第1篇:卤族元素氢化物熔沸点是多少
从上到下,随着原子序数递增,卤族元素氢化物的熔沸点逐渐升高;但是HF的熔沸点反常,由于分子间有氢键,HF的熔沸点较高。除了H2O,NH3等等很强极性的物质,分子间作用力都是以色散力为主,而H2O,NH3本身就有氢键,所以也就不考虑了,所以决定分子熔沸点的还是色散力,就是相对分子质量。
扩展资料
卤族元素指周期系ⅦA族元素。包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、石田(Ts),简称卤素。它们在自然界都以典型的盐类存在 ,是成盐元素。卤族元素的单质都是双原子分子,它们的物理性质的改变都是很有规律的,随着分子量的增大,卤素分子间的`色散力逐渐增强,颜色变深,它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。卤素都有氧化性,氟单质的氧化性最强。卤族元素和金属元素构成大量无机盐,此外,在有机合成等领域也发挥着重要的作用。
第2篇:卤族元素
卤族元素
卤族元素的代表:氯
卤族元素指周期系ⅦA族元素。包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),简称卤素。它们在自然界都以典型的盐类存在,是成盐元素。卤族元素的单质都是双原子分子,它们的物理性质的改变都是很有规律的,随着分子量的增大,卤素分子间的色散力逐渐增强,颜色变深,它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。卤素都有氧化性,氟单质的氧化性最强。卤族元素和金属元素构成大量无机盐,此外,在有机合成等领域也发挥着重要的作用。
碘、溴、氯
卤族元素
Halogen
卤素的化学性质都很相似,它们的最外电子层上都有7个电子,有取得一个电子形成稳定的八隅体结构的卤离子的倾向,因此卤素都有氧化性,原子半径越小,氧化性越强,因此氟是单质中氧化性最强者。除F外,卤素的氧化态为+
1、+
3、+
5、+7,与典型的金属形成离子化合物,其他卤化物则为共价化合物。卤素与氢结合成卤化氢,溶于水生成氢卤酸。卤素之间形成的化合物称为互卤化物,如ClF3、ICl。卤素还能形成多种价态的含氧酸,如HClO、HClO2、HClO3、HClO4。卤素单质都很稳定,除了I2以外,卤素分子在高温时都很难分解。卤素及其化合物的用途非常广泛。例如,我们每天都要食用的食盐,主要就是由氯元素与钠元素组成的氯化物。
卤素单质的毒性,从F开始依次降低。
从F到At,其氢化物的酸性依次增强。但氢化物的稳定性呈递减趋势。
氧化性:F₂> Cl₂> Br₂> I₂> At₂,但还原性相反。
单质
氟
氟
氟气常温下为淡黄色的气体,有剧毒。与水反应立即生成氢氟酸和氧气并发生燃烧,同时能使容器破裂,量多时有爆炸的危险。氟、氟化氢和氢氟酸对玻璃有较强的腐蚀性。氟是氧化性最强的元素,只能呈-1价。单质氟与盐溶液的反应,都是先与水反应,生成的氢氟酸再与盐的反应,通入碱中可能导致爆炸。水溶液氢氟酸是一种弱酸。但却是稳定性、腐蚀性最强的氢卤酸,如果皮肤不慎粘到,将一直腐蚀到骨髓。化学性质活泼,能与几乎所有元素发生反应(除氦、氖)。
氯
氯
氯气常温下为黄绿色气体,可溶于水,1体积水能溶解2体积氯气。有毒,与水部分发生反应,生成HCl与次氯酸,次氯酸不稳定,分解放出氧气,并生成盐酸,次氯酸氧化性很强,可用于漂白。氯的水溶液称为氯水,不稳定,受光照会分解成HCl与氧气。液态氯气称为液氯。HCl是一种强酸。氯有多种可变化合价。氯气对肺部有强烈刺激。氯可与大多数元素反应。氯气具有强氧化性 氯气与变价金属反应时,生成最高金属氯化物
溴
溴
液溴,在常温下为深红棕色液体,可溶于水,100克水能溶解约3克溴。挥发性极强,有毒,蒸气强烈刺激眼睛、粘膜等。水溶液称为溴水。溴单质需要加水封存,防止蒸气逸出危害人体。有氧化性,有多种可变化合价,常温下与水微弱反应,生成氢溴酸和次溴酸。加热可使反应加快。氢溴酸是一种强酸,酸性强于氢氯酸。溴一般用于有机合成等方面。
碘
碘
碘在常温下为紫黑色固体,具有毒性,易溶于汽油、乙醇苯等溶剂,微溶于水,加碘化物可增加碘的溶解度并加快溶解速度。100g水在常温下可溶解约0.02g碘。低毒,氧化性弱,有多种可变化合价。有升华性,加热即升华,蒸汽呈紫红色,但无空气时为深蓝色。有时需要加水封存。氢碘酸为无放射性的最强氢卤酸,也是无放射性的最强无氧酸。但腐蚀性是所有无放射氢卤酸中最弱的,仅对皮肤有刺激性。有还原性。碘是所有卤族元素中最安全的,因为氟、氯、溴的毒性、腐蚀性均比碘强,而砹虽毒性比碘弱,但有放射性。但是,碘对人体并不安全,尤其是碘蒸气,会刺激粘膜。即使要补碘,也要用无毒的碘酸盐。所以所有的卤族元素对人体都不安全。
砹的半衰期:8.3小时
砹
砹(At)极不稳定。砹210是半衰期最长的同位素,其半衰期也只有8.3小时。地壳中砹含量只有10亿亿亿分之一,主要是镭、锕、钍自动分裂的产物。砹是放射性元素。其量少、不稳定、难于聚集,其 “庐山真面目”谁都没见过(金属性应该更强。颜色应比碘还要深,可能呈黑色固体)。但科学家却合成砹的同位素20种。砹的金属性质比碘还明显一些,可以与银化合形成极难还原的AgAt。砹与氢化合产生的氢砹酸(HAt)是最强的、最不稳定的氢卤酸,但腐蚀性是所有氢卤酸中最弱的。
Uus
是一种尚未被发现的化学元素,它的暂订化学符号是Uus,原子序数是117,属于卤素之一,为一种预料元素。
已知的性质
名称, 符号, 序数 Uus、Uus、117
系列 卤素
族,周期, 元素分区 17族(卤族)(第ⅦA族),7, p
颜色和外表 未知;可能是金属态;
银白色或灰色
原子量 [291] 原子量单位
价电子排布 可能为[氡]5f146d107s27p5
电子在每能级的排布 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7
原子序数:115
相对原子质量:[291]
核内中子数:173
核内质子数:117
核外电子数:117
核电荷数:117
所属周期:7
颜色和状态:金属
名称, 符号, 序数 系列
族,周期, 元素分区
颜色和外表 原子量 价电子排布 电子在每能级的排未知;可能是金属态;
银白色或灰色 291 原子量单位(g·mol−1)5f146d107s27p5 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 Uus、Uus、117 卤素 17族,7, p 布 物质状态 可能是固态
化学性质
相似性:
1.均能与H₂发生反应生成相应卤化氢,卤化氢均能溶于水,形成无氧酸。
H₂(g)+F₂(g)= 2HF(g)(会发生爆炸)
H₂(g)+Cl₂(g)=(点燃或光照)2HCl(g)(会发生爆炸)
H₂(g)+Br₂(g)=(500摄氏度加热)2HBr(g)
H₂(g)+I₂(g)=(持续加热)2HI(g)(可逆反应).2HI(g)=(加热)H₂(g)+I₂(g)
2.均能与水反应生成相应的氢卤酸和次卤酸(氟除外)
2F₂(g)+2H2O(l)=4HF(aq)+O₂(g)
X₂(g)+H2O(l)=HX(aq)+HXO(aq)X=表示Cl Br I
3.与金属反应;如:3Cl2+2Fe=2FeCl3
4.与碱反应;如:Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O
B.差异性
1.与氢气化合的能力,由强到弱
2.氢化合物的稳定性逐渐减弱
3.卤素单质的活泼性逐渐减弱
稳定性:HF>HCL>HBr>HI
酸性:HF
单质氧化性:F2>CL2>Br2>I2
阴离子还原性: F-<Cl-<Br-<I-
F-只有还原性,其余既有氧化性又有还原性。
单质物理性质
卤素相关颜色
元素 单质 水溶液(溶解
度
为
CCl4
苯
酒精
银盐
其他
20℃的数据)
F 氟气:淡黄绿色 与水剧烈反应
AgF;白色,可溶于水
K/NA+单一卤素的均为白色,液体透明无色
Cl 氯气:黄绿色 氯水:黄绿色,溶解度0.09mol/L
黄绿色 橙红色 紫色
黄绿色 橙红色 紫色
白AgCl:色,难溶于水
CuCl2固体:棕黄 溶液:蓝色
FeCl3溶液:黄色
FeCl2溶液:浅绿色
Br 液溴:深红棕色 溴水:橙色,溶解度0.21mol/L
橙红色 褐色
淡AgBr:黄色,难溶于水 AgI:黄色,难溶于水,BaBr2溶液:无色
CuBr2固体:黑色结晶或结晶性粉末
MgBr2溶液:无色
I 碘单质:紫黑色
碘 水:紫碘蒸气;紫色 色,溶解度0.0013mol/L
元素性质
原子结构特征
最外层电子数相同,均为7个电子,由于电子层数不同,原子半径不,从F~I原子半径依次增大,因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱,从外界获得电子的能力依次减弱,单质的氧化性减弱。
递变性
与氢反应的条件不同,生成的气体氢化物的稳定性不同,HF>HCl>HBr>HI,无氧酸的酸性不同,HI>HBr>HCl>HF.。
与水反应的程度不同,从F2 ~I2逐渐减弱。注意:萃取和分液的概念
·在溴水中加入四氯化碳振荡静置有何现象?(分层,下层橙红色上层无色)
·在碘水中加入煤油振荡静置有何现象?(分层,上层紫红色,下层无色)
卤离子的鉴别:加入HNO3酸化的硝酸银溶液,氯离子:得白色沉淀 Ag+(aq)+ Cl-(aq)——→AgCl(s)
溴离子:得淡黄色沉淀 Ag+(aq)+ Br-(aq)——→AgBr(s)
碘离子:得黄色沉淀 Ag+(aq)+ I-(aq)——→AgI(s)
卤素的物理、化学特性
通常来说,液体卤素分子的沸点均要高于它们所对应的烃链(alcane)。这主要是由于卤素分子比烃链更加电极化,而分子的电极化增加了分子之间的连接力(正电极与负电极的相互吸引),这使我们需要对液体提供更多的能量才能使其蒸发。
卤素的物理特性和化学特性明显区分与于它对应的烃链的主要原因,在于卤素原子(如F,Cl,Br,I)与碳原子的连接,即C-X的连接,明显不同于烃链C-H连接。
* 由于卤素原子通常具有较大的负电性,所以C-X连接比C-H连接更加电极化,但仍然是共价键。
* 由于卤素原子相较于碳原子,通常体积和质量较大,所以C-X连接的偶极子矩(Dipole Moment)和键能(Bonding Energy)远大于C-H,这些导致了C-X的连接力(Bonding strength)远小于C-H连接。
* 卤素原子脆弱的p轨道(Orbital)与碳原子稳定的sp3轨道相连接,这也大大降低了C-X连接的稳定性。
位于元素周期表右方的卤族元素是典型的非金属。卤素的电子构型均为ns2np5,它们获取一个电子以达到稳定结构的趋势极强烈。所以化学性质很活泼,自然状态下不能以单质存在,一般化合价为-1价,即卤离子(X-)的形式。
卤素单质都有氧化性,氧化性从氟到碘依次降低。碘单质氧化性比较弱,三价铁离子可以把碘离子氧化为碘。
卤素单质在碱中容易歧化,方程式为:
3X₂(g)+6OH-(aq)——→5X-(aq)+ XO3-(aq)+3H2O(l)
但在酸性条件下,其逆反应很容易进行:
5X-(aq)+XO3-(aq)+6H+(aq)——→3X₂(g)+3H2O(l)
这一反应是制取溴和碘单质流程中的最后一步。
卤素的氢化物叫卤化氢,为共价化合物;而其溶液叫氢卤酸,因为它们在水中都以离子形式存在,且都是酸。氢氟酸一般看成是弱酸,pKa=3.20。氢氯酸(即盐酸)、氢溴酸、氢碘酸都是化学中典型的强酸,它们的pKa均为负数,酸性从HCl到HI依次增强。
卤素可以显示多种价态,正价态一般都体现在它们的含氧酸根中:
+1: HXO(次卤酸)
+3: HXO₂(亚卤酸)
+5: HXO₃(卤酸)
+7: HXO₄(高卤酸)
卤素的含氧酸均有氧化性,同一种元素中,次卤酸的氧化性最强。
卤素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯(ClO₂)这样的偶氧化态氧化物是混酐。
只由两种不同的卤素形成的化合物叫做互卤化物,其中显电正性的一种元素呈现正氧化态,氧化态为奇数。这是由于卤素的价电子数是奇数,周围以奇数个其它卤原子与之成键比较稳定(如IF7)。互卤化物都能水解。
卤素的有机化学反应
在有机化学中,卤族元素经常作为决定有机化合物化学性质的官能团存在。
氯的存在范围最广,按照氟、溴、碘的顺序减少,砹是人工合成的元素。卤素单质都是双原子分子,都有很强的挥发性,熔点和沸点随原子序数的增大而增加。常温下,氟、氯是气体、溴是液体,碘是固体。
卤素最常见的有机化学反应为亲核取代反应(nucleophilic substitution)。
通常的化学式如:
Nu:-+ R-X;=R-Nu + X-
“Nu:-”在这里代表亲核负离子,离子的亲核性越强,则产率和化学反应的速度越可观。
“X”在这里代表卤素原子,如F,Cl,Br,I,若X-所对应的酸(即HX)为强酸,那么产率和反应的速度将非常可观,如果若X-所对应的酸为弱酸,则产率和反应的速度均会下降。
在有机化学中,卤族元素经常作为决定有机化合物化学性质的官能团存在。卤素的有机化学反应
卤素的制成* 从一个未饱和烃链制作卤素为最简单的方式,通过加成反应,如:
CH3-CH2-CH=CH2 + HBr——→CH3-CH2-CH(Br)-CH₃
不需要催化剂的情况下,产率90%以上。
* 如果希望将Br加在烃链第一个碳原子上,可以使用Karasch的方式:
CH3-CH2-CH=CH₂+ HBr ——→ CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O
催化剂:H2O₂
产率90%以上。
* 从苯制作卤素泽必须要通过催化剂,如:
C6H6 + Br2 ——→C6H5-Br
催化剂:FeBr3或者AlCl3
产率相当可观。
* 从酒精制作卤素,必须通过好的亲核体,强酸作为催化剂以提高产率和速度:
CH3-CH2-CH2-CH2-OH + HBr ——→CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O
注意此反应为平衡反应,故产率和速度有限。
ⅦA 族元素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),合称卤素。其中砹(At)为放射性元素,在产品中几乎不存在,前四种元素在产品中特别是在聚合物材料中以有机化合物形式存在。目前应用于产品中的卤素化合物主要为阻燃剂: PBB,PBDE,TBBP-A,PCB,六溴十二烷,三溴苯酚,短链氯化石蜡;用于做冷冻剂、隔热材料的臭氧破坏物质: CFCs、HCFCs、HFCs 等。
危害:在塑料等聚合物产品中添加卤素(氟,氯,溴,碘)用以提高燃点,其优点是:燃点比普通聚合物材料高,燃点大约在 300℃。燃烧时,会散发出卤化气体(氟,氯,溴,碘),迅速吸收氧气,从而使火熄灭。但其缺点是释放出的氯气浓度高时,引起的能见度下降会导致无法识别逃生路径,同时氯气具有很强的毒性,影响人的呼吸系统,此外,含卤聚合物燃烧释放出的卤素气在与水蒸汽结合时,会生成腐蚀性有害气体(卤化氢),对一些设备及建筑物造成腐蚀。
PBB,PBDE,TBBPA 等溴化阻燃剂是目前使用较多的阻燃剂,主要应用在电子电器行业,包括:电路板、电脑、燃料电池、电视机和打印机等等。
这些含卤阻燃剂材料在燃烧时产生二恶英,且在环境中能存在多年,甚至终身累积于生物体,无法排出。
因此,不少国际大公司在积极推动完全废止含卤素材料,如禁止在产品中使用卤素阻燃剂等。
目前对于无卤化的要求,不同的产品有不同的限量标准:
如无卤化电线电缆其中卤素指标为:所有卤素的值 ≦50PPM
(根据法规 PREN 14582);燃烧后产生卤化氢气体的含量<100PPM
(根据法规 EN 5067-2-1);燃烧后产生的卤化氢气体溶于水后的 PH 值大于等于4.3(弱酸性)
(根据法规 EN-5 0267-2-2);产品在密闭容器中燃烧后透过一束光线其透光率 ≧60%
(根据法规 EN-50268-2)。
第3篇:卤族元素化学方程式
化学方程式大全
Cl2+Cu3Cl2+2FeCl2+2 Na Cl2 + H2 3Cl2 +2 P Cl2 + PCl3Cu Cl
22FeCl3
2Na Cl
2HCl
2PCl3
PCl5
Cl2+H2O==HCl+HClO
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Cl2+2FeCl2===2FeCl
3Ca(ClO)2+H2O+ CO2(少量)== Ca CO3↓+2 HClO Ca(ClO)2+2H2O+ 2CO2(多量)== Ca(HCO3)2↓+2 HClO Ca(ClO)2+2 HCl == Ca Cl2+2 HClO(强酸制弱酸)
2HClO2HCl+O2↑
F2 + H2 === 2HF
2F2 +2H2O===4H