卤素及其化合物 2015.4.27

ns2np5 一、卤族元素 1、性质递变规律 价电子层构型 电负性 电子层增大，电负性减小 单质熔、沸点 依次升高 单质强氧化性 F2是最强的氧化剂 F是电负性最大的元素 单质的溶解性 易溶于有机溶剂 “相似相溶”

①第二周期元素特点 (只有2s,2p轨道) p区元素性质的特征 各族元素性质由上到下呈现二次周期性 形成配合物时，配位数最多不超过4； 第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能(kJ/mol-1) E(N-N)=159 E(O-O)=142 E(F-F)=141 E(P-P)=209 E(S-S)=264 E(Cl-Cl)=199

例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸(HClO3 ，HIO3)、高卤酸(HClO4，H5IO6)强。 ②第四周期元素表现出异样性(d区插入) 例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸(HClO3 ，HIO3)、高卤酸(HClO4，H5IO6)强。

惰性电子对效应： 同族元素从上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。 F→I 电子亲和能的变化：Cl的特殊性。 这是因为 F 原子体积太小导致价层电子间有较强的排斥力使键变弱的缘故，这种现象在 N、O 族中也存在. 尽管 F 的电子亲和能小于氯，但并不妨碍氟形成稳定的离子型晶体. NaF 的标准生成焓（-573.65 kJ·mol-1）比 NaCl (-411.15 kJ·mol-1)还要高，因为 F- 半径小于 Cl-，NaF 的晶格焓（+1505.59 kJ·mol-）比 NaCl (+787.38 kJ·mol-1) 高得多.

2、化合物 卤化氢（HX）和氢卤酸 熔、沸点 热稳定性 水溶液的酸性 HF为弱酸 还原性 浓硫酸能氧化HBr和HI 毒性 HF可用于雕刻玻璃

HF 酸性最弱是因为F-是一种特别的质子接受体， 与 H3O+ 通过氢键结合成强度很大的离子对： HX(aq) H+(aq) + X-(aq) △Hm/kJ·mol-1 △Gm/kJ·mol-1 △Sm/J·mol-1·K-1 计算的pKa，△Gm/1.36 观察的pKa， 291K，0.1mol·dm-3，电离度/% HF -2.1 +20.3 -75.3 14.9 13.4 10 HCl -57.3 -39.7 -58.6 -29.2 -29.3 92.6 HBr -63.6 -49.8 -46.0 -36.6 ＜-29.3 93.5 HI -59.0 -31.0 95.0 HF 酸性最弱是因为F-是一种特别的质子接受体， 与 H3O+ 通过氢键结合成强度很大的离子对： 即使在无限稀的溶液中，它的电解度也只有15%，而 HX 中 I- 半径最大，最易受水分子的极化而电离，因而HI是最强的酸. 因此, 氢卤酸强弱顺序为：HI>HBr>HCl>HF 氢卤酸的酸性强弱与下述电离反应有关：HX (aq) H+ (aq) + X- (aq) 此反应的有关热力学数据为：

卤化物和多卤化物 碱金属、碱土金属（铍除外）和低价态的过渡元素与卤素形成的卤化物 离子型卤化物 如：KCl、CaCl2 、FeCl2 卤素与非金属元素和高价态的金属元素形成卤化物 共价型卤化物 如：AlCl3 、FeCl3、CCl4、TiCl4、PCl5 多卤化物 络合碘

卤素含氧酸及其盐 命名 HXO HXO2 HXO3 HXO4 次卤酸——亚卤酸——卤酸——高卤酸 +1 +3 +5 +7 变化规律 在卤素的含氧酸中，卤素原子采用了sp3杂化 热稳定性 酸性

含氧酸及其盐的性质递变 HClO HClO2 HClO3 HClO4 热稳定性增高 氧化性增强 酸强度增大，氧化性减弱，热稳定性增高 NaClO NaClO2 NaClO3 NaClO4 热稳定性增高，氧化性减弱，碱性降低 HClOx HBrOx HIOx 酸性减弱

小结：氯的各种含氧酸及其盐的性质的一般规律： 热稳定性增强 氧化能力减弱 氧化能力减弱 热稳定性增强 热稳定性增强 HClO HClO2 HClO3 HClO4 MClO MClO2 MClO3 MClO4 酸性增强 氧化能力增强 HClO2 的氧化性比 HClO 强

卤素在生活中的应用 氟 在锅的内表面多涂了一层聚四氟乙烯，利用聚四氟乙烯优异的热性能、化学性能、易清洁性能和无毒性能制成了这种深受欢迎的厨房用具。　聚四氟乙烯被美誉为“塑料王”具有良好的耐化学腐蚀和耐老化的性能，“王水”也难以腐蚀。 工业上： CHCl3 + 2HF → CHClF2 + 2HCl CHClF2在700℃热裂解何以制备四氟乙烯： 2 CHClF2 --700℃→ F2C=CF2 + 2HCl 四氟乙烯加压可以聚合。

氯 生理盐水 2.漂白粉,漂白精 饮用水中氯消毒的应用及存在的主要问题

溴 应用于感光材料 如变色玻璃 基本原理 含有溴化银(或氯化银)和微量氧化铜的玻璃是一种变色玻璃.当受到太阳光或紫外线的照射时,其中的溴化银发生分解,产生银原子( AgBr ≒ Ag+Br ).银原子能吸引可见光,当银原子聚集到一定数量时,射在玻璃上的光大部分被吸收,原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色.当把变色后的玻璃放到暗处时,在氧化铜的催化作用下,银原子和溴原子又会结合成溴化银( Ag+Br ≒ AgBr ),因为银离子不吸收可见光,于是,玻璃又会变成无色透明.这就是变色玻璃变色的基本原理。

碘 碘有“智力元素”之称 碘酒用于伤口的消毒 指纹检查 碘和蛋白质、脂肪、糖类、维生素等一样是作为一种营养素而存在于人体，它在人体内的平均含量仅有30毫克，为身体重量的两百万分之一，属于70余种微量元素的一种，尽管含量极低，却是人体各个系统特别是神经系统发育所不可缺少的。     碘是合成甲状腺激素不可缺乏的重要原料。甲状腺激素具有影响肌体代谢、生长发育，特别是脑发育的生理作用。因此，如果甲状腺功能异常，分泌激素过量或不足，势必对机体的代谢，生长发育和智力发育造成很大影响，导致种种疾病的发生。 碘酒用于伤口的消毒 指纹检查 每个人的指纹是独一无二的。据说，在一百多年前，警察就开始利用指纹破案。怎样才能看到留下的指纹呢？ 利用碘蒸汽法可以帮你实现愿望。碘受热时会升华变成碘蒸气。碘蒸气能溶解于油脂等分泌物中，并形成棕色指纹印迹。当你的手指上涂了一薄层凡士林以后，只在指纹的凸出处抹上了油，而在指纹的缝隙中是没有油的。这样，当你的手指压在白纸上以后，纸上一部分吸了油，而另一部分没有吸油。如果用碘蒸气薰纸，有油的地方是不会吸附碘蒸气的而没有油的地方则会吸附碘蒸气，于是正好显现出你的手指的指纹