Wjhx-11-2 卤素.ppt

1、,第十一章 卤素和氧族元素,无机化学多媒体电子教案,第二节 卤素,卤素，希腊文原义为成盐元素,11-2-1 卤族元素通性,11-2-1 卤族元素通性,1.特点： 在每一周期中，原子半径最小，电离能最大，电子亲合能最小，电负性最大。 因此，都是活泼的非金属元素。卤素和同周期元素相比较，其非金属是最强的。 在族内，元素的性质相似，(可与IA族相比)，如卤素单质均为双原子分子。 从F到I：原子半径递增，电离能递减，电负性递减，非金属性减弱。元素的性质也出现规律性变化。, I1大, X - e- X+ 困难 只有碘才有这种可能,11-2-1 卤族元素通性,与稳定的8电子构型仅缺一个电子，在同周期 元素

2、中核电荷是最多的，原子半径是最小的 易获得电子，是同周期中非金属性最强的元素,11-2-1 卤族元素通性,F电负性大，无正氧化数,Cl、Br、I的价电子构型,拆开1对电子,氧化数为+1,ns np,nd,氧化数为+3,拆开2对电子,拆开3对电子,氧化数为+5,氧化数为+7,具有多种氧化数 并相差2,11-2-1 卤族元素通性,3. F的特殊性： 电负性最大，无正氧化值。 原子半径小，空间位阻不大，氟与有多种氧化值的元素化合时，该元素往往可以呈现最高氧化值，例如AsF5、SF6和IF7等。中心原子的周围可以容纳较多的氟原子，同时还因为，氟的氧化能力最强，F-F键能小，F-F键容易打开，形成新键。

3、,氟(F2) 氯(Cl2) 溴(Br2) 碘(I2),集聚状态 气体 气体 液体 固体,1.物理性质,11-2-2 卤族单质,均为双原子双分子 (具有稳定的8电子构型及较高的键能) 在周期表中，整族是双原子分子的只有卤素, 固态为分子晶体 熔、沸点较低,氟(F2) 氯(Cl2) 溴(Br2) 碘(I2),集聚状态 气体 气体 液体 固体,颜色* 浅黄 黄绿 红棕 紫黑,1.物理性质,11-2-2 卤族单质,氟(F2) 氯(Cl2) 溴(Br2) 碘(I2),集聚状态 气体 气体 液体 固体,颜色* 浅黄 黄绿 红棕 紫黑,溶解度 分解水 在水中溶 易溶于 解度不大 有机溶剂,1.物理性质,11

4、-2-2 卤族单质,水中颜色 有机溶剂(CCl4、CS2)颜色 溴 黄棕红 黄棕红 碘 棕或红棕 紫,氟(F2) 氯(Cl2) 溴(Br2) 碘(I2),集聚状态 气体 气体 液体 固体,颜色* 浅黄 黄绿 红棕 紫黑,溶解度 分解水 在水中溶 易溶于 解度不大 有机溶剂,毒性 具有刺激性气味，并有毒,1.物理性质,11-2-2 卤族单质,电极电势: F2/F- Cl2/Cl- Br2/Br- I2/I- E (X2/X-) 2.87 1.36 1.065 0.535,X2 + e- X-,氧化性,2.化学性质,F2 Cl2 Br2 I2,1与H2反应 X2 + H2 2HX,X2 + e-

5、X-,氧化性,2.化学性质,F2 Cl2 Br2 I2,2 与金属、非金属反应,X2 + e- X-,氧化性 F2 Cl2 Br2 I2,化学性质,2.化学性质,F2与Cu、Ni、Mg作用，表面生成氟化物保护膜，可阻止进一步被氧化，所以F2可储存在Cu、Ni、Mg制成的容器中,2 与金属、非金属反应,干燥的氯不 与Fe反应 可将氯储存 在铁罐中,X2 + e- X-,氧化性 F2 Cl2 Br2 I2,化学性质,2.化学性质,3 与水反应：分两类,Cl2、Br2、I2主要发生(2)类反应 反应程度越来越小,F2 只能发生(1)类反应，并反应激烈 2X2 + 2H2O 4HX + O2,X2 +

6、 e- X-,氧化性 F2 Cl2 Br2 I2,2.化学性质,氧化作用 2X2 + 2H2O 4HX + O2 歧化水解 X2 + H2O H+ + X- + HXO,3 与水反应：分两类,平衡常数 Cl2、 Br2、 I2 4.2X10-4 7.2X10-9 2.0X10-13 加碱使平衡右移,X2 + e- X-,氧化性 F2 Cl2 Br2 I2,2.化学性质,氧化作用 2X2 + 2H2O 4HX + O2 歧化水解 X2 + H2O H+ + X- + HXO,3.制备,2X- 2e- X2,卤素阴离子的氧化：,3.制备,X- 2e- X2,卤素阴离子的氧化：,Br2,用氯气氧化溴

7、化钠中的溴离子,Cl2 + 2Br- 2Cl- + Br2,3.制备,X- 2e- X2,卤素阴离子的氧化：,为除出残存的氯气，可加入少量KBr,1.制备,由单质合成:工业上制盐酸,氢气流在氯气中燃烧,生成的氯化氢用水吸收 H2 + Cl2 2HCl,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,1.制备,这样的连续反应 称为连锁反应,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,1.制备,CaF2+2H2SO4(浓) Ca(HSO4)2+2HF,NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl,制取溴化氢、碘化氢不能用浓硫酸,需用磷酸,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,1.制备,制取溴化氢、碘化氢

8、不能用浓硫酸,需用磷酸 浓硫酸可氧化部分溴化氢、碘化氢,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,1.制备,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,2.物理性质,HF HCl HBr HI,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,2.物理性质,HF HCl HBr HI,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,2.物理性质,HF HCl HBr HI,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,3.化学性质,HF HCl HBr HI,水溶液 氢氟酸 氢氯酸 氢溴酸 氢碘酸 (盐酸),11-2-3 卤化氢和氢卤酸,3.化学性质,HF HCl HBr HI,水溶液 氢氟酸 氢氯酸 氢溴酸 氢碘酸 (盐酸),HF与SiO2反应，生成气态SiF4 SiO

9、2 + 4HF SiF4+ 2H2O 用于SiO2含量的测定, 刻蚀玻璃。,11-2-3 卤化氢和氢卤酸,3.化学性质,HF HCl HBr HI,水溶液 氢氟酸 氢氯酸 氢溴酸 氢碘酸 (盐酸),11-2-3 卤化氢和氢卤酸,3.化学性质,HF HCl HBr HI,水溶液 氢氟酸 氢氯酸 氢溴酸 氢碘酸 (盐酸),11-2-3 卤化氢和氢卤酸,3.化学性质,HF HCl HBr HI,水溶液 氢氟酸 氢氯酸 氢溴酸 氢碘酸 (盐酸),11-2-4 卤化物,11-2-4 卤化物,(1)同一周期卤化物，从左到右， 由离子型过渡到共价型,1.性质和键型,第三周期元素氟化物的性质和键型,(2) p

10、区同族元素卤化物，自上而下， 由共价型过渡到离子型,1.性质和键型,11-2-4 卤化物,氮族元素氟化物的性质和键型,(3)同一金属的不同卤化物,从氟化物到 碘化物，由离子型过渡到共价型,1.性质和键型,AlX3的性质和键型,11-2-4 卤化物,(4)同一金属组成不同氧化数的卤化物, 高氧化数卤化物具有更多的共价性。,1.性质和键型,不同氧化数氯化物的性质和键型,11-2-4 卤化物,(1)除银盐(AgF例外)、铅盐、亚汞盐、亚 铜盐难溶外,其它卤化物易溶于水。,2.溶解性,(2)氟化物的溶解度有点反常,如 CaF2 CaCl2 CaBr2 CaI2 难溶 易溶 易溶 易溶,11-2-4 卤

11、化物,CaX2 为离子型， F-半径小， CaF2晶格能大， 难溶,(1)除银盐(AgF例外)、铅盐、亚汞盐、亚 铜盐难溶外,其它卤化物易溶于水。,2.溶解性,(2)氟化物的溶解度有点反常,如 CaF2 CaCl2 CaBr2 CaI2 难溶 易溶 易溶 易溶,AgF AgCl AgBr AgI 易溶 难溶 难溶 难溶,11-2-4 卤化物,11-2-5 氯的含氧酸及其盐,卤素含氧酸不稳定，大多只能存在于水溶液中，至今尚未得到游离的纯酸。,11-2-5 氯的含氧酸及其盐,1.概述,E /V,A,0.76,11-2-5 氯的含氧酸及其盐,1.概述,E /V,A,0.76,11-2-5 氯的含氧酸

12、及其盐,1.概述,E /V,A,0.76,11-2-5 氯的含氧酸及其盐,1.概述,E /V,A,0.76,11-2-5 氯的含氧酸及其盐,(3)某些中间氧化数物质易发生歧化反应,11-2-5 氯的含氧酸及其盐,2.次氯酸及其盐,上述反应所得HClO浓度很低，加入 HgO、Ag2O、CaCO3等,可使反应 向右进行，得到浓度较大的HClO 2Cl2 +2HgO+H2O HgOHgCl2+2HClO,2.次氯酸及其盐,(3)氧化性(消毒,漂白等),2.次氯酸及其盐,次氯酸盐,(1)形成:氯气通入冷碱溶液中,Cl2 +2NaOH NaClO +NaCl +H2O,漂白粉有效成分为次氯酸钙,使用时加

13、酸， 生成HClO,有强氧化性,具有漂白、消毒作用,2.次氯酸及其盐,次氯酸盐,(1)形成:氯气通入冷碱溶液中,Cl2 +2NaOH NaClO +NaCl +H2O,漂白粉有效成分为次氯酸钙,漂白时加酸， 生成HClO,有强氧化性,具有漂白、消毒作用。,CO2也可从漂白粉中将HClO置换出来 Ca(ClO)2+CaCl2Ca(OH)2H2O+CO2 2CaCO3 +CaCl2 +2HClO+H2O,3. 氯酸及其盐,氯酸的制取,(1)用氯酸钡与稀硫酸作用,Ba(ClO3)2+H2SO4 BaSO4+2HClO3,3. 氯酸及其盐,氯酸的性质,(1)强酸：强度接近盐酸,3. 氯酸及其盐,氯酸钾

14、的制取,工业上： 无隔膜糟电解饱和食盐水溶液,3. 氯酸及其盐,(3)固体KClO3是强氧化剂，与易燃物质 混合,经摩擦、撞击发生爆炸。,(5)有毒,4.高氯酸及其盐,高氯酸的制取,工业上：电解氧化氯酸盐,NaClO4 + HCl HClO4 + NaCl,高氯酸的性质,(1)无水HClO4是无色、粘稠状液体。,(3)冷、稀溶液没有氧化性,浓度60% 与易燃物质相遇，发生爆炸。,(4)是最强的无机酸之一,4.高氯酸及其盐,高氯酸盐的性质,(1)较稳定,(2)除K+、Rb+、Cs+、NH4+的 高氯酸盐溶解度较小外， 其它一般可溶。,4.高氯酸及其盐,(3)Mg(ClO4)2干燥剂,MClO M

15、ClO2 MClO3 MClO4,氯的含氧酸及其盐 某些性质变化的一般规律,第十一章 卤素和氧族元素,无机化学多媒体电子教案,第二节 结束,物质颜色,630-600,760-630,430-400,450-430,500-450,570-500,600-570,橙,红,紫,蓝,青,绿,黄,光互补示意图 (数值为波长，单位nm),物质呈现的颜色为被该物质吸收了的色光的互补色,随原子序数 核间距 电子与核结合 紧密程度 电子激发所需能量 吸收光波长 互补光波长 颜色加深,氟 吸收波长短的光 则呈现波长较长 光的颜色-黄色 碘 吸收波长长的光 则呈现波长较短 光的颜色-紫色,返回,海水中提取溴,返回,海水中提取溴,氢卤酸酸性,