现行人教社高中化学必修一第四章2

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1、第二节 卤族元素 由于氟、氯、溴、碘等元素在原子结构和元素性质上具有一定的相似性，因此，将它们统称为卤族元素，简称卤素。在这一节里，我们将从原子结构和元素性质的关系等方面来研究这几种元素。卤族元素原子的最外电子层上都有7个电子，但它们的核外电子层数却各不相同，依氟、氯、溴、碘的顺序依次增多。同样，相应地，它们的原子半径也依氟、氯、溴、碘的顺序依次增大，分别为0.071nm，0.099nm，0.114nm和0.133nm。我们知道，元素的性质与原子的结构有密切的关系。那么，卤族元素原子结构上的这种相似性与递变性，如何反映在元素性质上呢？一

2、．卤素单质的物理性质卤素在自然界都以化合态形式存在，它们的单质可由人工制得。表4-1中列出了卤族元素单质的主要物理性质。表4-1 卤族元素单质的物理性质元素名称元素符号核电核数单质颜色和状态(常态)密度熔点℃沸点℃溶解度(100g水中)氟F9F2淡黄绿色气体1.69g/L-219.6-188.1与水反应氯Cl17Cl2黄绿色气体3.214g/L-101-34.6226cm3溴Br35Br2深红棕色液体3.119g/L-7.258.784.16g碘I53I24.93g/cm3113.5184.40.029g紫黑色固体 从表4-1中可以看出

3、，卤素的物理性质有较大差别。在常温下，氟、氯是气体，溴是液体，碘是固体。它们的颜色由淡黄绿色到紫黑色，逐渐变深。氟、氯、溴、碘在常压下的沸点和熔点也依次逐渐升高。【实验4-7】观察溴的颜色和状态。溴是深红棕色的液体，很容易挥发，应密闭保存。如果把溴存放在试剂瓶里，需要在瓶中加一些水，以减少挥发。【实验4-8】观察碘的颜色、状态和光泽。将内装碘晶体且预先密封好的玻璃管，用酒精灯微热玻璃管盛碘的一端，观察管内发生的现象。我们在实验中可以观察到，碘被加热时，不经熔化就直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷，重新凝聚成固体。这种固态物质不经液态而直接变成气

4、态的现象，叫做升华。溴和碘在水中的溶解度较小，但却比较容易溶解在汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中。医疗上用的碘酒，就是溶有碘的酒精溶液。二．卤素单质的化学性质讨论我们知道，氯的化学性质很活泼，它的原子的最外电子层上有7个电子，在化学反应中容易得到1个电子，形成8个电子的稳定结构。氟、溴、碘原子的最外电子层上也有7个电子，因此，它们的化学性质（如与氢气、水的反应）跟氯有很大的相似性。但是，由于氟、氯、溴、碘原子的核外电子层数依次增多，在化学性质上又表现出一定的递变性。1．卤素与氢气的反应氟与氢气的反应比氯与氢气的反应剧烈得多，不需要光

5、照，在暗处就能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定。溴与氢气的反应则不如氯与氢气的反应剧烈，在加热至500℃时才能较缓慢地发生反应，生成的溴化氢也不如氯化氢稳定。碘与氢气的反应更不容易发生，要在不断加热的条件下才能缓慢进行，而且生成的碘化氢很不稳定，同时发生分解。H2+I22HI通常我们把向生成物方向进行的反应叫做正反应，把向反应物方向进行的反应叫做逆反应。像这种在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。化学方程式里，用两个方向相反的箭头代替等号来表示可逆反应。从卤素与氢气反应的事实可以看出，氟、

6、氯、溴、碘随着核电荷数的增多、原子半径的增大，它们与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱，所生成的氢化物的稳定性也逐渐降低。2．卤素与水的反应氯气与水的反应在常温下就能进行，生成盐酸和次氯酸。氟遇水则发生剧烈反应，生成氟化氢和氧气。溴、碘与水反应都可以生成相应的氢卤酸和次卤酸，但溴与水的反应比氯气与水的反应更弱一些；碘与水只能微弱地进行反应。氟、氯、溴、碘与水反应的剧烈程度也是随着核电荷数的增多、原子半径的增大而减弱的。3．卤素单质间的置换反应在卤素与氢气和水的反应中，已经表现出氟、氯、溴、碘在化学性质上的一些相似性和递变性，现在，再通过卤素单质

7、间的置换反应来比较它们氧化性的相对强弱。【实验4-9】将少量新制的饱和氟水分别注入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后，再注入少量四氯化碳，振荡。观察四氯化碳层和水层颜色的变化。【实验4－10】将少量澳水注入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后，再注入少量四氯化碳。观察四氯化碳层和水层颜色的变化。四氯化碳层和水层颜色的变化，说明氯可以把溴和碘分别从溴化物和碘化物中置换出来；溴可以把碘从碘化物中置换出来。上述各反应的化学方程式分别表示如下：2NaBr＋Cl2＝2NaCl＋Br22KI＋Cl2=2KCl＋I22KI＋Br2=2KBr＋

8、I2这就是说，在氯、溴、碘这三种元素里，氯的氧化性强于溴，溴的氧化性强于碘。实验证明，氟的氧化性比氯、溴、碘都强，能把氯等从它们的卤化物中置换出来。即氟、氯、溴、碘的氧化性随着核电荷数的增加、原子半径的增大