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课件无机化讲义学14卤素
目录
卤素概述
卤素单质
卤素化合物
卤素反应活性及机理探讨
目录
无机含卤材料制备及应用领域拓展
实验部分：无机含卤材料制备及性能表征实验设计
01
卤素概述
01
02
03
卤素是指周期表中第17族的元素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）和砹（At）。
卤素原子最外层都有7个电子，易于接受一个电子形成稳定的8电子构型，因此卤素具有强氧化性。
卤素单质都是双原子分子，颜色、状态、密度、熔沸点等物理性质随原子序数递增呈现规律变化。
卤素在自然界中分布广泛，但含量差异较大。氟是地壳中含量最少的元素之一，而氯则是含量最多的卤素。
卤素在海水中的含量较高，特别是氯和溴。海水中氯的含量约为1.9%，而溴的含量约为0.0065%。
卤素也存在于许多矿物中，如氟存在于萤石（CaF2）中，氯存在于食盐（NaCl）中。
卤素及其化合物在人类生活中有着广泛应用。例如，食盐（NaCl）是人体必需的营养物质之一，用于调味和防腐；氟化物可用于制造牙膏和防止龋齿；氯气可用于自来水的消毒等。
然而，过量摄入卤素也会对人体健康造成危害。例如，过量摄入氟会导致氟斑牙和氟骨症；过量摄入氯会对呼吸系统和皮肤造成刺激和损伤。
此外，卤素及其化合物还对环境和生态系统产生影响。例如，氯氟烃类化合物（CFCs）是一种温室气体，对全球气候变化产生影响；同时它们也是臭氧层破坏的主要因素之一。因此，在使用卤素及其化合物时需要注意环境保护和人类健康安全问题。
02
卤素单质
氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易溶于水。
物理性质
化学性质
用途
氯气化学性质活泼，可以与多种元素发生反应，具有强氧化性。
氯气在工业生产中有着广泛应用，如合成氯化物、消毒、漂白等。
03
02
01
物理性质
01
溴是一种红棕色液体，易挥发；碘是一种紫黑色固体，易升华。
化学性质
02
溴和碘化学性质较为活泼，可以与多种元素发生反应，具有氧化性。
用途
03
溴和碘在有机合成、医药、染料等领域有着广泛应用。例如，溴可用于合成溴化物、有机溴化物等；碘可用于合成碘化物、有机碘化物等，同时也是人体必需的微量元素之一。
03
卤素化合物
包括氟化氢（HF）、氯化氢（HCl）、溴化氢（HBr）和碘化氢（HI），它们都是无色、有刺激性气味的气体，易溶于水，具有强还原性。
卤素氢化物的种类和性质
通常通过卤素单质与氢气在一定条件下反应制得，如氟化氢可通过氟气与氢气在暗处混合反应制得。
卤素氢化物的制备
作为重要的化工原料，用于制造各种卤化物、高纯卤素单质以及某些特殊化学品，如氟化氢可用于制造氟利昂等。
卤素氢化物的用途
包括氟的氧化物（如OF2）、氯的氧化物（如Cl2O、Cl2O7）、溴的氧化物（如Br2O）和碘的氧化物（如I2O5），它们大多具有强氧化性，能与水反应生成对应的含氧酸。
卤素氧化物的种类和性质
包括高氯酸（HClO4）、高溴酸（HBrO4）、高碘酸（HIO4）等，它们都是强酸，具有强氧化性和腐蚀性。
卤素含氧酸的种类和性质
通常通过卤素单质与氧气或含氧物质在一定条件下反应制得。
卤素氧化物和含氧酸的制备
作为氧化剂、催化剂、漂白剂等广泛应用于化工、医药、环保等领域。
卤素氧化物和含氧酸的用途
卤素盐的种类和性质
包括氟化物、氯化物、溴化物和碘化物等，它们大多具有离子键结构，易溶于水，具有不同的物理和化学性质。
卤素盐的制备
通常通过金属与卤素单质或卤化氢反应制得，也可以通过复分解反应等化学方法制备。
卤素盐的用途
作为重要的化工原料，用于制造各种无机和有机化学品、染料、农药、医药等，同时也是人们日常生活中不可或缺的调味品和食品添加剂。
04
卤素反应活性及机理探讨
A
B
D
C
氟的反应活性
氟是卤素中最活泼的元素，具有很强的氧化性。它能与大多数元素直接化合，并且反应剧烈。
氯的反应活性
氯的活泼性仅次于氟。在常温下，氯气与金属元素反应生成氯化物。
溴的反应活性
溴的活泼性比氯弱，与金属元素反应时需要加热。
碘的反应活性
碘是卤素中最不活泼的元素，与金属元素反应时需要较高的温度。
卤素原子最外层有7个电子，容易得到一个电子形成稳定的8电子结构，因此具有很强的氧化性。
卤素原子的氧化性
卤素单质分子中，两个卤素原子之间通过共价键结合。共价键的强度决定了卤素分子的稳定性。
卤素单质的化学键
卤化氢在水溶液中电离出氢离子和卤素离子。卤素的非金属性越强，其对应的氢化物酸性越强。
卤化氢的酸性
原子半径
随着原子序数的增加，卤素原子的半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，使得卤素的非金属性逐渐减弱，反应活性也逐渐降低。
电负性
卤素原子的电负性随着原子序数的增加而降低。电负性的降低使得卤素原子在化学反应中更容易失去电子，从而降低
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