2010.3卤素的通性,单质与卤化氢.docVIP

卤素的通性、单质和卤化氢（2010.3） §1、卤素的通性 一、卤素的通性：卤素位于周期表第VIIA族，(IUPAC新规定：17族)。Fluorine）、氯（Chlorine）、溴（Bromine）、碘（Iodine）和砹（Astatine）五种元素，其中砹为放射性元素。 1、卤素的通性：卤素原子的物理性质 元素符号 F Cl Br I 价电子层结构 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 主要氧化数 –1,0 –1,0,+1,+3,+4,+5,+7 –1,0,+1,+3,+5,+7 –1,0,+1,+3,+5,+7 溶解度/g/100mgH2O 分解水 0.732 3.58 0.029 共价半径/pm 64 99 114.2 133.3 X-离子半径/pm 133 181 196 220 第一电离能/kJ·mol-1 1681.0 1251.1 1139.9 1008.4 电子亲和能/(kJ·mol–1) 327.9 348.8 324.6 295.3 分子离解能/(kJ·mol–1) 156.9 242.6 193.8 152.6 电负性(Pauling) 3.96 3.16 2.96 2.66 X-离子水合能/kJ·mol-1 -506.3 -368.2 -334.7 -292.9 (X2/X-)/V 2.87 1.36 1.08 0.535 氯的偶氧化态往往是表观氧化态，化合物中的实际氧化态，仍然是奇数，因为奇数族元素的奇氧化态稳定。 2、卤素的原子结构与卤素的非金属性 ⑴、相似性：*原子结构：最外层电子数均为7，易得电子而达到8电子稳定结构；*化学性质：活泼的非金属元素（非金属性强的元素）。 价层电子构型为ns2np5，因它与稀有气体外层的8电子稳定结构只差一个e-，均极易获得1个电子成为X-，-1价离子的形式存在于矿石和海水中。Cl、Br、I除了-1氧化数外，其特征氧化数还有+1、+3、+5、+7，其化合物都可作氧化剂。 ⑵、递变性： 元素名称 元素符号 原子结构示意图 原子电子层数 原子相对大小 原子半径(nm) 递变性 氟 F 2 0.064 核电荷数依次增加，电子层数依次增加，原子半径依次增大，核对外层电子的引力依次减弱。原子得电子能力依次减弱，元素的非金属性依次减弱。 氯 Cl 3 0.099 溴 Br 4 0.114 碘 I 5 0.133 *元素的非金属性强弱，是指元素的原子得电子能力的强弱。 随原子序数增加，卤素周期性变化规律：①原子半径，X-离子半径依次增大；②电负性依次减小；③第一电离能依次减小；④从Cl到I其电子亲合能和单质的离解能都依次减小；⑤ 单质氧化性减弱。与同周期其它元素相比，卤素的原子半径最小，电负性都比较大，是周期表中最活泼的非金属。 ①、原子结构 F Cl Br I 核电荷数依次增加，电子层数依次增加，原子半径依次增大，核对外层电子的引力依次减弱。 ②、化学性质 F Cl Br I 得电子能力依次减弱，元素的非金属性依次减弱。 *元素的非金属性强弱，是指元素的原子得电子能力的强弱。 ③、卤族元素的化合价 化合价 F Cl Br I 相同点 -1 -1 -1 -1 不同点 无正价 有正价，如+1、+3、+5、+7 卤素原子在化学反应中失去电子成为阳离子是困难的，只有电离能最小、半径最大的碘才有这种可能性。例如，形成碘盐I(CH3COO)3、I(ClO4)3等。 ⑶、特殊性（氟元素是非金属性最强的元素，要注意氟元素的特殊性。） F的反常特性：①电负性最大，F的非金属性很强；②电子亲合能反而比氯还小；原因：F的半径最小，核外电子云的密度较大，当它接受一个外来的电子形成负离子时，电子间斥力将增大，致使放出的能量减少。 二、卤素的存在 F:卤素单质具有很高的化学活性，在自然界中均以化合物形式存在，自然界中不存在游离状态的氟重要的矿物有(CaF2)、冰晶石(Na3AlF6)、氟磷灰石Ca5F(PO4)3，在地壳中的质量百分含量约0.065%，占第十五位。氟的天然同位素只有氟19。·MgCl2·6H2O。海水中大约含氯1.9%. Br:主要存在于海水中，海水中溴的含量相当于氯的1/300，盐湖和盐井中也存在少许的溴，地壳中的质量百分含量约1.6×10-4% 氯和溴：主要以碱金属、碱土金属的卤化物形式存在于海水中。 I：碘化物、碘酸盐。碘在海水中存在的更少，海洋中的某些生物（如海藻、海带等）富集碘，是碘的一个重要来源，海水中碘的含量仅为5×10-8%，碘也存在于某些盐井盐湖中，南美洲智利硝石含有少许的碘酸钠NaIO3。 At：是人工合成的放射性元素，研究的不多，对它了解的也很少。 三、卤素的电势图 从