无机化学教案.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -优质资料欢迎下载第九章稀有气体Chapter 9The Rare GasesHelium He太阳Neon Ne 新的Argon Ar懒散的Krypton Kr稳固的Xenon Xe 生疏的Radon Rn 发光的Electronic configuration ： ns2np6except He 1s2从 1894-1900 年期间上面稀有气体相继全部被发觉，其中Ramsay 功绩最大，他荣获1904 年 Nobel 化学奖。 1892 年， J.W.S.Rayleigh 发觉从空气中分别出来的氮气密度

2、比从化合物中分别出来的氮气密度略重（1.2565/1.2507），但不知其缘由。W.Ramsay 紧随其后，以敏捷的观看力和精湛的试验技术，与合作者经过几年的艰苦努力，最终发觉和离析了几乎一整族稀有气体。一、General Properties:1它们都是单原子分子monatomic molecular ，在通常条件下，它们都是气体，也称为惰性气体（ noble or inert gases）。2蒸发热、在水中的溶解度以及熔、沸点都很小，并且随着原子序数的增加而逐步上升。氦是全部气体中最难液化的物质。He 的沸点为4.2K， H2 的沸点为20.4K。氦冷却至 2.178K ， 就 变 成 第

3、 二 种 液 体 （ heliumII ） ， 发 生 无 粘 度 流 动 ， 称 为 超 流 体（ superfluidity ）。 He-II 的热传导是He-I 的 106 倍，比热传导最优的金属银强得多。3由于稀有气体的最外电子层都有相对饱和的结构（octet rule ），这种电子结构是相当稳固的，其电子亲合势都接近于零，而且都有很高的电离势，因此它们在化学性质上表现为惰性。4在自然界中的分布：在接近的球表面的空气中，每1000 升空气中约含9.3 升氩、 18毫升氖、 5 毫升氦、 1 毫升氪和0.8 升氙，所以液态空气是提取稀有气体的主要原料。 5用途：氪、氙的同位素在医学上被用

4、来测量脑血流量和争论肺功能，运算胰岛素分泌量。二、Chemical Properties在稀有气体发觉后一段时间内（1900-1960 年），把它们作为化学性质上肯定惰性的。 直到 1962 年， Bartlett 将 PtF6 的蒸气与等摩尔的氙混合，在室温下制得了XePtF6 的橙黄色固体，推翻了连续了近70 年之久的关于稀有气体完全化学惰性的传统说法。下面我们主要争论氙的氟化物和含氧化合物。1氙的氟化物（Fluorides of xenon ） XeF 2、XeF 4、XeF 6(1) preparation可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结XegF2 g400 C,1at

5、mXeF2 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（由 Xe 在缺 F2 情形下加压反应）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Xeg2F2 g600 C,6atmXeF4 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结较易制得，在如上条件下加入Xe 和 F2 1:5 混合物，几十小时后便制得。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Xeg3F2 g300 C,60atmXeF6 s（ Xe : F 2 = 1:20 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结或 XeF4 sF2 gXeF6 s （在常压下）Irradiatinga xenon-flu

6、orinemixturewithultra-violetlightat ordinary temperature produces XeF 2 together with some XeF 4为什么 Xe 与 F2 混合如此简单化合但六十多年间却没有能合成出Xe 的化合物？主要有这几方面缘由：当时拥有的Xe 的量太少。肯定干燥的玻璃仪器不能获得。试验技术落后，更重要的是思想上有框框。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

7、结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -优质资料欢迎下载(2) properties: a氙的氟化物都与水发生反应：(i) XeF 2 在水中的溶解放出刺激性臭味，在酸性溶液中水解很慢，但在碱性溶液中水解很快：2XeF 2s + 2H 2Ol2Xeg + 4HFl + O 2gXeF2 在碱性溶液中发生Redox 反应：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结XeF2 s2OHaq1XegO2 g2F aqH 2 Ol 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(ii) XeF 4 在水中既发生歧化反应，又发生氧化仍原反应：6XeF 4s +

8、 12H 2Ol2XeO 3s + 4Xeg + 3O 2g + 24HFl分解成： 3XeF 4g + 6H 2Ol3Xeg + 3O 2g + 12HFl（与水的氧化仍原反应）3XeF 4s + 6H 2Ol2XeO 3s + Xeg + 12HFl （歧化反应）所以上述反应方程式只是XeF4 等摩尔参加歧化反应以及与水的氧化仍原反应的配平结果。实际上这是一个多重配平的方程式。(iii) XeF 6s + H 2OlXeOF 4l + 2HFl XeOF 4l + 2H 2OlXeO 3s + 4HFlb氙的氟化物都是强氧化剂XeF 2 s + CH 2 CH 2gCH 2F CH 2Fs

9、 + Xeg XeF 4s + 2SF4g2SF6g + XegXeF 6g + 8NH 3gXeg + N 2g + 6NH 4Fs可以使 HCl Cl 2， CeIII CeIV ， NH 3 N2XeF 6 化学性质特别活泼，甚至与石英反应：2XeF6g + SiO 2s2XeOF 4l + SiF 4 gXeF 6 在碱性条件下也能发生歧化反应：4XeF 6 + 18BaOH 23Ba2XeO 6 + Xe + 12BaF 2 + 18H 2Oc氙的氟化物都是良好的氟化剂RbFs + XeF 6sRbXeF 7s XeF 2 s + SbF5lXeFSbF 6s可编辑资料 - - -

10、欢迎下载精品名师归纳总结2XeF 2s + SbF5l2氙的氧化物（Oxides of xenon ）(1) preparation:a XeO 3 由 XeF 4 和 XeF 6 水解制得。Xe 2 F3 SbF6 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b XeO 4 由 XeF 6 在 BaOH 2 中歧化制得的高氙酸钡Ba2XeO 6，高氙酸钡再与硫酸反应制得：Ba 2XeO 6s + 2H 2SO4aq2BaSO4s + XeO 4g + 2H 2Ol(2) properties:a稳固性（ stabilization ）无色无味XeO3s中含有XeO 3 分子。 XeO

11、3 在水中稳固，但在固态时XeO 3 会可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结发生爆炸（虽然该反应常常在动力学上很慢）。它在OH介质中形成子：HXeO 4 离可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此离子发生缓慢歧化，得到XeO 4：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6XeO 3s + OHaqHXeO 4K = 1.5103可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - -

12、欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -优质资料欢迎下载可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8OH4HXeO 4Xe3XeO 46H 2O可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结或者：2HXeO 4 aq2OHaq46XeO 6aqXegO2 g2H 2 Ol可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因此可以得出这样的结论：对于氙的含氧化物，在酸性和中性溶液中Xe VI 稳固。在碱性溶液中Xe VIII 稳固。XeO 4 是一种气体，正四周体几何构型。XeO 4 缓慢分解成XeO 3 和 O2，当 XeO 4固

13、态时，即使在室温下仍旧会发生爆炸。b氧化性（ oxidation ）：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结高氙酸盐是最强的氧化剂之一。它能把Mn 2+ 分别氧化成M nO4 、 ClO 3、 ClO 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结65XeO 4+ 2Mn 2+ + 9H +5HXeO 42MnO 4 + 2H 2O可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结c 在碱性溶液中，高氙酸盐的主要形式是HXeO 3，它被水缓慢仍原，然而在酸可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6性溶液中， Reduction is almost instantaneous

14、 ：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结62H XeO 2HHXeO 41H 2 OO22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结and the hydroxyl radical is involved as an intermediate.三、The Stereo Structures of Xenon Compounds1符合 VSEPR valence shell electron pair repulsion理论XeF 2AB 2E3sp3d直线型XeF 4AB 4E2sp3d2平面四方XeO 3AB 3Esp3三角锥型可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

15、结3XeO 4AB 4sp正四周体可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结XeOF 4AB 5Esp3d2四方锥型XeO 2F2AB 4Esp3d歪四周体可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6XeO 42特别构型AB 6sp3d2正八面体可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Xe 2 F32XeF2AsF5Xe 2 F3 AsF6 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结XeF 6The exact structure of the gaseous XeF6 molecular has notbeen determined, but it is known

16、 to be a slightly distorted octahedron.(a) lone pair emerging through edgeb lone pair emergingthrough face of the octahedron C2v symmetryof the octahedronC3v symmetryElement Reaction FlowchartA Flowchart is shown for xenon, the only nobel gas with a significant chemistry.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结XeF4

17、2F2H OH O2+H2SO4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结XeF 2F246H2OXeF2XeF622OHXeOF4XeO3HXeO OHXeO 2 BaBa2XeO6XeO4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -优质资料欢迎下载Bonding in Noble Gas Com

18、poundsAs it was widely believed, prior to 1962, that the noble gases were chemically inert because of the stability, if not inviolability, of their electronic configurations, the discovery that compoundscouldin fact be prepared, immediatelynecessitated a description ofthe bonding involved.Avariety o

19、f approaches has been suggested, none of which is universally applicable. The simplest molecular-orbitaldescription is that of the 3-centre, 4-electron bond in XeF 2, which involves only valence shell p orbitals and eschews the use of higher energy d orbitals. The orbitals involvedare the collinear

20、set comprisingthe 5px orbitalof Xe, which contains 2 electrons, and the 2px orbitals from each of the F atoms, each containing 1 electron. The possible combinations of these orbitals are shown in Fig. A and yield1 bonding, 1 nonbonding, and 1 antibonding orbital. A single bonding pair of electrons i

21、s responsible for binding all 3 atoms, and the occupation of the nonbondingorbital,situated largelyon the F atoms, impliessignificantioniccharacter. The scheme should be compared with the 3-centre, 2-electron bonding proposed for boron hydrides.Asimilartreatment, involvingtwo3-centre bonds accounts

22、satisfactorilyforthe planar structure of XeF 4 but failswhen applied to XeF 6 since three 3-centre bonds would produce a regular octahedron instead of the distorted structure actually found. An improvement is possible if involvement of the Xe 5d orbitals in invoked, since this produces a triplet lev

23、el which would be subject to a Jahn-Teller distortion. However, the approach which as most consistently rationalized the stereochemistries of noble-gas compounds as distinct from their bonding is the electron-pair repulsion theory of Gillespie and Nyholm. This assumes that stereochemistry is determi

24、ned by the repulsionsbetween valence-shellelectron-pairs,bothnonbondingand bonding,and that the former exert the stronger effect. Thus, in XeF2 the Xe is surrounded by 10 electrons 8 from Xe and 1 from each F distributed in 5 pairs; 2 bonding and 3 nonbonding. The 5 pairs are directed to the corners

25、 ofa trigonalbipyramidand, because oftheirgreater mutualrepulsions,the 3 nonbonding pairs are situated in the equatorial plane at 120to each other, leaving the 2 bonding pairs perpendicular to the plane and so producing a linear F-Xe-F molecule.In the same way XeF 4, with 6 electron-pairs, is consid

26、ered as pseudo-octahedral withits 2 nonbondingpairs trans to each other, leaving the 4 F atoms in a plane around the Xe. More distinctively,The 7 electron-pairsof XeF 6 suggest the possibilityof a non-regular octahedral geometry and imply a distorted structure based on either a monocapped octahedral or a pentagonal pyramidal arrangement of electron-pairs, with the Xe-F bonds bending away from the projecting nonbonding pair.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载