大学无机化学经典课件第7章 氢和氢能源.ppt

第7章 氢和氢能源 7.1 氢氕（符号H） 丰度为99.984％氘（符号D） 占0.0156％氚（符号T） 约占10－16％氘和氚是核聚变反应的原料 ：＋ → ＋ 7.2 氢的成键特征1.形成共价单键： HCl、H2O、NH3 2. 氢原子与活泼金属（如Li、Na、K、Rb、Cs、 Ca、Sr、Ba）能组成离子型氢化物（如LiH、 NaH、CaH2 、LiAlH4、NaBH4、LiGaH4等） H5O2＋ 不存在自由的质子，它总是同别的原子或分子结合在 一起而存在，如H3O＋、 H5O2＋、NH4＋等3.氢键4. 形成单电子（σ）键 H2＋5. 形成三中心二电子键H3＋，为三角形结构6. 形成氢桥键 7.金属型氢化物氢原子能与许多金属特别是过 渡金属或合金及稀土元素组成二元或多元型氢 化物，如VH2、Mg2NiH4、TiFeH1.9、LaNi5H6、ZrCo2H4、MmCo5H3 7.3 氢化物氢化物按其结构和性质的不同可大致分为三类：离子型、金属型以及共价型 1.离子型氢化物：碱金属和碱土金属（除Be、Mg外）具有很低的电负性，可将电子转移给氢原子生成氢负离子（H－）从而组成离子型氢化物。

LiH NaH KH RbH CsH NaCl-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -441（1） 均为白色晶体, 热稳定性差△fHΘ（2） 还原性强ΘUO2＋CaH2 ═ U＋Ca(OH)2（3） 剧烈水解（4） 形成配位氢化物 氢化铝锂Li[AlH4]受潮时强烈水解NaH＋CH3OH ═ NaOCH3＋H2 4BF3＋3NaBH4 ═ 3NaBF4＋2B2H62.分子型氢化物缺电子氢化物： ⅢA族的氢化物 B2H6足电子氢化物：ⅣA族的氢化物 CH4富电子氢化物：ⅤA ~ ⅦA的氢化物 NH3许多过渡金属以及镧系和锕系金属都能与氢结合生成金属氢化物473K Ti ＋ H2 ═ TiH2RE＋ H2 ═ REHxU＋ H2 ═ UH33.金属型氢化物：7.4 应用： 储氢合金一些合金可以在温和条件下可逆地同氢反应形成 金属氢化物，可以吸收和分解出大量氢气，所形成的氢化物 密度大于液态氢——称之为储氢合金LaNi5+3H2 LaNi5H6 TiFe+H2 TiFeH2液氢：71kg·m-3 LaNi5：88kg·m-3各种储氢材料：稀土系储氢合金 LaNi5 …. 钛系储氢合金 TiFe TiMnX镁系储氢合金 Mg2Ni Mg2Cu 锆系储氢合金 ZrV2 ZrCr2储 氢 合 金H2离解为H原子。

Ni起到离解催化剂的作用表面结构及储氢机理靠近表层La扩散到表面与 氧、水结合成La2O3、La(OH)3Ni脱溶沉淀，产生表面分凝La2O3、La(OH)3保护亚表层Ni的 催化活性H2++。