卤族元素递变性规律2

一、卤族元素的结构性质，递变规律
元素符号（名字）氟氯溴碘元素符号（字母）
F
Cl
Br
I
原子结构
结构特点最外层电子数目相等，电子层数不等
位
置
第二周期
第ⅦA 族
第三周期第ⅦA 族第四周期第ⅦA 族第五周期第ⅦA 族主要化合价
-1
1-，+1，+3+5，+7
1-，+1，+3+5，+7
1-，+1，+3+5，+7
原子半径非金属氧化性阳离子半径阴离子半径最高价氧化物Cl 2O 7Br 2O 7I 2O 7最高价氧化物对应的水化物
HClO 4
HBrO 4
HIO 4
气态氧化物
形
成
稳定性酸性卤化银
物
质
AgF
AgCl
AgBr
AgI
水溶性
颜
色
无色
白色
浅黄
黄色
感光性
无感光性
卤素单质
分式F 2Cl 2Br 2I 2颜色浅黄绿色
黄绿色
深红棕色
紫红的
状态
气态气态液态固态
熔沸点
水溶性遇水剧烈反应置换反应
歧化反应歧化反应歧化反应
水溶液中的颜色黄绿色橙红色黄色或橘黄色
有机溶剂中的颜色黄绿色橙红色紫红色
密度
含氧酸
HClO ，HClO 2,HClO 3，HClO 4,
HBrO ，HBrO 2HBrO 3，HBrO 4
HIO ，HIO 2HIO 3，HIO 4。

卤素“三性”荟萃卤族元素及其化合物具有相似性、递变性和特殊性。

学习《卤素》，只有掌握这“三性”，才能深刻理解，融汇贯通。

一、相似性1．卤素原子最外层都有七个电子，易得到一个电子形成稀有气体元素的稳定结构，因此卤素的负价均为-1价。

2．氯、溴、碘的最高正价为+7价，此外还有+1，+3，+5价；其最高价氧化物及其水化物的分子式的通式分别为X2O7和HXO4。

3．卤族元素的单质：（1）均为双原子分子X2；（2）均能与H2化合：H2+X2=2HX；（3）均能与金属单质反应生成金属卤化物；（4）均能与水反应，其反应通式（F2除外），为：X2+H2O=HX+HXO；（5）均能与碱溶液反应；（6）除F2外，均可得到其水溶液“卤水”。

4．卤化氢均为无色气体，均易溶于水，在潮湿空气中均能形成白雾。

其水溶液均显酸性，除氢氟酸外，其余均为强酸。

5．Cl－，Br－，I－均能与AgNO3溶液作用生成卤化银（AgX）沉淀，且生成的沉淀均不溶于稀硝酸；Cl－，Br－，I－均具有还原性。

6．卤化银（AgF除外）均难溶于水，均有感光性。

卤化钙（CaF2除外）均易溶于水。

7．卤素单质都具有氧化性，且（F2除外）都可用浓氢卤酸与MnO2反应制备：MnO2+4HX（浓） MnX2+X2↑+2H2O二、递变性（按氟、氯、溴、碘的顺序）1．原子序数增大，原子的电子层数增加，原子半径增大，元素的非金属性减弱。

2．单质的颜色逐渐加深，状态从气→液→固，熔、沸点逐渐升高；单质的氧化性逐渐减弱，与氢气化合由易到难，与水反应的程度逐渐减弱。

3．阴离子的还原性逐渐增强。

4．氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强。

氯化氢、溴化氢、碘化氢的熔沸点依次升高。

5．卤化银的溶解度逐渐减小，颜色逐渐加深，感光性逐渐增强。

三、特殊性1．氟元素无正价，无含氧酸。

2．F2能与某些稀有气体化合生成氟化物；F2能置换出水中的氧：2F2+2H2O==4HF+O2；在水溶液中F2不能从其它卤化物中置换出相应的卤素单质（Cl2，Br2，I2）。

卤族元素的相似性与递变性典型例题下列有关卤族元素的说法中，正确的是( )A．酸性：HFO4>HClO4 B．最外层电子数：Br>IC．密度：Cl2>Br2 D．热稳定性：HBr>HI【答案】 D【解析】氟元素无正价，无最高价含氧酸，A错误；卤族元素的最外层电子数都是7，B错误；随着原子序数的增大，卤族元素单质的密度逐渐增大，氢化物的稳定性逐渐减弱，C错误，D正确。

解题必备一、卤素原子结构的相似性与递变性卤族元素原子结构的共同点是最外层电子数都是7，不同点是电子层数不同，其变化规律是随着原子序数增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。

元素名称氟氯溴碘元素符号 F Cl Br I原子结构示意图原子半径0.071 0.099 1.14 1.33/nm二、卤素单质物理性质的相似性与递变性卤素单质都是双原子分子，有颜色，易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂(萃取原理)。

随着原子序数的递增，卤素单质的颜色逐渐加深，密度依次增大，熔点、沸点依次升高。

卤素单质颜色和状态密度熔点/℃沸点/℃F2淡黄绿色气体 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1Cl2黄绿色气体 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6Br2深红棕色液体 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78I2紫黑色固体 4.93 g·cm－3113.5 184.4三、化学性质的相似性与递变性(1)相似性项目化学方程式与H2反应X2+H2一定条件2HX与活泼金属反应(如Na) 2Na+X2点燃2NaX与H2O反应X2+H2O HX+HXO (X=Cl、Br、I)(2)递变性①卤素单质与H2的反应：一定条件下均可与氢气反应：H2+X22HX。

从F2→I2反应条件由易到难；反应程度由剧烈变为缓慢；卤化氢的稳定性逐渐减弱。

化学式与氢气的反应化学方程式F2在冷、暗处就能剧烈化合而爆炸，生成的氟化氢很稳定F2+H22HF(氟化氢)Cl2在光照或点燃下发生反应，生成的氯化氢较稳定Cl2+H2光照或点燃2HCl(氯化氢)Br2在加热至一定温度下才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定Br2+H2△2HBr (溴化氢)I2持续加热下才能缓慢化合，碘化氢不稳定同时发生分解I2+H2△2HI(碘化氢)②卤素单质间的置换反应：卤素间可以发生置换反应，较活泼的非金属可以将较不活泼的非金属从它们的盐溶液中置换出来。

高考复习专题讲解------卤族元素高考复习专题讲解------卤族元素高考考试大纲（1）以氯为例，了解卤族元素的物理性质和化学性质。

（2）从原子的核外电子排布，理解卤族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。

（3）掌握氯气的化学性质，了解几种重要的含卤素化合物的性质和用途。

（4）掌握氯气的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。

一.卤族元素氟、氯、溴、碘等元素在原子结构和元素性质上具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究，统称为卤族元素，简称卤素。

二.原子、离子、分子结构的比较1.相似性：原子的最外层均为7个电子，离子的最外层均为8个电子，分子均由原子组成。

其阴离子半径大于对应的原子半径。

2.递变性：从氟到碘，随着核电荷数增加，电子层数依次增多，原子或离子的半径也依次增大，分子内原子间的核间距离依次增大。

三.卤素单质的物理性质比较1.相似性：它们均有颜色，有毒，在水中溶解度较小（F2除外），易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂。

2.递变性：从氟到碘，颜色依次加深，密度依次增大，熔点、沸点依次升高，溶解性依次减小。

3.特性：F2有剧毒，Cl2易液化，Br2易挥发，I2易升华。

[说明]（1）常温下溴是唯一的液态非金属单质，极易挥发。

存液溴应用棕色瓶盛装，并在液溴上加水（水封），防止液溴挥发成溴蒸气。

（2）卤素单质在不同状态及不同溶剂中颜色不同。

（3）卤素单质从F2到I2，在常温常压下的聚集状态由气→液→固，熔点、沸点依次升高。

这是因为式量逐渐增大、分子间引力逐渐增大的缘故。

四.卤素单质的化学性质1.相似性都具有强氧化性，表现在它们均能与金属、非金属、水和碱溶液反应。

（1）与金属反应X2+2Na=2NaX（2）与非金属反应X2+H2=2HX（3）与水反应X2+H2O=HX+HXO（F2除外）（4）与碱反应X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2除外)2.递变性从F2到I2氧化性依次减弱，表现在：（1）卤素与变价金属反应时，金属被氧化的化合价不同。

卤族元素性质递变规律卤族元素是周期表中第17族的元素，包括氟、氯、溴、碘和砹。

这些元素在化学性质上有许多共同点，但也存在着一些递变规律。

首先，卤族元素的物理性质递变规律如下：1.原子半径递增：从氟到砹，原子半径呈现递增趋势。

这是因为随着核电荷数的增加，核外电子的层次也增加，电子云分布范围扩大，从而使原子半径增大。

2.离子半径递减：卤族元素通常失去一个电子形成阴离子。

离子半径呈现递减趋势，这是因为电子云的静电斥力减小，拉近了核与电子云的距离。

3.电离能递增：卤族元素的电离能从氟到砹递增。

这是由于原子半径减小，核对电子的吸引力增强，电子释放出来需要克服更大的吸引力。

4.电负性递减：卤族元素的电负性从氟到砹递减。

氟是周期表中最电负的元素，而砹则是较不电负的元素。

这是由于原子半径增加，电子云扩大，电子对其他原子核的吸引力减弱。

其次，卤族元素的化学性质递变规律如下：1.氧化性递减：卤族元素的氧化性从氟到砹递减。

氟是最强的氧化剂，能够氧化几乎所有非金属和大多数金属。

氯也具有较强的氧化性，如能与氢气反应形成盐酸。

而溴和碘更不容易发生氧化反应。

2.还原性递增：卤族元素的还原性从氟到砹递增。

氟是最强的还原剂，能够将大多数非金属元素从其他化合物中还原出来。

砹则是较强的还原剂，可以还原一些金属的化合物。

3.酸性递减：卤族元素的酸性从氟到砹递减。

氟的化合物通常是强酸，如氟化氢。

而砹的化合物则通常是弱酸。

4.溶解度递递增：卤化物的溶解度从氟化物到碘化物递增。

氟化物通常溶解度较小，溴化物和碘化物的溶解度则较大。

此外，卤族元素化合物的性质也表现出一定的递变规律：1.氟化物的离解热较大，熔点和沸点较高，易形成离子化合物。

2.氯化物的离解热适中，在室温下多为晶体，如果存在水合物，则多为六配位。

3.溴化物的离解热较小，多数为固体，但有些溴化物具有一定的溶解性。

4.碘化物的离解热更小，常为固体，但具有较大的溶解性。

综上所述，卤族元素的物理和化学性质在周期表中呈现一定的递变规律。

卤族元素性质复习重点1。

卤素单质在物理性质和化学性质上的主要差异及递变规律；2。

卤族元素的化合物性质的递变性；3。

卤化银的性质、用途及碘与人体健康的关系。

4。

重点考查卤素性质的变化规律。

1。

氯气[氯气的物理性质]（1）常温下，氯气为黄绿色气体。

加压或降温后液化为液氯，进一步加压或降温则变成固态氯。

（2）常温下，氯气可溶于水（1体积水溶解2体积氯气）。

（3）氯气有毒并具有强烈的刺激性，吸入少量会引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量则会中毒死亡。

因此，实验室闻氯气气味的正确方法为：用手在瓶口轻轻扇动，仅使少量的氯气飘进鼻孔。

[氯气的化学性质]氯原子在化学反应中很容易获得1个电子。

所以，氯气的化学性质非常活泼，是一种强氧化剂。

（1）与金属反应：Cu + C12CuCl2实验现象：铜在氯气中剧烈燃烧，集气瓶中充满了棕黄色的烟。

一段时间后，集气瓶内壁附着有棕黄色的固体粉末。

向集气瓶内加入少量蒸馏水，棕黄色固体粉末溶解并形成绿色溶液，继续加水，溶液变成蓝色。

2Na + Cl22NaCl 实验现象：有白烟产生。

说明：①在点燃或灼热的条件下，金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物。

其中，变价金属如（Cu、Fe）与氯气反应时呈现高价态（分别生成CuCl2、FeCl3）。

②在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯。

③“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质。

如铜在氯气中燃烧，产生的棕黄色的烟为CuCl2晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为NaCl晶体小颗粒；等等。

（2）与氢气反应。

H2 + Cl22HCl注意：①在不同的条件下，H2与C12均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不同。

点燃时，纯净的H2能在C12中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体在空气中形成白雾并有小液滴出现；在强光照射下，H2与C12的混合气体发生爆炸。

②物质的燃烧不一定要有氧气参加。

任何发光、发热的剧烈的化学反应，都属于燃烧。

二、卤族元素性质的递变规律1．卤素单质的物理性质氟、氯、溴、碘单质的颜色逐渐加深，密度逐渐加大，熔沸点逐渐升高，水溶性逐渐减小（氯除外）。

2．卤素的化学性质按氯、氯、溴、碘的顺序，元素的非金属性，单质的氧化性、与氢化合的能力、与水反应的程度均逐渐减弱。

（1）与金属反应：氟（F2）可以与所有的金属反应；氯（Cl2）可以与绝大多数金属反应；溴、碘也可以与大多数金属反应。

例如：2Fe+3Cl2== 2FeCl3而Fe+I2 == FeI2（2）与氢气反应：反应条件由易到难；反应程度由剧烈变为缓慢；卤化氢的稳定性逐渐减弱。

（3）与水反应：氟特殊，氯、溴、碘相似。

反应的剧烈程度逐渐减弱。

（4）卤素单质间的置换反应Cl2 ＋ 2Br－＝ 2Cl－＋ Br2氧化性：Cl2 > Br2 还原性： Br-> Cl-Cl2 ＋ 2I－＝ 2Cl－＋ I2氧化性：Cl2 > I2 还原性： I- > Cl-Br2 ＋ 2I－＝ 2Br－＋ I2氧化性：Br2 > I2 还原性： I－ > Br－结论：单质氧化性：F2>CI2>Br2>I2离子还原性：F-<CI-<Br-<I-3．卤化氢的性质氢卤酸的酸性其中氢氟酸为弱酸。

、卤化氢的还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次增强，其稳定性依次减弱，4．氯的含氧酸次氯酸（HClO）：仅存于溶液中，具有不稳定性，强氧化性。

其酸性比碳酸还弱。

其盐类中，次氯酸钙[Ca(ClO)2]是漂白粉中的有效成分。

高氯酸（HClO4）：是已知酸中酸性最强的一种酸。

LI NA K Rb Cs 熔沸点依次降低。

1.相似性：最外层电子数为12.递变性：1.电子层数逐渐增多；2.熔点逐渐降低；3.沸点逐渐降低；4.密度呈增大趋势（但NA>K）;5.金属性逐渐增强。

3.碱金属元素的主要化学性质：1.与氧气反应。

都可以与氧气反应，但Li的燃烧产物为普通氧化物Li2O，而Na的燃烧产物为过氧化物Na2O2，K，Rb，Cs的燃烧产物更复杂。

卤族元素性质复习重点1。

卤素单质在物理性质和化学性质上的主要差异及递变规律；2。

卤族元素的化合物性质的递变性；3。

卤化银的性质、用途及碘与人体健康的关系。

4。

重点考查卤素性质的变化规律。

1。

氯气[氯气的物理性质]（1）常温下，氯气为黄绿色气体。

加压或降温后液化为液氯，进一步加压或降温则变成固态氯。

（2）常温下，氯气可溶于水（1体积水溶解2体积氯气）。

（3）氯气有毒并具有强烈的刺激性，吸入少量会引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量则会中毒死亡。

因此，实验室闻氯气气味的正确方法为：用手在瓶口轻轻扇动，仅使少量的氯气飘进鼻孔。

[氯气的化学性质]氯原子在化学反应中很容易获得1个电子。

所以，氯气的化学性质非常活泼，是一种强氧化剂。

（1）与金属反应：Cu + C12CuCl2实验现象：铜在氯气中剧烈燃烧，集气瓶中充满了棕黄色的烟。

一段时间后，集气瓶内壁附着有棕黄色的固体粉末。

向集气瓶内加入少量蒸馏水，棕黄色固体粉末溶解并形成绿色溶液，继续加水，溶液变成蓝色。

2Na + Cl22NaCl 实验现象：有白烟产生。

说明：①在点燃或灼热的条件下，金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物。

其中，变价金属如（Cu、Fe）与氯气反应时呈现高价态（分别生成CuCl2、FeCl3）。

②在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯。

③“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质。

如铜在氯气中燃烧，产生的棕黄色的烟为CuCl2晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为NaCl晶体小颗粒；等等。

（2）与氢气反应。

H2 + Cl22HCl注意：①在不同的条件下，H2与C12均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不同。

点燃时，纯净的H2能在C12中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体在空气中形成白雾并有小液滴出现；在强光照射下，H2与C12的混合气体发生爆炸。

②物质的燃烧不一定要有氧气参加。

任何发光、发热的剧烈的化学反应，都属于燃烧。

第二节卤族元素知识归纳1．原子结构的相似性与递变性相似性：最外层都有7个电子。

递变性：电子层数依次增加，原子半径依次增大。

2．物理性质的相似性与递变性相似性：都是有色物质；在水中溶解度都较小，而在有机溶剂中溶解度都增大。

递变性：颜色由浅变深(浅黄绿色→紫黑色)；状态由气态到固态；熔、沸点由低到高；密度由小到大。

3．化学性质的相似性与递变性相似性：都是氧化剂，能氧化大多数金属和非金属单质；都能与水反应生成酸；都能与碱反应。

递变性：氧化性由强到弱；相互置换能力由强到弱；与氢气反应的条件由低到高，生成的气态氢化物的稳定性由强到弱；阴离子的还原性由弱到强；与水等物质的反应程度由大到小。

4．卤族元素中的特殊性(1)砹是一种放射性元素。

(2)氟单质与水反应生成氢氟酸和氧气。

(3)氟化银可溶于水而其他卤化银难溶于水；氟化钙难溶于水而其他卤化钙可溶于水。

(4)碘单质遇淀粉变蓝色。

学法建议1．根据氯元素的有关性质类推、联想、归纳出卤族元素的共同性质及其递变规律。

2．学会结构决定性质的化学基本思维方法，因为卤素原子最外层有7个电子，所以都具有氧化性；由于核外电子层依次增多，在化学性质上又体现出递变性，如与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱，生成的气态氢化物的稳定性依次减弱，与水反应的程度逐渐减弱，相互置换的能力依次减弱，氧化性依次减弱等。

3．用氧化还原的理论理解卤素的化学性质，与金属或非金属单质的反应中卤素均作氧化剂，与水或碱的反应中卤素(氟单质除外)既作氧化剂又作还原剂，卤素单质越活泼其氧化性越强。

4．已知Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与Br2反应生成FeBr3，那么Fe与I2反应也生成FeI3吗?因为卤素氧化性是依次减弱的，且从量变到质变，I2的氧化性已较弱，只能将变价金属氧化到低价，故应生成FeI2。

同理可推测若将少量Cl2通入FeBr2中和通入FeI2中，发生的反应相同吗?根据上述推理可知，在FeBr2中应是Fe2+先被氧化，生成FeBr3和FeCl3，而在FeI2中则是I-先被氧化，生成FeCl2和I2。