第十章第三节卤素.ppt
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1、第三节第三节卤素卤素0AAAAA He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3 Al 铝铝 Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫 Cl 氯氯 Ar 氩氩4 Ga 镓镓 Ge 锗锗 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5 In 铟铟 Sn 锡锡 Sb 锑锑 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6 Tl 铊铊 Pb 铅铅 Bi 铋铋 Po At 砹砹Rn 氡氡卤素卤素,希腊文原意为,希腊文原意为成盐元素成盐元素 卤族元素通性卤族元素通性氟氟(F)(F)氯氯(ClCl)溴溴(BrBr)碘碘(I I)原子序数原子序数9173553价层电子构型价层电子构型 2s22p53
2、s23p54s24p55s25p5原子半径原子半径/pm6499114133电负性电负性(p)(p)4.03.02.82.5I1/(kJ mol-1)1681125111401008主要氧化数主要氧化数-1-1、0 0 -1、0+1、+3+5、+7 -1、0+1、+3+5、+7 -1、0+1、+3+5、+7非金属性减弱非金属性减弱 I1大大,X-e-X+困难困难只有碘才有这种可能只有碘才有这种可能 卤族元素通性卤族元素通性 与稳定的与稳定的8 8电子构型原子相比较仅缺一电子构型原子相比较仅缺一个电子个电子,在同周期元素中核电荷是最多的在同周期元素中核电荷是最多的,原子半径是最小的。原子半径是最
3、小的。易获得电子,是同周期中易获得电子,是同周期中非金属性最强非金属性最强的元素的元素氟氟(F)(F)氯氯(ClCl)溴溴(BrBr)碘碘(I I)原子序数原子序数9173553价层电子构型价层电子构型 2s22p53s23p54s24p55s25p5原子半径原子半径/pm/pm6499114133电负性电负性(p)(p)4.03.02.82.5I I1 1/(kJ molkJ mol-1 1)1681125111401008主要氧化数主要氧化数-1-1、0 0 -1、0+1、+3+5、+7 -1、0+1、+3+5、+7 -1、0+1、+3+5、+7 卤族元素通性卤族元素通性ClCl、BrBr
4、、I I的价电子构型的价电子构型拆开拆开1 1对电子对电子氧化数为氧化数为+1+1ns npndns npnd氧化数为氧化数为+3+3拆开拆开2 2对电子对电子拆开拆开3 3对电子对电子ns npndns npnd氧化数为氧化数为+5+5氧化数为氧化数为+7+7具有多种氧化数具有多种氧化数 并相差并相差2 2氟氟(F)(F)氯氯(ClCl)溴溴(BrBr)碘碘(I I)原子序数原子序数9173553价层电子构型价层电子构型 2s22p53s23p54s24p55s25p5原子半径原子半径/pm6499114133电负性电负性(p)4.03.02.82.5I1/(kJ mol-1)1681125
5、111401008主要氧化数主要氧化数-1-1、0 0 -1、0+1、+3+5、+7 -1、0+1、+3+5、+7 -1、0+1、+3+5、+7 卤族元素通性卤族元素通性 特殊性特殊性1.F 1.F 电负性大,非金属性强电负性大,非金属性强2.2.原子半径小,氧化能力强,与具有多原子半径小,氧化能力强,与具有多种氧化数的元素化合时,该元素往往可种氧化数的元素化合时,该元素往往可呈现最高氧化数呈现最高氧化数如如 AsF5、SF6、IF73.F-F3.F-F键能小,易打开键能小,易打开,化学性质活泼化学性质活泼氟氟(F2)氯氯(Cl2)溴溴(Br2)碘碘(I2)集聚状态集聚状态 气体气体 气体气体
6、 液体液体 固体固体熔、沸点升高熔、沸点升高熔点熔点/-220 -101 7.3 113沸点沸点/-188 -34.5 59 1831.1.物理性质物理性质3-1 3-1 卤族单质卤族单质均为双分子均为双分子(具有稳定的具有稳定的8 8电子构型及较高的键能电子构型及较高的键能)在周期表中在周期表中,整族是双原子分子的只有卤素整族是双原子分子的只有卤素 固态为分子晶体固态为分子晶体 熔、沸点较低熔、沸点较低氟氟(F2)氯氯(Cl2)溴溴(Br2)碘碘(I2)集聚状态集聚状态 气体气体 气体气体 液体液体 固体固体颜色颜色*浅黄浅黄 黄绿黄绿 红棕红棕 紫黑紫黑颜色加深颜色加深熔点熔点/-220
7、-101 7.3 113沸点沸点/-188 -34.5 59 1831.1.物理性质物理性质3-1鹵素单质鹵素单质溶解度溶解度 分解水分解水 在水中溶在水中溶 易溶于易溶于 解度不大解度不大 有机溶剂有机溶剂毒性毒性 具有刺激性气味,并有毒具有刺激性气味,并有毒氟氟(F2)氯氯(Cl2)溴溴(Br2)碘碘(I2)集聚状态集聚状态 气体气体 气体气体 液体液体 固体固体颜色颜色*浅黄浅黄 黄绿黄绿 红棕红棕 紫黑紫黑溶解度溶解度 分解水分解水 在水中溶在水中溶 易溶于易溶于 解度不大解度不大 有机溶剂有机溶剂毒性毒性 具有刺激性气味,并有毒具有刺激性气味,并有毒毒性减小毒性减小熔点熔点/-219
8、.6 -101 7.2 113.5沸点沸点/-188 -34.6 58.76 184.31.1.物理性质物理性质3-1鹵素单质鹵素单质X2+e-X-氧化性氧化性2.2.化学性质化学性质 F2 Cl2 Br2 I2电极电势电极电势:F2/F-Cl2/Cl-Br2/Br-I2/I-E(X2/X-)2.87 1.36 1.07 0.535减减小小卤素卤素反应条件反应条件反应速率与程度反应速率与程度F2阴冷阴冷爆炸、放出大量热爆炸、放出大量热Cl2常温常温强光照射强光照射缓慢缓慢爆炸爆炸Br2常温常温600 C不如氯不如氯 明显明显I2高温高温缓慢缓慢X2+e-X-氧化性氧化性2.2.化学性质化学性质
9、 F2 Cl2 Br2 I2 与与H2反应反应 X2+H2 2HX卤素卤素反应物质反应物质 反应程度反应程度F2所有金属所有金属除氮除氮、氧外的非金属氧外的非金属 反应激烈反应激烈常伴有燃烧和爆炸常伴有燃烧和爆炸 Cl2与上与上类似类似平稳平稳Br2 I2活泼金属活泼金属其他金属其他金属加热加热加热加热减减小小X2+e-X-氧化性氧化性 F2 Cl2 Br2 I2化学性质化学性质2.2.化学性质化学性质 与金属、非金属反应与金属、非金属反应卤素卤素反应物质反应物质 反应程度反应程度F2所有金属所有金属除氮除氮、氧外的非金属氧外的非金属 反应激烈反应激烈常伴有燃烧和爆炸常伴有燃烧和爆炸 Cl2与
10、上与上类似类似平稳平稳Br2 I2活泼金属活泼金属其他金属其他金属加热加热 加热加热干燥的氯不干燥的氯不与与Fe反应反应可将氯储存可将氯储存在铁罐中在铁罐中减减小小X2+e-X-氧化性氧化性 F2 Cl2 Br2 I2化学性质化学性质2.2.化学性质化学性质 与金属、非金属反应与金属、非金属反应Cl2、Br2、I2主要发生主要发生(2)(2)类反应类反应反应程度越来越小反应程度越来越小F2 只能发生只能发生(1)(1)类反应,并反应激烈类反应,并反应激烈2F2+2H2O 4HF+O2X2+e-X-氧化性氧化性 F2 Cl2 Br2 I22.2.化学性质化学性质(1)氧化作用氧化作用 2X2+2
11、H2O 4HX+O2(2)歧化水解歧化水解 X2+H2O H+X-+HXO加碱使平衡右移加碱使平衡右移 与水反应:分两类与水反应:分两类3.3.制备制备2X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化:电解法:电解电解法:电解KHF2和和 无水无水HF的熔融混合物的熔融混合物 2KHF2 2KF+H2 +F2电解电解F2 由由K.Christe设计的方法设计的方法K2MnF6+2SbF5 2KSbF6+MnF3+F21501501 12 23.3.制备制备2X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化:工业上:工业上:电解饱和食盐水溶液制烧碱的副产品电解饱和食盐水溶液制烧碱的副产品 Cl22
12、NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2 +H2电解电解 电解电解MgCl2熔盐制熔盐制Mg的副产品的副产品 MgCl2(熔融)熔融)Mg+Cl2电解电解电解电解 电解电解NaClNaCl熔盐制熔盐制NaNa的副产品的副产品 2NaCl(熔融熔融)2Na+Cl23.3.制备制备2X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化:实验室:用实验室:用MnOMnO2 2、KMnOKMnO4 4、K K2 2CrCr2 2O O7 7、KClOKClO4 4 等氧化剂与浓盐酸反应等氧化剂与浓盐酸反应Cl2MnO2+4HCl(浓浓)MnCl2+Cl2 +2H2O2KMnO4+16HCl(浓浓)2MnCl2
13、+2KCl+5Cl2 +8H2OBr2用用氯气氧化溴化钠中的溴离子氯气氧化溴化钠中的溴离子Cl2+2Br-2Cl-+Br2工业上从海水中提取工业上从海水中提取*1.1.在晒盐后留下的苦卤在晒盐后留下的苦卤(pH=3.5左右左右)中通入氯气中通入氯气Cl2+2Br-2Cl-+Br23.3.制备制备2X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化:3.3.用硫酸酸化用硫酸酸化5Br-+BrO3 +6H+3Br2+3H2O-2.2.用空气把用空气把Br2吹出,再用吹出,再用Na2CO3溶液吸收溶液吸收*3CO3 +3Br2 5Br-+BrO3 +3CO22-3.3.制备制备2X-2e-X2卤素阴离子
14、的氧化卤素阴离子的氧化:应避免通入过量的氯气应避免通入过量的氯气I2+5Cl2+6H2O 2IO3 +10Cl-+12H+注意注意-通氯气于天然卤水中通氯气于天然卤水中I2Cl2+2I-2Cl-+I2 通氯气于天然卤水中通氯气于天然卤水中I2Cl2+2I-2Cl-+I23.3.制备制备2X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化:用用NaHSO3作还原剂使作还原剂使IOIO3 3-还原成还原成I22IO3 +5HSO3 I2+3HSO4 +2SO4 +H2O-2-3-2 3-2 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸1.1.物理性质物理性质HF HCl HBr HI具有强烈刺激性气味的无色气体具有强
15、烈刺激性气味的无色气体在在空气中易与水蒸气结合形成白色酸雾空气中易与水蒸气结合形成白色酸雾熔点熔点/-83.1 -114.8 -88.5 -50.8沸点沸点/19.54 -84.9 -67 -35.38熔、沸点升高熔、沸点升高相对分子质量相对分子质量相对分子质量相对分子质量以色散力为主,分子间力以色散力为主,分子间力以色散力为主,分子间力以色散力为主,分子间力 ,熔、沸点熔、沸点熔、沸点熔、沸点 分子极性分子极性分子极性分子极性 ,取向力取向力取向力取向力变形性变形性变形性变形性 ,色散力,色散力,色散力,色散力3-2 3-2 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸1.1.物理性质物理性质HF HCl
16、HBr HI具有强烈刺激性气味的无色气体具有强烈刺激性气味的无色气体在在空气易与水蒸气结合形成白色酸雾空气易与水蒸气结合形成白色酸雾熔点熔点/-83.1 -114.8 -88.5 -50.8沸点沸点/19.54 -84.9 -67 -35.38HF特殊特殊F原子小原子小,电负性大电负性大,则则HF极性强极性强,分子间存在氢键分子间存在氢键,形成缔合分子形成缔合分子(HF)n F F FF F F H H H H H H H H H H F F F F F F3-2 3-2 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸1.1.物理性质物理性质HF HCl HBr HI具有强烈刺激性气味的无色气体具有强烈刺激性气
17、味的无色气体在在空气易与水蒸气结合形成白色酸雾空气易与水蒸气结合形成白色酸雾熔点熔点/-83.1 -114.8 -88.5 -50.8沸点沸点/19.54 -84.9 -67 -35.38极性共价型分子,液态不导电极性共价型分子,液态不导电易溶于水易溶于水,其水溶液称为氢卤酸其水溶液称为氢卤酸氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸氢碘酸 (盐酸盐酸)3-2 3-2 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸2.2.化学性质化学性质HF HCl HBr HI水溶液水溶液 氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸氢碘酸 (盐酸盐酸)酸性酸性*弱酸弱酸 强酸强酸 强酸强酸 强酸强酸酸性增强酸性增
18、强 HF与与SiO2反应反应,生成气态,生成气态SiF4 SiO2+4HF SiF4+2H2O 用于用于SiO2含量的测定含量的测定,刻蚀玻璃刻蚀玻璃 氢氟酸是一元酸,但有酸式盐,如:氢氟酸是一元酸,但有酸式盐,如:NaHF2、KHF2等,因为有等,因为有HF2-F-+HF HFHF2 2-3-2 3-2 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸2.2.化学性质化学性质HF HCl HBr HI水溶液水溶液 氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸氢碘酸 (盐酸盐酸)还原性还原性还原性增强还原性增强4I-+4H+O2 2I2+2H2O酸性酸性*弱酸弱酸 强酸强酸 强酸强酸 强酸强酸酸性增强酸性增强
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- 第十 三节 卤素
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