有关万圣节的图片饰品:Ar N2 CO2 He NF3的物理化学性质

元素序号：18

　　元素符号：Ar

　　元素名称：氩

　　元素原子量：39.95

　　元素类型：非金属

　　发现人：瑞利 发现年代：1894年

　　发现过程：
　　1894年，英国的瑞利，从空气中除去氧、氮后，在对少量气体做光谱分析时发现氩。

　　元素描述：
　　其单质为无色、无臭和无味的气体。是稀有气体中在空气中含量最多的一个，100升空气中约含有934毫升。密度1.784克/升。熔点-189.2℃。沸点-185.7度。电离能为15.759电子伏特。化学性极不活泼，按化合物这个词的一般意义来说，它是不会形成任何化合物的。氩不能燃烧，也不能助燃。

　　元素来源：
　　可从空气分馏塔抽出含氩的馏分经氩塔制成粗氩，再经过化学反应和物理吸附方法分出纯氩。

　　元素用途：
　　氩的最早用途是向电灯泡内充气。焊接和切割金属也使用大量的氩。用作电弧焊接不锈钢、镁、铝和其他合金的保护气体。

　　元素辅助资料：

　　19世纪末期，英国物理学家瑞利勋爵发现利用空气除杂制得的氮气和从氨制得的氮气的密度有大约是千分之一的差别。他在当时很有名望的英国《自然》杂志上发表了他的发现，并请大家帮他分析其中的原因。伦敦大学化学教授莱姆塞推断空气中的氮气里可能含有一种较重的未知气体。他们两人又各自做了大量的实验，终于发现了在空气中还存在一种密度几乎是氮气密度一倍半的未知气体。

　　1894年8月13日，英国科学协会在牛津开会，瑞利作报告，根据马丹主席

　　的建议，把新的气体叫做argon（希腊文意思就是“不工作”、“懒惰”）。元素符号Ar。

　　当然，当时发现的氩，实际上是氩和其他惰性气体的混合气体，正是因为氩在空气中存在的惰性气体的含量占绝对优势，所以它作为惰性气体的代表被发现。

　　氩的发现是从千分之一微小的差别开始的，是从小数点右边第三位数字的差别引起的，不少化学元素的发现，许多科学技术的发明创造，都是从这种微小的差别开始的。

　　元素序号：2

　　元素符号：He

　　元素名称：氦

　　元素原子量：4.003

　　元素类型：非金属

　　发现人：杨森 发现年代：1868年

　　发现过程：
　　1868年，法国的杨森，最初从日冕光谱内发现太阳中有新元素，即氦。

　　元素描述：
　　是惰性元素之一。其单质氦气，分子式为 He，是一种稀有气体，无色、无臭、无味。它在水中的溶解度是已知气体中最小的，也是除氢气以外密度最小的气体。密度0.17847克/升，熔点-272.2℃（26个大气压）。沸点-268.9℃。它是最难液化的一种气体，其临界温度为-267.9℃。临界压力为2.25大气压。当液化后温度降到-270.98℃以下时，具有表面张力很小，导热性很强，粘性很强的特性。液体氦可以用来得到接近绝对零度（-273.15℃）的低温。化学性质十分不活泼，既不能燃烧，也不能助燃。

　　元素来源：
　　氦是放射性元素分裂的产物，α质点就是氦的原子核。在工业中可由还氦达7%的天然气中提取。也可由液态空气中用分馏法从氦氖混合气体中制得。

　　元素用途：
　　用它填充电子管、气球、温度计和潜水服等。也用于原子核反应堆和加速器、冶炼、和焊接时的保护气体。

　　元素辅助资料：

　　1868年8月18日，法国天文学家詹森赴印度观察日全食，利用分光镜观察日珥，从黑色月盘背面如出的红色火焰，看见有彩色的彩条，是太阳喷射出来的帜热其他的光谱。他发现一条黄色谱线，接近钠光谱总的D1和D2线。日蚀后，他同样在太阳光谱中观察到这条黄线，称为D3线。1868年10月20日，英国天文学家洛克耶也发现了这样的一条黄线。

　　经过进一步研究，认识到是一条不属于任何已知元素的新线，是因一种新的元素产生的，把这个新元素命名为 helium，来自希腊文helios（太阳），元素符号定为He。这是第一个在地球以外，在宇宙中发现的元素。为了纪念这件事，当时铸造一块金质纪念牌，一面雕刻着驾着四匹马战车的传说中的太阳神阿波罗（Apollo）像，另一面雕刻着詹森和洛克耶的头像，下面写着：1868年8月18日太阳突出物分析。

　　过了20多年后，莱姆塞在研究钇铀矿时发现了一种神秘的气体。由于他研究了这种气体的光谱，发现可能是詹森和洛克耶发现的那条黄线D3线。但由于他没有仪器测定谱线在光谱中的位置，他只有求助于当时最优秀的光谱学家之一的伦敦物理学家克鲁克斯。克鲁克斯证明了，这种气体就是氦。这样氦在地球上也被发现了。

【1】Ar
原子序数： 18
原子名称： 氩
丰度（地壳中）： 0.0004
原子符号： Ar
相对原子量： 39.948
同位素： Ar 36 (0.337%) Ar 38 (0.063%) Ar 40 (99.60%)
熔点： -189.2 °C
沸点： -185.7 °C
密度： 1.7839 g/cm3
范德华半径： 1.91 Å
颜色（常温）： 无色（气体）

【2】N2
－－－－－－－－－基本数据－－－－－－－－－
结构式： N2
计量式： N2
相对分子量： 28.014
名称： 氮
熔点： -209.9 °C
沸点： -195.8 °C
密度： 1.251 kg/m3 （°C）
形态（常温）： 气
颜色（常温）： 无

【3】CO2
－－－－－－－－－基本数据－－－－－－－－－
结构式： CO2
计量式： C1O2
相对分子量： 44.009
名称： 二氧化碳
熔点： -56.6 °C
沸点： -78.5 °C
密度： 1.977 kg/m3
形态（常温）： 气
颜色（常温）： 无

【4】He
原子序数： 2
原子名称： 氦
丰度（地壳中）： 0.000001
原子符号： He
相对原子量： 4.0026
同位素： He 3 (0.00013%) He 4 (100%)
熔点： -272.2 °C
沸点： -268.6 °C
密度： .1785 g/cm3
颜色（常温）： 无色（气体）

【5】NF3
结构式： NF3
计量式： F3N1
相对分子量： 71.00099
名称： 三氟化氮
熔点： -207 °C
沸点： -120 °C
密度： kg/m3 （°C）
形态（常温）： 气

【6】C4F6
Melting Point -132 deg C
Boiling Point 6 deg C
log P (octanol-water) 2.090
Atmospheric OH Rate Constant 3.00E-14 cm3/molecule-sec 25

http://www.cheresources.com/data.xls
该数据库是浏览型数据库，含有470多种纯组分的物性数据，如分子量、冰点、沸点、临界温度、临界压力、临界体积、临界压缩、无中心参数、液体密度、偶极矩、气相热容、液相热容、液体粘度、反应标准热、蒸气压、蒸发热等。

基本概念

离子间除了库仑力外，诱导力起着重要作用，因为阳离子具有多余的正电荷，半径较小，它对相邻的阴离子会起诱导作用；阴离子半径较大，在外壳上有较多的电子，容易变形，在被诱导过程中能产生瞬时的诱导偶极。阴离子中产生的诱导偶极又会反过来诱导阳离子，阳离子如果易变形（18e-,18+2e- or 9~17e-构型半径大的离子），阳离子中也会产生偶极，使阳离子和阴离子之间发生了额外的吸引力。当两个离子接近时,可能使两个离子的电子云重叠，趋向于生成极性较小的键。由离子键向共价键过渡。

2、极化力（极化作用）：

（1）电荷: 阳离子电荷越高，极化力越强

（2）半径: 外壳相似电荷相等时，半径小，极化力强。

（3）离子构型（阳离子）:

18e-,2e-，18+2e-，(Ag+、Li+、Pb2+等)>9~17e-(Fe2+、Ni2+、Cr3+)>8e-(Na+、Mg2+等)

（4）电荷高的复杂阴离子也具有一定极化作用，如SO42-、PO43- 等

3、离子的变形性

（1）结构相同的阳离子，正电荷高变形性小

O2->F->Ne>Na+>Mg2+>Al3+>Si4+

（2）对于外壳结构相同的离子，电子层数越多，变形性越大

Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+；F-<Cl-<Br-<I-

（3）电荷和半径相近时；18e-,18+2e-；9~17e->>8e-

变形性：Ag+>K+；Hg2+>Ca2+等

（4）对于相同或类似的结构的离子，半径越大，变形性越大

（5）复杂阴离子变形性通常不大，中心离子氧化数越高，变形性越小

ClO4-<F-<NO3-<CN-<Cl-<Br-<I-

小结：最易变形是体积大阴离子和18e-，18+2e-，9~17e-的少电荷阳离子，如：Ag+、Pb2+、Hg2+等; 最不易变形是小半径高电荷稀有气体外壳阳离子，如Be2+、Al3+、Si4+等

4、相互极化（附加极化）作用

实际上，每一个离子一方面作为带电体，会使其他异号离子发生变形，另一方面，在周围离子作用下，本身也会产生变形，这种阴阳离子相互极化作用结果，使产生的诱导偶极矩加大，从而进一步加强了它们相互作用，这就是附加极化作用。

显然，，每个离子的总极化作用应是它原有极化作用与附加极化作用之和。

5、离子极化理论的应用：

（1）晶体类型转变：离子晶体→分子晶体; 如AgF→AgI；NaF→SiF4→PCl5

（2）键型转变：离子型→共价型

（3）结构转变：共价性增强，配位数减小。如AgF(NaCl型)→AgI(ZnS型)

（4）熔、沸点变化：降低

（5）溶解性变化: 减小

（6）颜色变化: 颜色加深

例题1：解释现象（1）MgO的熔点高于Mn2O7;（2）AgCl,AgBr,AgI颜色依次加深;（3）HgS在水中溶解度很小

1—2 价键理论（VB法）

一、价键理论的基本要点：

1、共价键的本质：

价键理论认为共价键的本质是由于原子相互接近时，由于原子轨道的重叠，原子间通过共用自旋方向相反的电子对结合，使体系能量降低而成键。共价键的本质也是电性的。

2、共价键形成原理

（1）电子配对原理：根据成单电子数配对，共价单键、双键等

（2）能量最低原理:

（3）原子轨道最大重叠原理:

3、共价键的特点

（1）共价键结合力的本质是电性的，但不能认为纯粹是静电作用，一般用键能表示共价键强度。

（2）共价键形成是由于原子轨道重叠，两核间电子云几率密度最大。不意味着仅在两核之间。

（3）共价键具有饱和性。

（4）共价键具有方向性。

（5）共价键的键型：

eq \o\ac(○,1)1σ键。 eq \o\ac(○,2)2π键。 eq \o\ac(○,3)3配位键。 eq \o\ac(○,4)4δ键：由两个原子的dxy—dxy;dxz—dxz,dyz—dyz,or dx2-y2—dx2-y2,轨道面对面的重叠而成。如在Re2Cl82-中δ键是dxy—dxy面对面（沿z轴）重叠:

【1】Ar
原子序数： 18
原子名称： 氩
丰度（地壳中）： 0.0004
原子符号： Ar
相对原子量： 39.948
同位素： Ar 36 (0.337%) Ar 38 (0.063%) Ar 40 (99.60%)
熔点： -189.2 °C
沸点： -185.7 °C
密度： 1.7839 g/cm3
范德华半径： 1.91 Å
颜色（常温）： 无色（气体）

【2】N2
－－－－－－－－－基本数据－－－－－－－－－
结构式： N2
计量式： N2
相对分子量： 28.014
名称： 氮
熔点： -209.9 °C
沸点： -195.8 °C
密度： 1.251 kg/m3 （°C）
形态（常温）： 气
颜色（常温）： 无

【3】CO2
－－－－－－－－－基本数据－－－－－－－－－
结构式： CO2
计量式： C1O2
相对分子量： 44.009
名称： 二氧化碳
熔点： -56.6 °C
沸点： -78.5 °C
密度： 1.977 kg/m3
形态（常温）： 气
颜色（常温）： 无

【4】He
原子序数： 2
原子名称： 氦
丰度（地壳中）： 0.000001
原子符号： He
相对原子量： 4.0026
同位素： He 3 (0.00013%) He 4 (100%)
熔点： -272.2 °C
沸点： -268.6 °C
密度： .1785 g/cm3
颜色（常温）： 无色（气体）

【5】NF3
结构式： NF3
计量式： F3N1
相对分子量： 71.00099
名称： 三氟化氮
熔点： -207 °C
沸点： -120 °C
密度： kg/m3 （°C）
形态（常温）： 气