卤族元素halogen.ppt

-EA
H(g) +X(g)
决定HX强度的主要因素是H-X键的键能 比较氢化物的强度：质子亲合势&非氢原子负电荷密度 负电荷密度—按氧化数所确定的负电荷与离子半径之比 负电荷密度越大，对H+吸引力越强，酸性越弱
元素化学讲义
2008.11
元素化学讲义
12/28 2008.11
13/28
NaBr + H2SO4(浓) == NaHSO4+ HBr 2HBr +H2SO4(浓) == SO2↑+Br + 2H2O
元素化学讲义
2008.11
23/28
以氯的含氧酸和含氧酸盐为代表，将这些规律总结在下表：
氧化态
酸
热稳定性和 酸强度
氧化性
盐
热稳定 氧化性和阴离
性
子碱强度
+1
HOCl
增
增 NaClO
增
增
+3
HClO2
NaClO2
+5
HClO3
NaClO3
大大
大
大
+7
HClO4
NaClO4
氯的含氧酸和他们的钠盐的性质变化规律
卤族元素（Halogen）
小组成员:王法泽 陈文庭 马晓飞 陆凯
2/28
Contents
1. 卤族元素相似性 2. 卤素单质及其性质 3. 氢化物，卤化物，含氧化合物 4. 拟卤素
元素化学讲义
2008.11
卤族元素相似性
3/28
F
Cl
Br
I
价电子层结构
2s22p5
3s23p5
4s24p5
5s25p5

Cl
Br
I
3s23p5 4s24p5 5s25p5
-1,0 ,+1 -1,0 ,+1 -1,0 ,+1 +3,+4 +3,+4 +3,+4 +5,+6,+7 +5,+6,+7 +5,+6,+7
-1氧化态外，其他氧化态都可作氧化剂
-1、+7氧化态外，都可发生歧化反应
8
第17章 卤 素
概述
3. 电负性
4
第17章 卤 素
概述
0 电子层
金属
非金属
2
He
IIIA IVA
VA
VIA VIIA 氦 K 2
5
6
7
8
9
10
B
C
N
O
F Ne
硼
碳
氮
氧
氟
氖
L8
K2
13 14 15 16 17 18
卤
Al 铝
Si 硅
P 磷
S 硫
Cl 氯
Ar 氩
M8 L8
K2
31 32 33 34 35 36
素
Ga Ge 镓锗
As 砷
物）的的化学性质及制备方法； 掌握卤素氧化物及其含氧酸盐的化学性质； 了解拟卤素和拟卤化合物。
2
第17章 卤 素
概述
重点：
卤素单质及其化合物（卤化氢和氢卤酸、卤化 物）的化学性质；
卤素氧化物及其含氧酸盐的化学性质。
难点：
卤化氢、氢卤酸的化学性质递变规律及反常现 象；
卤素含氧酸盐的化学性质。

取代反应与置换反应
01
卤素单质在水溶液中容易发生取代反应，例如氯气可以取代水中的氢离子生成盐 酸和次氯酸。
ห้องสมุดไป่ตู้
02
在置换反应中，卤素单质可以置换出其他非金属元素或金属元素的化合物中的元 素，例如溴可以置换出碘化钾中的碘离子。
卤化反应与水解反应
卤化反应是指卤素单质与有机物反应 生成卤代烃的过程。例如，甲烷与氯 气在光照条件下发生取代反应生成一 氯甲烷和氯化氢。
01 02 03 04
1. 化学工业
卤族元素在化学工业中用于合成 各种有机和无机化合物，如氟利 昂、氯乙烯等。
3. 食品工业
卤族元素在食品工业中用于防腐 、杀菌和食品加工，如食盐中的 氯化钠、氟化钠等。
02
卤族元素的物理性质
Chapter
颜色与状态
总结词
卤族元素的颜色和状态各异，随着原子序数的增加 ，颜色逐渐加深，从淡黄绿色到深红棕色，状态则 从气态过渡到液态和固态。
含氧酸盐
卤素与含氧酸根结合形成 的含氧酸盐也是自然界中 常见的存在形式，如食盐 中的氯化钠。
卤族元素的重要性和应用领域
卤族元素的重要性
卤族元素在化学、工业、医疗、 食品等领域具有广泛的应用，是 现代社会不可或缺的重要元素。
2. 医疗领域
卤族元素在医疗领域中用于合成 药物和诊断试剂，如碘造影剂、 氟喹诺酮类药物等。
沸点与熔点
总结词
卤族元素的沸点和熔点随着原子序数的增加而升高。其中，熔点变化规律较为明 显，而沸点变化规律较为复杂。
详细描述
卤族元素的熔点大致随着原子序数的增加而升高，但有些元素如溴和碘的熔点存 在异常现象。沸点变化规律较为复杂，例如氯的沸点高于溴，但溴的沸点又高于 碘。总体来说，随着原子序数增加，卤族元素的沸点和熔点逐渐升高。

质 单质熔沸点：
逐渐升高
单质在水中的溶解性： 逐渐减小
（F除外）
3、溴、碘在几种溶剂中的颜色、溶解性 溴和碘在水中的溶解度较小，均易溶于
有机溶剂中
溶剂 溶质
水中
汽油、苯、四氯 化碳中
Br2
黄橙
橙 橙红
I2
深黄 褐 浅紫 紫红
溶解的量多少不一，颜色呈现深浅不一 汽油、苯比水轻，四氯化碳比水重
可用萃取来分离溴水或碘水
• 1、从碘水中提取碘单质，可 选用的试剂是 （B、C、E）
A．饱和食盐水 B．苯 C．四氯化碳 D．酒精 E. 汽油
二、结构：
F Cl Br I
相同点： 最外层电子数均为７ 氧化性强
不同点： 原子核电荷数逐渐增多 核外电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大 氧化性越来越弱
三、卤素单质的化学性质 1、X2与金属单质反应 通式： 2 Fe+3Br2=2FeBr3 特殊： I2与变价金属生成低价盐
练习
1、不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的 是（ ）
A.碘化钾溶液 B.氯水
C.碘酒
D.溴蒸汽
2.实试验纸室来制检取验集Cl2气时瓶，中常是用否湿集润满的了淀氯粉气K，I 说出其使用原理。
Cl2 + 2KI=2KCl+ I2 碘使淀粉变蓝色
四、含卤化合物的主要用途
卤化银的制取及卤离子的检验
NaCl + AgNO3 = NaNO3 +AgCl (白色） NaBr+ AgNO3 = NaNO3 +AgBr （浅黄色） KI + AgNO3 = KNO3 + AgI （黄色）
第二节 卤族元素
生活中不能没有你！

3、F2和HF与玻璃反应生成气体
思 如何保存氢氟酸和氟单质？ 考
碘的特性
1、碘（I2）遇淀粉变蓝色
（碘的鉴定反应）
注意： 碘化钾溶液加入淀粉溶液，不变蓝色。 2、物理特性：升华
练习
1、不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的 是（ ）
A.碘化钾溶液 B.氯水
C.碘酒
D.溴蒸汽
2.试实纸验来室检制验取集Cl气2时瓶，中常是用否湿集润满的了淀氯粉气K，I 说出其使用原理。
Fe+I2=FeI2 2Cu+I2=2CuI 总结：
1、F2、Cl2、Br2与变价金属生成 高价盐 2、反应越来越弱——氧化性减弱
2、X2与氢气（H2）的反应 通式： X2+H2=2HX（卤化氢） 条件不同：F2+H2=2HF(暗处爆炸）
Cl2+H2=2HCl（强光照射爆炸）
结论: 从 F
I的氢化物
At
氟
氯
砹
卤
素
溴
碘
“卤”在希腊语中是成盐的意
二、结构：
F Cl Br I
相同点： 最外层电子数均为７ 氧化性强
不同点： 原子核电荷数逐渐增多 核外电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大 氧化性越来越弱
三、卤素单质的化学性质 1、X2与金属单质反应 通式： 2 Fe+3Br2=2FeBr3 特殊： I2与变价金属生成低价盐
（1）反应剧烈程度
逐渐减弱，条件越来越难
（2）稳定性
HF>HCl>HBr>HI
（3）水溶液（氢卤酸）酸性
HF<HCl<HBr<HI（HF为弱酸）
练习
▪ 1．从碘水中提取碘的实验操 作为（ ）

欣
22
五、工厂内部管控五：成品包装、
检验及出货
针对客户有无卤要求的成品，生产线应在 外箱上做如下标识： 1、客户有要求的，依客户要求标识。 2、客户无特别要求的均在外箱加贴“HF ” 标签。 3、与无卤产品相关的送检单、检验记录 表上都应盖“HF ”章。
欣 23
工厂内部管控六：全员培训
1、对公司所在人员包括仓库、IQC 、生产 线助理级以上、品保人员、采购、工程人 员依计划进行无卤知识培训。
欣 12
二. 卤素在工业电子中的应用
• 成型的PCB板中的卤素还来自于PCB板表面的阻焊剂和 助焊剂，助焊剂中卤素包含氟、氯、溴. 按无铅助焊剂 标准，卤素含量最多可以达到10000PPM。 但关于已经成型的PCB板表面助焊剂、阻焊剂中卤素的 测试还没有相关的标准方法，而且测试出数据后，也很 难得到PPM数据，最好的办法是对阻焊剂、助焊剂本身 进行测试。在对成型PCB板进行卤素测试时，其结果也 包含了阻焊剂、助焊剂中的卤素。 PCB板为达到无卤要求，一般采用磷化物作阻燃剂，替 代卤系阻燃剂。
表1. 国际电工协会 IEC 61249-2-21 :2003 之无卤素材料规格 欣 16
三、卤素控制标准
欣瑞连无卤控制标准 Br<900PPM CL<900PPM 且Br+Cl<1500ppm 同时，对于替代阻燃剂，不允许以下三种物质用于无卤产品中： --Antimony Trioxide(Sb2o3) 三氧化二锑 --Tripheny1 Phosphate(TPP) 磷酸三苯酯 --Red Phosphorus 红磷
欣 11
二. 卤素在工业电子中的应用
PCB中卤素
敷铜板基材主要为环氧树脂，阻燃性基材如FR-4、 CEM-3等多为溴化环氧树脂，其中多溴联苯、多溴联 苯醚、四溴双酚A、二溴苯酚等是主要阻燃物质，在 PBB/PBDE被ROHS指令限制后，其余溴类阻燃剂还在 大量使用。 根据EN61249-2-21、JPCA-ES-01 2003标准描述， 无卤敷铜PCB板的要求是溴小于900PPM，氯小于 900PPM，氯、溴之和小于1500PPM。（标准中是对 环氧基材的要求，因此认为此限值的计算是不包含铜膜 重量的）。

思考：把氟气通入碘化钾溶液中,有何现象
写出有关反应的化学方程式.
2F2 + 2H2O → 4HF + O2
碘的特性：
淀粉碘化钾试 纸的应用
1、碘I2单质遇淀粉溶液变蓝色
2、物理特性：升华
3、I2与Fe反应生成：FeI2
卤化银的制取及卤离子的检验
NaCl + AgNO3 → NaNO3 +AgCl 白色 NaBr+ AgNO3 →NaNO3 +AgBr 浅黄色 KI + AgNO3 → KNO3 + AgI 黄色
3操作步骤萃取与分液结合进行
混合振荡→静置分层→分液
分液时,打开分液漏斗的活塞,将下层液体从分液漏斗
颈慢慢流出,当下层液体刚好流完便立即关闭活塞,不要让
上层液体流出.上层液体要从分液漏斗上口倒出.
思考:
1、在实验室中应如何保存液溴
A 2、实验室在保存液溴时常在盛液溴的试剂瓶 里加入一些水,其目的是
Cl2+HHF2→>H2HCCl>l强H光Br照>射HI爆炸
3还原性逐渐增强 可逆反HF应<的H概Cl念<H：Br<HI
4水对溶概念液的酸理性解逐：渐增强
HF<HCl<HBr<HI
§4-6 卤族元素
三、卤素单质化学性质的比较
3卤素间的相互置换 置换能力.
F 2 C l2 B r2 I2
I Br
①F2很活泼,能与稀有气体发生反应,如：
F2 + Xe →XeF2 白色固体
②氟无正价,F2与水反应不生成次卤酸,F2与碱反 应不生成次卤酸盐.
2F2 + 2H2 O →4HF +O2

反应程度： 反应越来越难 ① 氢化物的稳定性： HF ＞ HCl ＞ HBr ＞ HI
②氢化物的还原性： HF ＜ HCl ＜ HBr ＜ HI
③水溶液的酸性： HF ＜ HCl ＜ HBr ＜ HI
（2）卤素单质与水的反应 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 （剧烈反应，并发生爆炸） Cl2 + H2O Br2 + H2O I2 + H2O HCl + HClO HBr + HBrO HI + HIO 反 应 逐 渐 减 慢
反应通式： X2 + H2O = HX + HXO （X = Cl、Br、I ）
（3）卤素单质之间的置换反应
2 NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2
（溶液由无色变成黄色） 2 KI + Cl2 = 2KCl + I2 （溶液由无色变成棕黄色） 2 KI + Br2 = 2KBr + I2 （溶液由无色变棕黄色） 【氧化性】 F2 ＞ Cl2 ＞ Br2 ＞I2 【小结】从F → I ，元素的非金属性逐渐减弱。
再见
意思。
1.卤族元素原子结构特点
元素 名称 元素 符号 核电 荷数 原子结构 示意图 +9 2 7 最外层 电子 电子数 层数 原子半 径/ nm
卤
族 元 素
氟 氯 溴 碘 砹
F
Cl Br
9 17
7
7
2
3 4 5 6
0.071
0.099 0.114 0.133
+17 2 8 7
+35 2 8 18 7
35
53 85
7

2Na＋X2===2NaX (X＝Cl、Br、I)。
(B)氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2 > Br2 > I2，阴离子的还原 性：Cl－ < Br－ < I－。
(C)与一些还原性离子反应，如Br2与SO、Fe2＋反应的离子方程式分
别为 SO32-＋Br2＋H2O===SO4-＋2Br－＋2H+
，
气 体 液 体 固体
逐渐增大
逐渐升高
怎样解释？
2
溴和碘在不同溶剂中所生成溶液的颜色变化
水
汽油（苯） 四氯化碳
溴 橙色 碘 棕黄色
橙红 紫红
橙红 紫红
碘酒就是碘的酒精溶液，呈棕褐色。
3
注意： （1）卤素单质的贮存
①F2、Cl2、Br2(g)、I2(g)均有毒， 应密封保存 。 ②液溴易挥发,应用 水液封且用棕色试剂瓶盛放 。
Mn(CN)2+（CN）2 +2 H2O
,
24
2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋
。
8
四.氢化物（HX） （X=F、Cl、Br、I） 递变性： 氢化物的稳定性由强到弱 氢化物的酸性由弱到强
氢化物的还原性由弱到强 五．卤化银
氢化物的沸点HF ﹥ HCl ﹤ HBr ﹤
(1)AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黄色不溶于水，
AgI黄色不溶于水．AgCl、AgBr、AgI均不溶于稀硝酸
“溴水混合物Ⅰ”，请说明原因：____________________。
将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是 Br2 的浓 缩过程，可提高效率，减少能耗，降低成本
18
海 带
①
海 带 灰