无机化学第3版 宋天佑下册 17 卤素.ppt

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1、第17章卤素卤素单质卤化氢和氢卤酸卤化物和拟卤素卤素的含氧化合物在地壳中的质量含量为0.095%，列第13位。氟F萤石CaF2冰晶石Na3AlF6氟磷灰石Ca5F3（PO4）氯Cl主要以氯化钠的形式存在于海水、盐湖、盐井中。光卤石KCl•MgCl2•6H2O在地壳中的质量含量为0.013%，列第20位。溴Br主要存在于海水中，盐湖和盐井中也存在少量的溴。在地壳中的质量含量为3.710－5%。碘I碘在海水中存在的更少，主要被海藻所吸收。碘也存在于某些盐井、盐湖中。南美洲智利硝石含有少许的碘酸钠。碘在地壳中的质量含量为1.410－5%。砹At砹属

2、于放射性元素，不列为本章研究内容。以痕量存在于地壳中。卤素单质以双原子分子形式存在。随着相对分子质量增大，分子半径也依次增大，所以色散力也增大，故物质的熔沸点依次增高。17.1卤素单质17.1.1物理性质F2Cl2Br2I2气气液固故物质的存在状态呈现由气体、液体到固体的变化规律。浅黄黄绿红棕紫F2Cl2Br2I2Cl2吸收紫光，显示黄绿色Br2吸收蓝绿光，显示红棕色I2吸收黄绿光，显示紫色F2的氧化能力极强，与水剧烈反应。Cl2在水中溶解度较小，且与水有反应。Br2在水中溶解度是卤素单质中最大的一个，100g水中可溶解3.4g溴。溴也能溶于一些

3、有机溶剂中。有机化学中烷烃的溴代反应就是用单质溴完成的。卤素中I2在水中的溶解度最小，但在CCl4中的溶解度很大。利用这一特点，可以用CCl4从水中提取I2。这种分离和提纯方法叫做萃取，其必要条件是两种溶剂不互溶，例如CCl4和水。I2在CS2中溶解度大于在CCl4中，且水与CS2两种溶剂不互溶，所以CS2的萃取效率更高。虽然I2在水中溶解度小，但在KI或其他碘化物溶液中溶解度变大，而且随I－浓度增大而增大。I－+I2——I3－这是由于发生了如下反应实验室中进行I2的性质实验时，经常用I2的KI溶液。I2的浓度大时，溶液呈很深的红棕色。1.与水的

4、反应2F2+2H2O——4HF+O2这个反应的可能性，可以从电极电势数据看出：17.1.2化学性质E⊖（F2/F－）=3.05VE⊖（O2/H2O）=1.23VE⊖（O2/H2O）=0.817VpH=7从热力学角度来看，E⊖（Cl2/Cl－）=1.36V氯气与水反应E⊖=0.54V，反应可能进行。但从动力学上看，反应速度过慢，所以氯气氧化水的反应实际上不能发生。氯气在水中发生歧化反应Cl2+H2O——HCl+HClO该反应受温度和体系的pH的影响很大Cl2+2OH－——Cl－+ClO－+H2O3Cl2+6OH－——5Cl－+ClO3－+3H2O

5、在酸中发生逆歧化反应。在碱中发生歧化反应。Br2和I2一般歧化成－1氧化态和+5氧化态。尤其I2更易歧化成+5氧化态。E⊖B歧化反应的可能性从下面元素电势图中（）可以看出IO3¯———IO¯———I2———I¯0.15V0.43V0.54V0.21VBrO3¯———BrO¯———Br2———Br¯0.53V0.46V1.07V0.52V也是由于动力学的原因，Br2不能将水氧化。F2F2可以和所有金属直接化合，生成高价氟化物。2.与金属的反应但是F2与Cu，Ni，Mg作用时，由于金属表面生成一薄层致密的氟化物保护膜而中止反应。所以F2可储存在Cu，

6、Ni，Mg或其合金制成的容器中。Cl2Cl2可与各种金属作用，有的需要加热。但干燥的Cl2不与Fe反应。因此Cl2可储存在铁罐中。Br2和I2Br2和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。3.与其他非金属反应F2可与除O2，N2，He，Ne外的所有非金属作用，直接化合成高价氟化物。低温下可与C，Si，S，P猛烈反应。加温时可以与Xe反应生成Xe的氟化物，如Xe+F2——XeF2一定条件下，还可以得到XeF4或XeF6。Cl2也能与大多数非金属单质直接作用。但不及F2的反应激烈。Cl2过量时，产物为深红色发烟液体二氯化硫S

7、+Cl2——SCl22S+Cl2——S2Cl2Cl2与硫单质作用，生成红中带黄色、有恶臭气味的液体一氯化硫Cl2通入磷单质的三氯化磷溶液，可以制得三氯化磷2P+3Cl2——2PCl3PCl3三氯化磷为无色发烟液体。将Cl2通入三氯化磷的四氯化碳溶液，可以制得五氯化磷。五氯化磷为黄白色固体。Br2和I2与非金属的反应不如F2，Cl2激烈，且不能将非金属氧化到最高氧化数。Br2和I2与磷作用的产物分别为发烟液体PBr3和红色固体PI3。4.与H2的反应F2与H2的混合物将爆炸反应，无法控制。常温下Cl2与H2缓慢反应，但有强光照射时，将发生链反应导致

8、爆炸。Cl2+H2——2HClCl2+H2——2HCl这是一个复杂反应，其基元步骤为•产生能量高，反应活性极强的自由基Cl。（1）•Cl