(完整版)无机化学_14卤素综述

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。
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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
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)
➢ 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
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
3.96
3.16
2.96
2.66
(Pauling)
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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？
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
化学与环境工程系
第十四章
第十四章 卤素
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ卤素
教学内容和目标
掌握卤素的成键特征;
记住卤素单质的物理化学性质;
能根据卤素化合物的性质分析化学反应产物和现象;
能根据元素电势图分析氧化还原能力的强弱.
教学重点
ⅦA族 0族
➢ 卤素的成键特征 ➢ 含氧酸盐的氧化还原性 ➢ 卤素单质及及氢化物的制备
教学难点
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：
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
制UF6用于 分离235U
作制致 冷剂
用作 农药
灭火剂
如氟里昂-12， 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
含氧酸盐的氧化还原性
教学课时:6
氟 9F 氯17Cl 溴 35Br 碘 53I 砹85At
2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe 86Rn
教学方法：讲授
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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
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
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
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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：
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。
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
+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