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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原料：＋→＋

1/107.2氢成键特征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＋

不存在自由质子，它总是同别原子或分子结合在一起而存在，如H3O＋、H5O2＋、NH4＋等。2/103.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尤其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。3/107.3氢化物氢化物按其结构和性质不一样可大致分为三类：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）含有很低电负性，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。

4/10LiH NaHKHRbHCsHNaCl-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)25/10（3）猛烈水解（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＋2B2H66/102.分子型氢化物缺电子氢化物：ⅢA族氢化物B2H6足电子氢化物：ⅣA族氢化物CH4富电子氢化物：ⅤA~ⅦA氢化物NH37/10

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。

473KTi＋H2═TiH2RE＋H2═REHx

U＋H2═UH33.金属型氢化物：8/107.4应用：储氢合金一些合金能够在温和条件下可逆地同氢反应形成金属氢化物，能够吸收和分解出大量氢气，所形成氢化物密度大于液态氢——称之为储氢合金

LaNi5+3H2LaNi5H6TiFe+H2TiFeH2液氢：71kg·m-3LaNi5：88kg·m-3各种储氢材料：稀土系储氢合金

LaNi5….

钛系储氢合金

TiFeTiMnX镁系储氢合金

Mg2NiMg2Cu

锆系储氢合金

ZrV2ZrCr2储氢合金9/10H2离解为H原子。Ni起到离解催化剂作用。

表面结构及储氢机理靠近表层La扩散到表面与氧

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