1、第十五章 鹵族元素鹵族元素單質(zhì)鹵族元素化合物本章要求：鹵族元素包括：氟9F、 氯17Cl、 溴35Br、 碘53I、 砹85At鹵族元素的價層電子構(gòu)型：A ns2np5 1. 熟悉鹵素元素的性質(zhì)規(guī)律； 2. 掌握鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)的規(guī)律； 3. 熟悉主要單質(zhì)與化合物( X2、HX+鹽、HXO3 +鹽)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)。一. 鹵素元素的性質(zhì)規(guī)律： 1. 單質(zhì)都是典型的非金屬，從上到下非金屬性減弱； 2. 單質(zhì)都是強(qiáng)氧化劑，從上到下氧化性減弱，反之，X-的還原性增強(qiáng)； 3. 鹵酸、氫鹵酸及其鹽都有比較明顯的規(guī)律性，具體內(nèi)容見后； 4. 鹵素元素的氧化值大多為奇數(shù)（-1、+1、+3、+5、+7）； 5

2、. F、Br的性質(zhì)有一定的特殊性； 6. X可與許多金屬離子形成4、6配位數(shù)的配合物。二. 鹵素單質(zhì)的性質(zhì)規(guī)律： 1. 都是非極性分子，分子間作用力從上到下逐漸增大，因而熔沸點(diǎn)(m.p.、b.p.)逐漸上升； 3. 易溶于非極性溶劑，在不同的溶劑中顏色稍有差異，而且溶液的顏色從ClI逐漸加深； 2. 都有顏色，而且逐漸加深(淡黃綠色到紫黑色) 特別地，I2在KI溶液中比在水中溶解度大，原因是有生成多鹵化物的傾向，可理解為配合物： 水汽油（苯）四氯化碳溴碘黃橙色橙橙紅橙橙紅黃褐色淡紫紫紅紫深紫碘酒就是碘的酒精溶液，呈棕褐色 4. 可與大多數(shù)元素直接化合，如Cl2的主要反應(yīng)有：Cl2FeCl3Cu

3、Cl2NaCl與幾乎所有金屬反應(yīng)HClPCl3 PCl5與多種非金屬反應(yīng)HCl HClOCaCl2 Ca(ClO)2SBr2I2H2SO4Na2SO4N2FeCl3與還原性物質(zhì)反應(yīng)CH2ClCH2ClC6H6Cl6CH3Cl加成反應(yīng)取代反應(yīng)NaCl NaClO3 5. 都是強(qiáng)氧化劑，從上到下氧化性減弱，前面的單質(zhì)可制備（置換出）后面的單質(zhì)；6. 與水反應(yīng)：分為兩類反應(yīng) F2 屬于第一類反應(yīng)；Cl2、Br2、I2屬于第二類反應(yīng)的程度越來越大； 而且，隨溶液的pH值增大，鹵素與水的歧化反應(yīng)還要更進(jìn)一步： 以上反應(yīng)可應(yīng)用在（i）工業(yè)上用海水或鹵水提純Br2（如下）；（ii）制漂白粉1. 鹵化氫HXH

4、Cl(hydrochloric acid)： 1. 物理性質(zhì)：HCl（l）無色液體；一般濃鹽酸濃度約37%、12M；工業(yè)用濃鹽酸約30%，為黃色（由FeCl4-引起）。2. 化學(xué)性質(zhì):(i) 強(qiáng)酸，具酸的通性； (ii) 還原性，可與許多強(qiáng)氧化劑（如KMnO4、K2Cr2O7、MnO2、PbO2等）反應(yīng)生成氯氣；三. 鹵素化合物的性質(zhì)規(guī)律： (iii) 可溶解某些難溶的金屬氯化物（如AgCl、CuCl、PbCl2）和硫化物（ZnS、CdS），主要基于Cl-離子有一定的配位能力。 可經(jīng)皮膚吸收，對皮膚有強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性，氫氟酸酸霧經(jīng)呼吸道吸入。 氫氟酸中的氫離子對人體組織有脫水和腐蝕作用，而氟

5、是最活潑的非金屬元素之一，與氫離子結(jié)合較牢(電離常數(shù)K=3.510-4)。皮膚與氫氟酸接觸后，非離子狀態(tài)的HF不斷解離而滲透到深層組織，溶解細(xì)胞膜，造成表皮、真皮、皮下組織乃至肌層液化壞死。氟離子與組織中的鈣和鎂離子結(jié)合形成難溶性鹽。鈣離子的減少使細(xì)胞膜對鉀離子的通透性增加，鉀離子從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞的去極化而引起劇痛。 估計人攝入 1.5g 氫氟酸可致立即死亡。 吸入高濃度的氫氟酸酸霧，引起支氣管炎和出血性肺水腫。 氫氟酸也可經(jīng)皮膚吸收而引起嚴(yán)重中毒。 HF (hydrofluoric acid )HF： 1. 制備： 螢石（CaF2、難溶于水）與濃硫酸反應(yīng)；不用H2+F2（太劇烈）

6、。2. 性質(zhì)： (i)無色、有毒、有腐蝕性的氣體，可腐蝕玻璃（HF+SiO2SiF4+ H2O）; (ii)由于分子間氫鍵而形成締合分子，使其m./b.p.反常； (iii)是弱酸，具酸的通性，但酸性隨濃度的增大而增大（反常：解離度隨濃度的增大而增大，因為有反應(yīng)HF + F - HF2 -）。HBr、HI： 1. 制備： (i)用高沸點(diǎn)的濃磷酸與溴化物或碘化物作用，而不用濃硫酸。(ii)用非金屬的溴化物或碘化物的水解來制備。 2. 性質(zhì)：比較強(qiáng)的還原性（被濃硫酸氧化為單質(zhì)）；為無機(jī)中最強(qiáng)的酸之二；通常保存在棕色瓶中，以防在光照下被氧氣氧化的反應(yīng)加速。2. MX的性質(zhì)規(guī)律: (1)同一周期，從左

7、到右，化合物由離子型向共價型過渡，即m./b.p.降低。 (2)同一金屬不同的X -，從左到右，化合物由離子型向共價型過渡，即m./b.p.降低。例如：NaFNaI； AlF3 AlBr3【小結(jié)】鹵化氫的水溶液中只有氫氟酸是弱酸。酸性:HFHClHBrHClHBrHI沸點(diǎn)：HFHIHBrHCl還原性：HIHBrHClHF特性：HF能與SiO2反應(yīng)，儲存是用塑料容器。 (3)除CuCl、AgCl、PbCl2、Hg2Cl2等的鹵化物難溶外，大多數(shù)金屬鹵化物易溶于水； 但氟化物的溶解性比較特殊，如AgF(aq), CaF2(s), AlF3(s). 反之，同一鹵素X不同價態(tài)金屬離子，則低價比高價化合

8、物離子性強(qiáng)，m./b.p. 高： FeCl2 FeCl3； SnCl2 SnCl4 注：都可用離子極化解釋 (4) X -離子有一定的配位能力，如PbCl2, AgCl, HgI2可溶于同種金屬鹵化物。 (5) 某些金屬鹵化物易水解：如SnCl2、BiCl3、SbCl3 (i)熔沸點(diǎn)由F -I -依次升高，如SiI4 SiBr4 SiCl4 SiF4 (6) 非金屬鹵化物注意兩點(diǎn)：(ii)大多數(shù)易溶于水、易揮發(fā)。3. HXOx (x=1,2,3,4)及其鹽的性質(zhì)規(guī)律: 除氟外，鹵素在含氧化合物的氧化值為正值，一般為奇數(shù)而且不穩(wěn)定，其穩(wěn)定性的規(guī)律為： 含氧酸鹽 含氧酸 氧化物(可用分子間作用力解釋) HClO:1. 制備：2. 結(jié)構(gòu)：其中氯為+1價，羥基為-1價。3. 性質(zhì)： (i) 是一元極弱酸(10-8數(shù)量級)，比碳酸還弱； (ii) 很不穩(wěn)定，僅僅存在稀溶液中。但若見光也易分解，條件不同，產(chǎn)物也不同： (iii) 強(qiáng)氧化劑，漂白劑。氯氣有漂白性的原因就是由于生成次氯酸的緣故。 次氯酸鹽比次氯酸穩(wěn)定，可由氯氣在堿性溶液中生成。其溶液也具有氧化性和漂白性。漂白粉的主要其作用的成分就是次氯酸鹽： 氯酸鹽的水溶液比次氯酸鹽穩(wěn)定，但固體氯酸鹽也是強(qiáng)氧化劑。如氯酸鉀可用來制炸藥、焰火。 其它酸和鹽的規(guī)律性: (ii) 溴酸、