化学元素PPT讲稿.ppt

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1、化学元素第1页，共26页，编辑于2022年，星期五l1869年门捷列夫发明元素周期表有空位，但无稀有气体空位。lF与Na、Cl与K是极端活泼的金属，稀有气体是极端不活泼的金属。l稀有气体的发现体现一种科学精神WilliamRamsay拉姆赛与LRaleigh瑞利各自测空气中N元素的密度N2=(空气O2，CO2，H2O）N2=1.2566克/升NH3=N2+3H2N2=1.2508克/升相差0.0058克/升1.稀有气体的发现稀有气体的发现第2页，共26页，编辑于2022年，星期五l科学的警觉性，直觉性杂质?新物质？1894年8月实验(拉姆赛坚持下来了)1.空气除水（干燥剂）2.除CO2（CaO

2、，NaOH）、除O2(Cu加热)3.赤热的Mg（N2,O2,H2O,CO2均可反应）多次4.与镁不能反应的气体装入电极发光玻管内观光谱（橙色，绿色）一种新的元素。与H、Cl、F、C、S及各种金属都不反应，在加压、加温或电火花、铂等催化剂下也不与任何物质反应，故命名为：Argon氩（Lozyone）第3页，共26页，编辑于2022年，星期五发现氩Lozyone后六年里，拉姆赛拉姆赛又先后发现Kr氪、Ne氖、Xe氙、He氦(Rn德国多恩发现)并确定它们在元素周期表位置，1904年独获诺贝尔化学奖第4页，共26页，编辑于2022年，星期五这一群气体发现后，由于性质极不活泼，最外层都是稳定结构，所以人

3、们称它们为“惰性气体”，其族编号为“0”（即只有零价氧化态）。“零族”“惰性气体”（InertGases）这样的化学理论导致了68年里该族元素“没有化学”现象。第5页，共26页，编辑于2022年，星期五l稀有气体化合物l1962年3月23日(英)助理教授巴特利特（Neil.Bartlett）在加拿大温多华多伦比亚大学第一个观察到了惰气的化学行为，制得XePtF6Xe+PtF6Xe+PtF6(一个电子从Xe偏向PtF6)l成功来源于科学思路类推法:O2+PtF6-氧分子的第一电离能（1175.7kJ/mol）比氙的第一电离能（1171.5kJ/mol）还略大。这样打破了“惰性”的禁区，改名“惰气

4、”为“稀气”（NobleGases）。第6页，共26页，编辑于2022年，星期五稀有气体用途广泛稀有气体用途广泛:l保护气人造小太阳、导航灯、闪光灯l液Ne冷冻剂4K，发现汞的超导性lRn（氡）建筑材料有害元素l制取很难制取的高卤酸根BrO4-NaBrO3+XeF2+H2O=NaBrO4+2HF+Xe第7页，共26页，编辑于2022年，星期五2.最活泼的非金属氟l氟的制取莫瓦桑莫瓦桑（HMoissan），1906年获诺贝尔奖l从发现氟1811到制取氟1886年，历时3/4个世纪，氟被称为“死亡元素”l莫瓦桑成长经历54岁去世（中毒4次，身体受到极大伤害）HF+KF50电解F2，Pt作电极第8页

5、，共26页，编辑于2022年，星期五氟的用途氟的用途:a.NaF（杀虫剂），HF（雕刻玻璃）b.（CF2-CF2）n聚四氟乙烯“塑料王”（1938年制得）耐酸、碱、有机溶剂，优越性远比不锈钢强c.CCl2F2(氟利昂12)制冷剂，但破坏大气中O3层d.F元素防龋齿病，但过量摄入得氟骨病(CaF2)e.C60F60优质润滑剂f.氟橡胶耐高温、耐油、耐酸腐蚀等（垫圈、密封圈）第9页，共26页，编辑于2022年，星期五3.足球烯 lC60似足球分子足球烯,60个C形成球形32面体,有12个五边形,20个六边形组成似足球(footballene)也称富勒烯(Fullerenes)Buckminster

6、Fuller所为蒙特利尔国际博览会美国馆所设而名。lC60是由三个化学家英国Kroto,美国Smalley,美国kaul从激光束照射石墨的产物中用质谱法检出来的，内径0.5nm，外径0.7nml这一重要的发现被瑞典皇家科学院称为：开辟了化学研究的新领域，对宇宙化学、超导、材料化学和材料物理的研究具有重要意义，三位科学家被授予96年诺贝尔奖。第10页，共26页，编辑于2022年，星期五C60有30个双键，之后形成了一族元素,C28、C32、C50、C70、C84、C90。图见书P26页C C6060的优异性能：的优异性能：1超导材料，A3C60（A=K,Rb,Cs）2功能材料，C60F603软铁

7、磁体,不含金属的有机软铁磁体4半导体材料 5.5.生物活性材料,C60衍生物将具有抑制人体免疫缺损蛋白酶HIVP的活性,利用C60分子的抗辐射性能,将放射元素置于笼内注射到癌变部位,提高治疗效力并减少副作用.第11页，共26页，编辑于2022年，星期五4.考古学上的时钟C-14 l埃及的考古学家发现尼罗河古老的小麦化石，经科学测定：6000多年前留下来的。（这是一种放射性测年法）lC的同位素有三种：C-12、C-13、C-14其中C-14是放射性元素，半衰期为5730年第12页，共26页，编辑于2022年，星期五 测定机理：测定机理：绿色植物进行光合作用，吸收CO2，经过食物链进入活的一切生物

8、体中。因此一切生物体内C-12的含量和C-14的含量相对比值空气中CO2基本一致，即每10000亿个C-12中便有一个C-14生物体死亡后，C-12不变，C-14不断衰变减少。所以，考古学家通过测定样品中残留的放射性C-14的数量，就可以准确的算出生物体死亡的年代。第13页，共26页，编辑于2022年，星期五l美国放射化学家利贝（W.F.Libby）因发现了放射性测年代的方法，荣获1960年诺贝尔化学奖l计算公式：计算公式：t18600lg（15.3/）是C14的衰变速度，即每克C中C-14每分钟的放射粒子量来表示。例7.18t18600lg（15.3/7.18）6100年第14页，共26页，

9、编辑于2022年，星期五适用范围：适用范围：适用于20005万年之间，但近几百年的测定，是利用蜗牛壳里的天冬氨基酸的旋光率。其他用途其他用途：C-14作标记化合物的示踪原子；生物医学研究领域应用，灵敏的示踪剂第15页，共26页，编辑于2022年，星期五5.稀土元素 l在元素周期表位置（5771）15个镧系元素和序数为21的钪,39的钇,共17个。l历时150年才全部发现（17941947），稀土元素占天然产出的83个元素的五分之一。l1.存在分散，含量少。l2.它们的原子结构相似，化性相近，活泼不易被分离。第16页，共26页，编辑于2022年，星期五应用应用:l1.高科技元素，应用于催化、化工

10、、玻璃陶瓷、能源、医学、纺织和农业等。l2.稀土荧光材料Eu、Gd、Y,可以使彩电亮度，清晰度大大提高l3.CT扫描（单晶荧光材料），扫描转换成可见图象l4.稀土节能灯（荧光灯粉），2亿只/年，1/10用稀土，可节电18亿度，提高寿命。第17页，共26页，编辑于2022年，星期五5.微量元素肥料提高谷物产量1020（西瓜含糖量）6.永磁体钕铁硼(Nd2Fe14B)用于八音盒,高能磁体,电动机体积大为减小.7.我国稀土产量第一,占世界60%8.含稀土的分子筛在石油的催化裂化中获得应用，汽油产量、质量大大提高9.激光束(高能)，军事上的激光枪，医学上的“光刀”第18页，共26页，编辑于2022年，

11、星期五6.放射性元素及性质 从Rentgen（X射线，首届诺贝尔物理学奖）到Becquerl（、射线）再到居里夫人发现Po（钋）打开原子大门，形成放射化学l真正具有革命意义的是发现Ra(镭)1898.12.6l1903年获诺贝尔物理学奖l1911年居里夫人发现Po、Ra独获诺贝尔化学奖两次获奖(100年来仅有六人获奖，有史以来二十位科学伟人之一)第19页，共26页，编辑于2022年，星期五 居里夫人（居里夫人（Marie.S.CurieMarie.S.Curie）：）：l法国物理学家(1867-1934)出生于华沙,1934年患白血病逝世,次年女儿女婿获诺贝尔奖。l居里夫人有两个中国学生：19

12、29年清华物理学家施士元，1934年郑大章回国后主持国立北平研究院镭学院研究所。l研究发现Ra的过程，沥青铀矿,铜铀云母,放射性元素含量仅百万分之一甚至是千万分之一,铀中有一种放射性强许多(400倍)的现象，发现了钋,钋的法文意思是“波兰”；五个月后又发现放射性强几百万倍的镭,含义是射线。l历时54个月从几吨铀矿提取0.3克镭元素。第20页，共26页，编辑于2022年，星期五镭的用途：镭的用途：1、发光材料（夜光表、路标、航标）2、医疗（杀伤恶性肿瘤）3、半衰期为1580年，半衰期用于地质学测定。4、镭发出射线同时，能放出大量热。每克镭每小时可以放热达140卡，放射一半能量高达1.9109 卡

13、，开启了人类对原子能的研究。第21页，共26页，编辑于2022年，星期五人工放射性元素的合成人工放射性元素的合成l弗雷德里克约里奥居里(FJoliotCurie)和伊伦约里奥居里(I.JoliotCurie)（居里夫人的女儿、女婿）发现中子,1935年获诺贝尔奖。l用射线(粒子)轰击氢核，发现正电子放出后仍有放射性=人工核(具放射性)的产物.l105B+42He137N+10n，137N+136Cl意义：原子能的开发,导致了第一颗原子弹生产(意大利物理学家费米)第22页，共26页，编辑于2022年，星期五 100年来有5人次获诺奖的第一家庭。伊伦于1897年出生在巴黎，因父亲被马车碾死，一直依

14、伴在母亲身旁，在实验室对化学实验和化学理论产生了浓厚的兴趣，后致力于放射性的研究。约里奥于1900年出生在巴黎商人家庭，对化学有浓厚兴趣，经刻苦努力进入居里夫人实验室当助理实验员。后与伊伦结婚，改姓约里奥-居里。10n 即为中子，与英国物理学家查德威克共同证实。从此发现和人工制造了2000多种的放射性核素。广泛用于工业、农业、商业、医学、国防工业等。为人类和平利用原子能变为现实。第23页，共26页，编辑于2022年，星期五7.元素发现史上的奇才西博格元素发现史上两个奇迹1.戴维(H.Davy)发现九种新元素2.西博格(G.T.Seabory)发现十种元素,94-102，106号元素，使周期表中

15、的元素扩展了将近20，并证实了“锕系理论”的正确性，获1951年诺贝尔奖，年仅39岁3.发现重要的核燃料Pu-239第24页，共26页，编辑于2022年，星期五PuPu的用途的用途 ：1、日本长崎、广岛的原子弹，就有西博格制备的60Kg钋-239核燃料，造成广岛130000人丧生，长崎3000多人丧生。60KgPu-239相当于2万吨TNT炸药(科学发现的不合理利用)2、核燃料Pu-238-核电站、宇航动力（0.5g Pu-238可工作5-10年功率大70W）、心脏起博器的动力西博格精神：西博格精神：治学严谨，知识渊博，多次来华，关心基础教学.第25页，共26页，编辑于2022年，星期五氢能利用l氢有三个同位素：氢(氕-H)、重氢(氘-D)、超重氢(氚-T)，可生成水H2O、重水D2O、超重水T2O。其中核聚变反应的重要原料-氚和核裂变反应的中子减速剂和载热剂-重水是由美国物理学家化学家尤利(H.C.Urey,1893-1981)发现的,故获1934年诺贝尔化学奖。l1gD2He+Q(=10万Kw.hr)(氢弹威力)21H+31H42He+10n+Q(我国1967年氢弹试验成功)l重水占普通水1/5000,每升水有0.3克D2,换算成石油能量,等于水:油=1:400，50升=20000升优质石油。第26页，共26页，编辑于2022年，星期五