0族元素


一、氦

元素名稱

元素符號He

原子序數2

在周期表中的位置第一周期0族

電子排布式[He]


 

1.氦氣

化學式He

分類稀有氣體單質

物理性質無色無味氣體密度小於空氣難溶於水沸點低沸點最低的氣體單質),難液化最難液化的氣體),超導體。(<2.2K)。

應用:①霓虹燈粉紅色)。②氦空氣體積分數79%氦氣體積分數21%氧氣)。


 

2.氦化鈉

化學式Na2He


 

3.氦合氫離子

化學式HeH+


 

二、氖

元素名稱

元素符號Ne

原子序數10

在周期表中的位置第二周期0族

電子排布式[Ne]


 

1.氖氣

化學式Ne

分類稀有氣體單質

物理性質無色無味氣體密度小於空氣難溶於水

應用霓虹燈紅色)。


 

三、氬

元素名稱

元素符號Ar

原子序數18

在周期表中的位置第三周期0族

電子排布式[Ar]


 

1.氬氣

化學式Ar

分類稀有氣體單質

物理性質無色無味氣體密度大於空氣難溶於水

用途霓虹燈藍紫色)。


 

2.氟氬化氫

化學式HArF

分類

化學性質

  ①酸的通性

    與鹼反應

      與氫氧化鈉反應:HArF + NaOH = NaArF + H2O

  ②不穩定性HArF = HF + Ar


 

四、氪

元素名稱

元素符號Kr

原子序數36

在周期表中的位置第四周期0族

電子排布式[Kr]


 

1.氪氣

化學式Kr

分類稀有氣體單質

物理性質無色無味氣體密度大於空氣難溶於水

化學性質

  ①還原性

    與氟氣反應:Kr + F2 = KrF2

應用霓虹燈藍綠色)。


 

2.二氟化氪

化學式KrF2

分類氟化物

物理性質無色固體

化學性質

  ①氧化性

    與氙氣反應:Xe + 3KrF2 = XeF6 + 3Kr

  ②不穩定性KrF2 = Kr + F2


 

五、氙

元素名稱

元素符號Xe

原子序數54

在周期表中的位置第五周期0族

電子排布式[Xe]


 

1.氙氣

化學式Xe

分類稀有氣體單質

物理性質無色無味氣體密度大於空氣難溶於水

化學性質

  ①還原性

    與氟氣反應:Xe + F2(少量) = XeF2Xe + 2F2(足量) = XeF4Xe + 3F2(足量) = XeF6

應用霓虹燈白色)。


 

2.二氟化氙

化學式XeF2

分類氟化物

物理性質無色固體

化學性質

  ①氧化性

    與鉑單質反應:2XeF2 + Pt = 2Xe + PtF4

    與氫氣反應:XeF2 + H2 = Xe + 2HF

    與反應:2XeF2 + 2H2O = 2Xe + O2 + 4HF

    與氯離子反應:XeF2 + 2Cl- = Xe + Cl2 + 2F-

    與碘離子反應:XeF2 + 2I- = Xe + I2 + 2F-

    與溴酸根離子反應:XeF2 + BrO3- + H2O = Xe + BrO4- + 2HF

    與五氟化碘反應:XeF2 + IF5 = Xe + IF7

    與四氟化硫反應:XeF2 + SF4 = Xe + SF6

    與反應:XeF2 + C6H6 = Xe + C6H5F + HF

  ②還原性

    與氟氣反應:XeF2 + F2(少量) = XeF4XeF2 + 2F2(足量) = XeF6

  ③不穩定性XeF2 = Xe + F2


 

3.四氟化氙

化學式XeF4

分類氟化物

物理性質無色固體

化學性質

  ①氧化性

    與鉑單質反應:XeF4 + Pt = Xe + PtF4

    與氫氣反應:XeF4 + 2H2 = Xe + 4HF

    與五氟化碘反應:XeF4 + 2IF5 = Xe + 2IF7

    與四氟化硫反應:XeF4 + 2SF4 = Xe + 2SF6

    自身歧化反應6XeF4 + 12H2O = 4Xe + 2XeO3 + 3O2 + 24HF

  ②還原性

    與氟氣反應:XeF4 + F2 = XeF6

  ③水解反應XeF4 + 2H2O = XeO2 + 4HF

  ④不穩定性XeF4 = Xe + 2F2


 

4.六氟化氙

化學式XeF6

分類氟化物

物理性質無色固體

化學性質

  ①氧化性

    與鉑單質反應:2XeF6 + 3Pt = 2Xe + 3PtF4。 

    與氫氣反應:XeF6 + 3H2 = Xe + 6HF。

    與五氟化碘反應:XeF6 + 3IF5 = Xe + 3IF7。

    與四氟化硫反應:XeF6 + 3SF4 = Xe + 3SF6。

  ②水解反應

    完全水解XeF6 + 3H2O = XeO3 + 6HF

    不完全水解XeF6 + H2O = XeOF4 + 2HF

  ③與二氧化硅反應:2XeF6 + 3SiO2 = 2XeO3 + 3SiF4

  ④不穩定性XeF6 = Xe + 3F2

氧化性六氟化氙 > 四氟化氙 > 二氟化氙


 

5.二氧化氙

化學式XeO2

分類不成鹽氧化物

物理性質橘黃色固體

化學性質

  ①氧化性

    自身歧化反應3XeO2 = Xe + 2XeO3

  ②不穩定性XeO2 = Xe + O2


 

6.三氧化氙

化學式XeO3

分類酸性氧化物

物理性質無色固體易潮解易爆炸

化學性質

  ①酸性氧化物的通性

    與反應:XeO3 + H2O = H2XeO4

    與反應:XeO3 + OH- = HXeO4-

  ②氧化性

    與氯離子反應:Cl- + XeO3 -> Cl2

    與碘離子反應:I- + XeO3 -> IO3-

    與錳離子反應:Mn2+ + XeO3 -> MnO4-

    與羧酸反應:羧酸 + XeO3 -> CO2 + H2O

  ③還原性

    與臭氧反應:XeO3 + O3 + 4OH- = XeO64- + O2 + 2H2O。 

  ④不穩定性2XeO3 = 2Xe + 3O2


 

7.四氧化氙

化學式XeO4

分類酸性氧化物

物理性質黃色固體易潮解易爆炸

化學性質

  ①酸性氧化物的通性

    與反應:XeO4 + 2H2O = H4XeO6。

    與反應:XeO4 + 4OH- = XeO64- + 2H2O。

  ②氧化性

    與氯離子反應:Cl- + XeO4 -> Cl2

    與碘離子反應:I- + XeO4 -> IO3-

    與錳離子反應:Mn2+ + XeO4 -> MnO4-

    與羧酸反應:羧酸 + XeO4 -> CO2 + H2O

  ③不穩定性XeO4 = Xe + 2O2


 

8.氙酸

化學式H2XeO4

分類

化學性質

  ①酸的通性

    與反應:H2XeO4 + OH- = HXeO4- + H2O

  ②氧化性

    與鐵單質反應:Fe + H2XeO4 = H2FeO4 + Xe


 

9.高氙酸

化學式H4XeO6

分類

化學性質

  ①酸的通性

    與反應:H4XeO6 + 4OH- = XeO64- + 4H2O

  ②氧化性

    與鐵單質反應:2Fe + 2H4XeO6 = 2H2FeO4 + 2Xe + O2 + 2H2O

  ③不穩定性2H4XeO6 = 2H2XeO4 + O2 + 2H2O


 

10.氙酸鹽

化學性質

  ①氧化性

    自身歧化反應2HXeO4- + 2OH- = Xe + XeO64- + O2 + 2H2O

  ②不穩定性2HXeO4- = 2Xe + 3O2 + 2OH-


 

11.高氙酸鹽

化學性質

  ①鹽的通性

    與反應:

      與鋇離子反應:2Ba2+ + XeO64- + 1.5H2O = Ba2XeO6·1.5H2O↓

  ②氧化性

    與氫氧化錳反應:5XeO64- + 2Mn(OH)2 + 7H2O = 5HXeO4- + 2MnO4- + 13OH-


 

12.六氟合鉑酸氙

化學式Xe[PtF6]

分類

化學性質

  ①氧化性

    自身歧化反應2Xe[PtF6] + 6H2O = 2Xe + 2PtO2 + O2 + 12HF


 

稀有氣體單質的制備

  第一步分離液態空氣氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳灼熱的銅網吸收氧氣灼熱的鎂屑吸收氮氣)。

  第二步低溫選擇性吸附法/低溫分餾法


 

二氟三氧化氙XeO3F2):Xe+8

四氟二氧化氙XeO2F4):Xe+8


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