无机化学-卤素

3.12(l)
4.93(s)
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2 卤素单质
•
F2
Cl2
M
变形性
2.2 卤素单质物理性质
分子间色散力
Br2 密度、熔点、沸点、临界温度、临界压力及汽化热
I2
• 颜色
• 状态
• 水溶性
Cl2
Br2
I2
溶解度减小
F2不溶于水，可使水剧烈分解：
2F2 + 2H2O = 4HF + O2
2PCl3
5P + 5Cl2（过量）
2PCl5
2P + 3Br2
2P + 3I2
2PBr3
2PI3
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2 卤素单质
2.3 卤素单质化学性质
（3） 与氢作用
卤素单质都能与氢反应：X2 + H2 ─→ 2HX
卤素
反应条件
反应速率及程度
F2
低温、黑暗
常温
Cl2
强光或加热
爆炸、放出大量热
（2）极性共价键 如CH3Cl、KClO3
（3）离子键
如NaCl、 KCl
（4）配位键
如[AgCl2]-1、 [AlCl4]-1
（5）除氟外，氯、溴和碘均可显正氧化态 氧化数可以是+1，+3，+5和+7
2.2 卤素单质物理性质
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2 卤素单质
卤素单质
氟wk.baidu.com
聚集状态
气
颜色 熔点/℃
浅黄
无机化学
中南民族大学化学与材料学院
无机化学
12 卤 素 Chapter 12 Halogen
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基本内容和重点要求
卤素通性 卤素单质及其性质 卤化氢和氢卤酸 卤化物和卤素互化物 卤素含氧酸及其盐 拟卤素
重点要求掌握卤素通性、卤素单质 及其化合物的性质
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学习要点
单质氧化性强弱？ 单质的制备方法？ 单质的主要性质？（色泽？溶解性？主要反应？） HX的热稳定性相对大小？ HX的还原性强弱？ HX的酸性强弱？ 卤化物熔点、溶解度的递变规律？ 卤素主要氧化物？ 卤素含氧酸及其氧化性强弱？ 含氧酸氧化还原性的变化规律及影响因素？
354.8 3.16
330.5 301.7 2.98 2．66
-368.2 -334.7 -292.9
1.36 1.08 0.535
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1 卤素的通性
（3）电负性（原子在分子中吸引电子的能力）
与同周期其它元素相比，卤素电负性较大 。
不同卤素电负性的大小：F > Cl > Br > I
易得一个电子形成 X-1
（4）卤素分子
• 卤素分子是双原子分子 • 离解能：Cl2 > Br2 > I2
F2 的离解能较小，因为F原子半径过小，孤对电子间有较大的 排斥作用
（5）主要氧化数
Cl 、 Br、 I 的nd空轨道可参与成键，表现出高氧化态：+1、+3、 +5、+7
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1 卤素的通性
1 卤素的通性
VIIA : X = F、Cl、Br、I、At
利用有关的原子结构、分子结构、晶体结构的知识及热力学 基本原理去理解和解释
（1）最外层电子结构
ns2np5
+1e
X-1
（2）电子亲合能E（反映得电子倾向，衡量非金属活性）
Cl > Br > I
F的电子亲合能不是最大，因为F原子半径过小，电子云密度过高，以致 结合一个电子形成负离子时，由于电子间的排斥较大使放出的能量减少。
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1 卤素的通性
基本性质 价层电子结构 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电负性 (Pauling) X-离子水合能/kJ·mol-1 φØ (X2/X-)/V
• Cl2也可与各种金属作用，反应剧烈，但有些需加热
如Na、Fe、Sn、Sb、Cu、Mg等可在Cl2中燃烧
但干燥条件下， Cl2不与Fe作用。
• Br2 、I2常温下与活泼金属作用，其他金属需加热或催化剂
如
2Al + 3Br2
2AlBr3
微热
水
Zn + I2
ZnI2
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2 卤素单质
I2微溶于水，加入KI则溶解度增大：
I2 + I-1 = I3-1
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2 卤素单质
2.3 卤素单质化学性质
X2具有强的化学活性 活性相对大小：F2 > C12 > Br2 > I2
卤素原子都有取得一个电子而形成卤素阴离子的强烈趋势： 1/2X2 + e- ─→ X-
故卤素单质最突出的化学性质是氧化性。除I2外，均为强氧化剂。从标准
如 基态Cl 供给一定能量，变成几种激发态，表现出高氧 化态：+1、+3、+5、+7 。F只能形成-1价化合物。
基态
- 1e +1
激发态
- 3e +3
激发态
- 5e +5
激发态
3s
3p
- 7e +7
3d
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2 卤素单质
2.1 卤素成键特征
（1）非极性共价键 价电子层中有一个成单的p电子，可形成一个非极性共价键，如 F2、Cl2、Br2、I2
F
-1 157.7 分解水
71 136 1861.0 338.8 3.98 -506.3 2.87
Cl
Br
I
ns 2np 5
-1, +1, +3, +5, +7
238.1 189.1 148.9
0.732 3.58 0.029
99
114 133
181
195 216
1251.1 1139.9 1008.4
电极电势(X2/X-)可以看出，F2是卤素单质中最强的氧化剂。随着X原子
半径的增大，卤素的氧化能力依次减弱： F2 > C12 > Br2 > I2
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2 卤素单质
（1） 与金属作用
2.3 卤素单质化学性质
• F2可与所有的金属作用
F2可贮存于Cu、Ni、Mg等容器中。因在金属表面形成氟化物薄膜
219.6
沸点/℃
-188
汽化热/（KJ·mol-1)
6.32
溶解度/g·(100gH2O)-1 密度/(g·cm-3)
分解水 1.11(l)
氯 气 黄绿 -101 -34.6 20.41 0.732 1.57(l)
溴
碘
液
固
红棕
紫黑
-7.2
113.5
58.78
184.3
30.71
46.61
3.58
0.029
（2） 与非金属作用
2.3 卤素单质化学性质
• F2几乎可与所有非金属（O、N 除外）元素化合 即使低温下也能与S、P、B、C、Si等化合，反应剧烈，产生火焰
• Cl2也可与大多数非金属化合，但不如F2猛烈。 Br2 、I2更差。
2S + Cl2
S2Cl2
S + Cl2（过量）
S2Cl2
2P + 3Cl2