最新无机化学卤素
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无机化学课件--卤素
其负一价离子与离子的性质相似，称这些原子团为拟卤素。
2、重要的拟卤素？ 氰(CN)2、硫氰(SCN)2 、氧氰(OCN)2
阴离子： 氰离子 硫氰酸根 氰酸根
卤素在自然界的分布： 以化合态存在
氟
氯
溴
碘
0.0015%
0.031% 1.6×10-4% 3×10-5%
萤石 冰晶石 氟磷灰石
骨骼、牙齿 毛发、鳞、 羽毛等
海水中，以Na、K、Mg、Li 的化合物存在，
也存在于盐湖、盐井、盐床中 。
钾石盐KCl、 光卤石
海水、盐井中 ，水藻体内。
南美智利硝石 中含少量
14.2.2 卤素单质
1.卤素单质的物理性质：
F2
Cl2
聚集状态 g
g
Br2 I2
ls
分子间力 小
大
颜色
浅黄 黄绿 红棕 紫
溶解度：F2剧烈地分解水
水中：Cl2机溶剂： Br2可溶于乙醇、乙醚、氯仿、CCl4、CS2， 随浓度不同显示黄色→棕红色
I2溶于乙醇、乙醚、酯等呈棕色或红棕色（溶剂合物 ）溶于CCl4、CS2等呈紫色或紫红色（以分子状态）
稳定性
HClO HClO2 HClO3 HClO4 NaClO NaClO2 NaClO3 NaClO4
热稳定性↑ 氧化性↓
氧化性↓
酸 不稳 不稳
相对稳定 稳定
可得40%溶液 可得固体
1.495 1.55
1.45
1.409
拟卤素和拟卤化物
1、什么叫拟卤素？ 某些原子团形成的分子与卤素单质有相似的性质，
火柴头 中的 氧化剂 (KClO3)
5.高卤酸及其盐
高卤酸： HClO4 HBrO4 H5IO6 ( = 4.4×10-4 )
2、重要的拟卤素？ 氰(CN)2、硫氰(SCN)2 、氧氰(OCN)2
阴离子： 氰离子 硫氰酸根 氰酸根
卤素在自然界的分布： 以化合态存在
氟
氯
溴
碘
0.0015%
0.031% 1.6×10-4% 3×10-5%
萤石 冰晶石 氟磷灰石
骨骼、牙齿 毛发、鳞、 羽毛等
海水中，以Na、K、Mg、Li 的化合物存在，
也存在于盐湖、盐井、盐床中 。
钾石盐KCl、 光卤石
海水、盐井中 ，水藻体内。
南美智利硝石 中含少量
14.2.2 卤素单质
1.卤素单质的物理性质：
F2
Cl2
聚集状态 g
g
Br2 I2
ls
分子间力 小
大
颜色
浅黄 黄绿 红棕 紫
溶解度：F2剧烈地分解水
水中：Cl2机溶剂： Br2可溶于乙醇、乙醚、氯仿、CCl4、CS2， 随浓度不同显示黄色→棕红色
I2溶于乙醇、乙醚、酯等呈棕色或红棕色（溶剂合物 ）溶于CCl4、CS2等呈紫色或紫红色（以分子状态）
稳定性
HClO HClO2 HClO3 HClO4 NaClO NaClO2 NaClO3 NaClO4
热稳定性↑ 氧化性↓
氧化性↓
酸 不稳 不稳
相对稳定 稳定
可得40%溶液 可得固体
1.495 1.55
1.45
1.409
拟卤素和拟卤化物
1、什么叫拟卤素？ 某些原子团形成的分子与卤素单质有相似的性质，
火柴头 中的 氧化剂 (KClO3)
5.高卤酸及其盐
高卤酸： HClO4 HBrO4 H5IO6 ( = 4.4×10-4 )
卤素无机化学课件
碘等元素。
03
卤素也存在于一些矿物中，如氟石（CaF2）、石盐
（NaCl）等。
2024/1/30
5
卤素化合物种类及应用
金属卤化物
如氯化钾、氯化钠等盐类，用 、漂白等领域。
卤化氢
氢氟酸、氢氯酸、氢溴酸、氢 碘酸等，在化工、医药等领域 有广泛应用。
等领域的应用。同时，也介绍多卤化物的一些重要反应，如亲核取代反
应、消除反应等。
21
06
卤素在无机合成中应用
2024/1/30
22
氟化反应
2024/1/30
氟化氢的制备
01
通过硫酸与氟化钙反应得到氟化氢。
氟化物的合成
02
利用氟化氢或其盐类与金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐等反应
，生成相应的氟化物。
氟化有机物的合成
2024/1/30
25
07
实验部分：卤素相关实验操作与注意事项
2024/1/30
26
实验一：制备氯气并验证其性质
2024/1/30
• 实验目的：掌握氯气的制备方法，了解其性质及 应用。
27
实验一：制备氯气并验证其性质
实验步骤
1. 在实验室中搭建制备氯气的装置。
2024/1/30
2. 将浓盐酸与二氧化锰混合，加热反应制取氯气。
04
卤素氧化物和含氧酸
2024/1/30
15
卤素氧化物
2024/1/30
一氧化卤
卤素与氧直接结合形成的化合物，如Cl2O、Br2O、I2O等。
二氧化卤
卤素与两个氧原子结合形成的化合物，如ClO2、BrO2等。部分 二氧化卤具有强氧化性。
其他卤素氧化物
无机化学 第二章 卤素元素
Br2(l) （海水制溴） Br2 2Cl 置换 pH~3.5：Cl 2 2Br
2吸收： 3Br2 3CO3 5Br- BrO3 3CO2 (歧化)
酸化： BrO3 - 5Br- 6H 3Br2 3H2 O I2 (s) Cl 2 (适量) 2I I 2 2Cl 海藻为原料：
6H2O 5Cl 2(过量) I2
-
2IO 10Cl 12H
2
3
-
MnO2 4H 2I Mn I 2 2H2 O 大量的碘是NaIO3制取的
2IO3 5HSO3 I2 2SO4 3HSO4 H2O
-
-
2-
-
§2-3 卤化氢和氢卤酸
一.物理性质
第二章 卤族元素(成盐元素)
卤素概述
卤素单质
卤素的氢化物
卤化物 多卤化物 卤素的含氧化合物 拟卤素
§2-1 卤素概述
一、卤素(氟、氯、溴、碘、砹(At)-放射性元素)存在
F (Fluorine): 存在于萤石CaF2、冰晶石Na3AlF6、氟磷灰石 Ca5F(PO4)3。
Cl (Chlorine)：主要存在于海水、盐湖、盐井，盐床中，主要有 钾石盐KCl、光卤石KCl· MgCl2 . 6H2O。海水中大约含氯1.9%。 Br (Bromine) : 主要以NaBr、KBr、MgBr2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。 I (Iodine) ： 碘在海水中存在的更少，碘主要被海藻所吸收，海 水中碘的含量仅为5 %,碘也存在于某些盐井盐湖中，南美洲智 利硝石NaNO3中含有少许的碘酸钠( NaIO3)。
可见：氯水, 溴水, 碘水的主要成分是单质。
卤素无机化学课件
12.1.3 卤素自由能氧化态图
自学
① 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； ② Cl2，Br2、I2、ClO-、BrO-、IO-都不稳定，在碱性介质中易歧 化，而XO3-在碱性介质中稳定不易歧化。
卤素单质
12.2.1 卤素单质的物理性质
卤素单质
氟氯 溴
碘
聚集状态
卤素单质的颜色
X2 [……(σns)2(σns*)2(σnp)2 (np)4(np*)4 (σns*)0]
n *pn *p跃 迁 吸 收
物质呈现被吸收 光的互补色
可见光全吸收—黑色；
完全不吸收，全反射—白色；
各种波长均吸收部分—灰色； 吸收特定波长的光—显示互补色
非透明物质 的颜色
● 卤素在有机溶剂溶解度
1．卤素氧化物 (自学）
Cl2O6 Cl2O7 BrO2 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
气气 液
固
颜色
浅黄 黄绿 红棕 紫黑
熔点/K
53.38 172 265.8 386.5
沸点/K
84.86 238.4 331.8 457.4
汽化热/（KJ·mol-1) 6.54 20.41 29.56 41.95
密度/(g·cm-3)
1.11(l) 1.57(l) 3.12(l) 4.93(s)
Example
F
-1, 0 155 分解水 1681 322 3.98 -507 2.87
Cl
Br
I
ns 2np 5
-1, 0, +1, +3, +5, +7
240
190
149
0.09 1251
自学
① 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； ② Cl2，Br2、I2、ClO-、BrO-、IO-都不稳定，在碱性介质中易歧 化，而XO3-在碱性介质中稳定不易歧化。
卤素单质
12.2.1 卤素单质的物理性质
卤素单质
氟氯 溴
碘
聚集状态
卤素单质的颜色
X2 [……(σns)2(σns*)2(σnp)2 (np)4(np*)4 (σns*)0]
n *pn *p跃 迁 吸 收
物质呈现被吸收 光的互补色
可见光全吸收—黑色；
完全不吸收，全反射—白色；
各种波长均吸收部分—灰色； 吸收特定波长的光—显示互补色
非透明物质 的颜色
● 卤素在有机溶剂溶解度
1．卤素氧化物 (自学）
Cl2O6 Cl2O7 BrO2 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
气气 液
固
颜色
浅黄 黄绿 红棕 紫黑
熔点/K
53.38 172 265.8 386.5
沸点/K
84.86 238.4 331.8 457.4
汽化热/（KJ·mol-1) 6.54 20.41 29.56 41.95
密度/(g·cm-3)
1.11(l) 1.57(l) 3.12(l) 4.93(s)
Example
F
-1, 0 155 分解水 1681 322 3.98 -507 2.87
Cl
Br
I
ns 2np 5
-1, 0, +1, +3, +5, +7
240
190
149
0.09 1251
无机化学卤素和氧族元素
无机化学卤素和氧族元素无机化学是研究无机物质的性质、结构和变化规律的科学。
而卤素和氧族元素是无机化学中非常重要的两个元素家族。
本文将从两个方面分别对卤素和氧族元素进行探讨。
卤素是指元素周期表中第17族的元素，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)。
这些元素具有许多共同的性质。
首先，卤素是非金属元素，所以它们一般都是气体、液体或固体。
其次，卤素的化学性质活泼，容易与其他元素发生化学反应。
例如，卤素与金属反应会产生相应的卤化物，如氯化铁(FeCl2)。
再次，卤素具有较高的电负性，所以它们往往以阴离子的形式存在。
最后，卤素的原子半径随着周期增加而增加，电子亲和能随周期增加而减小。
卤素的重要性体现在许多方面。
首先，卤素广泛应用于化学和医药工业。
例如，氯被广泛用于消毒水和漂白剂中，碘被用于制备碘酒和碘盐以防止碘缺乏病。
其次，卤素化合物在有机合成中起着重要的作用。
例如，氯化亚砜(DMSO)被用作溶解剂和氧化剂，溴代反应是有机合成中常用的反应之一、此外，卤素在光电子学和材料学中也具有重要的应用。
例如，氟可以增强材料的抗腐蚀性能，氯和溴可以增加材料的阻燃性能。
接下来，我们来介绍一下氧族元素。
氧族元素是指元素周期表中第16族的元素，包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)和钋(Po)。
氧族元素的特点是具有六个价电子，所以它们往往以阴离子的形式存在。
此外，氧族元素也是非金属元素，它们的电负性较高，化学性质也比较活泼。
例如，氧为广泛存在于地壳中的元素，它与大多数金属反应会生成相应的金属氧化物。
此外，硫化物在地质学和有机化学中也具有重要的地位。
氧族元素的应用也非常广泛。
首先，氧族元素广泛应用于能源领域。
例如，硫被广泛用于制备硫铵磺酸铵炸药，在电池中的铅酸和锂硫电池中也有重要应用。
其次，氧族元素也在制药和化妆品中发挥着重要作用。
例如，硫化物被用于制备抗生素和眼药水，硒化物被用于制备护肤品和化妆品。
无机化学——卤素
4.成键特征
（1）单质 Px-Px （2）化合物
离子键 共价键（与非金属作用）PX3 NH3 配位键（在配合物中）FeF63（3）氯到碘有变价 +1 +3 +5 +7
在含氧化合物中 HClO4
在互化物中 IF3
二. 单质
1.物理性质： （1）决定因素：色散力 （2）颜色和状态：
氟（淡黄色气体） 氯（黄绿色气体） 溴（棕红色液体） 碘（紫黑色固体）(易升华） 原因是由于吸收光波长不同而产生不同颜色。
F2+Xe=XeF2(520K) F2+H2=2HF(低温和黑暗)
氯与大多数非金属化合，比较剧烈。 与磷硫碘氟氢等生成氯化物。 I2+3Cl2=2ICl3(光照) 溴和碘单质氧化能力较弱，反应活性不如氯， 需高温。 3Br2+2P=2PBr3(点燃，无色发烟液体) 3I2+2P=2PI3(红色固体)
（3）与水作用 i氧化水放出氧气：X2+H2O=2HX+1/2O2 ii歧化反应：在OH-易发生
Cl2+H2O=HCl+HClO Br2+H2O=HBr+HBrO I2+6OH- = 5I- +IO3- +3H2O
热或浓碱 3X2+6OH-=5X-+XO3-+3H2O（X=Cl Br I） F2与其它卤素不同:
2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O
☆结构：sp3杂化 V形
☆用途：制备次氯酸
(3) ClO2 ☆ 性质：黄绿色气体，冷却红色液体
mp bp低，顺磁性， 很高化学活性，强氧化剂漂白剂 ☆ 结构 思考：化学键是怎样形成的？
大学无机化学第14章 卤素
4
ø2
(0.4556 1 1.0774 1)V 0.7665 V 2
ø3
(0.6126 6 - 1.0774 1)V 0.5196 V 5
12
(2)
0.7665
BrO
3
0.5357
BrO
-
0.4556
Br2
1.0774
Br
-
0.5196
Br2、BrO 可以歧化。
13
电解液中，常加入少量的氟化物如LiF、 AlF3等，以降低电解质的熔点，减少HF的挥 发。阳极和阴极用隔板隔开，气体氟经过 净化后，以17.7～17.8 MPa的压力压入特 22 制钢瓶中。
2-3
２、合成法 1986年Karl Chrite 首次 用化学方法合成了F2： (1)4KMnO4+4KF+20HF==4K2MnF6+10H2O+3O2 ↑ (2)SbCl5+5HF====SbF5+5HCl 423K (3)2K2MnF6+4SbF5 ==== 4KSbF6+2MnF3+F2 ↑
注意： 氟与稀碱反应是 2F2+2OH-＝2F-+OF2+H2O 氟与浓碱反应是 2F2+4OH-＝4F-+O2+2H2O 卤素与碱反应是制备次卤酸盐和卤酸盐的 常用方法,在酸性条件下均可发生反岐化反 应
3Br2+2OH-＝5Br-+BrO3-+3H2O
5Br-+BrO3-+6H+＝ 3Br2+3H2O
-
(3) 因为 BrO 能歧化 ，不稳定。 所以 Br 2 (l) 与 NaOH 混合最稳定的产物
课件无机化讲义学14卤素
3H2O
I2还原法 ： IO3-+ 3HSO3- （过量）= I- + 3SO42- + 3H+
( NaIO3智利硝石） IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O
海藻中碘的提取：2I-+ Cl2 = I2 + 2ClI2 用升华法提纯
14-3 卤素的化合物 14-3-1 卤化氢和氢卤酸
力大 ❖ 氟化物中氟氧化数总为－1
14-2 卤 素 单 质
14-2-1 卤素单质的物理性质及用 途
1．为什么卤素单质的物理性质随卤素单质分子量的 增大而呈现规律性的变化？
2． Br2、I2易溶于有机溶剂的性质有何用途？
3．人体中F、I的代谢出现异常会对人体健康产生哪 些影响？
14-2-1 卤素单质的物理性质及 用途
1．卤素单质的制备方法有几种？ 卤素单质有三种制备方法：
❖ 电解法 ❖ 置换法 ❖ 还原法
14-2-3 卤素单质的制备
2. 据卤素单质在自然界的存在情况和卤素单质 的性质，这些制备方法各适用于哪种卤素 单质的制备？
F2的制备： 单质F2只能用电解法（电解KHF2和无水HF 混合物，比例多为3：2）
1．卤化氢有几种制备方法？各适用于哪种卤化 氢的制备？
2．卤化氢和氢卤酸有哪些主要性质？ 3. 氢氟酸有哪些特殊性？
14-3-1 卤化氢和氢卤酸
1．卤化氢有几种制备方法？各适用于哪种卤化氢 的制备？
❖ 直接合成法 HCl ❖ 复分解反应法 四种HX，但HF、HCl用浓
H2SO4 , HBr、HI用H3PO4 （均为难挥发性的酸） ❖ 非金属卤化物水解 HBr 、HI ❖ 碳氢化合物的卤化及Br2 、I2 还原制HBr 、 HI
I2还原法 ： IO3-+ 3HSO3- （过量）= I- + 3SO42- + 3H+
( NaIO3智利硝石） IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O
海藻中碘的提取：2I-+ Cl2 = I2 + 2ClI2 用升华法提纯
14-3 卤素的化合物 14-3-1 卤化氢和氢卤酸
力大 ❖ 氟化物中氟氧化数总为－1
14-2 卤 素 单 质
14-2-1 卤素单质的物理性质及用 途
1．为什么卤素单质的物理性质随卤素单质分子量的 增大而呈现规律性的变化？
2． Br2、I2易溶于有机溶剂的性质有何用途？
3．人体中F、I的代谢出现异常会对人体健康产生哪 些影响？
14-2-1 卤素单质的物理性质及 用途
1．卤素单质的制备方法有几种？ 卤素单质有三种制备方法：
❖ 电解法 ❖ 置换法 ❖ 还原法
14-2-3 卤素单质的制备
2. 据卤素单质在自然界的存在情况和卤素单质 的性质，这些制备方法各适用于哪种卤素 单质的制备？
F2的制备： 单质F2只能用电解法（电解KHF2和无水HF 混合物，比例多为3：2）
1．卤化氢有几种制备方法？各适用于哪种卤化 氢的制备？
2．卤化氢和氢卤酸有哪些主要性质？ 3. 氢氟酸有哪些特殊性？
14-3-1 卤化氢和氢卤酸
1．卤化氢有几种制备方法？各适用于哪种卤化氢 的制备？
❖ 直接合成法 HCl ❖ 复分解反应法 四种HX，但HF、HCl用浓
H2SO4 , HBr、HI用H3PO4 （均为难挥发性的酸） ❖ 非金属卤化物水解 HBr 、HI ❖ 碳氢化合物的卤化及Br2 、I2 还原制HBr 、 HI
无机化学：卤素
2.5.2 次卤酸及其盐
次卤酸： HClO 弱酸(Ka) 2.8×10-8 酸性↓
E XO / X /V 1.49
氧化性↓ 稳定性: 大
HBrO 2.0×10-9
1.33
HIO 2.3×10-11
0.99
小
重要反应：
光
2HClO O2 2HCl 3HClO HClO3 2HCl
单质氧化性:
Cl2+Br-
2Cl-+Br2
与H2O反应: 氧化反应: X2 2H2O 4HX O2 激烈程度 F2 Cl 2 Br2
歧化反应: X2 H2O HXO HX
歧化反应 K Cl2 4.2 10 4 K Br2 7.2 10 9
2.2 卤素单质
2.2.1 卤素单质的物理性质:
F2 室温聚集态 g 分子间力 小
b.p./℃ -188 m.p/℃ -220
Cl2 g
-34.5 -101
Br2
I2
l
s
大
59 183
-7.3 113
颜色
浅黄 黄绿 红棕 紫
I2, Br2, Cl2
分 子
轨
道
理
论
F2, Cl2, Br2, I2, 最大吸收波长 长， 减小
NaX, BaCl2, LaCl3 MgX2 , LaX3, FeCl2 AlCl3, AgCl, HgCl2,
离子型 共价型
非金属卤化物: BF3 ,SiF4 , PCl 5 ,SF6 等
金属卤化物类型的判断：
1. 金属电负性低，离子半径较大 离子型
2. 金属氧化数高，半径小，电离能大 共价型
2024年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-卤素
学习元素标准电势图应注意：
• 1）同一元素在不同介质中存在状态往往不 同，故元素电势图也不同，所以不同介质 要选用相应的图 ； • 2）元素标准电势图有全图，也有部分图； • 3）元素电势图只适用于水溶液中 的反应， • 而不适用于气相和固相的反应 。
• 卤素单质及其化合物
• 卤素的成键特征 • 书P520
键能 (kJ/mol)
颜色
淡黄色 黄绿色 红棕色 紫色（ ） 紫色（g） 紫黑色（ ） 紫黑色（l）
158 242 193 151 110
• 随着卤素原子半径的增大，卤素分子 之间的色散力也逐渐增大，因此，卤 素单质的一些物理性质也呈规律性变 化。
• 氟气常温下为淡黄色的气体， 有剧毒。与水反应立即生成 氢氟酸和氧气并发生燃烧， 量多时有爆炸的危险。氟、 氟化氢和氢氟酸对玻璃有较 强的腐蚀性。氟是氧化性最 强的元素，只能呈-1价。单 质氟与盐溶液的反应，都是 先与水反应，生成的氢氟酸 再与盐的反应，通入碱中可 能导致爆炸。水溶液氢氟酸 是一种弱酸。但却是稳定性、 腐蚀性最强的氢卤酸，如果 皮肤不慎粘到，将一直腐蚀 到骨髓。化学性质活泼，能 与几乎所有元素发生反应 （除氦、氖、氩）。
• 氯气常温下为黄绿色气体， 可溶于水，1体积水能溶解2 体积氯气。有毒，与水部分 发生反应，生成HCl与次氯 酸，次氯酸不稳定，分解放 出氧气，并生成盐酸，次氯 酸氧化性很强，可用于漂白。 氯的水溶液称为氯水，不稳 定，受光照会分解成HCl与 氧气。液态氯气称为液氯。 HCl是一种强酸。氯有多种 可变化合价。氯气对肺部有 强烈刺激。氯可与大多数元 素反应。氯气具有强氧化性 氯气与变价金属反应时，生 成最高金属氯化物
第十二章 卤素
元素概论
• • • • • • • • • 一 地壳的组成 1、围绕地球的大气圈：（20公里） 重 5.1× 10 18 Kg , 占地壳总重 0.03%， 主要含 O2 、N2 、 CO2 及稀有气体 。 2、地面以下16公里深以内的岩石圈： 重 1.6 × 1022 Kg , 占总重93.06% ， 天然元素均有，最多的是O、S两种元素 。 3、水圈： 重1.2 × 1021 Kg, 占总重6.91% ，主要 含O、H、Na、 Mg 、Al等60多种元素 。
无机化学-卤素-拟卤素
拟卤素与卤素的相似性主要表现在以下几个方面： （1）游离状态均有挥发性。 （2）与氢形成酸，除氢氰酸外大多酸性较强。 （3）与金属化合成盐。与卤素相似，
它们的银、汞 （I）、 铅（II）盐均难溶于水。
（4）与碱、水作用也和卤素相似，如： Cl2 + 2OH– = Cl– + ClO– + H2O (CN)2 + 2OH– = CN– + OCN– + H2O Cl2 + H2O = HCl + HClO (CN)2+ H2O = HCN + HOCN
（5）形成与卤素类似的络合物，如K2[HgI4]和
K2[Hg(SCN)4] ，H[AuCl4]和H[Au(CN)4] 。
（6）拟卤离子和卤离子一样也具有还原性，如：
4H++2Cl–+MnO2 = Mn2++Cl2+2H2O 4H++2SCN–+MnO2 = Mn2++(SCN)2 +2H2O
拟卤离子和卤离子按还原性由小到大可以共同组成一 个序列：F–，OCN–，Cl–，Br–，CN–，SCN–，I–。
3. 硫氰和硫氰化物
在溶液中硫氰的氧化性与溴相似
(SCN)2 + H2S (SCN)2 + 2I– (SCN)2 + 2S2O32–
2H+ + 2SCN- + S 2SCN–氰酸盐溶于水，而重金属的盐，如Ag，Hg(II)盐 不溶于水。硫氰根离子也是良好的配位体，与铁(III)离子可 生成深红的硫氰酸根络离子:
6.5 拟卤素和拟卤化物
某些负一价的阴离子在形成化合物和共价化合物时，表现出与 卤素离子相似的性质。在自由态时，其性质与卤素很相似，所 以称之为拟卤素。
它们的银、汞 （I）、 铅（II）盐均难溶于水。
（4）与碱、水作用也和卤素相似，如： Cl2 + 2OH– = Cl– + ClO– + H2O (CN)2 + 2OH– = CN– + OCN– + H2O Cl2 + H2O = HCl + HClO (CN)2+ H2O = HCN + HOCN
（5）形成与卤素类似的络合物，如K2[HgI4]和
K2[Hg(SCN)4] ，H[AuCl4]和H[Au(CN)4] 。
（6）拟卤离子和卤离子一样也具有还原性，如：
4H++2Cl–+MnO2 = Mn2++Cl2+2H2O 4H++2SCN–+MnO2 = Mn2++(SCN)2 +2H2O
拟卤离子和卤离子按还原性由小到大可以共同组成一 个序列：F–，OCN–，Cl–，Br–，CN–，SCN–，I–。
3. 硫氰和硫氰化物
在溶液中硫氰的氧化性与溴相似
(SCN)2 + H2S (SCN)2 + 2I– (SCN)2 + 2S2O32–
2H+ + 2SCN- + S 2SCN–氰酸盐溶于水，而重金属的盐，如Ag，Hg(II)盐 不溶于水。硫氰根离子也是良好的配位体，与铁(III)离子可 生成深红的硫氰酸根络离子:
6.5 拟卤素和拟卤化物
某些负一价的阴离子在形成化合物和共价化合物时，表现出与 卤素离子相似的性质。在自由态时，其性质与卤素很相似，所 以称之为拟卤素。
课件无机化讲义学14卤素(2024)
物。
2024/1/28
大气治理
利用无机含卤材料的吸附、催化性 能，可去除大气中的有害气体和颗 粒物，改善空气质量。
土壤修复
无机含卤材料可用于土壤修复，通 过吸附、固定或降解土壤中的污染 物，提高土壤质量。
22
无机含卤材料在能源领域应用
电池材料
无机含卤材料可作为电池的正极 材料、电解质等，提高电池的能 量密度、循环寿命和安全性能。
01
物理性质
氟气是一种淡黄色、剧毒、强氧化性的气体，密度比空 气大，极不稳定。
02
化学性质
氟气化学性质极为活泼，几乎可以与所有元素发生反应 （除氦、氖、氩）。
03
用途
由于氟气过于活泼和剧毒，实际应用较少，主要用于合 成氟化物。
9
氯气
01
02
03
物理性质
氯气是一种黄绿色、有刺 激性气味的气体，密度比 空气大，易溶于水。
2024/1/28
01
卤素是指周期表中第17族的元素，包括氟（F）、氯（ Cl）、溴（Br）、碘（I）和砹（At）。
02
卤素原子最外层都有7个电子，易于接受一个电子形成 稳定的8电子构型，因此卤素具有强氧化性。
03
卤素单质都是双原子分子，颜色、状态、密度、熔沸点 等物理性质随原子序数递增呈现规律变化。
05
对合成产物进行分离、纯化和干燥处理
04
按照化学反应方程式进行合成操作
2024/1/28
26
数据记录、结果分析和讨论
2024/1/28
数据记录
详细记录实验过程中的原料用量、反应条件、产物性状等 数据。
结果分析
对实验数据进行整理和分析，计算产物的产率、纯度等指 标，绘制相关图表。
2024/1/28
大气治理
利用无机含卤材料的吸附、催化性 能，可去除大气中的有害气体和颗 粒物，改善空气质量。
土壤修复
无机含卤材料可用于土壤修复，通 过吸附、固定或降解土壤中的污染 物，提高土壤质量。
22
无机含卤材料在能源领域应用
电池材料
无机含卤材料可作为电池的正极 材料、电解质等，提高电池的能 量密度、循环寿命和安全性能。
01
物理性质
氟气是一种淡黄色、剧毒、强氧化性的气体，密度比空 气大，极不稳定。
02
化学性质
氟气化学性质极为活泼，几乎可以与所有元素发生反应 （除氦、氖、氩）。
03
用途
由于氟气过于活泼和剧毒，实际应用较少，主要用于合 成氟化物。
9
氯气
01
02
03
物理性质
氯气是一种黄绿色、有刺 激性气味的气体，密度比 空气大，易溶于水。
2024/1/28
01
卤素是指周期表中第17族的元素，包括氟（F）、氯（ Cl）、溴（Br）、碘（I）和砹（At）。
02
卤素原子最外层都有7个电子，易于接受一个电子形成 稳定的8电子构型，因此卤素具有强氧化性。
03
卤素单质都是双原子分子，颜色、状态、密度、熔沸点 等物理性质随原子序数递增呈现规律变化。
05
对合成产物进行分离、纯化和干燥处理
04
按照化学反应方程式进行合成操作
2024/1/28
26
数据记录、结果分析和讨论
2024/1/28
数据记录
详细记录实验过程中的原料用量、反应条件、产物性状等 数据。
结果分析
对实验数据进行整理和分析，计算产物的产率、纯度等指 标，绘制相关图表。
无机化学课件-卤素
溴主要用于制造阻燃剂、农药、 炸药等，在消防、农业、军事等 领域有重要用途。
卤素在工业生产中具有广泛的应 用，如氟、氯、溴、碘等元素可 用于制造各种化学原料和产品。
氯主要用于生产漂白剂、消毒剂 、合成树脂等，这些产品在纺织 、造纸、制药等领域有广泛应用 。
碘主要用于医药、农药和染料的 生产，对于人类的医疗保健和农 业发展具有重要意义。
卤素在海水中的分布和循环
卤素在海水中的含量较高，其 中氯的含量最高，其次是溴和 碘。
卤素在海水中的分布受到盐度、 温度和压力等因素的影响。
卤素在海水中通过溶解、沉淀、 蒸发和生物利用等过程循环。
卤素在生物体内的存在和作用
卤素在生物体内具有重要的生理和生化作用，如调节代谢、维持渗透压和参与生物 合成等。
密度
随着原子序数的增加，卤素的密度逐渐增 大，这是因为随着原子质量的增加，相同 体积的物质质量也相应增加。
颜色
卤素单质颜色从浅黄绿色到深紫色逐渐变 化，这也是随着原子序数增加而呈现出的 规律性变化。
氟、氯、溴、碘的化学性质
01
02
03
04
总结词
卤素单质的化学性质非常活泼 ，具有强氧化性。
非金属性
卤素单质的非金属性非常强， 它们能够与大多数元素形成共
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卤代烃的亲核取代反应
卤代烃在亲核试剂的作用下，可以发生取代反应，生成新的有机化 合物。
氟代烃的特性和应用
氟代烃的特性
由于氟元素的强电负性，氟代烃 具有高度的稳定性和化学活性。
氟代烃的应用
氟代烃在制冷剂、溶剂、发泡剂 和灭火剂等方面有广泛应用。
06 卤素对人类生活的影响
化学竞赛无机化学绝密课件卤素
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但干燥的 Cl2 不与 Fe 反应。
单击此处添加小标题
因此 Cl2 可储存在铁罐中。
Br2 和 I2 Br2 和 I2 常温下 只能与活泼金属作用，与不活泼 金属只有在加热条件下反应。
与 H2 的反应
F2 与 H2 的混合物将爆炸反应， 无法控制。
常温下 Cl2 与 H2 缓慢反应， 但有强光照射时，将发生链反应导 致爆炸
电极电势数据看出：
从热力学角度来看，
添加标题
E ⊖（Cl2 / Cl－） = 1.36 V
添加标题
氯气与水反应 E ⊖ = 0.54 V， 反应可能进行。
添加标题
但从动力学上看，反应速度 过慢，所以氯气氧化水的反应实 际上不能发生。
氯气在水中发生歧化反应
Cl2 + H2O —— HCl + HClO
03
• • • • • •
H + Cl2 —— HCl + Cl
Cl Cl —— 2 Cl
01
Cl + H2 —— HCl + H
•
02
，（3）称为链传递。
（1）
03
（2），（3）反复多次进行
由自由基变成新的自由基并 生成产物，速率极快。
Cl2 + H2 —— 2 HCl
Cl2 + H2 —— 2 HCl
这是一个复杂反应，其基元步骤为
•
产生能量高，反应活性极强的 自由基 Cl 。
（1）
•
Cl Cl —— 2 Cl
•
•
（2）
Cl + H2 —— HCl + H
Cl2 吸收紫光，显示黄绿色
无机化学-卤素-卤化氢和氢卤酸
采用无氧化性、高沸点的浓磷酸代替浓硫酸即可。
（3）非金属卤化物的水解
这类反应比较剧烈，适宜溴化氢和碘化氢的制取，把溴 逐滴加在磷和少许水的混合物上或把水滴加在磷和碘的 混合物上。
2P+3Br2+6H2O = 2H3PO3+6HBr↑ 2P+3I2+6H2O = 2H3PO3+6HI↑
6.3 卤化氢与卤氢酸
溶解度（293K， 101kPa）/%
35.3
42
49
57
卤化氢分子有极性，在水中有很大的溶解度。273K
时1m3 的水可溶解500m3 的氯化氢，氟化氢则可无限制
地溶水中。
喷泉实验
在常压下蒸馏氢化酸（不论是稀酸或浓酸），溶液 的沸点和组成都将不断改变，但最后都会达到溶液的组 成和沸点恒定不变状态，此时的溶液称为恒沸溶液。
HF分子中存在氢键，分子之间存在缔合。固态时， HF分子以锯齿链状存在：
与其他的氢卤酸不同，氢氟酸是相当弱的酸，在稀 溶液中发生电离：
HF
H++F－
F–+HF
HF2－
Kaθ =6.6×10–4 Kaθ = 5
在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形
式存在的： H2F2
H++HF2－
氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐（玻璃的主要成分）反 应生成气态的SiF4特殊性质：
SiO2 +4HF = 2H2O+SiF4 ↑ CaSiO3+6HF = CaF2+3H2O+SiF4↑
卤氢酸的制备
（1） 直接合成
H2+X2 = 2HX
氟和氢虽可直接化合，但反应太猛烈且F2成本高。 溴与碘和氢反应很不完全而且反应速度缓慢。
（3）非金属卤化物的水解
这类反应比较剧烈，适宜溴化氢和碘化氢的制取，把溴 逐滴加在磷和少许水的混合物上或把水滴加在磷和碘的 混合物上。
2P+3Br2+6H2O = 2H3PO3+6HBr↑ 2P+3I2+6H2O = 2H3PO3+6HI↑
6.3 卤化氢与卤氢酸
溶解度（293K， 101kPa）/%
35.3
42
49
57
卤化氢分子有极性，在水中有很大的溶解度。273K
时1m3 的水可溶解500m3 的氯化氢，氟化氢则可无限制
地溶水中。
喷泉实验
在常压下蒸馏氢化酸（不论是稀酸或浓酸），溶液 的沸点和组成都将不断改变，但最后都会达到溶液的组 成和沸点恒定不变状态，此时的溶液称为恒沸溶液。
HF分子中存在氢键，分子之间存在缔合。固态时， HF分子以锯齿链状存在：
与其他的氢卤酸不同，氢氟酸是相当弱的酸，在稀 溶液中发生电离：
HF
H++F－
F–+HF
HF2－
Kaθ =6.6×10–4 Kaθ = 5
在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形
式存在的： H2F2
H++HF2－
氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐（玻璃的主要成分）反 应生成气态的SiF4特殊性质：
SiO2 +4HF = 2H2O+SiF4 ↑ CaSiO3+6HF = CaF2+3H2O+SiF4↑
卤氢酸的制备
（1） 直接合成
H2+X2 = 2HX
氟和氢虽可直接化合，但反应太猛烈且F2成本高。 溴与碘和氢反应很不完全而且反应速度缓慢。
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