卤族(新)试卷.pptxVIP

卤族元素之氟、溴 刘 氟 一、单质 发现过程及分布 1.氟和氯一样，也是自然界中广泛分布的元素之一，在卤素中，它在地壳中的含量仅次于氯。早在16世纪前半叶，氟的天然化合物萤石（CaF2）就被记述于欧洲矿物学家的著作中，当时这种矿石被用作熔剂，把它添加在熔炼的矿石中，以降低熔点。拉瓦锡在1789年的化学元素表中将氢氟酸基当作是一种元素。到1810年戴维确定了氯气是一种元素，同一年法国科学家安培根据氢氟酸和盐酸的相有哪些信誉好的足球投注网站似性质和相似组成，大胆推断氢氟酸中存在一种新元素。但单质状态的氟却迟迟未能制得，直到1886年6月26日，才由法国化学家弗雷米的学生莫瓦桑制得。莫瓦桑因此获得1906年诺贝尔化学奖。 2.氟是自然界中广泛分布的元素之一。氟在地壳的存量为6.5×10-2%，存在量的排序数为13。自然界中氟主要以萤石（CaF2），冰晶石（Na3[AlF6]）及以氟磷灰石（Ca10（PO4）6F2）存在。 物理性质 1.氟在标准状态下是淡黄色气体，液化时为黄色液体。在-252℃时变为无色液体。剧毒，人体每日摄入量4mg以上会造成中毒，损害健康。 2.密度：1.696g/L（273.15K，0℃）； 3.熔点：-219.66℃； 4.沸点：-188.12℃； 5.溶解度：与水反应。 化学性质 1.电子层排布：[He]2s2 2p5； 2.主氧化态：F（-I），F（0）； 3.电负性：4.00; 4.化学键能（kJ /mol） F-F：159 F-H：569 F-O：190 F-N：272 F-C：456 F-B:644 F-Al：582 5.亲和能：328.16kJ·mol-1； 6.电离能（kJ/ mol）： I1=1681.0 I2=3374 I3=6050 I4=8408 I5=11023 I6=15164 I7=17867 I8=92036 I9=106432。 7.单质解离能：157.7kJ·mol-1； 8.F-水和能：-506.3kJmol-1； 9.标准熵：F：158.6J·mol-1·K-1，F2:202.5J·mol-1·K-1; 10.标准电极电势：E∅（F₂/HF）=3.053V，E ∅ （F₂/F-）=2.87V。 化学反应 1 2 3 单质氟是最活泼的非金属元素，除了He、Ar外能和所有的单质化合，故氟除了能和金属、非金属反应，更能和许多氧化物、盐等化合物反应。 二、化合物 氢化物（HF） 1.基本性质 它是无色有刺激性气味的气体，是一种一元弱酸。氟化氢的水溶液称作氢氟酸。氟化氢及其水溶液均有毒性，容易使骨骼、牙齿畸形，氢氟酸可以透过皮肤被黏膜、呼吸道及肠胃吸收。 △fH∅：-271kJ·mol △fG∅：-273kJ·mol 键能：568.6kJ·mol 水合热：-48.14kJ·mol pKa：3.45 熔点：-87.3 ℃ 沸点：19.5 ℃ 其他常见化合物 1.氟化钙 俗称萤石，熔点1402℃，沸点2497℃，极难溶于水。可溶于盐酸、氢氟酸、硫酸、硝酸。加热时发光，有荧光现象。 晶体的晶胞为面心立方最密堆积。 萤石具有能降低难熔物质的熔点，促进炉渣流动，使渣和金属很好分离，在冶炼过程中脱硫、脱磷，增强金属的可煅性和抗张强度等特点。因此，它作为助熔剂被广泛应用于钢铁冶炼及铁合金生产、化铁工艺和有色金属冶炼。 萤石另一重要用途是生产氢氟酸。氢氟酸是通过酸级萤石（氟石精矿）同硫酸在加热炉或罐中反应而产生出来的，它是生产各种有机和无机氟化物和氟元素的关键原料。 2.六氟铝酸钠（Na3AlF6） 冰晶石又名六氟合铝酸钠或氟化铝钠，分子式为Na3AlF6，白色细小的结晶体，有时有颜色，熔点1009 ℃。 自然界产出稀少，通常人工制造。用途主要用作铝电解的助熔剂；也用作研磨产品的的耐磨添加剂等。冰晶石在铝工业中的用量最大，世界上每年的消耗量约为70万吨。 冰晶石降低氧化铝熔点的原理 B氧化铝其实是分散质,分散于液态的冰晶石中。关于氧化招溶解在冰晶石体系中所生成离子的结构问题,己经有很多学者做过多年研究,提出过很多种离子结构模型。 Holm用冰点降低法分析得出,在无限稀释情况下,氧化绍溶解在冰晶石体系中产生3个新离子,每个新离子有1个氧原子。由于氧离子和氟离子大小相近,因此这两种离子在结构上可彼此置换位置,于是提出了氧化铝溶解在冰晶石溶体中形成胶体，生成铝氧氟络合离子的概念,这种概念现在被广泛认同。 发生的反应： 4A1F63-