卤素的性质及应用论文报告

《卤素的性质及应用》论文报告

本小组同学通过认真学习查阅相关资料，经过分析思考写出论文，归纳总结后作成课

件并向大家介绍，对卤素相关的性质及应用有了一定程度的了解，现归纳总结如下：

一、卤素

(1 )卤族元素包括氟(F).氯(Cl).溴(Br).碘(I).砹(At)五种元素，总称为卤素•

(2)该族元素都是典

型的非金属元素，它们都可以与典型的金属元素形成盐•

(3)卤素在自然界中都以化合物的形式出现

，，它们在地壳中的分布量按原子百分数计算是

：

氟0.02%,氯0.02%,溴3*10-5%,碘4*10-6%,砹极微小.

二、氟的性质及应用

1、氟的发现及命名

(1)1768年马格拉夫发现HF。

(2)1768至1886先后有四位化学家为制取单质氟而献出宝贵的生命。

(3) 1886年法国化学家莫瓦桑制得单质F2.最终莫瓦桑在铂制U型管中，用铂铱合金做电极，

在-23摄氏度电解干燥的氟氢化钾制得F2,因此而被授予1906年诺贝尔化学奖：

1886年Moissan首次用电解法在氟化钾的无水氟化氢溶液中制得了单质氟，他是在一个铂制的小型U型管里放入KF-HF电解液，KF:HF为1:13，管的两臂各插入一个铂电

极。

电解时的电极反应如下：

2 F------ F2+2e- 阳极反应

2 HF2-+2e- ----- H2+4F-阴极反应

在0 C时，由电解池测出的表观电极电势为 2.763V，而在水溶液中，按F- 1/2F2+e-反应计算得知，其标准电极电势为2.85V。而实际上该电解过程却需要用8V的电势才能进行，可见该反应是不易变为可逆的，因为产生相当高的超电压。

(4)萤石与矿石一起加热时，会使杂质生成流动性的矿渣而与金属分离，故称氟"Fluori ne ”.

2、氟及其化合物

(1 )物理性质

氟在室温时是一种淡黄色气体，带有刺激性臭味，液态呈淡黄色，-252摄氏度左右黄色液体变无色，固态氟呈乳白色.

气态氟在常温下密度为 1.11g/cm3,熔点为53.38K,沸点为84.86K.

常见的氟同位素主要有19F.

(2 )化学性质

氟的核外电子排布为1S22S22P5,最外层有7个电子，易获得一个电子达到饱和，是最典型

的非金属元素.

在所有兀素中，氟的电负性最大，为3.98,而离子半径又特别小，决定了化学性质非常活泼.

氟不溶于水，它与水发生剧烈化学反应.

2F2+2H2O=4HF+O2

F2+H2=2HF+128kcal

反应在低温或黑暗处就很猛烈，由于氢键的关系，在低温HF会产生几种缔合分子，H^F2

到H6F6都有.缔合分子数目随温度升高而减小，在约88度下,完全离解成简单的HF.

SiO2+4HF=SiF4+2H2O

SiF4+2HF=H 2SiF6

HF在空气里呈现白雾，溶于水生成氢氟酸。同其他的氢卤酸比较，氢氟酸为中等强度

的酸，但具有很强的腐蚀作用，尤其是对玻璃器皿。

氟在常温下能与许多金属反应，形成金属氟化物，大多数的金属氟化物难溶于水，但钠、钾、银、铝、汞的氟化物易溶于水。

F2+Na=NaF

氟与典型的非金属元素化合时能生成共价氟化物，如PF5、SF6等。

P+F2=PF5

氟离子具有很强的配位能力它容易和半径小、电荷高的阳离子形成高配位数的配阴离

子，女口BF4-、SiF63-、AIF63-、FeF63-

3、氟与人体

(1)氟是人体必需的微量元素之一。人体的平均含氟量为37〜70卩g/g，仅次于硅和铁，

正常成人体内共含氟2.6g，占体内微量元素的第3位.

(2)利用全氟辛烷，全氟乙烷及全氟萘烷等有机物制成的制剂可以快速提高人体部分官的工作能

力，可明目提神。它们的渗透能力很强，进入皮肤、肝最终进入血液，能与人体其他化合物结合成不稳定的活性物质，进入多个器官暂时提高工作能力，但对人体无害。并且还能从活性物质中分离出来，离开人体。

(3)氟的防龋机理与对骨骼代谢的作用

机体正常的钙•磷代谢离不开适量的氟•

但羟基磷灰石易被酸溶解，也易被骨细胞吸收•补充适量的氟，羟基磷灰石的羟基可

被氟取代，在一定的pH条件下，氟有助于钙和磷形成羟基磷灰石，促进成骨过程。

形成氟化磷灰石，后者的溶解度明显降低，其热力学的稳定性升高，，增强了骨骼的强

度。

氟对细菌和酶有抑制作用，可减少由于细菌活动所产生的酸，从而更有利于牙齿的防龋作

用。

(4)关于饮水加氟

自1945年以来，世界上许多地区广泛实施饮水加氟。

但实验证明，含有较高浓度的氟时，对细胞的生长有明显的抑制作用。

长期以来，人们把氟中毒限于对牙齿、骨骼的损害，但其实氟中毒是全身病变。近十年来主张加氟的势头有所减弱，不少发达国家都不再进行饮水加氟，有的国家用法律规定不准加

氟。但是1992年，美国公共卫生牙科学会仍然认为饮水加氟是预防龋齿的最佳方法，经历

了半个世纪的饮水加氟问题并没有最后解决。

4、氟元素的特性及应用

(1)氟化塑料光纤

塑料光纤上能量的损耗主要是在可见光和近红外区，是因为C-H键谐波吸收造成的。

因此为了降低损耗，可用氟离子置换C-H中的H, C-F键谐波吸收在可见光区基本不

存在，即使延伸到1500nm波长范围内强度也很小使得氟化塑料光纤不仅本征衰减小

而且色散也降低了。

由此可见，氟化物有透红外的功能，折射率极小，可被广泛应用。氟化物光导纤维可在数千里内免除一切中继站，实现远距离通讯，尤其是海底通讯。

(2)透红外氟化物玻璃

其最重要的特点便是透光范围宽，覆盖了从紫外到红外波段，其红外透过要比传统的氧化物玻璃