无机化学_第18讲 卤素.ppt

《无机化学_第18讲 卤素.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第15章卤素元素Chapter15chlorinegroupelements15.1p区元素概述15.2卤素halogens中南大学化学化工学院本章学习要求P区元素共31种，其中有10种金属。本章讨论卤素（ⅦA）中的重要元素及其化合物。了解P区元素性质的特征（各族元素性质由上至下呈二次周期性、第二周期元素的反常性、第四周期和第六周期元素的异样性、惰性电子对效应）2.掌握卤素的通性3.熟悉卤素单质的性质以及氢卤酸、卤化物、卤素的含氧酸及其盐和拟卤素15.1p区元素概述15.1.1元素性质及变化规律15.1.2多种氧化值15.1

2、.3化合物的成键特征p区元素在周期表中的位置p区元素p区元素是指元素周期表中的ⅢA～ⅦA族元素和0族元素，它们具有ns2np1～6的价电子层结构。p区元素包括除氢以外的所有非金属元素和部分金属元素。同一周期的p区元素（除0族元素外）从左往右，随着原子序数增加原子半径减小，元素电负性增大，非金属性增强。15.1.1元素性质及变化规律p区元素性质同族p区元素具有相同的价层电子构型；从上往下随着电子层数增加，元素的原子半径增大，电负性减小，非金属性减弱，金属性增强如ⅢA～ⅥA族元素，都是从典型的非金属元素开始，过渡到以典型的金属元

3、素结束。性质变化规律：与s区元素不同，同族p区元素的一些性质变化不是直线形递变，而是表现为折线与突变。这种突变主要表现在第二周期和第四、六周期元素上。第二周期元素的反常性单键键能(kJ/mol-1)：按理自上而下依次递减。反常：第二周期元素小于第三周期元素单键键能E(N-N)=159E(O-O)=142E(F-F)=141E(P-P)=209E(S-S)=264E(Cl-Cl)=199原因：与元素的原子结构有关第二周期元素配合物的配位数较低（最多不超过4），如ⅤA族元素N、P、As、Tb、Bi中，氮只能形成NF3，其他元素都

4、能形成五氟化物原因：第二周期元素原子的价层只有2s2p轨道第四周期元素和第六周期元素的异样性p区元素电负性与原子序数的关系第四周期和第六周期元素的异样性是由元素的电子层结构变化引起的。第四周期的p区元素：在s区和p区之间出现了d区元素。d区元素的插入使第四周期的p区元素与同周期s区元素相比，有效核电荷显著增大，原子半径显著减小。第四周期p区元素结构上的显著变化，使其与同族元素相比，在性质上出现显著差别。例如第四周期元素溴，其溴酸和高溴酸的氧化性就强于其他卤酸和高卤酸。第六周期元素由于其价电子层又出现了f电子，使原子结构再次突

5、变。镧系收缩也对第六周期p区元素的性质有所影响。例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其它卤酸(HClO3，HIO3)、高卤酸(HClO4，H5IO6)强二次周期性ⅢA～ⅦA族元素的电负性变化具有周期性(如图）相对于不同周期之间元素性质变化的周期性而言，p区元素不同主族之间的这种元素性质的周期性变化，被称为“二次周期性”。15.1.2多种氧化数多种氧化数：p区元素的价层结构为ns2np1～5，大多数p区元素都有多种氧化数。稳定性：正氧化数化合物的稳定性不仅与氧化数的高低有关，而且与原子序数（或周期数）有关惰性电子对效应：同一主族从上

6、往下，随着原子序数增大，高的正氧化数化合物其稳定性减小，低的正氧化数化合物其稳定性增大。例：CSiSiO2很稳定，Si(Ⅱ)不稳定GeSnPbPbO2强氧化剂，Pb(Ⅱ)稳定产生惰性电子对效应的原因：一般认为惰性电子对效应主要是由原子结构的变化引起的随着原子序数增加，原子的价层结构相继出现d电子和f电子，与镧系收缩的原因同样，有效核电荷对原子半径减小的影响超过了电子层数对原子半径增大的影响，使得同族元素ns2电子的钻穿能力加强，活泼性逐渐减小，成键能力逐渐减弱，渐成惰性电子对。因此，当周期数较大时，元素的高氧化数氧化物比较容

7、易得到2个电子，形成ns2电子结构，转变为稳定性较大的低氧化数状态。最后三个元素性质缓慢地递变K+Ca2+Ga3+Ge4+As5+r/pm13399625347Rb+Sr2+In3+Sn4+Sb5+r/pm148113817162Cs+Ba2+Tl3+Pb4+Bi5+r/pm169135958474(d区、f区插入)15.1.3化合物的成键特征成键特征：大多形成共价型化合物原因：p区元素通常具有较大的电负性。非金属元素虽然也可以形成离子型化合物，但成键时的共价性特征更为显著。在极性共价化合物中，电负性大的元素显负氧化数，电负

8、性小的元素显正氧化数。如HI，B2H6，ClO-，H2O2，HF15.2卤素氟磷灰石Ca5(PO4)3F碘：海藻类植物内氯：NaCl萤石CaF2冰晶石Na3AlF6在自然界的主要存在形式15.2.1卤素的通性氟氯溴碘原子序数原子量价电子层结构共价半径/pmX-离子半径/pm电负性（Paul