卤素性质? 卤族元素的性质

作者&投稿:菜骂 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

卤素

卤素是元素周期表上的第ⅦA族元素(IUPAC新规定:17族),包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和-{简体:砹; 繁体:砈;(At)。

卤素: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。

 

卤素单质都是双原子分子,都有很强的挥发性,熔点和沸点随原子序的增大而增加。常温下,氟、氯是气体、溴是液体,碘是固体。 

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(pKa=3.20)一般看成是弱酸。氢氯酸(即盐酸)、氢溴酸、氢碘酸都是典型的强酸,酸性从HCl到HI依次增强,它们的pKa均为负数。 

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。

 

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卤素的性质和特征是?~

卤族元素指周期系ⅦA族元素。包括氟、氯、溴、碘、砹,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,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。

1.卤化银一般不溶于水也不溶于稀HNO3,有感光性,但AgF可溶于水,无感光性。
2.卤化钙、卤化镁一般易溶于水,但CaF2、MgF2难溶于水。
3.卤化氢的熔沸点一般是随着相对分子质量的增大而升高的,HF的相对分子质量小,但HF的熔沸点却是最高(氟原子半径小、电负性最大,分子间易通过氢键结合而形成缔合分子)。
4.卤素的一般有+1、+3、+5、+7等多种正价,都有含氧酸,但F无正价,也无含氧酸。
5.卤素单质与水反应一般生成HX和HXO,但F2与水反应生成HF和O2:
2F2+2H2O==4HF+O2↑
6.在卤素中一般前面的卤素能将后面的卤素从其卤化物的水溶液中置换出来,但F2不能把氯、溴、碘从其卤化物的水溶液中置换出来,只能在熔融状态下置换出来:F2+NaX
2NaF+X2(X为Cl、Br、I)
7.一般卤素不能与稀有气体反应,但氟的性质特别活泼,能跟稀有气体中的氙和氪起反应,生成XeF2、XeF4、KrF2等白色固体。
8.一般卤素与碱反应如下:
X2+2OH—
X—+XO—+H2O
3X2+6OH—
5X—+XO3—+3H2O,
但F2与碱反应时:
2F2+2OH—(2%)==2F—+OF2+H2O
2F2+2OH—(浓)==4F—+O2↑+2H2O
9.卤化氢一般是强酸,但HF是弱酸,能与硅、二氧化硅、硅酸盐反应,生成SiF4气体:
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
CaSiO3+6HF==CaF2+
SiF4↑+3H2O
10.卤素单质的制备一般是用氢卤酸与强氧化剂(KMnO4、MnO2、K2Cr2O7等),但F2的制取只能用电解法,即电解熔融的氟氢化钾与氟化氢的混合物获取:
2KHF2
2KF+H2↑+F2↑
11.卤素与氧化合时生成的一般为卤素的氧化物(ClO2、Cl2O7),但氟与氧化合生成的二元化合物是氧的氟化物(OF2、O2F2)。
12.卤素单质一般有强氧化性,与铁反应生成高价卤化物,但I2只有弱氧化性,与Fe反应生成FeI2。
13.卤化铵分解时一般生成卤化氢和氨气,但NH4I受热分解时却生成三种物质:2NH4I==2NH3↑+H2↑+I2↑(因为生成的HI具有不稳定性)
14.氢卤酸一般不能直接与金属银反应,但HI却能与银反应:2Ag+2HI==2AgI+H2↑(因为生成物AgI的溶解性远比其他卤化银小)
15.一般CO2与盐反应时,随着CO2的用量不同,得到的盐也不一样,但CO2与NaClO溶液反应时,不论通CO2的多少只能得到NaHCO3和HClO,因为酸性:H2CO3>HClO>HCO3—。
16.卤素单质一般不与淀粉反应,但碘与淀粉反应生成蓝色物质。
17.特殊的用途:碘用于检验淀粉,碘化银用于人工降雨,氢氟酸用于玻璃刻花,溴化银可用于照相的感光片和变色眼镜,无水氯化钙是常用的中性干燥剂,氯化锌可用于焊接金属时清除金属氧化物。
18.特殊的保存方法:液溴要用水封法保存,HF要保存于塑料瓶或铅制容器中,氯水、溴水、碘水要保存于棕色瓶中且不能用橡皮塞。

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