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[理学]结构与物性-Chapter_3
第三章 氢和氧的化学
3.1 氢
一、氢的分布和同位素
氢是宇宙中最丰富的元素，约占宇宙总
质量的74%。（太阳主要由氢组成）
氢有三种同位素：
二、氢的成键类型
-e +e
H+ H· H-
可以形成多种类型的化学键:
1.共价单键
如：在H O、NH 、CH 、HCl等分子中，
2 3 4
其共价单键半径：32pm 。
2.离子键
（1）形成H-
如在NaH、CaH 等化合物中.
2
H-离子的半径：130~150pm之间
（2 ）形成H+
+ +
如：在H O 、NH 等离子中.
3 4
+
H 的半径：0.0015pm （半径极小！）
3.金属键
在高压和低温下：
H 250GPa，77K Hn （直线型氢原子链，
2
金属相）
4.氢键
X-H······Y
3c-4e ：三中心四电子键
5.氢分子配键
在过度金属配位化合物中
H
M___
H
6.其他类型的键
C - H M键 3c – 2e 键
缺电子多中心桥键等
三、氢气的性质和制备
1.性质
常温常压下，无色无味的气体。
非极性分子（且只有两个电子） 分子间的
作用力非常弱 熔点沸点非常低 （熔点：
13.96K，沸点：20.39K)
H-H间的结合力非常强，解离能：436KJ/mol ，
一般要在高温和催化剂作用下才能与其他元素
反应，如和O 、Cl 、C等的反应。
2 2
2.制备
（1）实验室：
Zn （s ）+2H+(aq） H (g）+Zn2+ (aq）
2
（2 ）工业：
a：天然气裂解
CH +H O CO+3H
4 2 2
C H +3H O 3CO+7H
3 8 2 2
b：水煤气
C+H2O CO+H2
CO+H O CO +H
2 2 2
C. 电解
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