上大 无机化学a 第十章卤素

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1、卤素(Halogen)这一词的希腊文原意是成盐元素。周期系第ⅦA族元素，包括了:氟(Fluorine)氯(Chlorine)溴(Bromine)碘(Iodine)砹(Astatine)砹是在二十世纪四十年代才被科学家所发现。它是人工合成元素。用能量为28兆电子伏特粒子轰击铋靶，合成了211At。砹希腊词原意是不稳定。它的同位素的半衰期只有8.3小时。一、卤素通性卤素的一些性质卤素和其他族相比较具有下列特征：1有较大的电负性、电子亲合能和第一电离能。因而卤素是最活泼的非金属。2族内元素间的性质极其相似

2、，在这方面，周期表中仅IA可以相比。3卤素单质在常温下都以双原子分子存在，形成卤素分子的稳定的稀有气体构型，因而具有较高的键能。4卤素有形成-1氧化值的强烈趋势。当卤素与电负性比他们更大的元素化合时,只能通过共用电子对成键.在这类化合物中他们的特征氧化值为+1、＋3、＋5、＋7（氟除外）。值得注意的是卤素正氧化值彼此间的差值为2。5由于卤素有孤对电子，所以可以作为电子给予体，参与配合，形成配位化合物。1、卤素单质的发现他曾对这种新发现的物质进行研究，了解到它不易和氯、碳等元素形成化合物，但能和氢，磷等

3、元素化合。1814年这一元素被定名为“Iodine”。在人体中碘是一种必须的微量元素。少则患碘缺乏病。单质碘的发现：碘是在1811年为从事制硝业的法国人库特瓦所发现。单质溴的发现：1825年，德国海得堡大学学生罗威将其家乡克罗茨纳克的一种矿泉水用氯气处理时，产生了一种红色物质．这种物质可被乙醚提取出来．当把这种红色提取液中的乙醚蒸去后，他得到了一种红棕色的液体，这就是溴。当罗威和他的老师格梅林正在对这一新物质进行认真研究的时候，1826年的《理化会志》上发表了巴拉尔的论文,也宣布发现了溴。单质氟的发现

4、：从萤石(CaF2)的发现,到最活泼的元素氟被征服足足化费了350年。科学家为此不屈不挠地辛勤劳动,很多人由此而中剧毒,有的甚至贡献了他们的生命,正象马克思所说的：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点”。法国人莫瓦桑（HenriMoissan1852一1907）认真总结了前人的经验教训，继续实验，但仍屡遭失败，其间曾因中毒而中断了四次试验。最后他将干燥的氢氟化钾溶于无水的氢氟酸中，以此作为电解质，进行电解。在1886年第一次取得了单质氟。因而摩瓦桑荣获了1

5、906年诺贝尔化学奖。他却说：“氟夺去了我十年的生命”。2KHF2===2KF+H2+F2阳极：2F--2e=F2阴极：2H++2e=H2莫瓦桑(H.Moissan,1852-1907),法国化学家电解单质氯的发现：氯是由瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)在1774年用软锰矿(MnO2)与盐酸反应而发现的，氯气为黄绿色，所以氯一词希腊文原意是黄绿色。2、单质的制备单质氟的制备：化学家KarlChrite曾推断：路易斯酸如SbF5能将另一个较弱的路易斯酸MnF4从稳定配离子[MnF6]2-

6、的盐中置换出来。而MnF4在热力学上不稳定，易分解为MnF3和1/2F2根据这种推断，他首次用化学方法制得氟，这是1986年合成化学研究上的一大突破。具体制法为：4KMnO4+4KF+20HF===4K2MnF6+10H2O+3O2SbCl5+5HF===SbF5+5HCl2K2MnF6+4SbF5===4KSbF6+2MnF2+2MnF3+F2↑423K单质氯的制备工业上制备氯气用电解法：阳极：2Cl-+2e=Cl2阴极：2H2O+2e=H2+2OH-实验室的制备氯气的方法一般是：MnO2+4HCl

7、=MnCl2+Cl2+H2O2KMnO4+16HCl=2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O溴、碘的制备：溴离子和碘离子具有比较明显的还原性，常用氯来氧化Br-和I-以制取Br2和I2。工业上从海水中制溴，先把盐卤加热到363K后控制pH为3.5，通入氯把溴置换出来，再用空气把溴吹出以碳酸钠吸收:3Na2CO3+3Br2===5NaBr+NaBrO3+3CO2最后用硫酸酸化，单质溴又从溶液中析出。用此方法，从1吨海水中可制得约0.14kg的溴。在实验室中还可用制备氯的方法来制备溴和碘，不过分别以溴

8、化物和碘化物与浓H2SO4的混和物来代替HBr和HI：2NaBr+3H2SO4+MnO2===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br22NaI+3H2SO4+MnO2===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2后一反应式是自海藻灰中提取碘的主要反应。3、单质的化学性质（1）与金属和非金属的作用（2）、与水、碱的作用X2+H2O===2H++2X-+0.5O2(除碘外)X2+H2OH++X-+HXOX2+2e-2X-E=(F:2.78V,Cl