从卤素键能来理解稳定性和活泼性

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卤族元素

卤族元素

卤族元素一:卤族元素的基本性质第ⅦA族包括氟、氯、溴、碘和砹五种元素,总称为卤素。

砹为放射性元素。

有关卤族元素的基本性质汇列于下表中。

性质氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I)原子序数9 17 35 53原子量19.00 35.45 79.90 126.90价电子构型2s22p53s23p54s24p55s25p5主要氧化态-1,0 -1,0,+1,+3,+5,+7-1,0,+1,+3,+5,+7-1,0,+1,+3,+5,+7共价半径(pm) 64 99 114.2 133.3离子半径(pm) 133 181 196 220第一电离势(kJ/mol)1681 1251 1140 1008电子亲合势(kJ/mol)-322 -348.7 -324.5 -295电负性 3.98 3.16 2.96 2.66X-离子水合能(kJ/mol)-485 -350 -320 -280二:卤素元素的通性1. 与同周期其它元素比较卤素原子的价电子层结构是ns2np5,只需获得一个电子即可形成8电子稳定构型的X-离子,因此与同周期其它元素相比,卤素有最大的电子亲合势,最大的第一电离势(稀有气体除外),最大的电负性和最小的原子半径,因此卤素是最活泼的非金属元素。

它们的单质都是双原子分子,都具有氧化性。

2. 同族性质比较卤素在性质上十分相似,但随着原子半径或离子半径的增加,外层电子离核越来越远,尽管核电荷数也相应增加,其影响不如半径增加的影响大,结果使核对价电子的引力逐渐减小,致使卤素性质在相似性中又出现了差异性。

如卤素的电离势、电负性和卤离子(X-)的水合焓等从上到下逐渐减小。

虽然卤素的性质具有差异性,但氟与其它卤素间的差异尤为显著。

这是因为氟原子的半径很小造成的。

氟元素的特殊性见氟的性质部分。

三:卤素元素电势图卤素元素标准电极电势值如下所示。

卤素单质一:物理性质卤素单质的一些物理性质列于下表中。

性质氟氯溴碘通常条件聚集状态气气气气颜色淡黄黄绿红棕紫黑毒性剧毒毒性大毒毒性较小熔点(K) 53.38 172.02 265.92 386.5 沸点(K) 84.86 238.95 331.76 457.35 密度(g/cm3) 1.11(l) 1.57(l) 3.12(l) 4.93(s)溶解度(g/100g 水,293K) 分解水(放出O2)0.732(有反应)3.58 0.029离解能(kJ/mol) 154.8 239.7 190.16 148.95 标准电极电势Eθ(V)X 2+2e=2X-2.87 1.36 1.07 0.54卤素单质由双原子分子组成。

物质的稳定性、活泼性、键能和内能之间的关系

物质的稳定性、活泼性、键能和内能之间的关系
一Байду номын сангаас
据, 特别是 卤素单质 的键能数据 。 不追究还真就糊涂 了。 通 常而言 。 很 活泼 的物 质稳 定性就 差 。 很稳 定的物质 活 泼性 就差 。但是 “ 活泼性” 和“ 稳定性 ” 两者所 研究 的对象往往 是 有所 区别 的 “ 活泼 性”通 常是 指物质 的得或失 电子的过 程 .例如 : “ 碱金属 是活泼 的金属 ” , “ 卤素是活泼 的非金 属” 。 而稳定性又分 为两种情 况 :一是化学 稳定性 , ; 二是 热稳定 性 。化学稳定性通 常是 指物 质因水解 、 氧化 ( 或还原) 而是 否 变 质的化学过程。热稳定 性是 指物质在常温下或受热时是否 分解 的化学过程。以下就是一些物质热稳定性 的判断规律 : 具体来说 : 单质 稳定是 指 分子 内原子 间的键能大 . 化 学 键 不易断裂 : 活泼性是 指分子发生 化学反应 的容易与否 。不 过单 质的稳定性很少单 独使用 . 而单质 参与反应 的过程实 际 分 两个步 骤 。 一是 吸收键 断裂所 需 的能量 , 将分子分 解为 原 子( 体 现键能——稳定 性 ) 。 二是将 不同原子重新结合形成 新 物 质( 体 现非 金属性 ) 。 由于 一般 反应 中供应 的能量 都很大 , 很少存 在能量不够一个 分子反应 的情况 . 当所供应 的能量都 足够 的时候 .毫无 疑 问 由非金 属性 强弱决 定反应 的容易 与 否。 例如 : 对于卤素来说 , 虽 然其键 能递减 ( 除F 2 。 因为 1 7 半径 很小. 斥力很 大则使 得键能 反常减 小 ) , 分 子越来越 不稳 定 , 断裂成原子越来越容 易。但是 由于卤素原子吸引电子 的能力 减弱。 反应就 越难 , 最终 表现为 化学性质越不活泼 , 与非金 属 性减 弱相一致 , 而与稳定性无关 。因此 , 氟氯溴碘单质反应 剧 烈程度 下降。 相反 , 对于 N 2 , 由于三键 的存在 , 键能很大 , 一般 不 能满足断键 的条件 ,即使氮 电负性较大也不发生反应 。 所 以N 2的稳定 性决 定了不活泼性 气 态氢化 物 的热稳 定性 : 元 素的非金 属性越 强 , 键能越 大, 形成 的气 态氢化物就越 稳定 ( 最有规律也最 常用 ) 。同主 族 的非 金属元素 , 从上到下 , 随核 电荷数的增加 , 非金属性逐 渐 减弱 . 气态 氢化物 的稳定 性逐 渐减弱 : 同周期 的非 金属元 素, 从 左到右 , 随核 电荷 数 的增 加 . 非金属 性逐渐增 强 。 气态 氢化物 的稳 定性逐渐增强 氢 氧化物 的热 稳定性 : 金 属性 越强 。 碱的热稳 定性越 强 ( 碱性越强 , 热稳 定性越 强 ) 。 含 氧酸的热稳定性 :绝 大多数含氧酸 的热稳定 性差 . 受 热脱水生成对应 的酸酐 。一般地 : ( 1 ) 常温下酸酐是稳 定的气 态 氧化物 , 则 对应 的含氧酸 往往极 不稳定 . 常温下可 发生 分 解 。( 2 ) 常温下酸酐是稳 定 的固态氧化物 , 则对应 的含氧酸较 稳定 , 加热时才分解。( 3 ) 某些含氧酸分解是发生氧化还原 反 应, 得不到对 应的酸酐 。例如硝酸 、 次氯酸 。 含 氧酸盐 的热稳定 性 : ( 1 )酸不稳 定 ,对应的盐也不稳 定; 酸较稳定 , 对应 的盐也 较稳 定。例如硫酸盐和磷酸盐 比较 稳定 。( 2 ) 同一种 酸的盐 , 热稳 定性顺序是正盐> 酸式盐 > 酸。 ( 3 ) 同一酸根 的盐 的热稳 定性顺序是碱金 属盐> 过渡金属 盐> 铵盐 。( 4 ) 同一成酸元 素 , 高价含 氧酸 比低价含氧酸稳定 . 相 应含氧酸盐 的稳定性顺序也是如此

从卤素键能来理解稳定性和活泼性

从卤素键能来理解稳定性和活泼性

从卤素键能来理解稳定性和活泼性第一篇:从卤素键能来理解稳定性和活泼性从卤素键能来理解稳定性和活泼性化学上常涉及“活泼性”和“稳定性”这两个非常重要的概念,例如:“金属(或非金属)的活泼性”;“气态氢化物的稳定性”、“酸的稳定性”等等。

在必修课的学习中我们没有进行仔细区分,但是选修3关于共价键参数中给了一系列键能数据,特别是卤素单质的键能数据,不追究还真就糊涂了。

从上面的键能数据可知,F2的键能反常的小,这个反常的原因可以这样简单理解。

因为F的半径特别小,电负性特别大,导致原子核靠得很近,核间排斥力增大,反而是化学键不够稳定,所以键能特别小。

通常而言,很活泼的物质稳定性就差,很稳定的物质活泼性就差。

但是“活泼性”和“稳定性”两者所研究的对象往往是有所区别的。

“活泼性”通常是指物质的得或失电子的过程,例如:“碱金属是活泼的金属”,“卤素是活泼的非金属”。

稳定性分为两种情况:一是化学稳定性,;二是热稳定性。

化学稳定性通常是指物质因水解、氧化(或还原)而是否变质的化学过程。

热稳定性是指物质在常温下或受热时是否分解的化学过程。

以下就是一些物质热稳定性的判断规律:1.一般而言,单质的热稳定性与构成单质的化学键牢固程度正相关;而化学键牢固程度又与键能正相关。

具体来说:单质稳定性是指分子内原子间的键能大,化学键不易断裂;所以F2的稳定性不如氯气。

活泼性是指分子发生化学反应的容易与否。

不过单质的稳定性很少单独使用,不能单纯的因为稳定性高低来判断反应活性。

因为单质参与反应的过程实际分两个步骤,一是吸收键断裂所需的能量,将分子分解为原子(体现键能——稳定性),二是将不同原子重新结合形成新物质(体现非金属性)。

由于一般反应中供应的能量都很大,很少存在能量不够一个分子反应的情况,当所供应的能量都足够的时候,毫无疑问由非金属性强弱决定反应的容易与否。

意思是非金属性越强,反应活性越高。

例如:对于卤素来说,虽然其键能递减(除F2,因为F半径很小,斥力很大则使得键能反常减小),分子越来越不稳定,断裂成原子越来越容易。

第12章卤素

第12章卤素

卤素单质
氟氯
ห้องสมุดไป่ตู้聚集状态
气气
颜色
浅黄 黄绿
熔点/K
53.38 172
沸点/K
84.86 238.4
汽化热/(KJ·mol-1) 6.54 20.41
密度/(g·cm-3)
1.11(l) 1.57(l)
溴 液 红棕 265.8 331.8 29.56 3.12(l)
碘 固 紫黑 386.5 457.4 41.95 4.93(s)
② 由于F-的离子半径非常小,因此在形成化合物时, 氟化物的离子键更强,键能或晶格能更大。
③由于F-离子半径非常小,F-的水合热(放热)比其它 卤素离子大。
二、卤素单质的化学性质
卤素单质具有强氧化性 : F2 > Cl2 > Br2 > I2 卤离子X-具有还原性: F- < Cl- < Br- < I-
常温下: Cl2 Br2----- 歧化反应 X2 + H2O = HX + HXO ③ I2 在水中稳定 常温Cl2、Br2 、I2歧化反应的程度较弱, Cl2只部分(1/3)歧化
碱性环境有利于氯、溴、碘的歧化;
氯水, 溴水, 碘水的主要 成分是单质
歧化进行的程度、产物与PH 值和温度有关
X 2 2 O H 冷 X X O H 2 O ( X C l ,B r ) 3 X 2 6 O H 热 或 浓 碱 5 X X O 3 3 H 2 O ( X C l , B r , I )
2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2MnCl2 + 2KCl + 5C12↑+ 8H2O ● Cl2的用途
有机合成原料;制HCl; 漂白粉; 杀菌;处理工业废水等

新课标高中化学选修3第一节共价键的键参数

新课标高中化学选修3第一节共价键的键参数

第2课时共价键的键参数学业要求素养对接知道键能、键长、键角等键参数的概念,能用键参数说明简单分子的某些性质。

微观探析:用键参数说明简单分子的某些性质。

[知识梳理]1. 键参数概念和特点概念特点键能气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量键能越大,键越稳定键长形成共价键的两个原子之间的核间距键长越短,键能越大,键越稳定键角分子内两个共价键之间的夹角表明共价键有方向性,决定分子的立体结构2. 键参数对物质性质的影响【自主思考】1.试从键长和键能的角度分析卤素氢化物稳定性逐渐减弱的原因。

提示卤素原子从F到I原子半径逐渐增大,分别与H原子形成共价键时,按H—F、H—Cl、H—Br、H—I,键长逐渐增长,键能逐渐减小,故分子的稳定性逐渐减弱。

2.是否原子半径越小、键长越短,键能越大,分子就越稳定?提示不一定,电负性大的双原子分子,键长较短的键能不一定大。

如F2中氟原子的半径很小,因此键长比较短,而两个氟原子形成共价键时,核间距离很小,排斥力很大,即其键能不大,因此F2的稳定性差。

[自我检测]1.判断正误,正确的打“√”;错误的打“×”。

(1)键长越短,键能一定越大。

()(2)等电子体并不都是电中性的。

()(3)双原子分子中化学键键能越大,分子越牢固。

()(4)双原子分子中化学键键长越长,分子越牢固。

()(5)双原子分子中化学键键角越大,分子越牢固。

()(6)同一分子中,σ键与π键的原子轨道重叠程度一样多,只是重叠的方向不同。

()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×2.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是()A.键角是描述分子立体结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定D.键角的大小与键能的大小无关解析键长越短,键能越大,共价键越稳定。

答案 C3.HBr气体的热分解温度比HI气体的热分解温度高的原因是()A.HBr分子中的键长比HI分子中的键长短,键能大B.HBr分子中的键长比HI分子中的键长长,键能小C.HBr的相对分子质量比HI的相对分子质量小D.HBr分子间作用力比HI分子间作用力大解析HBr和HI均是共价化合物,含有共价键。

无机化学考研辅导

无机化学考研辅导

无机化学考研辅导(下)第五讲 卤 素一、卤素单质的通性1、分子结构和性质元素的价电子构型为ns2np5,易得一个电子形成全满结构,单质均为双原子分子。

最显著的性质是气态的F2、Cl2、Br2、I2的颜色变化,从近无色→紫色,分子最大吸收渐向长波方向移动。

说明双原子MO中最高充满的σ和π*至最低未满的空的σ*轨道之间能量差自上而下减小。

另外,卤素分子的离解能从F2到I2分别为159kj·mol -1,243kJ·mol-1,193kJ·mol-1和151kJ·mol-1。

.除F2外,随着离子半径的增加,键渐弱,因而离解能渐低。

2、反应活性(1)卤素标准电极电势:I2+2e-=2I- φ=0.52VBr2+2e-=2Br- φ=1.06VCl2+2e-=2Cl- φ=1.36VF2+2e-=2F- φ=2.87V氧化能力:F2>Cl2>Br2>I2(还原能力:I->Br->Cl->F-)(2)所以F2,Cl2可与所有金属作用,F2还能与稀有气体作用:形成XeF2,XeF4,XeOF4等化合物。

Br2,I2可与除贵金属外的所有金属作用。

(3)卤素与水作用发生下述两类反应1X2+H2O→2H++2X-+1/2O2F2极易发生此反应,日光下Cl2反应慢,Br2,I2无明显反应。

2X2+H2O→H++X-+HOX X2+2OH-→XO-+X-+H2O第 2类反应即为卤素特征的OX-Re反应即歧化反应。

在酸性条件下,卤素歧化反应不易发生,如Cl2的K=4.0×10-4;而在碱性条件下,歧化极易进行,且XO-还可继续歧化(3XO-→2X-+XO3-)。

Cl2在70摄氏度,Br2在室温,I2在0℃即可发生上述反应。

所以室温下将Cl2,Br2,I2分别加入碱中生成的是ClO-,BrO3-和IO3-。

3、单质制备(1)F21工业制备:电解KHF2与HF混合液阳极(石墨):2F-=F2↑+2e-阴极(电解槽):2HF2-+2e-=H2↑+4F-电解总反应:2KHF2=2KF+H2↑+F2↑2实验室制法:BrF5(g)=BrF3(g)+F2(g)1986年:4KMnO4+4KF+20HF→4K2MnF6+3O2+10H2O2K2MnF6+4SbF5=4KSbF6+F2↑+2MnF3(2)Cl21工业制备:电解NaCl水溶液2实验室制法:MnO2+HCl(浓)= KMnO4+HCl(浓)=(3)Br21工业制法:海水制Br2。

卤素详细性质

卤素详细性质



淡黄 (绿)
三:单质的化学性质(C级掌握) (1)与金属,非金属的作用
卤素单质均具有氧化性,且从F2—I2氧化性依次减弱,所以反应程度 也依次减弱. (2)与水、碱的反应 1)与水发生两类反应: X2 + H2O==2H+ + 2X- + 1/2O2 (1) X2 + H2O == H+ + X- + HXO (2)
荷大的因素占优势,使得F原子与别的元素形成的键键能均较大,所以氟
化物与其它相应的卤化物比总是最稳定的.
三:卤素的存在(了解)
在自然界不能以游离态存在,而是以稳定的卤化物形式存在。
14-2 卤素单质
一:单质的物理性质(C级掌握)
卤素单质的物理性质
性质




通常 聚集状态




条件 颜 色
淡黄
黄绿 红掌握)
Cl2 + 2X- == X2 + 2Cl-(X=Br,I)
Br2 + 2I- == I2 + 2Br-
5Cl2 + I2 + 6H2O == 2HIO3
+ 10HCl
14-2.3:请指出卤素单质在水中和碱液中的主要存在形式以及相关的方
程式(C级重点掌握)
解:在水中,F2立即与H2O反应生成HF和O2,在碱液中也反应生成F-
氟与碱的反应和其它卤素不同,其反应如下:
2F2 + 2OH-
(2%)==2F- + OF2 + H2O
当碱溶液较浓时,则OF2被分解放出O2。
2F2 + 4OH-==4F- + O2 +

卤素互化物多卤化物和拟卤素

卤素互化物多卤化物和拟卤素

卤素互化物多卤化物和拟卤素(2010.3)王振山一、卤素互化物1、定义:由两种卤素组成的化合物叫卤素互化物。

不同卤素原子之间以共价键相结合形成的化合物称为卤素互化物。

在卤素互化物中除了BrCl、ICl、ICl3、IBr3和IBr外,其它几乎都是卤素的氟化物。

这些卤素互化物是极性共价型的,共享电子对偏向电负性较大的卤素原子。

若用通式XX΄n表示卤素互化物,则卤素X΄的电负性>卤素X的电负性,且X΄的数目应是奇数,即n=1、3、5或7。

2、形成互卤化物的条件――规律中心原子:半径r大、电负性X小的重卤素,如I。

配体:半径r较小、电负性X大轻卤原子,如F。

规律:ΔX越大,Δr越大,n越大。

n数值取决于r较大/r较小(亦即r x/r x′)的比值以及两者电负性之差。

比值和差值越大,n越大,即氧化数会越高。

配位数为奇数,为什么?随配体半径增大,配位数减少。

F-因半径小,配位数可高达7,IF7。

Cl-、Br-随半径增大,配位数减小,为IF7,BrF5,ClF3,ICl3。

电负性X差越大,键能越大,卤素的互化物数目越多,其性质越稳定。

X=I,X′=F时,有IF,IF3,IF5,IF7;X=I,X′=Cl时,有ICl,ICl3;X=I,X′=Br 时,只有IBr。

因为氟电负性最大,所以卤素互化物大多数是氟的互化物。

互卤化物总是由单质在镍管中直接合成而制备的。

I2+3Cl2(l)-80℃I2Cl6,I2+7F2(l)250℃~300℃2ICl7,F2+Cl2等体积470K2ClFCl2+F2,Cl2+3F22ClF3。

3、卤素互化物的物理性质:大多数卤素互化物是不稳定的,熔沸点低,它们的许多性质类似于卤素单质。

最稳定的XX΄型卤化物是ClF,其物理性质介于组成元素的分子性质之间。

IF7是⑴、共价型化合物,通常为g或低沸点,易挥发的液体,稳定性小。

⑵、的卤化物。

2ClF3+4Mg=MgCl2+3MgF2⑶、卤素互化物易水解,其中较轻元素产物为X-,较重产物为XO3-。

2.1.2《共价键的键参数 等电子原理》导学案(含解析)

2.1.2《共价键的键参数 等电子原理》导学案(含解析)

第二章《原子结构与性质》导学案第一节共价键(第二课时共价键的键参数等电子原理)【学习目标】1.通过阅读思考、数据分析,认识键能、键长、键角等键参数的概念,能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。

2通过讨论交流、问题探究等活动,知道等电子原理,会判断简单的等电子体,能结合实例说明“等电子原理的应用。

【学习重点】键参数的概念、“等电子原理”及应用【学习难点】用键参数说明简单分子的结构和某些性质【自主学习】旧知回顾:1.化学反应的实质是反应物分子内旧键的断裂和生成物分子内新键的形成。

当物质发生化学反应时,断开反应物的化学键要_吸收_(放出或吸收)能量;而形成生成物的化学键要__放出__(放出或吸收)能量。

2.s轨道与s轨道形成σ键时,电子并不是只在两核间运动,只是电子在两核间出现的概率大。

因s轨道是球形的,故s轨道与s轨道形成σ键时,无方向性。

两个s 轨道只能形成σ键,不能形成π键。

两个原子间可以只形成σ键,但不能只形成π键。

新知预习:1.键能、键长和键角是共价键的三个键参数。

键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。

键能的单位是 kJ·mol-1 。

键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距,因此原子半径决定化学键的键长,原子半径越小,共价键的键长越短。

键角是指在原子数超过2的分子中,两个共价键之间的夹角。

在多原子分子中键角是一定的,这表明共价键具有方向性。

键角是描述分子立体结构的重要参数。

2.等电子原理是原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的许多性质是相近的。

如 CO和N2 等。

【同步学习】情景导入:N2与H2在常温下很难反应,必须在高温下才能发生反应,而F2与H2在冷暗处就能发生化学反应,为什么?要解决这个问题就要了解这些分子中共价键的构成和共价键的键参数。

活动一、共价键的价参数1.阅读思考:(1)阅读教材P30页内容,结合表2-1,思考键能的概念是什么?键能与分子的稳定性有何关系?【温馨提示】①键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。

物质的稳定性与化学能及键能的关系

物质的稳定性与化学能及键能的关系

- 124 -好家长 / 中学教育研究物质的稳定性与化学能及键能的关系陕西省咸阳市乾县第一中学/甘晓娟【摘要】化学能及键能对物质稳定性影响是许多学生感到很疑惑,本文分析阐述了化学能与键能的不同,以及与物质稳定性的关系。

【关键词】物质的稳定性 化学能 键能在高中化学中经常会提到这样两种说法,一是物质具有的能量越小,该物质越稳定,具有的能量越大,越不稳定(这是一种自然规律);二是键能越大,物质越稳定。

比如N ≡N 的键能是946KJ/mol ,所以N 2很稳定。

那么键能和物质具有的能量一样吗?这两种稳定是一回事吗?它们到底怎样影响物质的稳定性呢?我们知道,原子失去电子要吸收能量。

反过来,原子吸引电子要放出能量,由此形成了键能的概念——键能是指气态基态原子形成1mol 化学键释放的最低能量。

那么键能越大,即形成1mol 化学键释放出的能量越多,意味着这个化学键越稳定,越不容易被打开。

所以键能只是衡量共价键相对强弱的一个参数,也就是说,键能越大,只能表明这个分子越稳定,并不是说这种物质就一定不活泼。

例如,Cl-Cl ,Br-Br ,I-I 的键能分别是242.7KJ/mol 、193.7 KJ/mol 、152.7 KJ/mol ,从键能数据只能说明Cl 2分子比Br 2分子和I 2分子的共价键都稳定,也就是说,该Cl 2分子的热稳定性比后者强。

而活泼性即氧化性实际是Cl 2最强。

也就是说键能决定了分子的热稳定性,单从键能是不能判断一种宏观物质的反应活性的。

关于物质具有的能量即化学能,在中学化学教材上并没详细介绍。

在大学的《普通化学》热化学与能源中是这样描述的:系统内各物质的微观粒子都在不停地运动和相互作用着,以各种形式的能量表现出来,如分子平动能、分子转动能、分子振动能、分子间势能、原子间键能、电子运动能、核内基本粒子间核能等等。

系统内部这些能量的总和叫做系统的内能即热力学能,也就是中学教材上所说的物质具有的能量或者说化学能。

无机化学——卤素

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?

高中化学选择性必修二 第2章第1节 共价键(解析版))

高中化学选择性必修二  第2章第1节 共价键(解析版))

第2章分子结构与性质2.1 共价键一.选择题(共12小题)1.原子轨道在两核间以“肩并肩”方式重叠的键是A.σ键B.π键C.氢键D.离子键【答案】B【解析】A. σ键是原子轨道在两核间以“头碰头”方式重叠的键,故A不选;B. π键是原子轨道在两核间以“肩并肩”方式重叠的键,故B选;C.氢键是已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力,不属于化学键,故C不选;D. σ键和π键是共价键的分类,故D不选。

故选B。

2.下列说法不正确的是()A.π键是原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠而形成的B.2个原子形成的多重共价键中,只能有一个是σ键,而π键可以是一个或多个C.s电子与s电子间形成的键是σ键,p电子与p电子间形成的键是π键D.共价键一定有原子轨道的重叠【答案】C【解析】A.原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键;以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键。

故A正确;B.σ键是头碰头形成的,两个原子之间能形成一个,原子轨道杂化的对成性很高,一个方向上只可能有一个杂化轨道,所以最多有一个,故B正确;C.当pp电子云头碰头重叠时,形成σ键;肩并肩重叠时,形成π键,故C错误;D.原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键;以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键,所以共价键一定有原子轨道的重叠,故D正确。

故选C。

3.下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是A B C DH2HCl Cl2ClF两个氢原子的s轨道重叠氢原子的s轨道和氯原子的p轨道重叠一个氯原子的s轨道和另一个氯原子的p轨道重叠氯原子的p轨道和氟原子的p轨道重叠【答案】C 【解析】A、氢气全部是s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的,选项A正确;B、氯化氢中氢原子提供s轨道电子,氯原子提供p轨道电子,选项B正确;C、氯气全部是p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的,选项C不正确;D、ClF全部是p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的,选项D正确。

化学键的强度和稳定性

化学键的强度和稳定性

合成高分子材料的合成方法主要有加聚反应和缩聚反应等,可以通过改变反应条件和原料比例来调节化学键的排列和数量,从而获得具有不同性能的合成高分子材料。
药物合成与设计
材料科学:利用化学键理论,研究材料的结构和性能关系,开发具有优异性能的新型材料。
药物合成与设计:利用化学键理论,设计药物的合成路径和分子结构,提高药物的稳定性和疗效。
金属键的强度与金属原子的电子排布有关,电子排布越紧密,金属键的强度越强。
金属键的强度与金属原子的价电子数有关,价电子数越多,金属键的强度越强。
金属键的强度与金属原子的配位数有关,配位数越大,金属键的强度越强。
分子间作用力对化学键强度的影响
分子间作用力包括范德华力和氢键
范德华力影响化学键的强度,范德华力越大,化学键越稳定
氢键影响化学键的强度,氢键越多,化学键越稳定
分子间作用力对化学键强度的影响与分子间的距离和排列方式有关
化学键的稳定性
03
键能与稳定性
键能:化学键的稳定性与键能的大小有关,键能越大,化学键越稳定。
影响因素:化学键的稳定性受到多种因素的影响,如原子间的电负性差异、共价键的类型等。
实例分析:以共价单键、共价双键和共价三键为例,解释不同类型共价键的稳定性差异。
原子半径:原子半径越小,共价键的强度越大。
电子云的密度:电子云密度越大,共价键的强度越大。
离子键的强度
电子密度:电子密度越高,键的强度越强
离子键的形成:由正负离子之间的库仑力形成,其强度与离子的电荷和半径有关
离子半径:离子半径越大,键的强度越弱
离子电荷:离子电荷越高,键的强度越强
金属键的强度
金属键的强度与金属原子的半径有关,半径越大,金属键的强度越弱。

3 卤素互化物多卤化物和拟卤素

3 卤素互化物多卤化物和拟卤素

卤素互化物 多卤化物和拟卤素(2010.3)王振山一、卤素互化物1、定义:由两种卤素组成的化合物叫卤素互化物。

不同卤素原子之间以共价键相结合形成的化合物称为卤素互化物。

在卤素互化物中除了BrCl 、ICl 、ICl 3、IBr 3和IBr 外,其它几乎都是卤素的氟化物。

这些卤素互化物是极性共价型的,共用电子对偏向电负性较大的卤素原子。

若用通式XX ΄n 表示卤素互化物,则卤素X ΄的电负性>卤素X 的电负性,且X ΄的数目应是奇数,即n = 1、3、5或7。

2、形成互卤化物的条件――规律中心原子:半径r 大、电负性X 小的重卤素,如I 。

配体:半径r 较小、电负性X 大轻卤原子,如F 。

规律:ΔX 越大,Δr 越大,n 越大。

n 数值取决于r 较大/r 较小(亦即r x /r x ′)的比值以及两者电负性之差。

比值和差值越大,n 越大,即氧化数会越高。

配位数为奇数,为什么?随配体半径增大,配位数减少。

F -因半径小,配位数可高达7,IF 7。

Cl -、Br -随半径增大,配位数减小,为IF 7,BrF 5,ClF 3,ICl 3。

电负性X 差越大, 键能越大,卤素的互化物数目越多,其性质越稳定。

X = I , X′= F 时,有IF ,IF 3,IF 5,IF 7;X = I ,X′= Cl 时,有ICl ,ICl 3 ;X = I ,X′= Br 时,只有IBr 。

因为氟电负性最大,所以卤素互化物大多数是氟的互化物。

互卤化物总是由单质在镍管中直接合成而制备的。

I 2+3Cl 22Cl 6,-80℃I 2+7F 27,F 2+Cl 250℃~300℃ ,。

Cl 2+F 2Cl 2+3F 22ClF 3 3、卤素互化物的物理性质:大多数卤素互化物是不稳定的,熔沸点低,它们的许多性质类似于卤素单质。

最稳定的XX΄型卤化物是ClF ,其物理性质介于组成元素的分子性质之间。

IF 7是中心原子氧化数为7的唯一电中性的卤素互化物,不存在电中性的ClF 7和BrF 7。

无机化学:卤素

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

重要反应:

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

59 183
-7.3 113
颜色
浅黄 黄绿 红棕 紫
I2, Br2, Cl2
分 子





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

卤素含氧酸的稳定性及其盐氧化还原性的比较

卤素含氧酸的稳定性及其盐氧化还原性的比较

卤素含氧酸的稳定性及其盐氧化还原性的比较姓名:杨颖聪指导教师:桑亚丽赤峰学院化学系 09级化学本科班引言恩格斯说过:“科学的发生和发展过程,归根结底是由生产所决定的。

”化学正像其他学科一样,是人类活动实践的产物。

那么,化学研究的是什么呢简单地说,化学就是研究物质的组成、结构、性质和变化的科学。

下面,就卤素含氧酸的稳定性及其盐氧化还原性做如下讨论:一、卤素及其含氧酸(盐)的结构特征1、卤素原子的结构特征元素周期系第ⅦA族元素包括氟、氯、溴、碘和砹五种元素,总称为卤素。

卤族元素都是典型的非金属,其价层电子构型均为ns2np5,它们很容易得到一个电子形成卤离子,或与另一个原子形成共价键,所以卤素原子都能以-1氧化态形式存在[1]。

除氟外,在一定的条件下,氯、溴、碘的外层ns np成对电子受激发可跃迁到nd轨道,nd轨道也参与成键,故可呈现+Ⅰ、+Ⅲ、+Ⅴ、+Ⅶ氧化态,这些氧化态突出地表现在氯、溴、碘的含氧化合物或含氧酸根中,如:+1: HXO (次卤酸)、+3: HXO₂(亚卤酸)、+5: HXO₃(卤酸)、+7: HXO₄(高卤酸)。

2.卤素含氧酸(盐)的结构特征:含氧酸是酸根中含有氧原子的酸。

非金属元素的含氧酸的酸根,即含氧阴离子,属于多原子离子。

在这样的离子中,中心成键原子与氧原子之间除了形成σ键以外,还可能形成π键,不过由于中心原子的电子构型不同,形成的π键类型不完全一样[2]。

但是,在这些含氧酸的结构中,都含有X─O─H键,有的亦含有X─O键等。

二、卤素含氧酸(盐)的稳定性1、影响含氧酸(盐)热稳定性的因素:含氧酸(盐)的热稳定性与含氧酸根离子的变形性和阳离子的极化作用有关,组成盐的阳离子的离子热越大,且阴离子的变形性越大,则极化作用越强,越易于分解;其次,含氧酸盐分解的焓变大小也是其影响热稳定性的主要因素。

一般来讲,分解焓变越大,盐的热稳定性越高【3】。

2、含氧酸(盐)的稳定性规律:绝大多数含氧酸的热稳定性差,受热脱水生成对应的酸酐。

氢化物的键能比较-概述说明以及解释

氢化物的键能比较-概述说明以及解释

氢化物的键能比较-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氢化物是一类化合物,其分子中包含氢原子与其他元素原子形成的化学键。

氢化物在化学和物理领域中具有重要的地位,并且它们的性质受到其键能的影响。

因此,比较氢化物的键能是理解和解释氢化物的性质的重要方法之一。

通过比较不同氢化物的键能,我们可以得到有关其化学反应、热力学性质和分子结构的重要信息。

键能反映了化学键的强度和稳定性,因此可以用来评估化学键的稳定性和活性。

通过比较不同氢化物的键能,我们可以了解不同键的稳定性和活性之间的差异,从而预测其化学反应和性质。

本文将讨论比较氢化物键能的方法,并通过实例比较不同氢化物的键能。

这些实例包括一些常见的氢化物,如水,氨和甲烷,以及一些较为特殊的氢化物,如硼氢化物和铀氢化物。

通过比较这些氢化物的键能,我们可以探索不同化学键的强度和稳定性的变化规律,并深入了解氢化物的性质和行为。

在本文的结论部分,我们将对比较氢化物键能的结果进行总结,并讨论其在实际应用中的意义。

此外,我们还将提出未来研究的方向和建议,以进一步深入探索氢化物的键能比较方法和应用。

通过对氢化物键能的比较研究,我们可以为实现新材料的设计和开发,以及为化学反应的机理解析提供重要的基础知识和理论依据。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行撰写和阐述:第一部分是引言部分,包括概述、文章结构和目的三个方面。

在概述部分,将简要介绍氢化物的概念和背景,引起读者的兴趣。

然后,在文章结构部分,将详细说明本文的整体结构,包括各个章节的内容安排和主题。

最后,在目的部分,将明确本文的研究目的和意义,为读者提供一个清晰的导读。

第二部分是正文部分,主要涵盖了氢化物的定义和性质、氢化物的键能比较方法以及不同氢化物的键能比较结果。

首先,会对氢化物的定义和性质进行详细介绍,包括氢化物的化学结构、物理性质和常见应用等方面。

然后,将重点讨论氢化物的键能比较方法,介绍相关的实验方法和理论计算方法,并分析其优缺点。

《化学》卤素

《化学》卤素

稀的 HF 是弱酸,而当其浓度大于 5.0 mol ·dm–3时,酸性 增强。因为,随着浓度的增大, HF 分子间的氢键增强,形成 [HF]2 缔合分子,而 [HF]2 的酸性比 HF 强。
(2) 还原性 除 HF 之外, 其它卤化氢或氢卤酸均具有一定的还
原性。且还原能力的次序为:I– > Br– > Cl- > F– 。 HI 溶液可被空气中的氧气氧化,形成碘单质:
海水也是生产碘的原料。海水中存在少量的碘离子, 通常利用海藻类植物富集碘,并在酸性条件下,用水浸取 海藻灰,将其中的 KI 溶出。再用与制取单质溴类似的方 法制备单质碘 。
实验室中制备少量单质碘的方法与实验室中制单质溴相似。
注意:用浓硫酸作氧化剂时,在单质溴和单质碘的制备 过程中,还原产物不同。
1、物理性质
Cl2 可与各种金属作用,但干燥的 Cl2 不与 Fe 反应,因此,Cl2 可储存在铁罐中。
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 热条件下才可发生反应。
(3) 与非金属的反应
除 O2 、N2、He、Ne 外, F2 可与所有非金属作用,直接 化合成高价氟化物。低温下可与 C、Si、S、P 猛烈反应,生成 氟化物,大多数氟化物都具有挥发性。
BrF5
BrF3 + F2
1986年,化学家 K. Christe ,使用 KMnO4, HF,KF, H2O2,采用氧化配合置换法制得单质氟:
(1)氟化、氧化反应:
2 KMnO4 + 2 KF + 10 HF + 3 H2O2
(2)置换反应:
2 K2MnF6 + 8 H2O + 3 O2
SbCl5 + 5 HF

1卤素

1卤素
• AgCN+CN¯ =[Ag(CN)2]¯ • CN¯ 有极强的配位能力,可使一些不溶于水的氰 化物溶于KCN中 • 4Au+8NaCN+2H2O+O2= 4Na[Au(CN)2]+4NaOH • 氰化物的处理 Fe2++6CN-=[Fe(CN)6]4• CN¯+2OH¯ 2=OCN¯+2Cl¯ 2O +Cl +H • 2OCN¯ +4OH¯ +3Cl2=2CO2+N2+6Cl¯ +2H2O
(实)NaCl+ H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑ NaCl+ H2SO4(浓)=Na2SO4+HCl↑
而,NaBr+H2SO4(浓)= NaHSO4+HBr↑ NaI+H2SO4(浓)= NaHSO4+HI↑ 2HBr+ H2SO4(浓)=SO2↑+2H2O+Br2 8HI+ H2SO4 (浓)=H2S↑+4H2O+4I2 另外:NaBr+H3PO4=NaH2PO4+HBr↑ NaI+H3PO4=NaH2PO4+HI↑
• 工业上从NaIO3提取I2
2 IO3 +5HSO3¯ =5 SO42- +H2O+3H+ +I2
-
1.3 HX
1.3.1 制备 1.3.1.1 直接合成 (仅) H2+Cl2=2HCl 1.3.1.2 复分解反应 CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF SiO2+4HF=2H2O+SiF4↑ SiF4+2HF= H2SiF6 如何在玻璃容器上刻字?有人写不出来,怎 么办?
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从卤素键能来理解稳定性和活泼性
化学上常涉及“活泼性”和“稳定性”这两个非常重要的概念,例如:“金属(或非金属)的活泼性”;“气态氢化物的稳定性”、“酸的稳定性”等等。

在必修课的学习中我们没有进行仔细区分,但是选修3关于共价键参数中给了一系列键能数据,特别是卤素单质的键能数据,不追究还真就糊涂了。

从上面的键能数据可知,F
的键能反常的小,这个反常的原因可以这样简单理解。

因为
2
F的半径特别小,电负性特别大,导致原子核靠得很近,核间排斥力增大,反而是化学键不够稳定,所以键能特别小。

通常而言,很活泼的物质稳定性就差,很稳定的物质活泼性就差。

但是“活泼性”和“稳定性”两者所研究的对象往往是有所区别的。

“活泼性”通常是指物质的得或失电子的过程,例如:“碱金属是活泼的金属”,“卤素是活泼的非金属”。

稳定性分为两种情况:一是化学稳定性,;二是热稳定性。

化学稳定性通常是指物质因水解、氧化(或还原)而是否变质的化学过程。

热稳定性是指物质在常温下或受热时是否分解的化学过程。

以下就是一些物质热稳定性的判断规律:
1.一般而言,单质的热稳定性与构成单质的化学键牢固程度正相关;而化学键牢固程度又与键能正相关。

具体来说:单质稳定性是指分子内原子间的键能大,化学键不易断裂;所以F2的稳定性不如氯气。

活泼性是指分子发生化学反应的容易与否。

不过单质的稳定性很少单独使用,不能单纯的因为稳定性高低来判断反应活性。

因为单质参与反应的过程实际分两个步骤,一是吸收键断裂所需的能量,将分子分解为原子(体现键能——稳定性),二是将不同原子重新结合形成新物质(体现非金属性)。

由于一般反应中供应的能量都很大,很少存在能量不够一个分子反应的情况,当所供应的能量都足够的时候,毫无疑问由非金属性强弱决定反应的容易与否。

意思是非金属性越强,反应活性越高。

例如:对于卤素来说,虽然其键能递减(除F2,因为F半径很小,斥力很大则使得键能反常减小),分子越来越不稳定,断裂成原子越来越容易。

但是由于卤素原子吸引电子的能力减弱,反应就越难,最终表现为化学性质越不活泼,与非金属性减弱相一致,而与稳定性无关。

因此,氟氯溴碘单质反应剧烈程度下降。

相反,对于N2,由于三键的存在,键能很大,一般不能满足断键的条件,即使氮电负性较大也不发生反应,所以N2的稳定性决定了不活泼性。

2.气态氢化物的热稳定性:元素的非金属性越强,键能越大,形成的气态氢化物就越稳定(最有规律也最常用)。

同主族的非金属元素,从上到下,随核电荷数的增加,非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱;同周期的非金属元素,从左到右,随核电荷数的增加,非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强。

3.氢氧化物的热稳定性:金属性越强,碱的热稳定性越强(碱性越强,热稳定性越强)。

4.含氧酸的热稳定性:绝大多数含氧酸的热稳定性差,受热脱水生成对应的酸酐。

一般地:
①常温下酸酐是稳定的气态氧化物,则对应的含氧酸往往极不稳定,常温下可发生分解。

②常温下酸酐是稳定的固态氧化物,则对应的含氧酸较稳定,加热时才分解。

③某些含氧酸分解是发生氧化还原反应,得不到对应的酸酐。

例如硝酸、次氯酸。

5.含氧酸盐的热稳定性:
①酸不稳定,对应的盐也不稳定;酸较稳定,对应的盐也较稳定。

例如硫酸盐和磷酸盐比较稳定。

②同一种酸的盐,热稳定性顺序是正盐>酸式盐>酸。

③同一酸根的盐的热稳定性顺序是碱金属盐>过渡金属盐>铵盐。

④同一成酸元素,高价含氧酸比低价含氧酸稳定,相应含氧酸盐的稳定性顺序也是如此。

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