ch元素概论解析实用

会计学1ch元素概论解析实用N+2考核方案：

测验0.2

章节小结0.1

小论文0.1

笔记0.1

期末考试0.5第1页/共49页元素概论第九章第2页/共49页9-1-1元素的发现迄今为止，已发现的元素和人工合成的元素已有116种,其中天然存在的为94(钚)种，其余为人工合成元素。9-1元素概述第3页/共49页9-1-2元素的分类ⅠA011HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2He23Li4Be5B6C7N8O9F10Ne311Na12MgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB13Al14Si15P16S17Cl18Ar419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr537Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe655Cs56Ba57-71Ln72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn787Fr88Ra89-103An104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Uun111Uuu*112Uub*1.按元素性质：分为金属和非金属通过B-Si-As-Te-At和Al-Ge-Sb-Po之间的对角线来划分,左下方为金属(90种),右上方为非金属(22种),对角线附近的Ge、As、Sb、Te为准金属。

第4页/共49页元素周期表轻稀有元素铂系元素稀土元素分散稀有元素稀有气体高熔点稀有元素红色字放射性稀有元素IA011HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2He23Li4Be5B6C7N8O9F10Ne311Na12MgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB13Al14Si15P16S17Cl18Ar419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr537Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe655Cs56Ba57-71Ln72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn787Fr88Ra89-103An104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Uun111Uuu112Uub2.在化学上元素分为两类：

普通元素和稀有元素第5页/共49页9-1-3元素在自然界中的存在形态单质(游离态)存在形态化合物(化合态)气态非金属单质:如N2、O2等固态非金属单质；如C、S等金属单质:如Hg、Au及Ag等氧化物、硫化物、卤化物、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐第6页/共49页2.主要存在于矿物和天然水系中我国的矿物资源非常丰富,已探明的达148种W、Li、Sb、Zn及稀土居世界之首稀土矿总储量占世界的80%1.在地壳中分布最广的10种元素为：

O、Si、Al、Fe、Ca、Na、

K、Mg、H、Ti

9-1-4元素的自然资源占组成地壳的原子总数的99%。第7页/共49页2.主要存在于矿物和天然水系中1.在地壳中分布最广的10种元素为：

O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti

Sn、Mo、Bi、Pb、Hg、Nb、Ta、Be等矿物储量均居世界前列钛铁矿居世界第一Al、Cu、Ni的储量也很大9-1-4元素的自然资源第8页/共49页2.主要存在于矿物和天然水系中1.在地壳中分布最广的10种元素为：

O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti

但我国铁矿、铜矿、磷矿多为贫矿，钾盐、天然碱、天然硫、金刚石等资源少金、银、铂等更为稀少。9-1-4元素的自然资源第9页/共49页2.主要存在于矿物和天然水系中1.在地壳中分布最广的10种元素为：

O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti

非金属矿物如P、S、石墨矿和硼矿储量也很高9-1-4元素的自然资源第10页/共49页2.主要存在于矿物和天然水系中1.在地壳中分布最广的10种元素为：

O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti

9-1-4元素的自然资源海水中含有O、H、Cl、Na、Mg等约50余种元素大多数元素以离子形式存在，也有些沉积于海底如太平洋海底的锰结核矿第11页/共49页2.主要存在于矿物和天然水系中1.在地壳中分布最广的10种元素为：

O、H、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg、K、Ti

9-1-4元素的自然资源3.也存在大气中大气中主要含有N2、O2和稀有气体第12页/共49页大致有五种方法：物理分离法热分解法电解法还原法氧化法9-1-5单质的制取方法第13页/共49页适用于分离、提取以单质存在，与其杂质在某些物理性质有显著差异的元素如O2与N2的分离：利用液氧和液氮的沸点不同1.物理分离法第14页/共49页常用于制备一些高纯物质如Zr(粗)+2I2ZrI4600℃1800℃Zr(纯)+2I22.热分解法第15页/共49页用于制备活泼金属和非金属如H2和Cl2的制取2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解电解Na的制取2NaCl(熔体)2Na+Cl2↑CaCl2,580-590℃3.电解法第16页/共49页MnO2+2COMn+2CO2↑△如MgO+CMg+CO↑△△WO3+3H2W+3H2O用还原剂还原化合物制取金属单质一般常用焦炭、CO、H2、活泼金属等作还原剂4.还原法第17页/共49页用氧化剂氧化化合物制取单质如用空气氧化法从黄铁矿中提取硫3FeS2+6C+8O2Fe3O4+6CO2↑+6S↑△5.氧化法第18页/共49页元素周期表ⅠA011HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2He23Li4Be5B6C7N8O9F10Ne311Na12MgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB13Al14Si15P16S17Cl18Ar419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr537Rb38Sr39Y40Zr41Ne42Mo43Tc44Re45Rh46Pa47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe655Cs56Ba57-71La72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn787Fr88Ra89-103Ac104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Uun111Uuu112Uub氢是宇宙间所有元素中含量最丰富的元素在自然界中主要以化合态存在是周期系中第一号元素9-2

氢第19页/共49页符号含量/%

1H（氕）H99.98

2H（氘）D0.016

3H（氚）T0.004氢有三种同位素9-2-1氢原子的性质及其成键特征111Hydrogen,deuterium,tritium第20页/共49页符号含量/%

1HH99.982HD0.0163HT0.004目前世界各地建造的核聚变反应堆用的是D和T构成的等离子体燃料氢有三种同位素111第21页/共49页符号含量/%1HH99.982HD0.0163HT0.004∵三种同位素质子数相同,中子数不同。∴它们的单质和化合物的化学性质基本相同，物理性质和生化性质则不同。氢有三种同位素第22页/共49页价层电子构型1s1氧化数-1,0,+1原子半径/pm37电离能(kJ·mol-1)1312电子亲合能(kJ·mol-1)-72.8电负性2.11.失去价电子→H+2.结合一个电子:H-

易与活泼金属形成离子型氢化物3.易与非金属通过共用电子对形成

共价型氢化物中间电负性，与金属、非金属都能化合。第23页/共49页熔点/℃-259.23沸点/℃-252.77气体密度

(g·cm-3)8.988×10-5(为空气的1/40倍)△fusHm(J·mol-1)117.15△vapHm(J·mol-1)903.74热导率(W·m-1·K-1)0.187(为空气的5倍)9-2-2

氢气的性质和用途氢气是无色、无味、无臭的可燃性气体,是所有气体中最轻的。

氢气球可携带仪器作高空探测，也可携带干冰、碘化银等试剂进行人工降雨。第24页/共49页9-2-2氢气的性质和用途熔点/℃-259.23沸点/℃-252.77气体密度

(g·cm-3)8.988×10-5(为空气的1/40倍)△fusHm(J·mol-1)117.15△vapHm(J·mol-1)903.74热导率(W·m-1·K-1)0.187(为空气的5倍)熔、沸点极低，难液化。液氢是超低温制冷剂，可将除氦外的所有气体冷冻成固体。液氢是重要的高能燃料。是美国宇宙航天飞机和我国“长征”三号火箭所用燃料。第25页/共49页熔点/℃-259.23沸点/℃-252.77气体密度

(g·cm-3)8.988×10-5(为空气的1/40倍)△fusHm(J·mol-1)117.15△vapHm(J·mol-1)903.74热导率(W·m-1·K-1)0.187(为空气的5倍)3.在水中的溶解度很小。可大量溶于镍、钯、铂等金属中。利用此性质可制得极纯的氢气9-2-2氢气的性质和用途第26页/共49页4.氢分子在常温下不活泼，键牢固，不易解离。但当已解离的氢原子结合为分子时，可放出大量热：

2H→H2

rHm=-436kJ·mol-1

利用此性质可设计制作原子氢吹管（3500oC），用于熔化难熔的金属(如W、Ta等)9-2-2氢气的性质和用途第27页/共49页5.氢气在氧气或空气中燃烧，可得到温度近3000℃的氢氧焰可用于金属的切割或焊接

H2+O2

→H2O

△rHm=-285.83kJ·mol-1

129-2-2氢气的性质和用途第28页/共49页5.氢气在氧气或空气中燃烧，可得到温度近3000℃的氢氧焰。注意1.点燃或加热氢气时，必须确保氢气的纯净，以免爆炸；2.使用氢气的地方要严禁烟火,

加强通风。9-2-2氢气的性质和用途第29页/共49页

详见“氢化物”

6.氢气在加热时，可与许多金属或非金属反应，生成氢化物。9-2-2氢气的性质和用途第30页/共49页7.氢气在高温下，可与氧化物、氯化物反应，得到金属或非金属如工业上高纯钨和硅的制取

WO3+3H2W+3H2O高温SiHCl3+H2Si+3HCl↑高温9-2-2氢气的性质和用途第31页/共49页8.高温下，氢分子可分解为原子氢，原子氢比分子氢活泼。2H+S→H2S与S作用生成H2S2H+CuCl2

→

Cu+2HCl在常温下可将Cu、Fe、Bi、Hg、Ag等的氧化物或氯化物还原为金属9-2-2氢气的性质和用途第32页/共49页9-2-3氢气的制备用锌和盐酸或稀硫酸作用

Zn+2H+

→

Zn2++H2↑实验室第33页/共49页9-2-3氢气的制备(1)天然气或焦炭与水蒸气作用,得到水煤气CH4+H2OCO+3H2700-870℃Ni、Co催化剂C+H2OCO+H21000℃(2)水煤气与水蒸气反应,得到CO2和H2的混合气CO+H2OCO2+H2Fe、Cr催化剂(3)除去CO2可得较纯的氢气工业上：1.水煤气法

第34页/共49页9-2-3氢气的制备

电解15%-20%氢氧化钠溶液

阴极：2H++2e-

→H2↑阳极：4OH--4e-

→2H2O+O2↑如此制得的氢气较纯净，但耗电量大。目前，绝大部分H2来自化石燃料的转化。工业上：2.电解法第35页/共49页元素发现年代发现者氦1868J.N.Lockyer,S.E.Frankland(英)1895W.Ramsay（英）氩1894J.W.Rsyleigh氖1898W.Ramsay（英）氪1898W.Ramsay（英）氙1898W.Ramsay（英）氡1900F.E.Dorn（德）9-3稀有气体9-3-1稀有气体的发现与存在第36页/共49页存在主要存在于空气氦也存在于某些天然气中、月球氡为某些放射性元素的蜕变产物9-3-1稀有气体的发现与存在第37页/共49页氦为2电子构型其它为稳定的8电子构型结构9-3-2稀有气体的结构、性质和用途第38页/共49页性质在一般条件下不具备化学活性在自然界以原子形式存在熔、沸点低，并随原子序数的增加而递增第39页/共49页氦用途

是除氢以外最轻的气体，可用它取代氢气填充气球和汽艇；

氦在血液中溶解度比氮小，可利用氦和氧混合物制成“人造空气”供潜水员呼吸，以防得潜水病；

可作超低温研究中的制冷剂(4.2K)

还可作低温温度计的填充气体；

可用做电弧焊中的惰性保护气体。第40页/共49页氖用途

能产生鲜艳的红光，可用于