Chapter 01 卤素

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1、ElementalChemistry元素化学卤素:周期表VIIA族,价电子构型ns2np5，包括F,Cl,Br,I,At.因与稳定的8电子结构只差一个e,都有获得一个电子,形成以X-离子,主要存在于矿石和海水中.F:萤石CaF2,冰晶石Na3AlF6,氟磷灰石Ca5F(PO4)3.地壳中:约0.015%,占第15位.Cl:存在于海水、盐湖、盐井中，盐床中钾石盐KCl、光卤石KCl·MgCl2·6H2O.海水中大约含氯1.9%,地壳中:0.031%,第11位.Br:海水中溴的含量相当于氯的1/300,盐湖和盐井中也存在

2、少许的溴,地壳中:约1.610-4%.第1章卤素Chapter1.HalogenI:碘主要被海藻所吸收,海水中碘的含量:510-8%.也存在于某些盐井盐湖中,南美洲智利硝石含有少许的碘酸钠.At:放射性元素,研究的不多,对它了解的也很少.§1卤素单质一物理性质PhysicalProperties——熔、沸点和颜色m.p,b.p.,&colorF2Cl2Br2I21.状态:ggls2.颜色:浅黄黄绿红棕紫因为:半径依次增大,分子量也增大,所以色散力也增大.故分别以气体——液体——固体状态存在.F2—Cl2—Br2—

3、I2,随Z增大,吸收光波由短到长,显示颜色由浅到深.3.卤素单质在水中的溶解度2F2+2H2O=4HF+O2激烈反应所以F2在水中不稳定,与水反应:F2:单质难溶于水,相对来说,Br2溶解度最大,I2最小.SolubilityofelementarysubstanceofhalogenCl2在水中溶解度不大,0.732gCl2/100g.Cl2在水中发生部分歧化反应:Cl2+H2O=HCl+HClOHClO:强氧化剂正因为HClO的生成,所以氯水具有很强的氧化能力.Br2在水中溶解度中最大,3.85gBr2/10

4、0g水;溴也能溶于一些有机溶剂中.有机的溴化反应就是用单质溴完成的.I2与Cl2、Br2相比要小些.0.029gI2/100g水.碘更易溶于有机溶剂中.碘在CCl4中的溶解度是在水中的86倍.所以可利用这一特点提取I2，叫CCl4萃取法。溶解平衡常数:KD分配系数I2在CS2中溶解度大于CCl4,I2在CS2中的溶解度是水中的586倍。所以CS2萃取收率更高I2在水中溶解度虽小，但在KI或其它碘化物中溶解度变大，而且随I-盐浓度变大溶解度增大。因为:二化学性质ChemicalProperties卤素价电子层结构:n

5、s2np5,易获1e达到8电子稳定结构.卤素单质是强氧化剂,F2最强,随Z增大,氧化能力变弱.碘不仅以负一价的离子存在,而且以+5价态存在于碘酸钠中,说明碘具有一定的还原性.它们的化学活泼性,从F2到I2依次减弱.1.与金属的反应ReactionwithmetalsF2:在任何温度下都可与金属直接化合,生成高价氟化物,F2与Cu、Ni、Mg作用时由于金属表面生成一层致密氟化物保护膜,而中止反应,所以F2可储存在Cu、Ni、Mg或合金制成的容器中.Cl2:可与各种金属作用,但干燥的Cl2不与Fe反应,因此,Cl2可储存

6、在铁罐中.Br2、I2:常温下只能与活泼金属作用,与不活泼金属,只有在加热条件下反应.F2:除O2、N2、稀有He、Ne外,可与所有非金属作用,直接化合成高价氟化物.低温下可与C、Si、S、P猛烈反应,生成氟化物大多具有挥发性.Cl2:也能与大多数非金属单质直接作用,但不及F2激烈.Br2和I2:反应不如F2、Cl2激烈,与非金属作用,不能氧化到最高价:.无P(V)价化合物生成2.与非金属反应Reactingwithnonmetals红黄深红发烟无色发烟黄白3.与H2的反应Reactingwithhydrogenga

7、sF2：低温黑暗中即可与H2直接化合放出大量热导致爆炸.Cl2：常温下，与H2反应缓慢,但强光照时，发生爆炸式链锁反应:产生单电子自由基,叫链引发;链传递,交替进行在链锁反应中,自由基(或称为游离基)交替产生.消除自由基,链终止.}}但高温下HBr不稳定,易分解.HI更易分解,所以它们H2反应不完全.4.与水的反应Reactingwithwater对Cl2,从热力学角度来看:与水反应E=0.54V,反应能进行,但从动力学上看,因为Ea大,反应速度慢,所以Cl2不能氧化水.在碱性介质中，在H+中发生逆歧化反应这个反

8、应不彻底,因受体系pH影响.歧化反应：三单质的制备elementarysubstancepreparations1.氯工业:电解饱和NaCl水溶液,二极间用石棉隔开.(铁网）阴极:溶液中,阴极区为碱性.整个电解反应：Br2,I2一般歧化成–1,+5,尤其I2更易进行:0.521.07BrO3¯Br2Br¯,0.140.450.54IO3¯I