鹵素高中化學(xué)競賽大學(xué)無機化學(xué)

1、 元 素 周 期 表原子半徑一覽圖原子半徑一覽圖表表1、鹵素元素的性質(zhì)、鹵素元素的性質(zhì)鹵素 f cl br i價電子層結(jié)構(gòu) 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5第一電離勢(kj/mol) 1681 1251 1140 1008電子親合勢(kj/mol) 327.9 348.8 324.6 295.3電負(fù)性(pauling) 3.98 3.16 2.96 2.66共價半徑(pm) 64 99 114.2 133.3特征氧化數(shù) -1 -1, 1, 3, (4), 5, 7在周期表中，鹵素有最大的電子親合勢，最大的第一電離勢（希有氣體除外），最大的電負(fù)性，最小的原子半徑。鹵素是最活

2、潑的非金屬元素。在酸性溶液中的電極電勢在酸性溶液中的電極電勢在堿性溶液中的電極電勢電對中，氧化性物質(zhì)的氧化能力，從電對中，氧化性物質(zhì)的氧化能力，從f2到到i2依次減弱，依次減弱，電對中的還原型物質(zhì)的還原能力從電對中的還原型物質(zhì)的還原能力從f-到到i-依次增強。依次增強。在周期系中整個一族單質(zhì)均以雙分子形式存在；分子內(nèi)共價鍵，分子間范德華力。e=e1e2 =h/(二氯化二硫二氯化二硫)3.01.50.024681012f2+2e=2f-cl2+2e=2cl-br2+2e=2br-i2+2e=2i-o2+4h+2e=2h2o 1.229 vo2+ 2h2o+ 2e=4oh- 0.408vph電極電

3、勢3.3.溴的制備與用途溴的制備與用途鹵鹽母液中提取鹵鹽母液中提取 clcl2 + 2br + 2br- - = 2cl = 2cl- - + br + br2 3br 3br2 + 3co + 3co32-2-+ 3h+ 3h2o = 5bro = 5br- - + bro + bro3- - + 3co + 3co2 5br - - + brobro3- - + 6h + 6h+ + = 3br= 3br2 + 3h + 3h2o o電解法電解法實驗室制法實驗室制法 2nabr+3h2nabr+3h2soso4 4+mno+mno2=2nahso=2nahso4 4+mnso+mnso4

4、4+2h+2h2o+bro+br24. 碘的制備與用途碘的制備與用途(1) io3 - - + 3hso3 - - = i - - + 3so4 2-2- + 3h + + io3 - - + 5i - -+ 6h + + = 3i2 + 3h+ 3h2o o(2) i- + mno2 + 4h+ = 2h2o + i2 + mn2+(3) 實驗室制備：實驗室制備：nai + mno2 + 3h2so4 = i2 + mnso4 + 2nahso4 + 2h2o 17-2 鹵化氫和氫鹵酸鹵化氫和氫鹵酸一、鹵化氫的性質(zhì)一、鹵化氫的性質(zhì) 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)鹵化氫和氫鹵酸的一些性質(zhì)鹵化氫和氫鹵酸

5、的一些性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì) hf hcl hbr hi熔點熔點(k) 190.0 158.2 184.5 222.2 沸點沸點(k) 292.5 188.1 206.0 237.6汽化熱汽化熱(kj/mol) 30.31 16.12 17.62 19.77水合熱水合熱(kj/mol) -48.14 -17.58 -20.93 -23.02氣態(tài)分子的偶極矩氣態(tài)分子的偶極矩(10-30c m) 6.37 3.57 2.67 1.40恒沸溶液恒沸溶液 沸點沸點 (k) 393 383 299 400 密度密度(g /ml) 1.14 1.097 1.49 1.70 百分濃度百分濃度 35.35 20.24

6、47 572、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì) 性質(zhì)性質(zhì) hf hcl hbr hi鍵長（鍵長（pm） 92 128 141 160鍵能鍵能(kj/mol) 568.6 431.8 365.7 298.7在在1273k的分解百分?jǐn)?shù)的分解百分?jǐn)?shù) 忽略忽略 0.0014 0.5 33 pk 3.25 -7.4 -9.5 -10 （ x2/x- ） （v） 2.68 1.35 1.07 0.541）穩(wěn)定性）穩(wěn)定性 hf hcl hbr hi2）酸性酸性 hx + h2o = h3o+ + x- k=hx/hx 酸性變化規(guī)律酸性變化規(guī)律 hf hcl hbr hi3）還原性還原性 hf hcl hbr 5 mol/

7、l時時 氫氟酸為強酸氫氟酸為強酸 2hf + h2o = hf2- + h3o+ f hf - 2）與）與sio2及及sio32-作用作用 sio2 + 4hf = sif4+ 2h2o 該反應(yīng)的應(yīng)用？該反應(yīng)的應(yīng)用？ 刻蝕玻璃刻蝕玻璃 測定礦石及鋼中硅的含量測定礦石及鋼中硅的含量 用什么容器盛裝用什么容器盛裝hfhf水溶液？水溶液？ 3）自電偶電離作用）自電偶電離作用在純在純hf液體中，液體中，2hf = f- + h2f+ k=10-10，d=84 h2o 10-14， 81二、鹵化氫的制備二、鹵化氫的制備1、直接合成（利用鹵化氫的氧化性）、直接合成（利用鹵化氫的氧化性） h2 +x2 =

8、2hx hf hcl hbr hi k （熱力學(xué)）（熱力學(xué)） 1048 1017 109 0.22、復(fù)分解法（利用鹵化氫的揮發(fā)性）、復(fù)分解法（利用鹵化氫的揮發(fā)性） caf2 + h2 so4（濃）（濃） = hf + caso4 2nacl + h2 so4（濃）（濃） = 2hcl + na2so4 nax + h3 po4（濃）（濃） = hx + nah2po4 （x= br, i）為什麼為什麼使用不使用不同的酸？同的酸？3、非金屬、非金屬 鹵化物水解鹵化物水解 px3 + 3h2o = h3po4 + 3hx x = cl， br， i 2p + 6h2o + 3x2 = 2 h3po

9、4 + 6hx x = br， i17-3 鹵化物，鹵素互化物，多鹵化物鹵化物，鹵素互化物，多鹵化物一、鹵化物一、鹵化物 鹵素與電負(fù)性比其小的元素形成的化合物。鹵素與電負(fù)性比其小的元素形成的化合物。1、分類和特點分類和特點 鹵化物鹵化物 非金屬鹵化物非金屬鹵化物：共價型化合物共價型化合物，特點：具有揮發(fā)性，低熔點、低沸點，特點：具有揮發(fā)性，低熔點、低沸點， 強烈地進(jìn)行水解強烈地進(jìn)行水解, 如如ccl4 （250，349k） ，pcl5 （181，349k） 金屬鹵化物金屬鹵化物： 離子型化合物離子型化合物鹵素與活波金屬元素及低價金屬形成的鹵素與活波金屬元素及低價金屬形成的化合物?；衔?。非金屬

10、鹵化物非金屬鹵化物金屬鹵化物金屬鹵化物共價型鹵化物共價型鹵化物離子型鹵化物離子型鹵化物 共價型化合物共價型化合物鹵素與不活波金屬元素及高價金屬形成鹵素與不活波金屬元素及高價金屬形成的化合物。的化合物。 共價型化合物的特點：共價型化合物的特點： 較低熔點、低較低熔點、低 沸點，易溶于有機溶劑，多數(shù)強烈地進(jìn)沸點，易溶于有機溶劑，多數(shù)強烈地進(jìn)行水解，如行水解，如aucl3，ticl4（248k，409k）離子型鹵化物的特點：離子型鹵化物的特點： 高熔點、高沸點，不水解，溶液及熔融態(tài)導(dǎo)電，溶于高熔點、高沸點，不水解，溶液及熔融態(tài)導(dǎo)電，溶于極性溶劑，如極性溶劑，如nacl（1074，1686k），），m

11、ncl2（923k，1146k）2、鍵型變化規(guī)律、鍵型變化規(guī)律鹵素相同時，同周期鹵化物從左至右共價型增強鹵素相同時，同周期鹵化物從左至右共價型增強 nacl 離子型離子型 alcl3 過渡型過渡型 pcl5 共價型共價型 同族元素的鹵化物從上至下共價型減弱同族元素的鹵化物從上至下共價型減弱 hx，mx2 ， m=be，mg，ca，sr，ba 同種元素鹵化物氧化態(tài)由低至高共價型增強同種元素鹵化物氧化態(tài)由低至高共價型增強元素及其氧化態(tài)相同時，元素及其氧化態(tài)相同時，fi共價型增強共價型增強鍵型轉(zhuǎn)化：鍵型轉(zhuǎn)化： 離子型離子型共價型：共價型：fecl2 fecl3 sncl2 sncl4 離子型離子型a

12、gf 離子型離子型agcl 過渡型過渡型 agbr 共價型共價型agi3、鹵化物的性質(zhì)、鹵化物的性質(zhì) 與鹵化氫的性質(zhì)相似與鹵化氫的性質(zhì)相似二、鹵素互化物二、鹵素互化物1、定義、定義 不同鹵素原子之間以共價鍵相結(jié)合形成的化合物稱為不同鹵素原子之間以共價鍵相結(jié)合形成的化合物稱為 鹵素互化物。鹵素互化物。2、通式、通式 xxn n=1，3，5，7； 電負(fù)性：電負(fù)性： x x 溴化物溴化物 ibr， ibr3 氯化物氯化物 brcl， icl，icl3 氟化物氟化物 xf，xf3，xf5，xf7； x=i，br，cl 3、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)4、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)1） 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 鍵能?。ㄦI能小（20

13、0kj/mol），不穩(wěn)定），不穩(wěn)定2）強氧化性）強氧化性 反應(yīng)激烈反應(yīng)激烈3）易水解）易水解 xx + h2o = h+ + x- + hxo3brf3 + 5h2o = h + + bro3 - +br2 + 9hf + o2if5 + 3h2o = h + + io3 - + 5hf5、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)-價電子互斥理論、軌道雜化理論價電子互斥理論、軌道雜化理論 價電子對數(shù)目價電子對數(shù)目 軌道雜化類型軌道雜化類型 價電子對構(gòu)型價電子對構(gòu)型 分子構(gòu)型分子構(gòu)型xx3 5 sp3d 三角雙錐三角雙錐 t型型xx5 6 sp3d2 八面體八面體 四方錐四方錐xx7 7 sp3d3 五角雙錐五角雙錐 五角雙

14、錐五角雙錐 6、應(yīng)用、應(yīng)用三、多鹵化物三、多鹵化物1、定義、定義 金屬鹵化物與鹵素單質(zhì)或鹵素互化物加金屬鹵化物與鹵素單質(zhì)或鹵素互化物加合所形成的化合物稱為多鹵化物。合所形成的化合物稱為多鹵化物。4、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 多鹵離子與鹵素互化物的結(jié)構(gòu)相似：多鹵離子與鹵素互化物的結(jié)構(gòu)相似： i3-直直線型，線型， xx 4-平面四方型，平面四方型， xx 6-五角雙錐五角雙錐第六節(jié)第六節(jié) 擬鹵素擬鹵素與鹵素的相似性：與鹵素的相似性：游離狀態(tài)時為二聚體，具有揮發(fā)性，特殊的刺激游離狀態(tài)時為二聚體，具有揮發(fā)性，特殊的刺激氣味氣味游離狀態(tài)的擬鹵素可用化學(xué)方法或電解方法制得游離狀態(tài)的擬鹵素可用化學(xué)方法或電解方法制得cl

15、2 + 2scn- = 2cl- + （scn）2與堿作用發(fā)生歧化反應(yīng)與堿作用發(fā)生歧化反應(yīng) (cn)2 +2oh- = cn- + cno- + h2o與金屬反應(yīng)生成一價陰離子的鹽與金屬反應(yīng)生成一價陰離子的鹽 2fe+3(scn)2=2fe(scn)3與氫形成氫酸，酸性較與氫形成氫酸，酸性較hx弱。弱。hcn的酸性最弱。的酸性最弱。易形成配合物易形成配合物 3cn- + cucn = cu(cn)43-第五節(jié)第五節(jié) 鹵素的含氧化合物鹵素的含氧化合物一、鹵素的氧化物一、鹵素的氧化物1、氟的氧化物、氟的氧化物 of2，o2f2，o3f2， o4f2， o5f2， o6f2，2、氯的氧化物、氯的氧化

16、物 cl2o，cl2o3，cl3o4，clo2，cl2o6，cl2o7， clo2的制備：的制備： 3clo3- + 2h+ = clo4- + 2clo2 + h2o 2clo3- + h+ + so2 = hso4- + 2clo2 clo2的性質(zhì)：順磁性，強氧化性，可發(fā)的性質(zhì)：順磁性，強氧化性，可發(fā) 生歧化反應(yīng)生歧化反應(yīng) 2clo2+2koh = k clo2+ kclo3 + h2o clo2的結(jié)構(gòu)和用途：氧化劑，氯化劑，消毒劑的結(jié)構(gòu)和用途：氧化劑，氯化劑，消毒劑溴和碘的氧化物溴和碘的氧化物 br2o， bro2 ， bro3 ， br2o5 ，br3o8，i2o4(io+ io3-

17、)，i4o9 i(io3)3，i2o5，i2o7 i2o5 用做氧化劑，定量測定用做氧化劑，定量測定co的含量：的含量： 5co + i2o5 =5co2 + i2 clo- clo2- io65- clo3- clo4- 5- np5ns2 sp3雜化軌道 3）強氧化性和漂白）強氧化性和漂白電極電勢電極電勢/v hclo hbro hio xo-/x2 1.63 1.60 0.45 0.40 0.34 0.45 xo-/ x- 1.49 1.44 0.99 0.81 0.70 0.49氧化性減弱氧化性減弱 hclo hbro hio漂白性增強漂白性增強 hclo hbro次鹵酸鹽的氧化性次鹵酸鹽的氧化性 酸；酸； hclo2 hbro2 （bro2-只存在于堿性溶液中）只存在于堿性溶液中） 弱酸性：弱酸性： hclo2 ka= 10 -2 強氧化性：強氧化性： 酸性酸性 clo2-/cl2 1.64； clo2- /cl- 1.56 堿性堿性 clo2-/cl- 0.74 3、鹵酸及其鹽、鹵酸及其鹽 hxo3/mxo31）強酸性）強酸性 hclo3hbro3hi