单质碘在不同溶剂中为什么颜色不同

1.单质碘在不同溶剂中为什么颜色不同？

碘在不同溶剂中所形成溶液的颜色随相剂不同而有区别。

碘仅微溶于水，得到黄色到棕色溶液。碘易溶于有机溶剂中。如不饱和烃、液态二氧化硫、醇、酮、醚、酯和苯等溶剂中为棕色或棕红色；碘在链烃、二硫化碳、四氯化碳溶剂中呈紫色。

碘在试管中加热，得到碘蒸气是紫色的。说明碘以分子状态存在为紫色。碘在不同溶剂中显不同的颜色是由于碘的溶剂化不同。碘在非极性溶剂中，如四氯化碳中碘不发生溶剂化，溶解的碘以分子状态存在，故溶液颜色与碘蒸气颜色相同。用光谱仪试验碘溶液的颜色，紫色溶液的可见光谱在5200～5400×10－10米区域内、这是跟碘蒸气中碘分子的光谱是一致的。也说明在紫色溶液中，碘以碘分子状态存在。碘在乙醇、乙醚、水等溶剂中呈黄色、棕色或红棕色。这是因为乙醇、乙醚等溶剂能够给出电子，通常叫供体溶剂。当碘溶解时，跟这类溶剂结合，通常形成的是1：1的电荷迁移配合物，即I2……S(S代表溶

剂），这个名字是来自其相互作用的本质，即这种相互作用是电荷迁移形式，这种配合物的光谱接近于可见光，电子跃迁过程相应于一个电子由溶剂分子配（体）迁移到I2上去，它的频率随配体溶剂分子的电离能的降低而降低，因此所显的颜色随溶剂的不同而不同。(back to top)

2.卤素与水反应的情况有什么不同？

卤素单质较难溶于水，卤素与水可能发生以下两类反应：

（1）X2 + H2O = 2HX + 1/2 O2↑

（2）X2 + H2O = HX + HXO↑（X= F、Cl、Br、I）

在反应（1）中卤素作为氧化剂，水作为还原剂组成了一个氧化还原反应。该反应是由下面两个半反应组成的：

X2 + 2e = 2X ①

O2 + 4H + 4e = 2H2O ②

卤素与水反应的pH电势图：

半反应②式相应于图中的b线。其它四条线相应于半反应①式中的F、Cl、Br和I。b线的上方代表O2存在区，b线的下方表示水的稳定区。从图中可以看出，F2与水反应的趋势最大，Cl2次之，它们在一般酸性溶液中就能发生反应；当水溶液的pH>3时，Br2才能发生反应；水溶液的pH>12时，I2才能发生反应。

而反应（2）：

（2）X2 + H2O = HX + HXO↑

这是卤素在水中发生的歧化反应。

氟由于不能生成正氧化态的化合物，所以它与水不发生歧化反应。

氯与溴对水的反应从热力学角度看可以发生反应（1），但由于反应（1）的活化能较高而实际上速度很慢，事实上氯与溴对水进行的是反应（2）──歧化反应。歧化反应进行的程度与溶液的pH值有很大关系，碱性条件利于歧化反应的进行。

氟与水的反应

氟不溶于水，但它与水反应剧烈，分解水放出氧气，这是个很强的、自发的和放热的反应。反应中氟作为氧化剂，水作为还原剂：

2F2 + 2H2O = 4HF + O2↑

氯与水的反应

常温下一体积的水可以溶解约两个半体积的氯气，这种溶液叫氯水。

Cl2＋ H2O ¾ HCl ＋ HClO

Cl2与水的反应是歧化反应，但在纯水中该反应进行的程度只约占三分之一，如果在碱性条件下，歧化反应进行得彻底，生成氯化物和次氯酸盐。

Cl2＋ 2NaOH ＝ NaCl ＋ NaClO ＋ H2O

溴、碘与水的反应：

溴、碘与水的反应和Cl2与水的反应相似，也可以发生歧化反应，但反应的平衡常数不同：

X2Cl2Br2 I2 Kc(25o C) 4.8×10-4 5×10-9 4.8×10-13

(back to top)

3.哪些元素的卤化物是离子型卤化物？

所有金属都可以形成卤化物。卤化物一般可以分为离子型卤化物和分子型（共价键）卤化物（其中有些过渡情况。）

卤化物的结构一般有如下特点：

（I）碱金属元素（锂除外），碱土金属元素（鈹除外），大多数镧系元素和某些低氧化态的 d 组区元素，和锕系元素的卤化物可以认为是离子型为主的化合物。

（2）原子的电荷数与半径比（电荷/半径）较大的金属卤化物大多是共价化合物。如果一种金属有可变的氧化态，低氧化态卤化物常是离子型的卤化物，高氧化态的卤化物往往是分子型卤化物，UF4是离子型固体，UF6是分子型气体。

（3）几乎所有金属的氟化物都是离子型化合物。

（4）卤离子的大小和变形性在决定卤化物的性质方面亦起重要作用（AlF3是离子型，AlCl3在液态和固态时以双聚分子Al2Cl6结构存在，AlBr3 、AlI3在固态时以双聚分子Al2Br6、Al2I6存在。这是因为从 F一到I一离于半径增大，变形性增大，铝与卤素之间的化学键由离子键变成了共价键。

4.氢氟酸电离为什么与一般弱电解质不同？

一般弱酸随浓度的稀释电离度增加，随酸浓度的增加而电离度减小。氢氟酸在稀溶液中，电离度很小，是一种弱酸。氢氟酸的电离度在极浓的溶液中急剧增加，在 5一15M浓溶液中，氢氟酸变成一种强酸，与一般情况不同。

氟的电负性大，分子之间有很强的氢键。在浓的溶液中，

氟化氢分子相互缔合成缔合分子。氢氟酸在浓溶液中电离度增

大，是由于二聚氟化氢（H2F2）的浓度增多，因为H2F2中3-位的

H原子使2-位的F原子上的电子云向3-位方向移动，从而F(2)－

H(1)间的电子云将向2-位的F原子移动，所以电离为：

H2F2＝ H++HF2-

其电离度比在稀溶液中大。

(back to top)

5.为什么HF、HCl、HBr、HI水溶液的酸性依次增强？

18o C时0.1M溶液的氢卤酸的表观电离度是： HF为10％，HCl为92.6％、 HBr为93.5％， HI 为95％，由此可见，氢卤酸的酸性从HF到HI酸性是增强的，氢氟酸为弱酸，其他的氢卤酸为强酸。 HX在水中电离成H+和X一离子，必须破坏H－X键，并且，H原子失去电子变为H+离子，X原子得到电子变为X一离子。对于HF而言，F的半径小，H－F的键能大，F的电子亲和能又反常地小，所以HF的电离度小，成为弱酸。对于其他的HX而言HCl、 Br、 I的半径依次增大， H－CI、 H－Br、H－I的键能依次减小，从而电离度增大，它们都属于强酸。

氢卤酸的酸性强弱，也有用极化来说明的。随着X的半径增大，核对最外层电子束缚力逐渐减小，HX的变形性增加。水是一个极性分子，分子出现正负两极。HX在极性水分子作用下发生电子云变形，产生诱导偶极，从HF到HI诱导偶极增加。

虽然HX的固有偶极矩是HF>HCl>HBr>HI，但HX在水中的总偶极矩(固有十诱导)却与前者的顺序相反，故从HF到HI在水中电离度增加，它们的酸性从HF到HI增强。