第十四章 卤素1

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不同氧化态氯化物的性质和键型
卤化物 熔点/℃ 沸点/℃ SnCl2 246.9 623 SnCl4 -33 114.1 PbCl2 501 950 PbCl4 -15 105
键型
离子型
共价型
离子型
共价型
卤化物水解性规律
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
(1)离子极化作用越强,越易发生水解。 碱金属离子不水解,而高价、过渡金属离子易水解。
I2O5(s, 白色) 碘酸酸酐,稳定。 2HIO3 = I2O5 + H2O(g) (443K)
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
Cl2O(g, 棕黄色):
2Cl2 2 HgO HgCl.HgO Cl2O 2Cl2 2 Na2CO3 H 2O 2 NaHCO3 2 NaCl Cl2O
ClO2 奇电子分子:含有奇数电子,具有顺磁性, 有颜色,易形成双聚体。具有很高的化学活性。
由于F-得半径特别小,形成氟化物时,有利于 增大中心元素的配位数(氟化物能达到最高配位 数。
第十四章
卤素
§14.2 卤素单质
14.2 卤素单质
14.2.1 卤素单质的物理性质 1、毒性从氟到碘依次减弱。 2、颜色从氟到碘依次加深
溴溶液
碘溶液(水中)
黄色——棕红色
黄色——红棕色
碘溶液(CCl4)
I2 + I- = I3-
1 ClO Cl 2 H ClO2 Cl2 H 2O 2 2 ClO3 SO2 2ClO2 SO4
3
3KClO3 2 H 2 SO4 (浓) 2 KHSO4 2ClO2 KClO4 H 2O
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
还酸 原性 性增 增强 强
热稳定性增强 还原性减弱 酸性增强
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
4HI+O2
4HBr+O2 4HCl+O2
2I2+2H2O
2Br2+2H2O 不反应
当HF得浓度大于5mol.L-1时,便是一种相当强的酸。
HF H 2O H 3O F HF F HF
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
SnCl2+H2O
ZnCl2+H2O AlCl3+3H2O FeCl3+3H2O SnCl4+3H2O BCl3 +3H2O SbCl3+3H2O BiCl3+3H2O
Sn(OH)Cl+HCl
Zn(OH)Cl+HCl Al(OH)3+3HCl Fe(OH)3+3HCl H2SnO3+4HCl H3BO3+3HCl SbOCl+2HCl BiOCl+2HCl
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
B2H6 CH4
NH3
H2 O
HF
SiH4 PH3 H2S HCl GeH4 AsH3 H2Se HBr SnH4 SbH3 H2Te HI 热稳定性 还原性 酸性 热稳定性:非金属与氢的电负性(2.2)相差越大,所 生成的氢化物越稳定。 还原性体现为失电子的能力。 从右向左,自上而下,元素半径增大,电负性减小, 失电子的能力递增,还原性增强。
第十四章
卤素
金属
IIIA 5 B 硼 13 Al 铝 31 Ga 镓 49 In 铟 81 Tl 铊 IVA 6 C 碳 14 Si 硅 32 Ge 锗 50 Sn 锡 82 Pb 铅 VA 7 N 氮 15 P 磷 33 As 砷 51 Sb 锑 83 Bi 铋
§14.1 卤素的通性
非金属
VIA 8 O 氧 16 S 硫 34 Se 硒 52 Te 碲 84 Po 钋 0 2 He 氦 10 Ne 氖 18 Ar 氩 36 Kr 氪 54 Xe 氙 86 Rn 氡
第十四章
卤素
§14.1 卤素的通性
氯的产量是工业发展的一个重要标志。
氯主要用于化学工业尤其是有机合成工业上, 以生产塑料、合成橡胶、染料及其他化学制品或中 间体,还用于漂白剂、消毒剂、合成药物等。 氯,作为市政供水一种有效的杀菌消毒手段, 仍被世界上超过80%的水厂使用着。 溴:医药,感光材料,阻燃剂(磷酸二溴代丙三 酯)
氟化物 熔点/℃ 沸点/℃ 键型 NaCl 1074 1686 MgCl2 AlCl3 987 465 1691 453 SiCl4 205 216 PCl3 181 349 S2Cl2 193 411
离子型 离子型 过渡型 共价型 共价型 共价型
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
(2)同一金属不同氧化态卤化物的性质和键型
3Br2+3H2O
Cl2+2NaI = 2NaCl+I2
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
14.3 氟氯溴碘的化合物
14.3.1 卤素的氢化物 1. 卤化氢的物理性质 HF HCl HBr HI
H-X键能 /(kJ· -1) mol
2. 氢卤酸
性质一:强酸性
569
432
366
299
• 酸性强弱:HF<HCl < HBr < HI
电子层
VIIA
9 F 氟 17 Cl 氯 35 Br 溴 53 I 碘 85 At 砹
K
2
L K
8 2


M L K N M L K O N M L K P O N M L K
8 8 2 8 18 8 2 8 18 18 8 2 8 18 32 18 8 2
第十四章
卤素
§14.1 卤素的通性
小资 料
Br
I
156.9 242.6 193.8 152.6
490 319
是由于F的半径特别小,两原子的非键电子对之 间产生强烈的排斥作用,大大地削弱化学键的强度, F2的键离解能反常的小。
第十四章
卤素
§14.1源自文库卤素的通性
当其它元素原子的半径较大或最外电子层没有 孤对电子时,电子之间的斥力减小,于是与氯相 比,半径小的氟同这些元素原子更易形成稳定的 共价键。
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。
元素用途:液态氟可作火箭燃料的氧化剂。 含氟塑料和含氟橡胶有特别优良的性能。
(2)低价金属离子水解产物一般为碱式盐,高价金属离子
水解产物一般为氢氧化物或含水氧化物。 (3)正氧化态的非金属元素水解产物一般为含氧酸。 (4)共价型化合物水解的必要条件是正电性原子具有空轨道, 可以接受水分子中氧原子的孤对电子以形成配位键,
使水的HO—H键削弱而断裂。
但BCl3 例外,因为B的缺电子特征,有空的2p轨道,可水解。
第十四章 卤素
§ 14.1 卤素的通性 §14.2 卤素单质 §14.3 氟氯溴碘的化合物 §14.4 砹的化学(自学)
第14章
第3题 第5题
第482页
第9题
第11题
第12题
第7题
1、掌握卤素单质、氢化物、金属卤化 物和非金属卤化物、重要含氧酸盐及其 盐的结构、性质、制备和用途 2、了解氟的特殊性 3、一般了解拟卤素性质、卤素互化物 和多卤化物的概念
稳定性大的,还原性小。
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
X-对H+的吸引力弱,则解离度大,溶液的酸性强。 吸引力取决于X-离子半径和电荷。
同周期的氢化物,从左至右电荷减小,电子密度减小, 与质子的作用力减弱,酸性增强。
无论同一周期或同一族中,氢化物酸性都是 随原子序数的增大而增大。
B2H6 CH4 NH3 SiH4 PH3 GeH4 AsH3 SnH4 SbH3 H2O H2S H2Se H2Te HF HCl HBr HI 热 稳 定 性 减 小
卤素
§14.2 卤素单质
2. 卤素与水的反应
0 -2
(1)氧化反应 半反应:
F2 + H2O
O2+4H++4e-
1 0 2HF + O2 2
2H2O
=1.23V
-1
卤素单质的标准电极电势 卤素单质 标准电极电势 X2+2e2XF2 2.87 Cl2 1.36 Br2 1.09 I2 0.54
第十四章
卤素
§14.2 卤素单质
3. 卤素间的置换反应
A /V
氧 化 性 渐 强
F2 Cl2 Br2 I2
2.87
FClBrI-
1.36
1.09 0.54
还 原 性 渐 强
I2 + 5Cl2 + 6H2O
2IO3 + 10Cl- + 12H+
第十四章
卤素
§14.2 卤素单质
4. 卤素的制备和用途
(1) 氟的制备: (2)
HBr HI由卤化物水解制备
PBr3 3H 2O H 3 PO3 HBr PI 3 3H 2O H 3 PO3 HI
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
14.3.2 卤化物、卤素互化物、多卤化物 1. 卤化物 (1)同周期元素卤化物的物理性质 第三周期元素氯化物的性质和键型
主要 氧化数
-1,0
-1,0 ,+1 -1,0 ,+1 -1,0 ,+1 +3,+4 +3,+4 +3,+4 +5,+6,+7 +5,+6,+7 +5,+6,+7
-1氧化态外,其他氧化态都可作氧化剂
第十四章
卤素
§14.1 卤素的通性
键解离能
F X-X键解离能 /(kJ· -1) mol
P-X3
Cl
溶液由黄色—无色—红棕,同时有气体放出。
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
3. 氢卤酸的制备和用途(P465) HF HCl HBr HI复分解反应
CaF2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HF↑
NaCl H 2 SO4 (浓) NaHSO4 HCl NaCl NaHSO4 Na2 SO4 HCl NaBr H 3 PO4 (浓) NaH 2 PO4 HBr NaI H 3 PO4 (浓) NaH 2 PO4 HI
工业
氯的制备
实验室制备
MnO2+4HCl = MnCl2+Cl2+2H2O 2KMnO4+16HCl = 2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O
(3)溴的制备
2NaBr+3H2SO4+MnO2= 2NaHSO4+Br2+2H2O+MnSO4
第十四章
卤素
§14.2 卤素单质
Cl2+2Br – = Br2+2Cl– 3Br2+3Na2CO3 = 5NaBr+NaBrO3+3CO2 ↑ 5Br – + BrO3 – + 6H+ = (4) 碘的制备 2NaI+3H2SO4+MnO2 = 2NaHSO4+I2+2H2O+MnSO4
第十四章
卤素
§14.1 卤素的通性
碘主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化 合物等。人工降雨.
碘酒就是用碘、碘化钾和乙醇制成的一种药 物,棕红色的透明液体,有碘和乙醇的特殊气味
第十四章
卤素
§14.1 卤素的通性
14.1 卤素通性
卤素的价电子层结构和氧化数
元素符号 价电子 层结构 F 2s22p5 Cl 3s23p5 Br 4s24p5 I 5s25p5
紫色
3、碘易溶于KI溶液中,因为生成了I3Kө=725
第十四章
卤素
§14.2 卤素单质
14.2.2 卤素单质的化学性质
1、与金属、非金属的作用 氟能与所有金属和非金属(除氮、氧和一些稀 有气体外)包括氢直接化合。 氟与单质的反应总是把它们氧化到最高的氧化 态 CoF3,SF6,VF5,BiF5
第十四章
有些金属氯化物生成氯氧化物及HCl
第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
14.3.4 卤素的氧化物和含氧酸及其盐
1 卤素与氧的化合物
卤素的氧化物
氧化态 F Cl Br I -1 OF2 Cl2O ClO2 Br2O BrO2 I2 O 4 I2 O 5 Cl2O6 Cl2O7 BrO3 Br2O7 +1 +4 +5 +6 +7
卤素
§14.2 卤素单质
(2)歧化反应
0 -1 +1
X2 + H2O
X2 + 2OH3XO2X-+XO3-
HX + HXO
X- + XO- + H2O
ClO-歧化慢,室温下产物: BrO-歧化快,室温下产物:
Cl- ClOBr
-
BrO
3
IO-歧化更快,任何温度下产物: I - IO 3
第十四章
2
K1 2.4 ~ 7.2 104
K 2 5 ~ 25

第十四章
卤素
§14.3 氟氯溴碘的化合物
向KI溶液中滴加H2O2
H 2O2 2 I 2 H I 2 2 H 2O I 2 I I 3

先观察到溶液由无色变为黄色
5H 2O2 I 2 2 HIO3 4 H 2O 2 HIO3 5H 2O2 I 2 5O2 6 H 2O
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