卤素的通性.
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卤素11-1 卤素的通性一、卤素的存在氟是最活泼的非金属元素,氟单质是目前已知最强的氧化剂,所以自然界中没有游离态的氟存在,只有氟的化合物。
萤石──氟化钙CaF 2───就是氟的天然化合物,因为在黑暗中摩擦时发出绿色荧光而得名。
氯在地壳中的质量分数为0.031% ,主要以氯化物的形式蕴藏在海水里,海水中含氯大约为 1.9% 。
在某些盐湖、盐井和盐床中也含有氯。
在自然界中,碘以化合物的形式存在,地壳中碘的质量百分数为3 ×10% ,主要以碘酸钠NaIO 3的形式存在于南美洲的智利硝石矿中。
在海水中碘的含量很少,但海洋中的某些生物如海藻、海带等具有选择性地吸收和聚集碘的能力,是碘的一个重要来源。
二、卤素原子的性质卤素原子的一些性质性质氟氯溴碘原子序数价电子构型常见氧化态共价半径/pmX - 离子半径/pm第一电离能/(kJ/mol) 电子亲合能/(kJ/mol) X - 水合能/(kJ/mol) X 2 的解离能/(kJ/mol) 电负性(Pauling 标度)92s 2 2p 5-1641331681327.9-507156.93.98173s 2 3p 5-1,1,3,5,7991811251348.8-368242.63.16354s 2 4p 5-1,1,3,5,7114.21961140324.6-335193.82.96535s 2 5p 5-1,1,3,5,7133.32201008295.3-293152.62.66三、卤素的电极电势φθ(V ):2.87 1.36 1.07 0.54F 2 ———F - Cl 2 ———Cl - Br 2 ———Br - I 2 ———I -11-2 卤素单质一、卤素单质的物理性质卤素单质的物理性质性质氟氯溴碘物态颜色液体密度(g/ml )熔点(K )沸点(K )汽化热/kJ/mol临界温度/K临界压力/MPa气体淡黄色1.513/85K53.3884.866.541445.57气体黄绿色1.655/203K172238.420.414177.7液体红棕色3.187/273K265.8331.829.5658810.33固体紫色( 气) 紫黑色( 固)3.960/393K386.5457.441.9578511.75二、卤素单质的化学性质1 、卤素与金属的反应卤素单质的氧化性是其最典型的化学性质.氟在低温或高温下都可以和所有的金属直接作用,生成高价氟化物。
无机化学考研辅导(下)第五讲卤素一、卤素单质的通性1、分子结构和性质元素的价电子构型为ns2np5,易得一个电子形成全满结构,单质均为双原子分子。
最显著的性质是气态的F2、Cl2、Br2、I2的颜色变化,从近无色→紫色,分子最大吸收渐向长波方向移动。
说明双原子MO中最高充满的σ和π*至最低未满的空的σ*轨道之间能量差自上而下减小。
另外,卤素分子的离解能从F2到I2分别为159kj·mol-1,243kJ·mol-1,193kJ·mol-1和151kJ·mol-1。
.除F2外,随着离子半径的增加,键渐弱,因而离解能渐低。
2、反应活性(1)卤素标准电极电势:I2+2e-=2I- φ=0.52VBr2+2e-=2Br- φ=1.06VCl2+2e-=2Cl- φ=1.36VF2+2e-=2F- φ=2.87V氧化能力:F2>Cl2>Br2>I2(还原能力:I->Br->Cl->F-)(2)所以F2,Cl2可与所有金属作用,F2还能与稀有气体作用:形成XeF2,XeF4,XeOF4等化合物。
Br2,I2可与除贵金属外的所有金属作用。
(3)卤素与水作用发生下述两类反应1X2+H2O→2H++2X-+1/2O2F2极易发生此反应,日光下Cl2反应慢,Br2,I2无明显反应。
2X2+H2O→H++X-+HOX X2+2OH-→XO-+X-+H2O第 2类反应即为卤素特征的OX-Re反应即歧化反应。
在酸性条件下,卤素歧化反应不易发生,如Cl2的K=4.0×10-4;而在碱性条件下,歧化极易进行,且XO-还可继续歧化(3XO-→2X-+XO3-)。
Cl2在70摄氏度,Br2在室温,I2在0℃即可发生上述反应。
所以室温下将Cl2,Br2,I2分别加入碱中生成的是ClO-,BrO3-和IO3-。
3、单质制备(1)F21工业制备:电解KHF2与HF混合液阳极(石墨):2F-=F2↑+2e-阴极(电解槽):2HF2-+2e-=H2↑ +4F-电解总反应:2KHF2=2KF+H2↑+F2↑2实验室制法:BrF5(g)=BrF3(g)+F2(g)1986年:4KMnO4+4KF+20HF→4K2MnF6+3O2+10H2O2K2MnF6+4SbF5=4KSbF6+F2↑+2MnF3(2)Cl21工业制备:电解NaCl水溶液2实验室制法:MnO2+HCl(浓)= KMnO4+HCl(浓)=(3)Br21工业制法:海水制Br2。