宋天佑无机化学 第17章卤族元素
无机化学教学课件17章卤素
的缘故，这种现象在 N、O 族中 也存在.
(a) C-X键, (b)H-X键, (c)X-X键的离解能
17-1-2 化学性质
1 氧化性
Chemical Properties
卤素单质性质变化： E⊝(X2/X-)/ V： 单质氧化性 X- 还 原 性 F2 Cl2 Br2 I2 2.87 1.36 1.065 0.535 大 小 小 大
目前氟的工业制备技术已有了 很大的改进：
2 KHF2(l)
电解 353～363K
2 KF(S) + H2↑+ F2↑
电解过程中要不断添加无水 HF 液体. 由于F2的制备和储运有极大不便，人们 常用 IF2· AsF6 的热分解方法制取少量 F2：
473K
IF2· AsF5(s)+2KF
KIF6 + KAsF6+ F2↑
Cl2、Br2和 I2的分子轨道能级图（F2能级图要将 u与上部的g交换位置）
引人注意的另一性质是
尽管 F 的电子亲和能小于氯，但并不妨碍氟形成稳定的离子型
晶体 . NaF 的标准生成焓（ -573.65 kJ· mol-1）比 NaCl (-411.15 kJ· mol-1)还要高，因为 F- 半径小于 Cl-，NaF 的晶格焓（+1505.59
氯碱法装置示意图
Cl2是最重要的化学工业品之一，全世界年生产力约为4×107 t. 氯产 量还是一个国家（或一个地区）化学工业能力的标志. 由于包括生态原因 在内的诸多原因，氯在塑料、纸浆漂白等领域逐渐被其他化学品所代替.
化学法氧化海水中的 Br- 和 I- 可以制得 Br2 和 I2，通常用Cl2 作 氧化剂，得到的 Br2 和 I2 用空气从溶液中驱出： 2 X- (aq) + Cl2(g) 2 Cl-(aq) + X2 (g) X = Br, I 空气驱出的 Br2 被碳酸钠溶液吸收后歧化生成溴化钠和 溴酸钠，用 H2SO4 酸化时发生反歧化反应重新生成 Br2： 3 Br2 + 3 Na2CO3 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2 5 HBr + HBrO3 3 Br2 + 3 H2O
宋天佑无机化学 第17章卤族元素
思考:
18
① Eθ（O2/H2O）= 0.816V＜Eθ（Cl2/Cl-）=1.36V， 阳极上为何不是H2O（OH-）放电？ ②电解食盐水时，在下列不同条件下，产物中有可能 含有什么成分？
a 常温,两电极间无隔膜,电解冷的稀NaCl溶液.
b 近100℃，两极间无隔膜。
(3)Br2的制法─工业上主要从海水中提取
5
物质的颜色与吸收光颜色的关系
当可见光照射到物体上时，物体 物质的颜色通常 是由于物质对可见光 所显颜色就是未被吸收光的复合色。 卤素分子轨道能级图 中某种波长的光具有 选择性吸收作用而产 2 2 （ns )（*ns )（np ) 2 ( np )4 ( *np )4 (*np ) 生的。若各种波长的 2 2 激 发 ns )（*ns )（np ) 2 ( np )4 ( *np )3 (*np )1 （ 光全被吸收，则物质 呈黑色; 若全被反射， 随卤素原子序数的增加，核对外 物质呈白色或无色; 若 部分选择性吸收，则 层电子的引力依次减弱，激发电子所 物质将呈现吸收光的 需能量依次降低。 互补色。
1 1 1 H 1 H 2 X 2 (s ) X 2 ( l ) X 2 ( g ) 2 2 2
X( g ) X ( g ) X (aq)
H 3
H 4
H 5
12
F2
过程总热效应
-757.5
Cl2
物 理 性 质
化 学 性 质
质 HF HCl HBr HI 189.61 158.94 186.28 222.36 熔点/K 292.67 188.11 206.43 237.80 沸点/K 分子(g)核间距/pm 92 127.6 141.0 162 H-X键能/KJ· -1 569.0 431 mol 369 297.1 分子的极性 依次减弱 解离常数 10-4 108 1010 1011 酸性 弱酸 强酸，酸性依次增强 还原性 依次增强 热稳定性 依次减弱
《无机化学》
《无机化学》舒谋海一、课程基本信息1、课程代码：2、课程名称：无机化学3、学时/学分：64/44、先修课程：化学原理。
5、面向对象：化学、应用化学、生物学、药学及化学相关专业。
6、开课院（系）、教研室：化学化工学院无机及分析化学教研室7、教材、教学参考书：Inorganic chemistry， Shriver & Atkins, Fifth Edition(教材）《无机化学》(第四版)下册，北师大、华中师大、南京师大主编，高教出版社《无机化学》(第二版)下册，宋天佑主编，吉林大学出版社8、已修课程基础《化学原理》二、教学的性质和任务课程性质：本课程属于基础化学系列课程。
通过课堂教学使学生掌握元素性质递变规律及配位化学的基本知识、基本理论,了解单质的制备方法及各主族、副族元素化合物的性质，掌握无机化学的研究方法、应用及其发展趋势。
使学生较全面地了解无机化学、基本化学原理及其在化学分析和元素性质方面的应用和思想、现代无机化学的研究前沿和现状。
三、教学内容和基本要求在综合应用多门有关学科的知识，系统、全面、深入地了解化学的基本原理、无机化学的基本概念、基础理论，并在此基础上掌握物质的化学成分分析方法原理，掌握元素的基本性质和与物质结构的关系。
通过课程的学习，将为后续的有机化学、物理化学、仪器分析等专业基础课程的学习打下基础。
以下内容安排基于Inorganic chemistry，Shriver & Atkins, Fifth Edition，W. H. Freeman and Company.2010第一部分：元素及其化合物第一单元周期性(2 课时)主要内容：元素性质概论，元素性质的通论，非金属元素性质通论，金属元素性质通论。
重点与难点：元素的递变性规律以及与核外电子结构的关系第二单元氢（2课时）主要内容：氢元素及其简单二元化合物、氢气及氢能源重点与难点：氢元素的结构特征第三单元碱金属和碱土金属（group 1 & 2）（2课时）主要内容：碱金属与碱土金属的通性；碱金属与碱土金属的重要化合物；锂、铍的特性及对角线规律；常见s区元素的金属鉴定反应。
第17章 卤族元素 大学一年级 无机化学 课件
(二) 标准电极电势与卤素的化学反应性能 1.卤素单质的强氧化性
Ø (X2/X-)：依次减小
F2 > Cl2 > Br2 > I2 卤素单质氧化性： F2最强 2. 卤离子X-的的还原性
F - < Cl - < Br - < I -
1.673 HClO2
1.458
HClO
1.513
1.630
1.360
Cl2
Cl-
BrO4- 1.760
BrO3- 1.490 HBrO 1.209
1.604
1.077
Br2
Br-
H3IO62- 1.600 IO3-
1.150 HIO
1.431 I2
0.534 I-
4、HF特殊性
氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐(玻璃的主要成分) 反应生成气态SiF4的特殊性质，反应式为：
②分子间缔合：
(H2O)n；
③物质的沸点升高： H2O 100℃
氢键键能：5–40KJ/mol，约为化学键能的 1/10。 与范德华力相当。
氢键的分类
1400
分子间的氢键
分子内的氢键
• 分子内氢键的生成，一般会使化合物沸点、熔点降低，汽化热、 升华热减小。也常影响化合物的溶解度，如邻位硝基苯酚比其 间位、对位更不易溶于水，而更易溶于非极性溶剂中。
第17章 卤族元素
The Halogens
§17-1 通性
基本性质 价层电子结构
主要氧化数 解离能/kJ·mol 溶解度/g/100mgH2O 原子半径/pm X-离子半径/pm 第一电离能/kJ·mol-1 第一电子亲合能/kJ·mol电负性 (Pauling) X-离子水合能/kJ·mol-1
化学竞赛无机化学绝密课件卤素
化学竞赛无机化学绝密课件卤素一、卤素简介卤素，又称卤族元素，是元素周期表中第VIIA族元素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）和砹（At）。
卤素元素在自然界中大多以无机盐形式存在，具有独特的化学性质和广泛的应用领域。
本课件旨在为化学竞赛选手提供卤素元素的系统性知识，帮助选手在竞赛中取得优异成绩。
二、卤素的物理性质1.氟：氟是卤素元素中最轻的一种，具有浅黄绿色，在常温常压下为气态，具有刺激性气味。
氟的熔点为-219.67℃，沸点为-188.1℃，密度约为0.0017g/cm³。
2.氯：氯是一种黄绿色气体，具有刺激性气味。
氯的熔点为-101.5℃，沸点为-34.04℃，密度约为3.21g/L。
3.溴：溴在常温常压下为液态，具有红棕色，具有刺激性气味。
溴的熔点为-7.2℃，沸点为58.78℃，密度约为3.12g/cm³。
4.碘：碘在常温常压下为固态，具有紫黑色，具有刺激性气味。
碘的熔点为113.7℃，沸点为184.3℃，密度约为4.93g/cm³。
5.砹：砹是一种放射性元素，具有多种同位素，其中^210At的半衰期最长，约为8.1小时。
砹的物理性质尚不明确，但一般认为其熔点、沸点较高，密度较大。
三、卤素的化学性质1.氧化性：卤素元素具有较强的氧化性，能与大多数金属和非金属发生反应。
氟的氧化性最强，可以与水反应氧气。
2.电子亲和能：卤素元素的电子亲和能较大，容易接受电子，形成负离子。
3.电负性：卤素元素的电负性较高，与碳、氢等元素形成的化合物中，卤素元素表现出较强的亲电子性。
4.反应符合性：卤素元素与氢、卤化氢、金属卤化物等化合物发生反应时，遵循相应的反应规律，如氟化反应、氯化反应、溴化反应、碘化反应等。
5.卤素互化反应：氟、氯、溴、碘之间可以发生互化反应，相应的卤化物。
四、卤素化合物卤素元素与金属、非金属、有机物等均可形成多种化合物，下面列举一些常见的卤素化合物：1.卤化氢：卤素元素与氢气反应，卤化氢（HX，X代表卤素元素）。
无机化学+宋天佑版+化学基础知识
化学的分类与分支
分类
化学可以根据研究领域和研究方法的不同进行分类，如无机化学、有机化学、 分析化学等。
分支
无机化学是研究无机物的组成、结构、性质和变化的科学；有机化学是研究有 机物的组成、结构、性质和变化的科学；分析化学是研究物质的组成、结构和 性质的学科。
02
无机化学基础知识
无机化学的定义与特点
指导材料科学
元素周期表为材料科学提供了指导，例如合 金、半导体等材料的制备和性能研究。
指导化学反应
通过元素周期表可以预测不同元素之间的化 学反应可能性及反应类型。
指导药物研发
通过元素周期表可以预测药物分子的药效和 毒性等性质，为药物研发提供指导。
04
无机化合物的分类与性质
无机化合物的分类方法
01
无机化学 宋天佑版 化学基 础知识
汇报人： 202X-12-22
目录
• 化学基础知识概述 • 无机化学基础知识 • 元素周期表与元素性质 • 无机化合物的分类与性质 • 无机化学反应原理与规律 • 无机化学实验技术与方法
01
化学基础知识概述
化学的定义与性质
化学定义
化学是一门研究物质的组成、结 构、性质、变化以及能量关系的 科学。
根据组成元素
可分为单质、化合物、配合物等 。
02
根据性质和用途
03
根据化学键类型
可分为普通无机物、金属、非金 属等。
可分为离子化合物、共价化合物 、金属键化合物等。
无机化合物的性质特点与变化规律
如化学反应速率、化学平 衡等。
如稳定性、氧化还原性、 酸碱性等。
如颜色、状态、气味、熔 点、沸点等。
物理性质
分支
无机化学的研究分支包括矿物学、岩 石学、地球化学、元素化学、配位化 学、无机合成化学等。
吉林大学化学学院宋天佑《无机化学》
x（质）
n（质） 1 kg 0.018 kg•mol－1
n（质）
x（质）
1 kg 1 0.018 kg•mol－1
n（质）
x（质）
1 kg 1 0.018 kg•mol－1
分子是 1 kg 溶剂水所对应的溶质 的物质的量，即质量摩尔浓度 m。
n（质）
x（质）
1 kg
1 0.018 kg•mol－1
第 i 种组分气体的分体积，用
Vi 表示。 应有关系式 p总Vi = n i R T
我们通过实验来研究分压与总 压的关系
N2
+
O2
N2+ O2
2 dm3
2 dm3
2 dm3
2 105 Pa
2 105 Pa
p总
N2
+
O2
N2+ O2
2 dm3
2 dm3
2 dm3
2 105 Pa
2 105 Pa
m（质） 55.5 mol•kg－1
故 x（质）
这是稀的水溶液中，x（质）与质
量摩尔浓度 m（质）之间的关系。
x（质）
m（质） 55.5 mol•kg－1
对于其他溶剂，分母不是 55.5， 但仍是一个特定的数值。
1. 2. 2 饱和蒸气压 1. 溶剂的饱和蒸气压 在密闭容器中，在纯溶剂的单
p总
将 N2 和 O2 按上图所示混合。 测得混合气体的 p总 为 4 105 Pa。
N2
+
O2
N2+ O2
2 dm3 2 105 Pa
2 dm3 2 105 Pa
2 dm3
p总
按分压的定义 p（N2）= 2 105 Pa p（O2）= 2 105 Pa