文档介绍：17 卤素
Chapter 17 Halogen
无机化学
基本内容和重点要求
卤素通性
卤素单质及其化合物
掌握卤素单质、氢化物、卤化物、重要含氧酸及其盐结构、性质、制备和用途,了解氟的特性,一般了解拟卤素的性质、卤素互化物和多卤化物的概念。
§ 卤素的通性
VIIA : X = F、Cl、Br、I、At
(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。
(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
(5)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。
(4)电离能
第一电离能都比较大,失去电子倾向小
Cl、Br、I 第一电离能比 H 低,但不存在简单的X+离子
(6)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 。如基态 Cl 供给一定能量,变成几种激发态,表现出高氧化态。F 只能形成-1价化合物。
基本性质
F
Cl
Br
I
价层电子结构
ns 2np 5
主要氧化数
-1
-1, +1, +3, +5, +7
解离能/kJ·mol
溶解度/g/100mgH2O
分解水
原子半径/pm
71
99
114
133
X-离子半径/pm
136
181
195
216
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
卤素单质及其化合物
卤素的成键特征
(1)非极性共价键
(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
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。
(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。
卤素在自然界的分布
F: 萤石(CaF2)冰晶石(Na3AlF6) 氟磷灰石Ca5F(PO4)3
Cl, Br: 海水中,盐湖、盐井的卤水
I: 海藻中(KI) ,智利硝石(NaIO 3)
卤素单质
(1)物理性质
卤素单质
氟
氯
溴
碘
聚集状态
气
气
液
固
颜色
浅黄
黄绿
红棕
紫黑
熔点/℃
-
-101
-
沸点/℃
-188
-
汽化热/(KJ·mol-1)
溶解度/g·(100gH2O)-1
分解水
密度/(g·cm-3)
(l)
(l)
(l)
(s)
颜色: 浅黄黄绿棕红紫黑
状态:气体气体液体固体
水溶性:较难溶于水,Br2 溶解度稍大, I2 最小。
F2不溶于水,可使水剧烈分解:2F2 + 2H2O = 4HF + O2
I2微溶于水,加入KI则溶解度增大: I2 + I-1 = I3-1
这种激发所需的能量从F到I依次降低。
物质的聚集态由气态向液态、固态转化时,颜色不断加深。
Br2 、I2易溶于有机溶剂,溶液颜色随浓度不同而不同。