卤素 (2)PPT讲稿.ppt
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1、卤素(2)第1页,共69页,编辑于2022年,星期五12.1卤素通性卤素通性 F(氟氟)Cl(氯氯)Br(溴溴)I(碘碘)At(砹砹)0.0293.580.09分解水分解水溶解度溶解度/mol/L-1,293K2.662.963.163.98电负性电负性(Pauling)-305-347-368-507X-离子水合能离子水合能/kJmol-11008114012511681第一电离能第一电离能/kJmol-1149190240155解离能(键能)解离能(键能)/kJmol0.5351.081.362.87(X2/X-)/V295324.5348.7322第一电子亲合能第一电子亲合能/kJmol
2、-1,0,+1,+3,+5,+7-1,0主要氧化数主要氧化数 ns 2np 5价电子层结构价电子层结构IBrClF基本性质基本性质第2页,共69页,编辑于2022年,星期五一、卤素的通性一、卤素的通性最大电子亲合能最大电子亲合能最大的第一电离能最大的第一电离能最大的电负性最大的电负性电子构型为电子构型为ns2np5形成形成X-倾向比较倾向比较大大同周期元素相比同周期元素相比,卤素卤素卤素有很高的化学活波性,卤素有很高的化学活波性,卤素有很高的化学活波性,卤素有很高的化学活波性,单质的氧化性很强,非金单质的氧化性很强,非金单质的氧化性很强,非金单质的氧化性很强,非金属性最强属性最强属性最强属性最
3、强相似性相似性原子半径原子半径,离子半径,离子半径.电离能电离能,电负性,电负性,吸引电子能力,吸引电子能力电子亲合能电子亲合能(F除外除外);离解能;离解能(F除外除外)递变性递变性随着原子序数递增随着原子序数递增第3页,共69页,编辑于2022年,星期五解离能解离能(键能键能):F-FCl-ClF的原子半径小的原子半径小,孤电子对斥力较大孤电子对斥力较大单质中,单质中,F2氧化性最强氧化性最强,1/2F2+eF-分解水分解水:F2氧化氧化H2O第一电子亲合能第一电子亲合能:FBrIF原子半径小,核周围电子云密度大,对外来电子原子半径小,核周围电子云密度大,对外来电子的斥力大,部分抵消的斥力
4、大,部分抵消F原子获得电子放出的能量原子获得电子放出的能量 无正氧化数无正氧化数 F电负性是所有元素中最大的电负性是所有元素中最大的(3.98),表现,表现-1、0价价F的特的特殊性殊性第4页,共69页,编辑于2022年,星期五 问题:问题:为何为何F的第一电子亲合能比的第一电子亲合能比Cl小,但其单质小,但其单质(F2)的氧化性却强于的氧化性却强于Cl2呢?呢?因为氧化性强弱是由因为氧化性强弱是由 1/2X2+e X-的难易决定的,的难易决定的,而这一过程包括了几部分能量而这一过程包括了几部分能量 Cl、Br、I有有-1,0,+1,+3,+5,+7 氧化态氧化态,与电负性更大的,与电负性更大
5、的元素结合时,为元素结合时,为正氧化态正氧化态,正氧化态通常为正氧化态通常为奇数,奇数,如:如:IF5(I,+5)F只有只有-1,0 氧化态氧化态H(F2)=H(键能)键能)+H(电子亲和能)电子亲和能)=-249.5kJ.mol-1)H(Cl2)=H(键能)键能)+H(电子亲和能)电子亲和能)=-227(kJ.mol-1)第5页,共69页,编辑于2022年,星期五二、卤素的存在二、卤素的存在具有强活泼性具有强活泼性自然界自然界:化合态化合态主要主要:卤化物卤化物F:荧石荧石CaF2、冰晶石、冰晶石Na3AlF6、磷灰石(、磷灰石(Ca5F(PO4)3)人体人体(牙齿,骨骼牙齿,骨骼)Cl、B
6、r:海水、海水、岩盐,岩盐,NaCl,NaBr,CaCl2,CaBr2,MgCl2,MgBr2I:海水中藻类(海带)海水中藻类(海带)智利硝石智利硝石:NaIO3三、卤素自由能氧化态图三、卤素自由能氧化态图(自学)(自学)第6页,共69页,编辑于2022年,星期五氯、溴、碘的含氧酸在酸性介质皆为强氧化剂,而在碱性氯、溴、碘的含氧酸在酸性介质皆为强氧化剂,而在碱性介质中氧化性减弱;介质中氧化性减弱;Cl2,Br2、I2、BrO-、IO-都不稳定,在碱性介质中易歧化,都不稳定,在碱性介质中易歧化,而而XO3-在碱性介质中稳定不易歧化在碱性介质中稳定不易歧化。第7页,共69页,编辑于2022年,星期
7、五12.2卤素单质卤素单质一、卤素单质的物理性质一、卤素单质的物理性质卤素单质卤素单质氟氟氯氯溴溴碘碘聚集状态聚集状态气气气气液液固固颜色颜色浅黄浅黄黄绿黄绿红棕红棕紫黑紫黑熔点熔点/K53.38172265.8386.5沸点沸点/K84.86238.4331.8457.4汽化热汽化热/(KJmol-1)6.5420.4129.5641.95密度密度/(gcm-3)1.11(l)1.57(l)3.12(l)4.93(s)卤素单质均为双原子分子卤素单质均为双原子分子 X2(X-X)第8页,共69页,编辑于2022年,星期五1.1.卤素单质的颜色卤素单质的颜色 X2(ns)2(ns*)2(np)2
8、(np)4(np*)4(np*)0物质呈现被吸物质呈现被吸收光的互补色收光的互补色可见光全吸收可见光全吸收黑色;黑色;完全不吸收,全反射完全不吸收,全反射白色;白色;各种波长均吸收部分各种波长均吸收部分灰色;灰色;吸收特定波长的光吸收特定波长的光显示互补色显示互补色F2、Cl2、Br2、I2-(np*)与与(np*)间间能级差依次减小能级差依次减小,吸收光,吸收光的波长增大,显示出互补色波长短、的波长增大,显示出互补色波长短、颜色加深颜色加深第9页,共69页,编辑于2022年,星期五卤素在有机溶剂溶解度卤素在有机溶剂溶解度大大非极性分子,易溶于有机溶剂中,如在有机溶剂(非极性分子,易溶于有机溶
9、剂中,如在有机溶剂(乙醚、乙醚、CCl4)中溶解度大)中溶解度大碘在极性溶剂中的溶剂化作用碘在极性溶剂中的溶剂化作用如:碘在如:碘在H2O、醇中、醇中棕色棕色xH2O:I2(溶剂化物溶剂化物)碘碘在在CS2、CCl4紫色紫色碘在碘化物溶液中的碘在碘化物溶液中的s增大增大I2+I-=I3-碘盐浓度越大,溶解的碘越多,颜色越深。碘盐浓度越大,溶解的碘越多,颜色越深。碘在介电常数较大(极性强)的溶剂中,碘在介电常数较大(极性强)的溶剂中,棕色;棕色;在介电常数较小在介电常数较小的溶剂中,以分子态存在,的溶剂中,以分子态存在,紫色紫色2.卤素单质的卤素单质的溶解性溶解性3.毒性毒性X2均有毒,有刺激性
10、气味,从均有毒,有刺激性气味,从F2I2毒性减小毒性减小第10页,共69页,编辑于2022年,星期五例例 请给出卤素单质的活泼性顺序。指出为什么由氟至氯,活泼请给出卤素单质的活泼性顺序。指出为什么由氟至氯,活泼性的变化有一个突变?性的变化有一个突变?(1)单质的活泼性次序为:单质的活泼性次序为:F2 Cl2 Br2 I2(2)从从F2到到Cl2活泼性突变,其原因是活泼性突变,其原因是F原子和原子和F-离子的半径很离子的半径很小。小。F(F-)Cl(Cl-)Br(Br-)I(I-)r/pm 64(131)99(181)114(196)133(220)由于由于F原子半径非常小,原子半径非常小,F-
11、F原子间的斥力较大,使原子间的斥力较大,使F2的离解能(的离解能(157.7 kJmol-1)远小于)远小于Cl2的离解能的离解能(238.1kJmol-1)。)。由于由于F-的离子半径非常小,因此在形成化合物时,氟化的离子半径非常小,因此在形成化合物时,氟化物的离子键更强,键能或晶格能更大。物的离子键更强,键能或晶格能更大。由于由于F-离子半径非常小,离子半径非常小,F-的水合热的水合热(放热放热)比其它卤素离比其它卤素离子大。子大。X2 单质的活泼性次序为:单质的活泼性次序为:F2 Cl2 Br2 I2第11页,共69页,编辑于2022年,星期五卤素单质具有强氧化性卤素单质具有强氧化性:F
12、2Cl2Br2I2卤离子卤离子X-具有还原性:具有还原性:F-Cl-Br-HClHBrHI主要是色散力主要是色散力HFFHHF“反常反常”高高氢键氢键热稳定性热稳定性HFHClHBrHI减减弱弱热稳定性指热稳定性指HX受热分解情况:受热分解情况:HX1/2H2+1/2X2加热加热(1)键能越大,越稳定)键能越大,越稳定(2)fHm(HX)越负(放热越多),越稳定;越负(放热越多),越稳定;(3)fGm(HX)越负,越稳定;越负,越稳定;第26页,共69页,编辑于2022年,星期五(1)还原性:还原性:(卤化氢或氢卤酸卤化氢或氢卤酸)失电子能力。失电子能力。HFHClHBrHIF-Cl-Br-A
13、gClAgBrAgIClF3IClIF7BrClIBr多卤化物多卤化物:卤化物与卤化物与卤素单质或卤素互化物加合生成卤素单质或卤素互化物加合生成-第34页,共69页,编辑于2022年,星期五F2O、F2O2除氟外,卤素电负性都比氧小。能形成除氟外,卤素电负性都比氧小。能形成氧化数为正值的氧化物氧化数为正值的氧化物1卤素氧化物卤素氧化物(自(自(自(自 学)学)学)学)三、卤素的含氧化合物三、卤素的含氧化合物Cl2OClO2Cl2O6Cl2O7BrO2F的电负性的电负性比比O大,氧呈正氧化态大,氧呈正氧化态,为氟化物。为氟化物。第35页,共69页,编辑于2022年,星期五Cl2O(黄棕色气体黄棕
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