卤族元素1精要.ppt

* * 3.高溴酸、高碘酸及其鹽 高溴酸是強酸，其酸性與高氯酸相近。高溴酸是一種極強的氧化劑，其氧化能力比高氯酸和高碘酸都強。在強鹼條件下用F2氧化 生成 將所得溶液酸化，可得到HBrO4。 高碘酸以正高碘酸和偏高碘酸形式存在。 高碘酸的酸性比高氯酸弱得多，但它的氧化性卻比高氯酸強，而且反應平穩快速。 HIO4的結構 H5IO6的結構 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 无机化学 卤族元素 一、鹵族元素概述 二、鹵族元素的單質 三、鹵化氫和鹵化物 四、鹵素的含氧酸及其鹽 第 17 族元素又稱鹵族元素，由氟、氯、溴、碘、砹五種元素組成。在自然界中，氟元素主要以螢石(CaF2)和冰晶石(Na3AlF6)等礦物存在。氯、溴、碘元素則主要以無機鹽的形式存在於海水中，海藻等海洋生物是碘的重要來源。砹是放射性元素,大多由人工合成，目前人們對它的性質研究較少。 一、鹵族元素概述 鹵族元素的一些基本性質 元 素 氟 氯 溴 碘 元素符號 F Cl Br I 原子序數 9 17 35 53 價層電子組態 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 主要氧化值 -1 -1,+1,+3,+5,+7 -1,+1,+3,+5,+7 -1,+1,+3,+5,+7 原子半徑/pm 64 99 114 133 Ei,1/(kJ·mol-1) 1681 1251 1140 1008 Eea/(kJ·mol-1 327.9 349 324.7 295.1 電負性 4.0 3.0 2.8 2.5 鹵族元素的價層電子組態為ns2np5，極易獲得一個電子，形成氧化值為 -1 的化合物。 鹵素都有較大電負性，容易得到電子，顯示出很強的非金屬性。在鹵族元素中，自上而下，原子半徑增大，電負性減小，因此從F到I非金屬性依次減弱。鹵族元素的第一電離能都比較大，表明它們失去電子的傾向比較小。事實上，鹵族元素中只有半徑最大、第一電離能最小的碘元素才有失去電子的可能。 氯、溴、碘元素的最外電子層中都存在空 d軌道，與電負性更大的元素結合時，d軌道也可以成鍵，因此這三種元素可以表現出+1、+3、+5、+7氧化值。 在鹵族元素中，氟元素表現出反常的變化規律。氟元素的電負性雖然很大，但它的電子親和能卻小於氯元素，這是因為氟元素的電負性大，同時其原子半徑很小，當接受外來電子時，電子間的靜電斥力特別大，克服這種斥力所需的能量部分地抵消了氟原子接受一個電子成為氟離子時所釋放的能量，造成氟元素的電子親和能反常地小於氯元素的現象。 氟元素與有多種氧化值的元素化合，所形成的化合物中該元素一般表現為最高氧化值，這是因為氟原子半徑小，空間位阻不大，而電負性又很大的緣故。 二、鹵族元素的單質 (一) 物理性質 鹵族元素的單質的一些性質 單 質 F2 Cl2 Br2 I2 聚集狀態 氣 氣 液 固 顏色 淺黃 黃綠 紅棕 紫黑 熔點/℃ -219.6 -101 -7.2 113.5 沸點/℃ -188 -34.6 58.78 184.3 6.32 20.41 30.71 46.61 溶解度/[mL·(kg H2O)-1] 分解水 0.732 3.58 0.029 密度/(g·cm-3） 1.11(l) 1.57(l) 3.12(l) 4.93(l) 鹵族元素的單質皆為雙原子分子，固態時為分子晶體，熔點和沸點都比較低。從 F2到I2，隨著分子體積的增大，分子的變形性依次增大，分子之間的色散力逐漸增大，因而熔點、沸點依次升高。常溫下，F2和Cl2是氣體，Br2是液體，I2 是固體。Cl2 容易液化，在常溫下加壓至 600 kPa時，氯氣即可轉化為黃色的液體。固態碘具有較高的蒸氣壓，容易昇華，加熱可直接轉化為氣態碘，利用碘的這一性質，可對粗制碘進行純化。 鹵族元素的單質均有顏色，從F2到I2，隨著相對分子質量的增大，顏色依次由淺黃、黃綠、紅棕到紫黑。 鹵族元素的單質在水中的溶解度不大。F2與水起劇烈反應，並使水分解放出氧氣。Cl2、Br2和I2在有機溶劑中的溶解度比在水中大得多，並呈現一定的顏色。Br2溶於有機溶劑所得溶液的顏色，隨濃度增大而從黃到棕紅逐漸加深。I2溶于極性有機溶劑時呈現棕紅色，溶於非極性有機溶劑中則呈現本身蒸氣的紫色。這是由於I2在極性溶劑中形成溶劑化物，而在非極性或弱極性溶劑中以分子存在。 I2難溶于水，但易溶於KI溶液中，這主要是由於形成的 緣故： 鹵族元素的單質均有刺激氣味，強烈刺激眼、鼻、喉