卤族元素化学性质 卤族元素的化学性质

作者&投稿:鄂宗 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

由于最外层均为7个电子,极易得一个电子,

因此卤素都是强氧化剂,在自然界均只以化合态存在.

但随着电子层数递增,原子半径渐增大,核对外层电子的引力渐减弱,得电子能力渐减弱,其氧化性逐渐减弱,主要表现:

1. 都能与金属反应 ①F2和所有金属都能反应. ②Cl2和绝大多数金属反应. ③Br2和较活泼金属反应. ④I2只和活泼金属反应.

2. 都能与H2.P等非金属反应. ①F2和H2在暗处即爆炸(F2是非金属性最强的元素) ②Cl2和H2需光照爆炸 ③Br2和H2需加热且缓慢化合 ④I2和H2持续加热且仍为可逆反应.

3.特性: 易升华 ① I2 ②溴--唯一的常温呈液态的非金属.易挥发保存时加水封. 使淀粉变蓝色 ③ F2--最强氧化剂.不能用氧化剂将F-氧化为F2F元素无正价. 且能与稀有气体化合. ④卤化氢--均易溶于水.在空气中形成白雾.其中只有HF剧毒.但HX都是大气污染物.水溶液均呈酸性.只有氢氟酸是弱酸.从HF HI.酸性逐渐增强. ⑤NaX--只有NaF有毒可用作农药. ⑥CaX2--只有CaF2不溶于水.CaCl2作干燥剂. ⑦AgX--只有AgF可溶.AgX均具感光性.AgBr作感光材料.AgI作人工降雨材料. HClO.HClO2.HClO3.HClO4 ⑧ 酸性逐渐增强.氧化性逐渐减弱



单质以氧化性为主

氧化性强,氟是老大

卤族元素的化学性质是什么?~

由于最外层均为7个电子,极易得一个电子,因此卤素都是强氧化剂,在自然界均只以化合态存在.但随着电子层数递增,原子半径渐增大,核对外层电子的引力渐减弱,得电子能力渐减弱,其氧化性逐渐减弱,主要表现:

1.都能与金属反应

①F2和所有金属都能反应.

②Cl2和绝大多数金属反应.

③Br2和较活泼金属反应.

④I2只和活泼金属反应.

2.都能与H2、P等非金属反应.

①F2和H2在暗处即爆炸(F2是非金属性最强的元素)

②Cl2和H2需光照爆炸

③Br2和H2需加热且缓慢化合(不爆炸)

④I2(蒸气)和H2持续加热且仍为可逆反应.

3.特性:

①I2容易升华

②溴——唯一的常温呈液态的非金属,易挥发保存时加水封.

使淀粉变蓝色

③F2——最强氧化剂,不能用氧化剂将F-氧化为F2(只能用电解法)F元素无正价.

且能与稀有气体化合.

④卤化氢——均易溶于水,在空气中形成白雾,其中只有HF剧毒,但HX都是大气污染物,水溶液均呈酸性,只有氢氟酸是弱酸,从HF→HI,酸性逐渐增强.

⑤NaX——只有NaF有毒可用作农药.

⑥CaX2——只有CaF2不溶于水,CaCl2作干燥剂.

⑦AgX——只有AgF可溶,AgX均具感光性,AgBr作感光材料,AgI作人工降雨材料。

HClO、HClO2、HClO3、HClO4



酸性逐渐增强,氧化性逐渐减弱

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:HFCL2>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。
[编辑本段]单质物理性质
卤素相关颜色 元素 单质 水溶液(溶解度为20℃的数据) CCl4 苯 酒精 银盐 其他
F 氟气:淡黄绿色 \\ \\ \\ \\ 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 黄绿色
AgCl:白色,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 橙红色 橙红色 AgBr:淡黄色,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 碘蒸气;紫色 碘水:紫色,溶解度0.0013mol/L 紫色 紫色 褐色 AgI:黄色,难溶于水, \\

[编辑本段]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) 。

谁能告诉我化学元素周期表中副族元素的一些化学性质?
答:因此有时也把铜族元素包括在过渡元素范围之内。锌族元素(IIB)在形成稳定配位化合物的能力上与过渡元素很相似,因此也有人建议把锌族元素归入过渡元素范围。各系列过渡元素的与阿兹半径自左而右缓慢递减,各族元素的半径自上而下略有增加,但不像主族元素增加的那样显著。过渡元素的特征性质有以下几点。

同主族元素性质的递变规律
答:同主族元素性质的递变规律:同周期的元素从左到右原子半径依次减小,金属性减弱,非金属性增强。同主族的元素从上到下原子半径依次增大,金属性增强,非金属性减弱。氧化性对应非金属性,还原性对应金属性。同周期的元素从左到右,还原性减弱,氧化性增强。同主族的元素从上到下原子半径依次增大,还原...

化学的元素周期表性质
答:同一族的元素性质相近。主族元素同一周期中,原子半径随着原子序数的增加而减小。 同一族中,原子半径随着原子序数的增加而增大。如果粒子的电子构型相同,则阴离子的半径比阳离子大,且半径随着电荷数的增加而减小。(如O2->F->Na+>Mg2+)电子构型是元素性质的决定性因素,而元素周期律是电子构型呈周期...

高中化学:所有氧族元素的反应及性质
答:本族元素随着原子序数的增加,电子层数逐渐增加,原子核对外层电子的引力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱(得电子能力减弱),金属性逐渐增强(失电子能力增强)。化学性质差异很大。1.碳可以跟浓硫酸、硝酸反应,被氧化成二氧化碳,不与盐酸作用。硅不跟盐酸、硫酸、硝酸作用,只与氢氟酸反应。锗不和稀盐酸、稀...

大学化学第六主族元素性质 有能力的说哈 谢谢哈
答:第六周期元素特殊性质主要体现在"惰性电子对“效应,Tl很难被氧化成+3价,Pb很难被氧化成+4价,Bi很难被氧化到+5价,说明其6S轨道中的两个电子很难失去,所以称这对6S电子为惰性电子对。由于此效应,失去这两个电子的三价铊,四价铅,五价铋有很强的夺回电子倾向。因此有强氧化性。(以上资料...

元素周期表的元素性质
答:2019-09-14 元素周期表中元素的性质有哪些? 3 2016-07-31 元素周期表中第七主族元素的所有元素的物理性质和化学性质是什么 10 2018-10-07 元素周期表的所有性质? 2012-04-01 元素周期表中元素性质的递变规律有什么?同族和同周期原子的性质... 14 2018-08-09 金属在元素周期表的性质 更多...

同一主族的元素是否化学性质相同
答:化学性质相似,但是有递变,从上到下,元素的还原性增强(对于非金属来说就是氧化性减弱),但是量变引起质变,所以不能说同主族元素化学性质相同,比如第五主族,开始还是非金属,到后来就变成了金属元素。所以我们只能说同主族元素的化学性质相似 化学性质相同只是指最外层电子数相同吗?显然不是的,还...

元素化学性质
答:3、物理性质:元素的物理性质包括熔点、沸点、密度、电导率等,这些性质受到原子结构和化学键性质的影响。同一周期的元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同一主族的元素从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。4、化学性质:元素的化学性质包括氧化还原性、酸碱性、催化活性等,这些...

F的化学性质,与同族元素有哪些区别
答:氟是一种非金属化学元素,化学符号F,原子序数9。氟是卤族元素之一,属周期系ⅦA族,在元素周期表中位于第二周期。氟元素的单质是F2,它是一种淡黄色,剧毒的气体。氟气的腐蚀性很强,化学性质极为活泼,是氧化性最强的物质之一,甚至可以和部分惰性气体在一定条件下反应。氟是特种塑料、橡胶和冷冻机...