最新无机化学-14卤素综述
无机化学 第14章 卤 素(2013)
φө (X2/X-)/V
[问题1]
为何奇数氧化数 ?
+4 +6
ClO2 (黄绿色)
即这些氧化数常在含氧化 Cl2O6 ClO3 (紫红色) 合物和卤素互化物中出现,因 为每拆开一对电子,将增加 2 个成单电子,因此在 +1 氧化数 的基础上,将出现+3、 +5、+7 的奇数氧化数 —— (我们主要 学习这些氧化数对应的化合 物).
偶数氧化数:
【问题2】F有哪些特殊性?
1.主要氧化数: F 无正氧化数 2.解离能:F-F < Cl-Cl
3.分解水: F2氧化H2O 4.第一电子亲合能: F < Cl > Br > I 5.卤化物热力学稳定性: 氟化物最稳定 6.易形成高配位配合物,如AlF63-,BrF63-等。 这与F半径较小有关。
[问题4]如何解释I2溶解的特性?
非极性溶剂中表现出分子颜色,I2呈紫色 (CCl4)。在极性溶剂中棕红色(丙酮、乙 醇)。
I2分子在极性溶剂中被极化,使I-I键断裂, 发生溶剂化作用。 当I-离子靠近I2分子时,使I2分子极化,而 产生诱导偶极,并进一步形成稳定的配离子, 减小了I2分子的浓度,导致颜色变浅。
§14-2 卤素单质
一、卤素单质的物理性质
卤素单质 聚集状态 颜色 熔点/℃ 沸点/℃ 汽化热/(KJ· mol-1)
溶解度/mol·l-1
氟 气 浅黄 219.6 -188 6.54
氯 气 黄绿 -101 -34.6 20.41
溴 液 红棕 -7.2 58.78 29.56
碘 固 紫黑 113.5 184.3 41.95
0.40
Cl 2
1.36
无机化学--14卤素PPT课件
F2
Cl2
Br2
I2
/ V
2.87 1.36 1.087 0.535
X2 氧化性:
强
弱
X- 还原性:
弱
强
结论:氧化性最强的是F2,还原性最强的是I-。
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①与金属作用:
F2 可氟化所有的金属,且反应剧烈,常伴随燃烧和爆炸,
但与Cu、Ni、Pb、Mg等作用时因生成难溶氟化物保护 膜而阻止反应,故可以贮存于上述金属及合金容器中。
非金属卤化物: B3F ,Si4F ,PC 5,S l 6 F等
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◆卤化物的性质:
性质: 熔点:
溶解性:
离子型
高 大多易溶于水
导电性: 水溶液,熔融导电
金属卤化物
共价型
低 易溶于有机溶剂
无导电性 非金属卤化物
水解性: 对应氢氧化物不
是强碱的都易水解, 产物为氢氧化物或 碱式盐
易水解, 产物为两种酸
660
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◆ 同一金属不同氧化值:高氧化值的卤化物共价性显著,
熔沸点相对较低。
3) 配位性 F3 e4C l [Fe4]C l Ag 2C l [Ag2]C l
难溶物溶解 AgC Cl l [Ag2]C l P b 4 H S ( 浓 C ) lH 2 [P4 b ] H C 2 Sl18
HBr和HI
1) 还原性
O 24 H2 II22 H 2 O使 HI 溶液变黄
Br2
H2B2r 2HBr
I2
H2I2
2HI需高温,反应不完全
10
④与H2O反应:
①氧化反应: X 22H 2O 4H O X 2
X22e2X
(X2/X)
4 H O 24 e2 H 2O (O 2/H 2O )0.81v6
无机化学课件--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 )
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。
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06
卤素在无机合成中应用
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氟化反应
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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
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07
实验部分:卤素相关实验操作与注意事项
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实验一:制备氯气并验证其性质
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• 实验目的:掌握氯气的制备方法,了解其性质及 应用。
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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。
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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
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卤素氧化物
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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
卤素ppt优秀课件(2024)
了解卤素在周期表中的位置及其性质变化规律。
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实验目的和原理
实验原理
卤素单质具有相似的化学性质,如与金属反应生成卤化 物、与非金属反应生成卤化氢等。
卤素位于元素周期表的第ⅦA族,包括氟(F)、氯(Cl )、溴(Br)、碘(I)等元素。
随着原子序数的增加,卤素单质的颜色、密度、熔沸点 等物理性质呈现规律性的变化。
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氯气
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,可溶
于水。
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化学性质
氯气化学性质活泼,可以与多种元 素和化合物发生反应。
用途
氯气是一种重要的化工原料,用于 制造氯化物、漂白剂、消毒剂、农 药等。此外,氯气还用于自来水的 消毒和游泳池水的处理。
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34
THANKS
感谢您的观看
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对人体健康的影响:长期摄入过量溴和碘可能导致甲状 腺疾病等健康问题。
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工业排放:如石油化工、制药等工业生产过程中产生的 含溴和碘的废气、废水。
溴和碘污染危害
对生态环境的影响:溴和碘对植物的生长具有抑制作用 ,对水生生物也有毒性作用。
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治理措施和政策建议
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工业污染治理
生活垃圾焚烧:垃圾焚烧过程中产生 的氟化物。
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氟污染危害
对人体健康的影响:长期摄入过量氟 化物可能导致氟斑牙、氟骨症等疾病 。
对生态环境的影响:氟化物对植物的 生长具有抑制作用,对水生生物也有 毒性作用。
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氯污染来源及危害
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14章 卤素
四、卤素的元素电势图(见455页)
1.定义:对于具有多种氧化态的某元素,将其各种氧化 态按从高到低的顺序排列,用短线连接,并在线上标明 相应的电极反应的ø值。 如碘在酸性溶液中的电势图为:
+1.19 +1.45 +0.54 +1.644 +1.13 IO3 H5IO6 HIO I2 I +0.99
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
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三、与烃类反应
取代
反 应
加成 燃烧
1、与饱和烃进行取代反应
光照
CH4+Cl2 ──→ CH3Cl+HCl 2、加成反应 Cl2+CH2=CH2──→CH2Cl─CH2Cl Br2+CH2=CH2──→CH2Br─CH2Br 3、燃烧反应 C10H16+8Cl2──→16HCl+10C
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卤素的制备和用途 注意:电解液必须是 电解法 制备 卤素 无水的KHF2熔液 一、F2的制备和用途 X2 合成法 1、电解法制备氟 阳极(石墨): 2F-=F2↑+2e阴极(电解槽):2HF-2+2e-=H2+4F电解反应:2KHF2 = 2KF+H2↑+F2↑
-
(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
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
无机化学课件-卤素
工业应用
卤素化合物在化学工业中用于制造塑料、颜料和涂料等产品。
风险评估
某些卤素化合物具有毒性和环境危害,需要进行风险评估和监测。
卤素的物理和化学性质
1 物理性质
卤素以固体、液体或气体 的形式存在,具有特性
卤素具有强氧化性,能与 其他元素形成各种化合物。
卤素在化学反应中可以与 金属、非金属和有机物发 生反应。
卤素的用途和应用
消毒和漂白
氯和溴广泛用于水处理、游泳 池消毒和漂白剂制备。
火焰抑制剂
无机化学课件-卤素
卤素是化学元素周期表中的一组元素,包括氟、氯、溴、碘和砹。
卤素的概述和定义
卤素是一组具有共同特征的非金属元素,它们都属于同一族,并且具有类似 的化学性质。 卤素的特征包括低电离能、高电负性、剧毒性和高反应性。
卤素家族的元素特征
• 氟:最轻的卤素,高度反应性,广泛应用于冶金、制药和化学工业。 • 氯:常见的卤素,用于消毒、漂白和制造塑料等多个领域。 • 溴:液体卤素,用于火焰抑制剂和药物制剂。 • 碘:紫黑色晶体,用于消毒、治疗甲状腺问题和染料制造。 • 砹:最重的卤素,放射性元素,用于医疗和科学研究。
卤素化合物的制备和反应
1
制备方法
卤素化合物通常可以通过元素间的反应制备,如氢氟酸和氯化钠的反应制备氟化 钠。
2
典型反应
卤素化合物可以参与取代反应、氧化还原反应和酸碱反应等多种化学反应。
3
应用与研究
卤素化合物的制备和反应在材料科学、药物研究和有机合成等领域具有重要意义。
卤素化合物的应用和风险
医药应用
溴化合物常用于火焰抑制剂, 用于减少火灾的危险性。
大学无机实验报告卤素(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉卤素元素的基本性质,包括物理性质和化学性质。
2. 掌握卤素单质和卤化物的制备方法。
3. 学习利用化学实验手段对卤素进行鉴定。
二、实验原理卤素元素是指周期表中第VIIA族的元素,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。
卤素具有强烈的氧化性,能与多种金属和非金属发生反应。
本实验主要研究卤素的物理性质、化学性质以及卤化物的制备和鉴定。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:试管、烧杯、酒精灯、铁架台、滴管、石棉网、滤纸等。
2. 试剂:金属钠、溴化钠、碘化钠、氯水、氢氧化钠溶液、盐酸、硫酸、硝酸、氨水等。
四、实验内容1. 卤素单质的物理性质研究(1)实验步骤:①取一小块金属钠,放入干燥的试管中,用镊子夹住试管口,将试管加热至金属钠熔化。
②将熔化的金属钠滴入盛有氯水的试管中,观察反应现象。
③将反应后的溶液加入烧杯中,加入适量的氢氧化钠溶液,观察沉淀现象。
(2)实验现象:①金属钠与氯水反应,产生白色烟雾,溶液变为无色。
②反应后的溶液加入氢氧化钠溶液,产生白色沉淀。
(3)实验结论:卤素具有强烈的氧化性,能与金属钠发生反应,生成相应的卤化物。
2. 卤素单质的化学性质研究(1)实验步骤:①取少量金属钠,放入干燥的试管中,用镊子夹住试管口,将试管加热至金属钠熔化。
②将熔化的金属钠滴入盛有溴化钠的试管中,观察反应现象。
③将反应后的溶液加入烧杯中,加入适量的氢氧化钠溶液,观察沉淀现象。
(2)实验现象:①金属钠与溴化钠反应,产生黄色烟雾,溶液变为无色。
②反应后的溶液加入氢氧化钠溶液,产生黄色沉淀。
(3)实验结论:卤素具有强烈的氧化性,能与溴化钠发生反应,生成相应的卤化物。
3. 卤化物的制备与鉴定(1)实验步骤:①取少量金属钠,放入干燥的试管中,用镊子夹住试管口,将试管加热至金属钠熔化。
②将熔化的金属钠滴入盛有碘化钠的试管中,观察反应现象。
③将反应后的溶液加入烧杯中,加入适量的氢氧化钠溶液,观察沉淀现象。
化学竞赛无机化学绝密课件卤素
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。
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
第14章 卤 素
第14章卤素[教学要求]1.掌握卤素的通性、制备和用途。
2.初步掌握卤化氢、卤化物的一般性质和制备。
3.掌握常见的含氧酸及其盐类的性质。
4.一般了解拟卤素。
[教学重点]1.卤素的单质及重要化合物的制备和性质2.卤素常见的含氧酸及其盐类的结构和性质[教学难点]卤素常见的含氧酸及其盐类的结构和性质[教学时数]6学时[教学内容]1.卤素的通性2.卤素的单质3.卤素的化合物4.拟卤素14-1 卤素的通性一、卤素的存在氟是最活泼的非金属元素,氟单质是目前已知最强的氧化剂,所以自然界中没有游离态的氟存在,只有氟的化合物。
萤石──氟化钙CaF2───就是氟的天然化合物,因为在黑暗中摩擦时发出绿色荧光而得名。
氯在地壳中的质量分数为0.031%,主要以氯化物的形式蕴藏在海水里,海水中含氯大约为1.9% 。
在某些盐湖、盐井和盐床中也含有氯。
在自然界中,碘以化合物的形式存在,地壳中碘的质量百分数为3×10%,主要以碘酸钠NaIO3的形式存在于南美洲的智利硝石矿中。
在海水中碘的含量很少,但海洋中的某些生物如海藻、海带等具有选择性地吸收和聚集碘的能力,是碘的一个重要来源。
二、卤素原子的性质卤素原子的一些性质三、卤素的电极电势φθ(V):2.87 1.36 1.07 0.54F2———F-Cl2———Cl-Br2———Br-I2———I-14-2 卤素单质一、卤素单质的物理性质卤素单质的物理性质二、卤素单质的化学性质1、卤素与金属的反应卤素单质的氧化性是其最典型的化学性质.氟在低温或高温下都可以和所有的金属直接作用,生成高价氟化物。
氟与铜、镍、镁作用时,由于在金属表面生成薄层金属氟化物而阻止了反应的进行,因此氟可以贮存在铜、镍、镁或它们的合金制成的合金中。
氯气能与各种金属作用,反应比较剧烈。
例如钠、铁、锡、锑、铜等能在氯气中燃烧,甚至连不与氧气反应的银、铂、金也能与氯气直接化合。
但氯气在干燥的情况下不与铁作用,因此可以把干燥的液氯贮存于铁罐或钢瓶中。
课件无机化讲义学14卤素(2024)
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。
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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。
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氯气
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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。
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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
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按照化学反应方程式进行合成操作
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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
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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
分析化学第14章卤素
氯化物
01
氯化钠
食盐的主要成分,用于调味和腌制 食品。
氯化钡
一种有毒的氯化物,用于制造其他 化学物质和作为颜料添加剂。
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02
氯化钙
一种常见的无机盐,用于制造其他 氯化物和作为干燥剂。
氯化铵
一种有机氯化物,用于制造其他化 学物质和作为农业肥料。
卤素与金属的反应活性与其非金属性有关,非金属性越强,反应活性越高。
卤素与非金属的反应
卤素与非金属的反应通常为取代反应,如氯气与甲烷在光照条件下反应,氯原子取代甲烷中的氢原子 生成一氯甲烷。
卤素与非金属的反应活性与其非金属性有关,非金属性越强,反应活性越高。
卤素之间的反应
卤素之间的反应通常为置换反应,如 氯气与溴化钠反应,将溴离子置换出 来生成溴和氯化钠。
VS
卤素之间的反应活性与其非金属性有 关,非金属性越强,反应活性越高。
04
卤素的重要化合物
氟化物
氟化钠
是一种常见的氟化物,用于制造其他氟化合 物和作为动物饲料中的添加剂。
氟化氢
在工业上用于制造其他氟化合物,如氟塑料 和氟制冷剂。
氟化铵
是一种用于制造其他氟化物的中间体,也用 于玻璃和陶瓷的加工。
氟化钾
分析化学第14章卤 素
目录
• 卤素概述 • 卤素的物理性质 • 卤素的化学性质 • 卤素的重要化合物 • 卤素的应用
01
卤素概述
卤素的发现与性质
卤素的发现
卤素是周期表中的一族非金属元素,它们都是典型的非金属 元素,具有强烈的氧化性和腐蚀性。卤素的发现可以追溯到 18世纪初,当时人们开始对氯气、氟气等气体进行研究。
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氟F 气体 淡黄色 53.33 84.86 144 5.57 反应 71 136 1681 322 -515 155 3.98
氯 Cl 气体 黄绿色 172 233.4 417 7.7 0.09 99 181 1251 348.7 -381 240 3.16
溴 Br 液体 红棕色 265.8 331.8 588 10.33 0.21 114.2 195 1140 324.5 -347 190 2.96
5. 与碱反应: Cl2 +2NaOH = NaCl+NaClO + H2O (歧化反应) 2Cl2 +2Ca(OH)2 = CaCl2+Ca(ClO) 2+2 H2O (歧化反应)
补充
273K
Cl2+2OH-=====Cl-+ClO-+H2O 加热
3Cl2+2OH-===5Cl-+ClO3-+3H2O
+5,+7
+5,+7
电子亲和能/ (kJ ·mol–1 )
322
348.7
324.5
295
分子离解能/
(kJ ·mol–1)
155
240
190
149
电负性
3.96
3.16
2.96
2.66
(Pauling)
2
化学与环境工程系
第十四章 卤素
问题:1. 卤素的半径、电子亲和能及电离能有何变化规律?
2. 为何卤素有可变氧化数且均为奇数?
2F2 + 2H2O = 4HF+O2 Cl2 + H2O = HCl+HClO (歧化反应) Br2 + H2O = HBr+HBrO
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化学与环境工程系
第十四章 卤素
X2+H2O=H++X-+HXO
(14-1)
(14-1)是卤素在水中的歧化反应(卤素既是氧化剂又是还原 剂,一部分被氧化,一部分被还原).该歧化反应随溶液酸度 的减弱而加大,这是由于H+浓度变小了,有利于化学平衡向 右移动。所以溴和碘的反应主要是在碱性溶液中进行。
碘I 固体 紫黑色 386.5 457.4 785 11.75 0.0013 133.3 216 1008 295 -305 149 2.66
5
化学与环境工程系
第十四章 卤素
14.2.1 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 范德华力,主要是色散力,所以卤素单质是分子晶体.
碘容易升华,因此固体碘的保存要注意; 碘是人体必须的微 量元素; 它在水中溶解度不大,但在有机溶剂中的溶解度比 在水中大得多,以游离碘形式存在,因此显紫色或红褐色;碘 易溶于KI、HI和其他碘化物溶液中:
无机化学-14卤素综述
化学与环境工程系
第十四章
卤素的通性
第十四章 卤素
卤素
为何F的电子亲和能反 而比Cl的小些?
元素符号
F
Cl
Br
I
价电子层结构 2s22p5
3s23p5
4s24p5
5s25p5
主要氧化数
– 1,0,+1,+3, – 1,0,+1,+3, – 1,0,+1,+3,
–1,0
+4,+5,+7
F2与水按(1)激烈反应:2F2 + 2H2O = 4HF + O2 Cl2与水按(2)发生部分反应:
Cl2+H2O=H++Cl-+HClO
想一想:氯水久置会失效是什么原因?溶液 的酸度会有何变化?
HClO在各种条件下会发生分解: 光照
2HClO ===2HCl + O2
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化学与环境工程系
F2的用途
I2 + I- == I3- Kө=714
I2在KI中的溶解度大于在水中的溶解度,颜色也更深. Br2
是否也具有类似的性质?(提示:离子极化)
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化学与环境工程系
第十四章 卤素
➢ 半径越大,受其它离子的极化而变形的程度就 越大。碘离子使碘单质产生诱导偶极,从而生 成I3-。溶解度增大。
➢ 碘的溶解程度越大,颜色当然越深。
第十四章 卤素
表 12-1 卤素的一些性质 性质
物态(298K,101.3kPa) 颜色 熔点/K 沸点/K 临界温度/K 临界压力/MPa 在水中的溶解度(mol·L-1) 共价半径/pm X 离子半径/pm 第一电离势(kJ ·mol-1) 电子亲合势(kJ ·mol-1) X 的水合热(kJ ·mol-1) X2 的离解能(kJ ·mol-1) 电负性(Pauling)
3. 卤素中电负性最大、氧化能力最强、分子离解能最小的分别是?
氯气 Cl2 黄绿色
溴 Br2 红棕色
卤素的颜色
碘 I2 紫黑色
3
化学与环境工程系
3S2
3p5
Cl
3S2
3p4
3S2
3p3
第十四章 卤素
各属于何种 杂化类型?
3d0
sp3d杂化
3d1
sp3d2杂化
如果显+7价
3d2
属何种杂化?
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化学与环境工程系
第十四章 卤素
制UF6用于 分离235U
作制致 冷剂
用CCl2F2
如CCl3F
高绝缘塑料
如Br2F2
玻璃等
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化学与环境工程系
第十四章 卤素
卤素单质的成键特征
1.形成-1氧化数的离子或共价化合物:
X(ns2np5) 夺取一个电子 X -(ns2np6 )
或共用一对电子
2.形成+1,+3,+5,+7氧化数的共价化合物。
3、形成配位键如[AgCl2]-或者[CuCl4]-。 4、有可变氧化数且为奇数。
5、能形成卤素互化物如ICl3、IF5等。
问题:
1)为何F没有其它元素单质所具有的可变氧化数?
2)你认为ICl3、IF5 中谁显正氧化数?为什么?
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化学与环境工程系
第十四章 卤素
单质的化学性质
1.与H2 反应: H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl
2.与P等反应(表现为强氧化性): 3Cl2 + 2P =2PCl3 (P过量) 5Cl2 + 2P =2PCl5 (Cl2过量)
3.与金属单质反应:
3Cl2 + 2Fe=2FeCl3 4.与H2O反应:
此反应比较重要!!!
Br2 +2OH- =BrO- +Br- +H2O 3I2 + 6OH- =IO3- + 5I- +3H2O
➢ 溴及氯气的单质半径较小,核对电子的引力相 对较大,原子难以变形,因此产生诱导偶极的 程度很小,故难以因此而增大其在相应盐中的 溶解度。
溶解性:氟与水激烈反应,氯有轻微反应,溶于 水分别称为氯水、溴水和碘水。
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化学与环境工程系
与水、碱的反应
第十四章 卤素
1.卤素与水可以发生两种类型反应: (1) 2X2+2H2O=4H++4X-+O2 (2) X2+H2O=H++X-+HXO