卤素单质的性质优秀PPT.ppt
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1、卤素单质的性质第1页,本讲稿共33页第十七章第十七章 卤素卤素171卤素单质1711物理性质物理性质1712化学性质化学性质u与水的反应与水的反应u与金属的反应与金属的反应u与非金属的反应与非金属的反应u与与H2的反应的反应u与某些化合物的反应与某些化合物的反应第2页,本讲稿共33页 2卤素在自然界的存在形式 课本P5811卤素包括 氟F 氯Cl 溴Br 碘I 砹At 因为砹是放射性元素,且实验数据较少,在本节中就不予以讨论了第3页,本讲稿共33页小资料小资料氟的发现是一篇悲壮的历史 氟是卤族中的第一个元素,但发现得最晚。从1771年瑞典化学家舍勒制得氢氟酸到1886年法国化学家莫瓦桑分离出单
2、质氟经历了100多年时间。在此期间,戴维、盖吕萨克、诺克斯兄弟等很多人为制取单质氟而中毒,鲁耶特、尼克雷因中毒太深而献出了自己的生命。莫瓦桑总结了前人的经验教训,他认为,氟活泼到无法电解的程度,电解出的氟只要一碰到一种物质就能与其化合。如果采用低温电解的方法,可能是解决问题的一个途径。经过多次实验,1886年6月26日,莫瓦桑终于在低温下用电解氟氢化钾与无水氟化氢混合物的方法制得了游离态的氟。第4页,本讲稿共33页性性质质F FClClBrBrI聚集聚集态态气气气气液液固颜颜色色淡黄淡黄黄黄绿绿红红棕棕紫黑剧剧毒毒毒性大毒性大有毒有毒毒性较小沸点沸点熔点熔点密度密度 溶解性溶解性大大大11物理
3、性质物理性质大毒性毒性毒性毒性第5页,本讲稿共33页元素符号FClBrI价电子层结构2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 主要氧化数1,01,0,+1,+3,+4,+5,+7 1,0,+1,+3,+5,+71,0,+1,+3,+5,+7电子亲和能/(kJ mol1)328.16324.54295。15分子离解能/(kJ mol1)157 194153电负性(Pauling)3.983.162.962.66243348.57第6页,本讲稿共33页溶解度:溶解度:溶解度:溶解度:F2F2F2F2剧烈地分解水剧烈地分解水剧烈地分解水剧烈地分解水水中:水中:水中:水中:Cl2Cl2C
4、l2Cl2、Br2Br2Br2Br2、I2I2I2I2溶解度较小,分别称氯水、溴水、碘溶解度较小,分别称氯水、溴水、碘溶解度较小,分别称氯水、溴水、碘溶解度较小,分别称氯水、溴水、碘水水水水有机溶剂:有机溶剂:有机溶剂:有机溶剂:Br2 Br2 Br2 Br2可溶于乙醇、乙醚、氯仿、可溶于乙醇、乙醚、氯仿、可溶于乙醇、乙醚、氯仿、可溶于乙醇、乙醚、氯仿、CCl4CCl4CCl4CCl4、CS2CS2CS2CS2,随浓度不同显示随浓度不同显示随浓度不同显示随浓度不同显示黄色黄色黄色黄色棕红色棕红色棕红色棕红色KI和碘化物和碘化物:黄黄棕黄棕黄棕红棕红I2溶于乙醇、乙醚、酯等呈棕色或红棕色(溶剂合
5、物)溶于乙醇、乙醚、酯等呈棕色或红棕色(溶剂合物)第7页,本讲稿共33页从上到下 原子序数增加气气态态液液态态固固态态半半径径,相相对对分分子子质质量量增增加加,色色散散力力增增大大熔沸点增高分子排列分子排列紧密程度增加,紧密程度增加,密度增大密度增大第8页,本讲稿共33页卤素基态原子的价电子层结构是ns2np5ns2np5,有7个价电子,与稀有气体8电子稳定结构相比,仅缺少一个电子,因此卤素原子都有获得一个电子形成氧化数为1价额负离子倾向,从而卤素表现出非金属元素特征卤素表现出非金属元素特征。1 12 2 化学性质化学性质卤素单质是强氧化剂卤素单质是强氧化剂,其中F F2的氧化性最强,随原子
6、序数增大,氧化能力逐渐变弱。这是由于F半径特别小,电负性大,FF键能小等因素影响的结果。卤素单质的强化型表现在以下几个方面:第9页,本讲稿共33页121与水的反应与水的反应卤素与水发生两类重要的化学反应。卤素与水发生两类重要的化学反应。第一类:卤素置换水中氧的反应第一类:卤素置换水中氧的反应X2+H2O=2H+2X_+1/2O2第二类:卤素的歧化反应第二类:卤素的歧化反应 X2+H2O=2H+2X_+HXO从热力学角度上看,氟、氯、溴单质都能进行反应,而且氧化能力依次减弱,碘不能置换水中的氧,相反,水中溶解的氧气能将I氧化为单质碘。但考虑到动力学因素,氯、溴对水的氧化反应速率很慢,以致于无实际
7、意义。氯、溴、碘与水主要发生第二类第二类反应。第10页,本讲稿共33页2F2+2NaOH=2NaF+OF2+H2O2F2+4NaOH=4NaF+O2+H2OCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2OBr2+NaOH=NaBr+NaBrO+H2O Br2+NaOH=NaBr+NaBrO3+H2O卤素与NaOH的反应 75oC低于室温3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O00C左右50-800C常用溴水和氯水来吸收NaOH不同碱度不同温度第11页,本讲稿共33页1 12 22 2 与金属的反应与金属的反应F F2 2 在任何
8、温度下都可与金属直接化合,生成高价氟在任何温度下都可与金属直接化合,生成高价氟化物化物 通常通常很猛烈很猛烈,伴随着燃烧和爆炸。,伴随着燃烧和爆炸。F F2 2与与CuCu,NiNi,MgMg作用时由于金属表面生成一层致密氟化物保护膜作用时由于金属表面生成一层致密氟化物保护膜而中止反应。所以而中止反应。所以F F2 2可以储存在可以储存在CuCu,NiNi,MgMg或其合金制或其合金制成的容器中成的容器中。ClCl2 2也能与各种金属作用,反应也能与各种金属作用,反应较为强烈较为强烈,但有些反应,但有些反应要加热。要加热。CaCa在通常情况下就能与在通常情况下就能与ClCl2 2作用;作用;N
9、aNa、FeFe、CuCu、SnSn等只有在加热的情况下才与等只有在加热的情况下才与ClCl2 2作用,作用,ClCl2 2还能使变价还能使变价的金属氧化成高价。干燥的的金属氧化成高价。干燥的ClCl2 2不与不与FeFe反应,所以反应,所以ClCl2 2可可以再铁罐中储存或运输。以再铁罐中储存或运输。第12页,本讲稿共33页2Fe+3X2=2FeX3(X X为为F Cl BrF Cl Br )Fe+I2=FeI2BrBr2 2和和I I2 2在常温下在常温下只能只能与活泼的金属作用,与不活与活泼的金属作用,与不活泼的金属泼的金属只有在加热的条件只有在加热的条件下才发生反应。下才发生反应。Eg
10、:与Fe的反应(I I的氧化性比较弱的氧化性比较弱 I I-Fe Fe3+3+)第13页,本讲稿共33页1 12 23 3 与非金属的反应与非金属的反应u F F2 2 除除O O2 2,N,N2 2,稀有气体,稀有气体HeHe和和NeNe外,外,F F2 2可与所有非金属(氢可与所有非金属(氢单独讨论)作用,直接化合成高价氟化物。在低温下可与单独讨论)作用,直接化合成高价氟化物。在低温下可与C,SiC,Si,S S,P P猛烈反应,产生火焰,生成氟化物。大多数氟化物具有挥发性。猛烈反应,产生火焰,生成氟化物。大多数氟化物具有挥发性。u Cl Cl2 2也能与大多数非金属直接反应,但不及也能与
11、大多数非金属直接反应,但不及F F2 2激烈。激烈。ClCl2 2与与S S的反应的反应2S(s)+Cl2S(s)+Cl2 2(g)=S(g)=S2 2ClCl(l l)S(s)+ClS(s)+Cl2 2(g)(g)(过量过量)=SCl)=SCl2 2(l)(l)第14页,本讲稿共33页ClCl2 2与与P P的反应的反应2P(s)+3Cl(g)=2PCl2P(s)+3Cl(g)=2PCl3 3(l)(l)2P(s)+5Cl(g)(2P(s)+5Cl(g)(过量过量)=2PCl)=2PCl5 5(g)(g)uBrBr2 2和和I I2 2 可与许多非金属反应,但不如可与许多非金属反应,但不如F
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