级解吸，反复多次，可得99.5%的氦和97%的氖;挥发除去大部分氮(-195.8)后，继续分馏，可从氧(-183.0)中分别出氩-185.7,含少量氮用沸石分子筛吸附。氩穿过沸石的孔隙，纯度高达99.999%。继续分馏、吸附得其它。 502-3稀有气体原子的构造和性质稀有气体原子的构造和性质一一.构造：构造：ns2np6单原子分子的方式存在。原子分子的方式存在。根据根据热力学推力学推导单原子分子恒容原子分子恒容热容容Cv=3/2R=12.472;恒恒压热Cp=5/2R=20.786;容容热容商容商r=Cp/Cv=5/3=1.667稀有气体稀有气体HeNeArKrXeCp20.78620.78620.78620.78620.786r1.631.641.651.691.67二二.性性质：1、无色无臭的气体；、无色无臭的气体；2、由于分子、由于分子间存在微弱的色散力，因此它存在微弱的色散力，因此它们的熔点和沸点都很的熔点和沸点都很低，并且随原子序数的增大而增大；低，并且随原子序数的增大而增大；3、在水中的溶解度、在水中的溶解度、临界温度、界温度、临界界压力的增大而增大；力的增大而增大；4、稀有气体、稀有气体较难液化；液化； 51稀有气体稀有气体HeNeArKrXe熔点熔点-272.2-248.67-189.67-157.2-118.8沸点沸点-268.9-245.9-185.7-152.9-107.1溶解度溶解度cm3/kg8.6110.533.659.4108.1临界温度界温度-267.9-228.7-120-62.516.65、固态时为面心立方严密堆积晶格、固态时为面心立方严密堆积晶格 522-4稀有气体的化合物稀有气体的化合物一、稀有气体的化合物的早期研一、稀有气体的化合物的早期研讨1、稀有气体的包合物稀有气体的包合物两种不同的分子相互两种不同的分子相互结合成合成为组成一定的化合物。往往以大成一定的化合物。往往以大分子包容小分子，靠分子分子包容小分子，靠分子间的范德的范德华力力结合的化合物。如合的化合物。如碘与淀粉构成碘与淀粉构成蓝色物色物质。稀有气体的包合物，常稀有气体的包合物，常见有以下三有以下三类：1稀有气体和水重水构成的包合物稀有气体和水重水构成的包合物46H2O8Ng；1Ng-H2O(D2O)46H2O8Ng46D2O8Ng稳定性随原子序数定性随原子序数的增大而增大的增大而增大 532稀有气体和稀有气体和氢醌对苯二酚构成的包合物苯二酚构成的包合物2Ng-氢醌C6H4(OH)230.8ArC6H4(OH)230.7KrC6H4(OH)230.88Xe3Ng-苯酚苯酚(C6H5OH)12mNg吸收吸收U反响堆裂反响堆裂变放出的放射性放出的放射性Ar和和Xe 54二、当前稀有气体化合物的研讨二、当前稀有气体化合物的研讨20世纪化学中的转世纪化学中的转机事件之一机事件之一1、50年代L.Pauling曾预言稀有气体 应该能构成化合物但没有人理睬；德国R.Hoppe提出稀有气体应该能构成氟化物并情愿试一试，被其导师W.Klemm氟化学巨匠斥责为“发疯，使之进程推迟了。2、1962年5 月英国化学家巴特列N.Bartlett合成了XePtF6 ;(从O2+PtF6= O2+PtF6-这一现实得到启发，由于Xe的第一电离能1170.43kJ/mol同氧分子的第一电离1177.18kJ/mol能很接近; 其后三个月,德国R.Hoppe合成了XeF2 ； 美国Argonne国家实验室Claassen合成了XeF4 ； 南斯拉夫斯洛文尼亚卢布里亚那大学Slivnik合成了XeF6。 553、1963年合成了年合成了KrF2 它它导导致了致了Br+7化合物的合成化合物的合成 ；以；以后相后相继继合成了一系列稀有气体化合物，但都合成了一系列稀有气体化合物，但都仅仅限于原限于原子序数子序数较较大的重稀有气体大的重稀有气体氪氪、氙、氙、氡氡。4、1995年芬年芬兰兰赫赫尔尔辛基大学合成了一系列新型的稀有气辛基大学合成了一系列新型的稀有气体化合物体化合物HXY(x=Xe、Kr、ArY=H、F、Cl、Br、I、CN、NC、SH)包括包括HArF发发表在表在Nature406,874(2000)预预示示HNeF的合成？的合成？5、德国研、德国研讨讨小小组组合成了合成了AuXe4Sb2F72(第一例稀有气第一例稀有气体原子作体原子作为为配体，稀有气体与金属原子的配体，稀有气体与金属原子的键键合合)。二、当前稀有气体化合物的研讨二、当前稀有气体化合物的研讨 56三、希有气体化合物性质三、希有气体化合物性质构成离子键时氧化态为+1，构成共价键时氧化态为2,4,6,8；只需与非金属性极强的元素F,O,N)才干构成化合物。一切希有气体化合物都是极强的氧化剂，遇复原剂极易反响甚至爆炸。1、无论是Xe Xe Xe Xe的化合物，都是氧化剂，而且价态越高氧化性越强。且大多数的情况下复原为Xe2、氙的氟化物都能作为氟离子的给予体，与许多含氟Lewis酸构成配合物。 Xe的氟化物可以直接合成，而氧化物和含氧化合物通常需间接得到。 Xe+ nF2=XeF2n XeF6+ 3H2O=XeO3 (XeOF4)+ 6HF XeO3+ OH- = HXeO4- 2HXeO4- + 2OH- =XeO64- + Xe+ O2+ 2H2O