复旦大学无机化学之卤素
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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
上大 无机化学A 第十讲卤素
控制pH为3.5，通入氯把溴置换出来，再用空气把溴
吹出以碳酸钠吸收: 3Na2CO3+3Br2===5NaBr+NaBrO3+3CO2 最后用硫酸酸化，单质溴又从溶液中析出。用 此方法，从1吨海水中可制得约0.14kg的溴。
在实验室中还可用制备氯的方法来制备溴和碘，不 过分别以溴化物和碘化物与浓H2SO4的混和物来代替 HBr和HI： 2NaBr+3H2SO4+MnO2===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2 2NaI+3H2SO4+MnO2===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 后一反应式是自海藻灰中提取碘的主要反应。
5由于卤素有孤对电子，所以可以作为电子给予体，参 与配合，形成配位化合物。
1、卤素单质的发现
单质碘的发现： 碘是在1811年为从事制硝业的法国人库特瓦所发现。 他曾对这种新发现的物质进行研究，了解到它 不易和氯、碳等元素形成化合物，但能和氢，磷等 元素化合。1814年这一元素被定名为“Iodine”。 在人体中碘是一种必须的微量元素。少则患碘 缺乏病。
制法为：
4KMnO4+4KF+20HF===4K2MnF6+10H2O+3O2
SbCl5+5HF===SbF5+5HCl 2K2MnF6+4SbF5===4KSbF6+2MnF2+2MnF3+F2↑
423K
单质氯的制备
工业上制备氯气用电解法： 阳极：2Cl- + 2e = Cl2 阴极：2H2O + 2e = H2 + 2OH-
3、单质的化学性质
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。
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）。
大学无机化学第17章 卤族元素
I2 + I－ ＝ I3－ I2水是棕色或棕红色。
卤素单质形成溶剂化物，带上水分子。
14
• 相似相溶: 溶剂改为非极性溶剂如，CCl4，则Br2、 I2的溶解度会大大增加，这就是萃取的原理。
• 在CCl4中：Br2的颜色同水中的；但I2在CCl4中的 就与水的不一样，紫色（蒸气时的颜色），是分子 本身的颜色，在非极性溶剂中，I2不与溶剂发生溶 剂化作用，溶解的碘仍以分子状态存在，而在水中 是显溶剂化物的颜色。
2
教学要求：
１、熟悉卤素及
２、熟悉卤素单质
其重要化合物的 基本化学性质、
卤
和次卤酸及其盐发 生歧化反应的条件
结构、制备和用 途，掌握它们的
素
和递变的规律。
共性和差异性。
３、能较熟练地运用元素电势 图来判断卤素及其化合物各氧 化态间的转化关系。
3
§17.1 卤素的通性
17-1-1 原子结构
基本性质 价层电子结构 ns 2np 5 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-1
ns np
+n5d、+7 +5、+7 +5、+7
9
17-1-3 卤素的电势图 • 氧化态-吉布斯自由能图
10
§17.2 卤素单质(Elemental Halogens)
17-2-1 卤素的成键特征
一、单质双原子分子为非极性共价键
二、形成-1氧化数的离子或共价化合物：
X（ns2np5) 夺取一个电子 或共用一对电子
Br2
活泼金属
I2
其他金属
卤素单质形成溶剂化物，带上水分子。
14
• 相似相溶: 溶剂改为非极性溶剂如，CCl4，则Br2、 I2的溶解度会大大增加，这就是萃取的原理。
• 在CCl4中：Br2的颜色同水中的；但I2在CCl4中的 就与水的不一样，紫色（蒸气时的颜色），是分子 本身的颜色，在非极性溶剂中，I2不与溶剂发生溶 剂化作用，溶解的碘仍以分子状态存在，而在水中 是显溶剂化物的颜色。
2
教学要求：
１、熟悉卤素及
２、熟悉卤素单质
其重要化合物的 基本化学性质、
卤
和次卤酸及其盐发 生歧化反应的条件
结构、制备和用 途，掌握它们的
素
和递变的规律。
共性和差异性。
３、能较熟练地运用元素电势 图来判断卤素及其化合物各氧 化态间的转化关系。
3
§17.1 卤素的通性
17-1-1 原子结构
基本性质 价层电子结构 ns 2np 5 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-1
ns np
+n5d、+7 +5、+7 +5、+7
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17-1-3 卤素的电势图 • 氧化态-吉布斯自由能图
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§17.2 卤素单质(Elemental Halogens)
17-2-1 卤素的成键特征
一、单质双原子分子为非极性共价键
二、形成-1氧化数的离子或共价化合物：
X（ns2np5) 夺取一个电子 或共用一对电子
Br2
活泼金属
I2
其他金属
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？
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
化学竞赛无机化学绝密课件卤素
紫黑色。
沸点和熔点
卤素单质的沸点和熔点较低， 其中氟气的沸点和熔点最低，
分别为-188℃和-219℃。
密度和溶解性
卤素单质的密度一般较大，且 不溶于水，但易溶于有机溶剂
。
02
卤素化学
卤素的化学反应
卤素与金属的反应
卤素单质与金属反应生成相应的卤化物， 如氟与钠反应生成氟化钠。
卤素与非金属的反应
卤素单质与非金属反应生成相应的二卤化 物，如氯与磷反应生成三氯磷和五氯磷。
卤素与其他领域的交叉研究
卤素与其他领域的交叉研究也是未来卤素领域的重要发展方向之一。随着科技的 不断发展，不同领域之间的交叉融合已经成为一种趋势，而卤素作为一种重要的 元素，其与其他领域的交叉研究将有助于推动相关领域的发展。
例如，卤素与生物学领域的交叉研究可以帮助人们更好地了解生物体内卤素代谢 的机制和作用；同时，卤素与环境科学领域的交叉研究可以帮助人们更好地了解 卤素化合物对环境的影响和治理方法等。
化学竞赛无机化学绝密课件卤 素
汇报人：文小库
2024-01-05
CONTENTS
• 卤素简介 • 卤素化学 • 卤素的应用 • 卤素对人类的影响 • 未来卤素的发展趋势
01
卤素简介
卤素的发现与命名
卤素的发现
卤素是周期表中的一族非金属元 素，它们的发现可以追溯到18世 纪末和19世纪初。
卤素的命名
卤素在新能源领域的应用
卤素在新能源领域的应用是未来卤素领域的重要发展方向 之一。随着全球能源结构的转型，新能源产业的发展越来 越受到重视，而卤素作为一种重要的元素，在新能源领域 中具有广泛的应用前景。
例如，氟代Байду номын сангаас类化合物作为制冷剂和发泡剂被广泛应用于 家用电器和建筑保温材料等领域；同时，某些卤素化合物 还可以作为燃料电池的燃料等。随着新能源技术的不断发 展，卤素在新能源领域的应用将越来越广泛。
沸点和熔点
卤素单质的沸点和熔点较低， 其中氟气的沸点和熔点最低，
分别为-188℃和-219℃。
密度和溶解性
卤素单质的密度一般较大，且 不溶于水，但易溶于有机溶剂
。
02
卤素化学
卤素的化学反应
卤素与金属的反应
卤素单质与金属反应生成相应的卤化物， 如氟与钠反应生成氟化钠。
卤素与非金属的反应
卤素单质与非金属反应生成相应的二卤化 物，如氯与磷反应生成三氯磷和五氯磷。
卤素与其他领域的交叉研究
卤素与其他领域的交叉研究也是未来卤素领域的重要发展方向之一。随着科技的 不断发展，不同领域之间的交叉融合已经成为一种趋势，而卤素作为一种重要的 元素，其与其他领域的交叉研究将有助于推动相关领域的发展。
例如，卤素与生物学领域的交叉研究可以帮助人们更好地了解生物体内卤素代谢 的机制和作用；同时，卤素与环境科学领域的交叉研究可以帮助人们更好地了解 卤素化合物对环境的影响和治理方法等。
化学竞赛无机化学绝密课件卤 素
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2024-01-05
CONTENTS
• 卤素简介 • 卤素化学 • 卤素的应用 • 卤素对人类的影响 • 未来卤素的发展趋势
01
卤素简介
卤素的发现与命名
卤素的发现
卤素是周期表中的一族非金属元 素，它们的发现可以追溯到18世 纪末和19世纪初。
卤素的命名
卤素在新能源领域的应用
卤素在新能源领域的应用是未来卤素领域的重要发展方向 之一。随着全球能源结构的转型，新能源产业的发展越来 越受到重视，而卤素作为一种重要的元素，在新能源领域 中具有广泛的应用前景。
例如，氟代Байду номын сангаас类化合物作为制冷剂和发泡剂被广泛应用于 家用电器和建筑保温材料等领域；同时，某些卤素化合物 还可以作为燃料电池的燃料等。随着新能源技术的不断发 展，卤素在新能源领域的应用将越来越广泛。
复旦大学无机PPT-X
非金属元素•卤素、•氧族元素•氮和磷•碳和硅第1节卤素•1.卤素（halogen)通性–氟（fluorine) 1810-1886 莫瓦桑–氯（chlorine) 舍勒，1774-1810戴维–溴（bromine) 1824 巴拉尔–碘（Iodine) 1813年库特瓦–砹（Astatine)•卤素基本性质(见表1)溴(Br)碘(I)3553价电子组态2s22p53s23p54s24p55s25p5114133酸性溶液中，氯元素的电势图：氯溴碘聚集状态气气液固黄绿红棕紫黑化学性质• 1. 与单质作用•与金属作用•与非金属作用•与氢作用2.卤素之间的置换反应：•氧化能力：F 2> Cl 2 > Br 2 > I 2•还原能力：I －> Br -> Cl -> F-–按F-Cl-Br-I 的次序，前面的卤素单质可以将后面的卤素从其卤化物中置换出来Cl222222=222222I Br I Br I Cl I Cl Br Cl Br Cl +=++++=+−−−−−−222222222222I Br I Br I Cl I Cl Br Cl Br Cl +=++=++=+−−−−−−•对水的氧化作用1－OX＋•卤素在水中的歧化HXO X H O H X ＋＋＝＋－＋22HBrHI卤化氢的化学性质•热稳定性：卤化氢受热分解成单质的反应进行的难易•热稳定性按HF－HCl－HBr－HI依次减弱•还原性：卤化氢或氢卤酸的还原性是指HX失去电子的能力•还原性按HF－HCl－HBr－HI依次增强•酸性：除HF外，皆为强酸，•按HCl－HBr－HI依次增强– a.离子型：沸点高于673K，•碱金属（Li除外）、碱土金属（Be除外）同一金属不同卤素的卤化物，其熔点、沸点由氟NaBr NaI高价态的卤化物共价性PbCl2PbCl4(二)卤化物的水解反应HFBrO H O H BrF HCl PO H O H PCl HCl SiO H O H SiCl HF BO H O H BF 553344334325332344243323+=++=++=++=+(三) 氟化物的特殊性•溶解性特殊：AgF溶于水，CaF2难溶于水•易形成最高配位数的化合物•毒性大一.卤素的含氧酸及其盐•次卤酸（HXO ）、亚卤酸（HXO 2）、卤酸（HXO 3）和高卤酸（HXO 4）•含氧酸根离子结构的卤素原子采用sp 3杂化，–次卤酸根为直线形，–亚卤酸根为V 字形，–卤酸根为三角锥形–高卤酸根为四面体形。
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。
无机化学 卤素
• 次氯酸的应用：作氧化剂。氯气的漂白性来自它与水作用 生成的次氯酸，所以干燥的氯气没有漂白能力。次氯酸盐 的溶液也有氧化性和漂白作用。漂白粉是次氯酸盐、氯化 钙和氢氧化钙的混合物。制备漂白粉的主要反应是氯的歧 化反应：
• 亚卤酸及其盐
• 卤酸及其盐
• 制备：用氯酸钡或溴酸钡与硫酸反应
Ba(XO3)2+H2SO4→BaSO4+2HXO3 （X=CI,Br）
F
CI Br I
这些氧化物都具有较强的氧化性，大多数是不稳定的，他们 受到震动或者还原剂时会爆炸。一般来说，高氧化态的卤素 氧化物更稳定些，其中I2O5是最稳定的卤素氧化物。
安全方法：
• 卤素的含氧酸及其盐
• 除了氟的含氧酸仅限于次氯酸HOF外，氯、溴、碘可以形 成十种类型的含氧酸
命名 次卤酸 亚卤酸 卤酸 高卤酸 氟 HOF 氯 HCIO* HCIO2* HCIO3* HCIO4 HBrO3* HBrO4* HIO3 HIO4，H5IO6 溴 HBrO* 碘 HIO*
• 高卤酸及其盐：
• 制备高氯酸：
工业制备： • 制备高溴酸钠： • 制备高碘酸盐：
• 制备高碘酸：
高碘酸钡和硫酸反应
• 高氯酸是最强的无机含氧酸，高溴酸是强酸，高碘酸是 弱酸。
• 浓的高氯酸受热分解：
• 高碘酸的氧化性
• 高氯酸盐的稳定性
• 氯的各种含氧酸及其盐的性质比较
谢谢
• 卤素的存在及其单质的制备和用途
氟
电解 373K
氯
• 实验室： MnO2+4HCl 加热 MnCl2+Cl2+2H2O • 工业（电解）： 电解 2NaCl+2H20 H2+Cl2+2NaOH
无机化学卤素PPT课件
X-
(ns2np6 )
２、形成+1,+3,+5,+7氧化数的或共共价化用合一物对。 电子
氯、溴、碘的成对ns2np5电子可以依次被拆开或作为配位电子对而进行成 键作用，因而可以有多种氧化态，如：
HC+lO1 、HClO2、+3HClO3、ClO+4-5、IF7、IF5+、7ICl3
+7
3、可以提供电子对形成配键。
0族
2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe
86Rn
I2 第4页/共110页
14.1.1 存在形式
卤素是最活泼的一族非金属元素，卤素就是“成盐元素”的意思，在自然界只 能以化合态的形式存在。
氟盐：萤石(CaF2)、冰晶石(Na3AlF6)、磷灰石 [Ca5F(PO4)3]
氯和溴盐：大量在海水中 NaCl、NaBr
-328 -349 -325 -295
氧化值
-1
-1， 1， 3， 5， 7
第7页/共110页
133 2.66 1008
第一电离能
气态电中性基态原子失去一个电子，转化为气态基态正离子所需要的最 低能量叫第一电离能。第一电离能越小,越易失去电子,金属性越强；第 一电离能越大,越难失去电子,金属性越弱
第12页/共110页
2.溶解性
氟与水激烈反应，氯有轻微反应， 氯、溴、碘易溶于有机溶剂。
为什么？
碘在极性溶剂（如醇） 因生成溶剂合物而呈 棕（红）色，
碘在C6H6中呈棕色；而在KI中呈黄棕色。 3.气味、毒性
X2都有刺激性；毒性从F2
I2减轻。
第13页/共110页
在非极性溶剂 中为紫红或紫 色。
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
大学无机化学第14章 卤素
3
3
-
nE 5×0.5578V 47 . 11 lg K 0.0592V 0.0592V 1 . 29×10 47 K 14
第二节
卤素单质(Elemental Halogens)
二、化学 性质 三、制备 和用途
一、物理性质
熔沸点低，有毒有刺激气味，颜色随分子量的增 大而加深: F2(浅黄) Cl2(黄绿) Br2(红棕) I2(紫黑) ──── 颜色加深 ──────→ 溶解性：氟与水激烈反应，氯有轻微反应，氯、 溴、碘易溶于有机溶剂。（为什么？） 碘在极性溶剂（如醇） 因生成溶剂合物而呈 棕（红）色， 在非极性溶剂 中为紫红或紫 色。
9
如 Cu2＋ ＋0.153 Cu＋ ＋0.521 Cu 中，Cu＋ 可发生歧化反 应生成Cu2＋和Cu。 ∵ 如将两相邻电对组成电池，则中间物质到右边物质 的电对的还原半反应为电池正极反应，而到左边物质的 反应则为负极反应。电池的电动势为Eθ＝φ右θ－φ左θ，若 φ右θφ左θ，Eθ＞0，表示电池反应可自发进行，即中间物 质可发生歧化反应。 若相反，φ左θ＞φ右θ，则两边的个体不稳定，可发生 反歧化反应，两头的个体是反应物，产物是中间的那个 ＋0.771 2＋ －0.440 个体。 如根据 Fe3＋ Fe Fe ，可以得出结论，在水溶液中Fe3＋和Fe可发生反应生成 Fe2＋。
HClO在各种条件下会发生分解： 光照 2HClO ===2HCl + O2 加热 3HClO ===HClO 3+2HCl
想一想：氯水 久置会失效是 什么原因？溶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ液的酸度会有 何变化？
16
2-2
化学性质
元素电势图
ClO3 1.21 - ——
元素各氧化态按高到低顺序排列， 每两种氧化态之间用线段连接， 线段上面标上相应的电极电势， 这样的图形列为元素电势图
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nE 5×0.5578V 47 . 11 lg K 0.0592V 0.0592V 1 . 29×10 47 K 14
第二节
卤素单质(Elemental Halogens)
二、化学 性质 三、制备 和用途
一、物理性质
熔沸点低，有毒有刺激气味，颜色随分子量的增 大而加深: F2(浅黄) Cl2(黄绿) Br2(红棕) I2(紫黑) ──── 颜色加深 ──────→ 溶解性：氟与水激烈反应，氯有轻微反应，氯、 溴、碘易溶于有机溶剂。（为什么？） 碘在极性溶剂（如醇） 因生成溶剂合物而呈 棕（红）色， 在非极性溶剂 中为紫红或紫 色。
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如 Cu2＋ ＋0.153 Cu＋ ＋0.521 Cu 中，Cu＋ 可发生歧化反 应生成Cu2＋和Cu。 ∵ 如将两相邻电对组成电池，则中间物质到右边物质 的电对的还原半反应为电池正极反应，而到左边物质的 反应则为负极反应。电池的电动势为Eθ＝φ右θ－φ左θ，若 φ右θφ左θ，Eθ＞0，表示电池反应可自发进行，即中间物 质可发生歧化反应。 若相反，φ左θ＞φ右θ，则两边的个体不稳定，可发生 反歧化反应，两头的个体是反应物，产物是中间的那个 ＋0.771 2＋ －0.440 个体。 如根据 Fe3＋ Fe Fe ，可以得出结论，在水溶液中Fe3＋和Fe可发生反应生成 Fe2＋。
HClO在各种条件下会发生分解： 光照 2HClO ===2HCl + O2 加热 3HClO ===HClO 3+2HCl
想一想：氯水 久置会失效是 什么原因？溶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ液的酸度会有 何变化？
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2-2
化学性质
元素电势图
ClO3 1.21 - ——
元素各氧化态按高到低顺序排列， 每两种氧化态之间用线段连接， 线段上面标上相应的电极电势， 这样的图形列为元素电势图
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2. 氯的制备
工业上制备氯采用电解饱和食盐水溶液的方法：
阴极：铁网 阳极：石墨 电解反应：
2H2O + 2e– == H2↑+2OH–
2Cl– == Cl2 + 2e–
2NaCl+2H2O 通电 H2+Cl2+2NaOH
实验室制备氯的方法：
MnO2+4HCl == MnCl2+Cl2+2H2O 2KMnO4+16HCl ==2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O
小资 料
氟的发现是一篇悲壮的历史
氟是卤族中的第一个元素，但发现得最晚。从1771年瑞典化 学家舍勒制得氢氟酸到1886年法国化学家莫瓦桑分离出单质氟经 历了100多年时间。 在此期间，戴维、盖·吕萨克、诺克斯兄弟等 很多人为制取单质氟而中毒，鲁耶特、尼克雷因中毒太深而献出 了自己的生命。
莫瓦桑总结了前人的经验教训，他认为，氟活泼到无法电解 的程度，电解出的氟只要一碰到一种物质就能与其化合。如果采 用低温电解的方法，可能是解决问题的一个途径。经过多次实验， 1886年6月26日， 莫瓦桑终于在低温下用电解氟氢化钾与无水氟 化氢混合物的方法制得了游离态的氟。
3Cl2+6NaOH == 5NaCl +NaClO3+ 3H2O
0 oC NaBr+NaBrO+H2O Br2+NaOH
50 oC NaBr+NaBrO3+H2O
3I2+6NaOH→5NaI+NaIO3+3H2O （CN)2+2NaOH→NaCN+NaOCN+H2O
6.2.2 单质制备 1. 氟的制备：
NaI+H2SO4(浓) == NaHSO4+HI↑ 8HI+H2SO4(浓) == H2S↑+4I2+4H2O
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↑
+4,+5,+7
+5,+7
+5,+7
322
348.7
324.5
295
155
240
190
149
3.96
3.16
2.96
2.66
6.2 卤素单质
6.2.1 单质性质
卤素分子内原子间以共价键相结合，分子间仅存在微弱的 分子间作用力（色散力）。
它们在有机溶剂中的溶解度比在水中大得多。碘易溶于 KI、HI和其他碘化物溶液中：
第六章 卤素
6.1 卤素的通性
元素符号
F
Cl
Br
I
价电子层结构 2s22p5
3s23p5
4s24p5
5s25p5
主要氧化数
电子亲和能/ (kJ ·mol–1 )
分子离解能/
（kJ ·mol–1）
电负性
(Pauling)
– 1,0,+1,+3, – 1,0,+1,+3, – 1,0,+1,+3,
–1,0
电解法
阳极（无定型炭）
2F– == F2 +2e–
阴极（电解槽） 2HF2– + 2e– == H2+ 4F–
电解质：氟氢化钾﹙ KHF2 ﹚+ 氟化氢（HF）
化学方法
2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2 == 2K2MnF6+8H2O+3O2 SbCl5+5HF == SbF6+5HCl
K2MnF6+2SbF5 423K 2KSbF5+MnF4 MnF3+1/2F2
6.4 卤素含氧酸及其盐
氯、溴和碘均应有四种类型的含氧酸：HXO、 HXO2、HXO3、HXO4，它们的结构见下图：
569 35.3
HCl HBr
HI
158.94 186.28 222.36
188.11 206.43 1
369 297.1
42
49
57
卤化氢分子有极性，易溶于水。273K时，1m3 的水 可溶解500m3 的氯化氢，氟化氢则可无限制地溶于水中。
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，此时的溶液叫做恒沸溶液。
I2 ＋ I－ == I3－ Kө＝725
I3 － 离 子 进 一 步 与 I2 分 子 作 用 生 成 通式为[(I2)n(I－)]的负一价多碘离子。
I 317pm
I I
I 281pm I
F2+NaOH == NaF+OF2↑+H2O
Cl2+2NaOH == NaCl+NaClO+H2O
>80oC
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↑
6.3.2 氢卤酸的制法 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。
HF分子中存在着氢键，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 F–+HF
H++F－ 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－
2. 浓硫酸与金属卤化物作用
CaF2+H2SO4 == CaSO4+2HF↑ NaCl+H2SO4(浓) ==NaHSO4+HCl
不能，因为热浓硫酸具有氧化性，把生成的溴化氢 和碘化氢进一步氧化。
NaBr + H2SO4(浓) == NaHSO4+ HBr 2HBr +H2SO4(浓) == SO2↑+Br + 2H2O
3. 溴的制备
Cl2+2Br – == Br2+2Cl– 3Br2+3NaCO3 == 5NaBr+HBrO3+3CO2 ↑ 5Br – + BrO3 – + 6H+ == 3Br2+3H2O
4. 碘的制备
Cl2+2NaI == 2NaCl+I2 2NaI+3H2SO4+MnO2 ==2NaHSO4+I2+2H2O+MnSO4
I2+5Cl2+6H2O ==
2IO3 – +10Cl – +12H+
此二反应要避免 使用过量氧化剂
6.3 卤化氢与卤氢酸
6.3.1 性质
性质
熔点/K
沸点/K
生成热/(kJ·mol–1) H-X键能/
（kJ·mol–1 ） 溶解度（293K，
101kPa）/%
HF 189.61 292.67 –271