一、氦
元素名稱:氦。
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(體積分數為79%的氦氣和體積分數為21%的氧氣)。
2.氦化鈉
化學式:Na2He。
3.氦合氫離子
化學式:HeH+。
二、氖
元素名稱:氖。
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:氬。
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:酸。
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:氪。
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:氙。
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) = XeF2。Xe + 2F2(足量) = XeF4。Xe + 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。
與水反應: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。
與苯反應:XeF2 + C6H6 = Xe + C6H5F + HF。
②還原性:
與氟氣反應:XeF2 + F2(少量) = XeF4。XeF2 + 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:
與水反應:XeO3 + H2O = H2XeO4。
與鹼反應: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-。
與醇、羧酸反應:醇、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:
與水反應:XeO4 + 2H2O = H4XeO6。
與鹼反應: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-。
與醇、羧酸反應:醇、羧酸 + XeO4 -> CO2 + H2O。
③不穩定性:XeO4 = Xe + 2O2。
8.氙酸
化學式:H2XeO4。
分類:酸。
化學性質:
①酸的通性:
與鹼反應: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:酸。
化學性質:
①酸的通性:
與鹼反應: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:
與鹽反應:
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:鹽。
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。