卤族元素名词解释 2010-7-16

1、编辑词条亠卤族兀素百科名片&L卤族元素的代表：氯卤族元素指周期系WA族元素。包括氟（F）、氯（CI）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），简称卤素。它们在自然界都以典型的盐类存在，是成盐元素。卤族兀素的单质都是双原子分子，它们的物理性质的改变都是很有规律的，随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。卤素都有氧化性，氟单质的氧化性最强。卤族元素和金属元素构成大量无机盐，此外，在有机合成等领域也发挥着重要的作用。目录隐藏卤族元素单质Uus化学性质单质物理性质元素性质碘、溴、氯卤族元素Halogen卤素的化学性质都很相似，它们的最外电子层上都有

2、7个电子，有取得一个电子形成稳定的八隅体结构的卤离子的倾向，因此卤素都有氧化性，原子半径越小，氧化性越强，因此氟是单质中氧化性最强者。卤素的氧化态为1、3、5、7，与典型的金属形成离子化合物，其他卤化物则为共价化合物。卤素与氢结合成卤化氢，溶于水生成氢卤酸。卤素之间形成的化合物称为互卤化物，如CIF3、ICI。卤素还能形成多种价态的含氧酸，如HCIO、HCIO2、HCIO3、HCIO4。卤素单质都很稳定，除了I2以外，卤素分子在高温时都很难分解。卤素及其化合物的用途非常广泛。例如，我们每天都要食用的食盐，主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物。卤素单质的毒性，从F开始依次降低。从F到At，其氢化

3、物的酸性依次升高。但氢化物的稳定性呈递减趋势。氧化性:F2CI2Br2I2At2但还原性相反。单质氟氟气常温下为淡黄色的气体，有剧毒。与水反应立即生成氢氟酸和氧气并发生燃烧，同时能使容器破裂，量多时有爆炸的危险。氟、氟化氢和氢氟酸对玻璃有较强的腐蚀性。氟是氧化性最强的元素，只能呈-1价。单质氟与盐溶液的反应，都是先与水反应，生成的氢氟酸再与盐的反应，通入碱中可能导致爆炸。水溶液氢氟酸是一种弱酸。但却是稳定性、腐蚀性最强的氢卤酸，如果皮肤不慎粘到，将一直腐蚀到骨髓。化学性质活泼，能与几乎所有元素发生反应（除氦、氖）。HCl与次氯酸，次氯酸不稳定，分解放出HCl与氧气。液态氯气称为液氯。HCl氯气

4、与变价金属反应时，生成最高氯氯气常温下为黄绿色气体，可溶于水，1体积水能溶解2体积氯气。有毒，与水部分发生反应，生成氧气，并生成盐酸，次氯酸氧化性很强，可用于漂白。氯的水溶液称为氯水，不稳定，受光照会分解成是一种强酸。氯有多种可变化合价。氯气对肺部有强烈刺激。氯可与大多数元素反应。氯气具有强氧化性金属氯化物溴液溴，在常温下为深红棕色液体，可溶于水，100克水能溶解约3克溴。挥发性极强，有毒，蒸气强烈刺激眼睛、粘膜等。水溶液称为溴水。溴单质需要加水封存，防止蒸气逸出危害人体。有氧化性，有多种可变化合价，常温下与水微弱反应，生成氢溴酸和次溴酸。加热可使反应加快。氢溴酸是一种强酸，酸性强于氢氯酸。溴

5、一般用于有机合成等方面。碘碘在常温下为紫黑色固体，具有毒性，易溶于汽油、乙醇苯等溶剂，微溶于水，加碘化物可增加碘的溶解度并加快溶解速度。lOOg水在常温下可溶解约0.02g碘。低毒，氧化性弱，有多种可变化合价。有升华性，加热即升华，蒸汽呈紫红色，但无空气时为深蓝色。有时需要加水封存。氢碘酸为无放射性的最强氢卤酸，也是无放射性的最强无氧酸。但腐蚀性是所有无放射氢卤酸中最弱的，仅对皮肤有刺激性。有还原性。碘是所有卤族元素中最安全的，因为氟、氯、溴的毒性、腐蚀性均比碘强，而砹虽毒性比碘弱，但有放射性。但是，碘对人体并不安全，尤其是碘蒸气，会刺激粘膜。即使要补碘，也要用无毒的碘酸盐。所以所有的卤族元素

6、对人体都不安全。砹的半衰期:8.3小时砹（At）极不稳定。砹210是半衰期最长的同位素，其半衰期也只有8.3小时。地壳中砹含量只有10亿亿亿分之一，主要是镭、锕、钍自动分裂的产物。砹是放射性元素。其量少、不稳定、难于聚集，其“庐山真面目”谁都没见过（金属性应该更强。颜色应比碘还要深，可能呈黑色固体）。但科学家却合成砹的同位素20种。砹的金属性质比碘还明显一些，可以与银化合形成极难还原的AgAt。砹与氢化合产生的氢砹酸（HAt）是最强的、最不稳定的氢卤酸，但腐蚀性是所有氢卤酸中最弱的。Uus是一种尚未被发现的化学元素，它的暂订化学符号是已知的性质名称，符号，序数Uus、Uus、117系列卤素族，

7、周期，元素分区17族（卤族）（第VDA族）颜色和外表未知；可能是金属态；银白色或灰色原子量291原子量单位价电子排布可能为5f146d107s27p5电子在每能级的排布2,8,18,32,32,18,7原子序数：115相对原子质量：291核内中子数：173核内质子数：117核外电子数：117核电核数：117所属周期：7Uus,原子序数是117,属于卤素之一，为一种预料元素。7,P颜色和状态：金属名称，符号，序数Uus、Uus、117系列卤素族，周期，元素分区17族，7,p颜色和外表未知；可能是金属态；银白色或灰色原子量291原子量单位(gmoll)价电子排布5f146d107s27p5电子在每

8、能级的排布2,8,18,32,32,18,7物质状态可能是固态化学性质相似性：1均能与H2发生反应生成相应卤化氢，卤化氢均能溶于水，形成无氧酸。H2(g)+F2(g)=2HF(g)(会发生爆炸)H2(g)+C*(g)=(点燃或光照)2HCI(g)(会发生爆炸)H2(g)+Br2(g)=(500摄氏度加热)2HBr(g)H2(g)+I2(g)=(持续加热)2HI(g)(可逆反应)2HI(g)=(加热)H2(g)+I2(g)2均能与水反应生成相应的氢卤酸和次卤酸(氟除外)2F2(g)+2H2O(I)=4HF(aq)+O2(g)X2(g)+H2O(I)=HX(aq)+HXO(aq)X=表示ClBrI

9、与金属反应；女口：3CI2+2Fe=2FeCI3与碱反应；女口：Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2OB.差异性1与氢气化合的能力，由强到弱2氢化合物的稳定性逐渐减弱3.卤素单质的活泼性逐渐减弱稳定性：HFHCLHBrHI酸性：HFvHCLvHBrvHI单质氧化性：F2CL2Br2l2阴离子还原性：F-CI-Br-HCIHBrHI,无氧酸的酸性不同，HIHBrHCIHF.。与水反应的程度不同，从F2I2逐渐减弱。注意：萃取和分液的概念在溴水中加入四氯碳振荡静置有何现象？(分层，下层橙红色上层无色)在碘水中加入煤油振荡静置有何现象？(分层，上层紫红色，下层无色)卤离子的鉴别：加入HNO

10、3酸化的硝酸银溶液，氯离子：得白色沉淀Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCI(s)溴离子：得淡黄色沉淀Ag+(aq)+Br-(aq)AgBr(s)碘离子：得黄色沉淀Ag+(aq)+I-(aq)Agl(s)卤素的物理、化学特性通常来说，液体卤素分子的沸点均要高于它们所对应的烃链(alcane)。这主要是由于卤素分子比烃链更加电极化，而分子的电极化增加了分子之间的连接力(正电极与负电极的相互吸引)，这使我们需要对液体提供更多的能量才能使其蒸发。卤素的物理特性和化学特性明显区分与于它对应的烃链的主要原因，在于卤素原子（如F,Cl,Br,I）与碳原子的连接，即C-X的连接，明显不同于烃链C-H连接。*

11、由于卤素原子通常具有较大的负电性，所以C-X连接比C-H连接更加电极化，但仍然是共价键。*由于卤素原子相较于碳原子，通常体积和质量较大，所以C-X连接的偶极子矩（DipoleMoment）和键能（BondingEnergy）远大于C-H，这些导致了C-X的连接力（Bondingstrength）远小于C-H连接。*卤素原子脆弱的p轨道（Orbital）与碳原子稳定的sp3轨道相连接，这也大大降低了C-X连接的稳定性。位于元素周期表右方的卤族元素是典型的非金属。卤素的电子构型均为ns2np5，它们获取一个电子以达到稳定结构的趋势极强烈。所以化学性质很活泼，自然状态下不能以单质存在，一般化合价为-

12、1价，即卤离子（X-）的形式。卤素单质都有氧化性，氧化性从氟到碘依次降低。碘单质氧化性比较弱，三价铁离子可以把碘离子氧化为碘。卤素单质在碱中容易歧化，方程式为：3X2（g）+60H-（aq）5X-（aq）+X03-（aq）+3H2O（I）但在酸性条件下，其逆反应很容易进行：5X-（aq）+X03-（aq）+6H+（aq）3X2（g）+3H2O（I）这一反应是制取溴和碘单质流程中的最后一步。卤素的氢化物叫卤化氢，为共价化合物；而其溶液叫氢卤酸，因为它们在水中都以离子形式存在，且都是酸。氢氟酸一般看成是弱酸，pKa=3.20。氢氯酸（即盐酸）、氢溴酸、氢碘酸都是化学中典型的强酸，它们的pKa均为负

13、数，酸性从HCI到HI依次增强。卤素可以显示多种价态，正价态一般都体现在它们的含氧酸根中：+1:HXO（次卤酸）+3:HXO2（亚卤酸）+5:HXO3（卤酸）+7:HXO4（高卤酸）卤素的含氧酸均有氧化性，同一种元素中，次卤酸的氧化性最强。卤素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯（CIO2）这样的偶氧化态氧化物是混酐。只由两种不同的卤素形成的化合物叫做互卤化物，其中显电正性的一种元素呈现正氧化态，氧化态为奇数。这是由于卤素的价电子数是奇数，周围以奇数个其它卤原子与之成键比较稳定(如IF7)。互卤化物都能水解。卤素的有机化学反应在有机化学中，卤族元素经常作为决定有机化合物化学性质的官能团存在。氯的存在范

14、围最广，按照氟、溴、碘的顺序减少，砹是人工合成的元素。卤素单质都是双原子分子，都有很强的挥发性，熔点和沸点随原子序数的增大而增加。常温下，氟、氯是气体、溴是液体，碘是固体。卤素最常见的有机化学反应为亲核取代反应(nucleophilicsubstitution)。通常的化学式如：Nu:-+R-X;=R-Nu+X-Nu:-在这里代表亲核负离子，离子的亲核性越强，则产率和化学反应的速度越可观。X在这里代表卤素原子，如F,CI,Br,l,若X-所对应的酸(即HX)为强酸，那么产率和反应的速度将非常可观，如果若X-所对应的酸为弱酸,则产率和反应的速度均会下降。在有机化学中，卤族元素经常作为决定有机化合

15、物化学性质的官能团存在。卤素的有机化学反应卤素的制成从一个未饱和烃链制作卤素为最简单的方式，通过加成反应，如：CH3-CH2-CH=CH2+HBrCH3-CH2-CH(Br)-CH3不需要催化剂的情况下，产率90%以上。如果希望将Br加在烃链第一个碳原子上，可以使用Karasch的方式：CH3-CH2-CH=CH2+HBrCH3-CH2-CH2-CH2-Br+H2O催化剂：H2O2产率90%以上。从苯制作卤素泽必须要通过催化剂，如：C6H6+Br2C6H5-Br催化剂：FeBr3或者AlCl3产率相当可观。*从酒精制作卤素，必须通过好的亲核体，强酸作为催化剂以提高产率和速度：CH3-CH2-C

16、H2-CH2-OH+HBrCH3-CH2-CH2-CH2-Br+H2O注意此反应为平衡反应，故产率和速度有限。A族元素包括氟（F）、氯（CI）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），合称卤素。其中砹（At）为放射性元素，在产品中几乎不存在，前四种元素在产品中特别是在聚合物材料中以有机化合物形式存在。目前应用于产品中的卤素化合物主要为阻燃剂：PBB，PBDE，TBBP-A，PCB，六溴十二烷，三溴苯酚，短链氯化石蜡；用于做冷冻剂、隔热材料的臭氧破坏物质：CFCs、HCFCs、HFCs等。危害：在塑料等聚合物产品中添加卤素（氟，氯，溴，碘）用以提高燃点，其优点是：燃点比普通聚合物材料高，燃点大约在300C。燃烧时，会散发出卤化气体（氟，氯，溴，碘），迅速吸收氧气，从而使火熄灭。但其缺点是释放出的氯气浓度高时，引起的能见度下降会导致无法识别逃生路径，同时氯气具有很强的毒性，影响人的呼吸系统，此外，含卤聚合物燃烧释放出的卤素气在与水蒸汽结合时，会生成腐蚀性有害气体（卤化氢），对一些设备及建筑物造成腐蚀。PBB，PBDE，TBBPA等溴化阻燃剂是目前使用较多的阻燃剂，主要应用在电子电器行业，包括：电路板、电脑、燃料电池、电视机和打印机等等。这些含卤阻燃剂材料在燃烧时产生二恶英，且