天津大学无机化学课件第十一章卤素和氧族课件

《天津大学无机化学课件第十一章卤素和氧族课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天津大学无机化学课件第十一章卤素和氧族课件（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第十一章第十一章 卤素和氧族元素卤素和氧族元素第一节第一节 p p区元素概述区元素概述 无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案 9/21/20241课件除氢外，所有的非金属全部集中在除氢外，所有的非金属全部集中在p p区区0AAA A A He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3 Al 铝铝 Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫 Cl 氯氯 Ar 氩氩4 Ga 镓镓 Ge 锗锗 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5 In 铟铟 Sn 锡锡 Sb 锑锑 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6 Tl 铊铊 Pb

2、 铅铅 Bi 铋铋 Po At 砹砹Rn 氡氡沿沿B-Si-As-Te-AtB-Si-As-Te-At对角线，右上角为对角线，右上角为 非金属非金属( (包括线上包括线上) )，左下角为金属，左下角为金属 A-AA-A和零族元素为和零族元素为p p区元素区元素11-1 p11-1 p区元素概述区元素概述9/21/20242课件0 氡氡At 砹砹 Po Bi 铋铋Pb 铅铅Tl 铊铊6Xe 氙氙I 碘碘Te 碲碲Sb 锑锑Sn 锡锡In 铟铟5Kr 氪氪Br 溴溴Se 硒硒As 砷砷Ge 锗锗Ga 镓镓4Ar 氩氩Cl 氯氯S 硫硫P 磷磷Si 硅硅Al 铝铝3Ne 氖氖F 氟氟O 氧氧N 氮氮

3、C 碳碳B 硼硼2He 氦氦AA A AA P P区元素的特点区元素的特点(1) (1) 除除A和和零族外，均为从零族外，均为从 典型非金属典型非金属准金属准金属典型金属典型金属原原子子半半径径增增大大金金属属性性增增强强非非金金属属性性减减弱弱9/21/20243课件0AAA A A He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3 Al 铝铝 Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫 Cl 氯氯 Ar 氩氩4 Ga 镓镓 Ge 锗锗 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5 In 铟铟 Sn 锡锡 Sb 锑锑 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6 Tl 铊铊 Pb

4、铅铅 Bi 铋铋 Po At 砹砹Rn 氡氡P P区元素的特点（区元素的特点（2 2）具有多种氧化数具有多种氧化数因原子的价电子构型为因原子的价电子构型为 ns2np1-5 ns、np电子可参与成键电子可参与成键非金属元素还具有负氧化数非金属元素还具有负氧化数这种现象称为这种现象称为 惰性电子对效应惰性电子对效应 稳稳定定性性减减弱弱高高氧氧化化数数化化合合物物 稳稳定定性性增增强强 低低氧氧化化数数化化合合物物9/21/20244课件0AAA A A He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3Al 铝铝 660.4Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫 Cl 氯氯

5、Ar 氩氩4Ga 镓镓 29.78 Ge 锗锗 973.4 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5In 铟铟 156.6 Sn 锡锡 231.9 Sb 锑锑 630.5 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6Tl 铊铊 303.5 Pb 铅铅 327.5 Bi 铋铋 271.3 Po At 砹砹Rn 氡氡P P区元素的特点区元素的特点 （3 3）金属的熔点较低金属的熔点较低这些金属这些金属 彼此可形成彼此可形成 低熔合金低熔合金9/21/20245课件0AAA A A He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3 Al 铝铝 Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫

6、 Cl 氯氯 Ar 氩氩4 Ga 镓镓 Ge 锗锗 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5 In 铟铟 Sn 锡锡 Sb 锑锑 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6 Tl 铊铊 Pb 铅铅 Bi 铋铋 Po At 砹砹Rn 氡氡P P区元素的特点区元素的特点 （4 4）某些金属具有半导体性质某些金属具有半导体性质如如 超纯锗超纯锗9/21/20246课件第十一章第十一章 卤素和氧族元素卤素和氧族元素第一节第一节 结束结束 无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案 9/21/20247课件第十一章第十一章 卤素和氧族元素卤素和氧族元素第二节

7、第二节 卤素卤素无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案 9/21/20248课件0AAA A A He 氦氦2 B 硼硼 C 碳碳 N 氮氮 O 氧氧 F 氟氟 Ne 氖氖3 Al 铝铝 Si 硅硅 P 磷磷 S 硫硫 Cl 氯氯 Ar 氩氩4 Ga 镓镓 Ge 锗锗 As 砷砷 Se 硒硒 Br 溴溴 Kr 氪氪5 In 铟铟 Sn 锡锡 Sb 锑锑 Te 碲碲 I 碘碘 Xe 氙氙6 Tl 铊铊 Pb 铅铅 Bi 铋铋 Po At 砹砹Rn 氡氡卤素卤素，希腊文原意为，希腊文原意为成盐元素成盐元素11-2-1 卤族元素通性卤族元素通性 9/

8、21/20249课件氟氟(F)(F)氯氯( (ClCl) )溴溴( (BrBr) )碘碘( (I I) )原子序数原子序数9173553价层电子构型价层电子构型 2s22p53s23p54s24p55s25p5原子半径原子半径/ /pm6499114133电负性电负性( p)( p)4.03.02.82.5I1/(kJ mol-1)1681125111401008主要氧化数主要氧化数-1-1、0 0 -1、0 +1、+3 +5、+7 -1、0 +1、+3 +5、+7 -1、0 +1、+3 +5、+7非金属性减弱非金属性减弱 I1大大, , X - e- X+ 困难困难 只有碘才有这种可能只有碘

9、才有这种可能11-2-1 11-2-1 卤族元素通性卤族元素通性 与稳定的与稳定的8 8电子构型原子相比较仅缺一电子构型原子相比较仅缺一个电子个电子, ,在同周期元素中核电荷是最多的在同周期元素中核电荷是最多的, ,原子半径是最小的。原子半径是最小的。 易获得电子，是同周期中易获得电子，是同周期中非金属性最强非金属性最强的元素的元素9/21/202410课件氟氟(F)(F)氯氯( (ClCl) )溴溴( (BrBr) )碘碘( (I I) )原子序数原子序数9173553价层电子构型价层电子构型 2s22p53s23p54s24p55s25p5原子半径原子半径/pm/pm6499114133电

10、负性电负性( p)( p)4.03.02.82.5I I1 1/ /( (kJ molkJ mol- -1 1) )1681125111401008主要氧化数主要氧化数-1-1、0 0 -1、0 +1、+3 +5、+7 -1、0 +1、+3 +5、+7 -1、0 +1、+3 +5、+711-2-1 11-2-1 卤族元素通性卤族元素通性 ClCl、BrBr、I I的价电子构型的价电子构型拆开拆开1 1对电子对电子 氧化数为氧化数为+1+1 ns npndns npnd氧化数为氧化数为+3+3拆开拆开2 2对电子对电子拆开拆开3 3对电子对电子ns npndns npnd氧化数为氧化数为+5+5

11、氧化数为氧化数为+7+7具有多种氧化数具有多种氧化数 并相差并相差2 29/21/202411课件氟氟(F)(F)氯氯( (ClCl) )溴溴( (BrBr) )碘碘( (I I) )原子序数原子序数9173553价层电子构型价层电子构型 2s22p53s23p54s24p55s25p5原子半径原子半径/pm6499114133电负性电负性( p)4.03.02.82.5I1/(kJ mol-1)1681125111401008主要氧化数主要氧化数-1-1、0 0 -1、0 +1、+3 +5、+7 -1、0 +1、+3 +5、+7 -1、0 +1、+3 +5、+711-2-1 11-2-1 卤

12、族元素通性卤族元素通性 特殊性特殊性1.F 1.F 电负性大，非金属性强电负性大，非金属性强 2.2.原子半径小，空间位阻不大，氧化能原子半径小，空间位阻不大，氧化能 力强，与具有多种氧化数的元素化合力强，与具有多种氧化数的元素化合 时，该元素往往可呈现最高氧化数时，该元素往往可呈现最高氧化数 如如 AsF5、SF6 、 IF7 3.F-F3.F-F键能小，易打开键能小，易打开, ,化学性质活泼化学性质活泼9/21/202412课件氟氟(F2) 氯氯(Cl2) 溴溴(Br2) 碘碘(I2)集聚状态集聚状态 气体气体 气体气体 液体液体 固体固体熔、沸点升高熔、沸点升高熔点熔点/ / -219.

13、6 -101 7.2 113.5沸点沸点/ / -188 -34.6 58.76 184.31.1.物理性质物理性质11-2-2 11-2-2 卤族单质卤族单质均为双分子均为双分子 ( (具有稳定的具有稳定的8 8电子构型及较高的键能电子构型及较高的键能) ) 在周期表中在周期表中，整族是双原子分子的只有卤素整族是双原子分子的只有卤素 固态为分子晶体固态为分子晶体 熔、沸点较低熔、沸点较低 9/21/202413课件氟氟(F2) 氯氯(Cl2) 溴溴(Br2) 碘碘(I2)集聚状态集聚状态 气体气体 气体气体 液体液体 固体固体颜色颜色* * 浅黄浅黄 黄绿黄绿 红棕红棕 紫黑紫黑颜色加深颜色

14、加深熔点熔点/ / -219.6 -101 7.2 113.5沸点沸点/ / -188 -34.6 58.76 184.31.1.物理性质物理性质11-2-2 鹵素单质鹵素单质 9/21/202414课件氟氟(F2) 氯氯(Cl2) 溴溴(Br2) 碘碘(I2)集聚状态集聚状态 气体气体 气体气体 液体液体 固体固体颜色颜色* * 浅黄浅黄 黄绿黄绿 红棕红棕 紫黑紫黑溶解度溶解度 分解水分解水 在水中溶在水中溶 易溶于易溶于 解度不大解度不大 有机溶剂有机溶剂 熔点熔点/ / -219.6 -101 7.2 113.5沸点沸点/ / -188 -34.6 58.76 184.31.1.物理性

15、质物理性质 水中颜色水中颜色 有机溶剂有机溶剂(CCl(CCl4 4、CSCS2 2) )颜色颜色 溴溴 黄黄棕红棕红 黄黄棕红棕红 碘碘 棕或红棕棕或红棕 紫紫-I2易溶于碘化物易溶于碘化物(如如KI)中中I3 I2 + I- - I3 -11-2-2 鹵素单质鹵素单质 9/21/202415课件氟氟(F2) 氯氯(Cl2) 溴溴(Br2) 碘碘(I2)集聚状态集聚状态 气体气体 气体气体 液体液体 固体固体颜色颜色* * 浅黄浅黄 黄绿黄绿 红棕红棕 紫黑紫黑溶解度溶解度 分解水分解水 在水中溶在水中溶 易溶于易溶于 解度不大解度不大 有机溶剂有机溶剂 毒性毒性 具有刺激性气味，并有毒具有

16、刺激性气味，并有毒毒性减小毒性减小熔点熔点/ / -219.6 -101 7.2 113.5沸点沸点/ / -188 -34.6 58.76 184.31.1.物理性质物理性质11-2-2 鹵素单质鹵素单质 9/21/202416课件X2 + e- X- - 氧化性氧化性 2.2.化学性质化学性质 F2 Cl2 Br2 I2 电极电势电极电势: F2/F- - Cl2/Cl- - Br2/Br- - I2/I- - E (X2/X- -) 2.87 1.36 1.065 0.5359/21/202417课件 减减小小卤素卤素反应条件反应条件 反应速率与程度反应速率与程度F2 阴冷阴冷爆炸、放出

17、大量热爆炸、放出大量热 Cl2常温常温 强光照射强光照射缓慢缓慢 爆炸爆炸Br2常温常温 600 C 不如氯不如氯 明显明显I2高温高温 缓慢缓慢X2 + e- X- - 氧化性氧化性 2.2.化学性质化学性质 F2 Cl2 Br2 I2 与与H2反应反应 X2 + H2 2HX9/21/202418课件卤素卤素反应物质反应物质 反应程度反应程度F2所有金属所有金属 除氮除氮、氧外的非金属氧外的非金属 反应激烈反应激烈 常伴有燃烧和爆炸常伴有燃烧和爆炸 Cl2与上类似与上类似平稳平稳Br2 I2活泼金属活泼金属 其他金属其他金属常温常温 加热加热减减小小X2 + e- X- - 氧化性氧化性

18、F2 Cl2 Br2 I2 化学性质化学性质 2.2.化学性质化学性质 F2与与Cu、Ni、Mg作用，表面生成氟化物作用，表面生成氟化物保护膜，可阻止进一步被氧化，所以保护膜，可阻止进一步被氧化，所以F2可可储存在储存在Cu、Ni、Mg制成的容器中制成的容器中 与金属、非金属反应与金属、非金属反应9/21/202419课件卤素卤素反应物质反应物质 反应程度反应程度F2所有金属所有金属 除氮除氮、氧外的非金属氧外的非金属 反应激烈反应激烈 常伴有燃烧和爆炸常伴有燃烧和爆炸 Cl2与上类似与上类似平稳平稳Br2 I2活泼金属活泼金属 其他金属其他金属常温常温 加热加热干燥的氯不干燥的氯不 与与Fe

19、反应反应 可将氯储存可将氯储存 在铁罐中在铁罐中减减小小X2 + e- X- - 氧化性氧化性 F2 Cl2 Br2 I2 化学性质化学性质 2.2.化学性质化学性质 与金属、非金属反应与金属、非金属反应9/21/202420课件Cl2、Br2、I2主要发生主要发生(2)(2)类反应类反应 反应程度越来越小反应程度越来越小F2 只能发生只能发生(1)(1)类反应，并反应激烈类反应，并反应激烈 2F2 + 2H2O 4HF + O2X2 + e- X- - 氧化性氧化性 F2 Cl2 Br2 I2 2.2.化学性质化学性质 (1)氧化作用氧化作用 2X2 + 2H2O 4HX + O2 (2)歧

20、化水解歧化水解 X2 + H2O H+ + X- - + HXOK Cl2 Br2 I2 4.210-4 7.210-9 2.010-13 加碱使平衡右移加碱使平衡右移 与水反应：分两类与水反应：分两类 9/21/202421课件3.3.制备制备 2X- - 2e- X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化： 电解法：电解三份电解法：电解三份KHF2和和 两份无水两份无水HF的熔融混合物的熔融混合物 2KHF2 2KF + H2 + F2 电解电解F2 由由K.Christe设计的方法设计的方法K2MnF6+2SbF5 2KSbF6+MnF3+ F2 150150 1 12 29/21/20242

21、2课件3.3.制备制备 2X- - 2e- X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化： 工业上：工业上： 电解饱和食盐水溶液制烧碱的副产品电解饱和食盐水溶液制烧碱的副产品 Cl22NaCl+2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 电解电解 电解电解MgCl2熔盐制熔盐制Mg的副产品的副产品 MgCl2( (熔融）熔融） Mg + Cl2 电解电解电解电解 电解电解NaClNaCl熔盐制熔盐制NaNa的副产品的副产品 2NaCl( (熔融熔融） 2Na + Cl29/21/202423课件3.3.制备制备 2X- - 2e- X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化： 实验室：用实验室：用MnOMn

22、O2 2、KMnOKMnO4 4、K K2 2CrCr2 2O O7 7、KClOKClO4 4 等氧化剂与浓盐酸反应等氧化剂与浓盐酸反应 Cl2MnO2 +4HCl(浓浓) MnCl2+ Cl2 +2H2O2KMnO4 + 16HCl(浓浓) 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O9/21/202424课件Br2用氯气氧化溴化钠中的溴离子用氯气氧化溴化钠中的溴离子Cl2 + 2Br- - 2Cl- - + Br2工业上从海水中提取工业上从海水中提取* * 1.1.在晒盐后留下的苦卤在晒盐后留下的苦卤(pH=3.5左右左右)中通入氯气中通入氯气Cl2 + 2Br- - 2Cl-

23、 - + Br23.3.制备制备 2X- - 2e- X2 卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化： 3.3.用硫酸酸化用硫酸酸化5Br- -+ BrO3 + 6H+ 3Br2 + 3H2O-2.2.用空气把用空气把Br2吹出，再用吹出，再用Na2CO3溶液吸收溶液吸收* * 3CO3 + 3Br2 5Br- - + BrO3 + 3CO22-为除去残存的氯气，可加入少量为除去残存的氯气，可加入少量KBrKBr9/21/202425课件3.3.制备制备 2X- - 2e- X2 卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化： 应避免通入过量的氯气应避免通入过量的氯气 I2 + 5Cl2 + 6H2O 2IO3

24、+10Cl- -+12H+注意注意- - 通氯气于天然卤水中通氯气于天然卤水中 I2Cl2 + 2I- - 2Cl- - + I29/21/202426课件 通氯气于天然卤水中通氯气于天然卤水中 I2Cl2 + 2I- - 2Cl- - + I23.3.制备制备 2X- - 2e- X2 卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化： 用用NaHSO3处理智利硝石提取处理智利硝石提取 NaNO3后剩下的母液后剩下的母液2IO3 + 5HSO3 I2 + 3HSO4 + 2SO4 + H2O- - - -2- -9/21/202427课件1.1.制备制备采用单质合成采用单质合成、复分解复分解、卤化物水解等方

25、法卤化物水解等方法单质合成单质合成: :工业上合成盐酸工业上合成盐酸氢气流在氯气中燃烧氢气流在氯气中燃烧, ,生成的氯化氢用水吸收生成的氯化氢用水吸收 H2 + Cl2 2HCl 11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸9/21/202428课件1.1.制备制备采用单质合成采用单质合成、复分解复分解、卤化物水解等方法卤化物水解等方法单质合成单质合成: :工业上合成盐酸工业上合成盐酸氢气流在氯气中燃烧氢气流在氯气中燃烧, ,生成的氯化氢用水吸收生成的氯化氢用水吸收 H2 + Cl2 2HCl (1)(1)氯分子在加热或强光照射下分解为氯分子在加热或强光照射下分解为 氯原子氯原子C

26、l2 Cl + Clh h (2)(2)氯原子和氢分子反应氯原子和氢分子反应Cl + H2 HCl + H(3)(3)氢原子和氯分子反应氢原子和氯分子反应H + Cl2 HCl + Cl这这样样的的连连锁锁反反应应 称称为为链链式式反反应应11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸9/21/202429课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸1.1.制备制备采用单质合成采用单质合成、复分解复分解、卤化物水解等方法卤化物水解等方法复分解复分解: :氟化氢和少量氯化氢氟化氢和少量氯化氢浓酸与相应的卤化物作用浓酸与相应的卤化物作用CaF2+2H2SO4(浓浓) Ca

27、(HSO4)2+2HFNaCl+H2SO4(浓浓) NaHSO4+HCl制取溴化氢制取溴化氢、碘化氢不能用碘化氢不能用浓硫酸浓硫酸, ,需用需用磷酸磷酸 3NaBr +H3PO4(浓浓) Na3PO4+3HBr 3NaI + H3PO4(浓浓) Na3PO4 + 3HI9/21/202430课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸1.1.制备制备采用单质合成采用单质合成、复分解复分解、卤化物水解等方法卤化物水解等方法复分解复分解: :氟化氢和少量氯化氢氟化氢和少量氯化氢浓酸与相应的卤化物作用浓酸与相应的卤化物作用CaF2+2H2SO4(浓浓) Ca(HSO4)2+2HFNa

28、Cl+H2SO4(浓浓) Na(HSO4)2+2HCl制取溴化氢制取溴化氢、碘化氢不能用碘化氢不能用浓硫酸浓硫酸, ,需用需用磷酸磷酸 因为浓硫酸可氧化部分溴化氢因为浓硫酸可氧化部分溴化氢、碘化氢碘化氢H2SO4 (浓浓)+2HBr Br2+ SO2 +2H2OH2SO4 (浓浓) + 8HI 4I2+ H2S +4H2O9/21/202431课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸1.1.制备制备采用单质合成采用单质合成、复分解复分解、卤化物水解等方法卤化物水解等方法非金属卤化物水解非金属卤化物水解: :制备溴化氢和碘化氢制备溴化氢和碘化氢将水滴入三溴化磷或三碘化磷将水滴

29、入三溴化磷或三碘化磷PBr3+3H2O H3PO3+ 3HBrPI3+3H2O H3PO3+ 3HI3Br2+2P+6H2O 2H3PO3+6HBr将溴滴入磷与少量水的混合物中将溴滴入磷与少量水的混合物中将水滴入碘与磷的混合物中将水滴入碘与磷的混合物中3I2+ 2P + 6H2O 2H3PO3+ 6HI9/21/202432课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸2.2.物理性质物理性质HF HCl HBr HI具有强烈刺激性气味的无色气体具有强烈刺激性气味的无色气体在空气中易与水蒸气结合形成白色酸雾在空气中易与水蒸气结合形成白色酸雾熔点熔点/ / -83.1 -114.8

30、 -88.5 -50.8沸点沸点/ / 19.54 -84.9 -67 -35.38熔、沸点升高熔、沸点升高相对分子质量相对分子质量相对分子质量相对分子质量 以色散力为主，分子间力以色散力为主，分子间力以色散力为主，分子间力以色散力为主，分子间力 , , , ,熔、沸点熔、沸点熔、沸点熔、沸点 分子极性分子极性分子极性分子极性 , , , ,取向力取向力取向力取向力变形性变形性变形性变形性 ，色散力，色散力，色散力，色散力9/21/202433课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸2.2.物理性质物理性质HF HCl HBr HI具有强烈刺激性气味的无色气体具有强烈刺激性

31、气味的无色气体在空气易与水蒸气结合形成白色酸雾在空气易与水蒸气结合形成白色酸雾熔点熔点/ / -83.1 -114.8 -88.5 -50.8沸点沸点/ / 19.54 -84.9 -67 -35.38HF特殊特殊F原子小原子小, ,电负性大电负性大, ,则则HF极性强极性强, , 分子间存在氢键分子间存在氢键, ,形成缔合分子形成缔合分子(HF)n F F F F F F H H H H H H H H H H F F F F F F 9/21/202434课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸2.2.物理性质物理性质HF HCl HBr HI具有强烈刺激性气味的无色气

32、体具有强烈刺激性气味的无色气体在空气易与水蒸气结合形成白色酸雾在空气易与水蒸气结合形成白色酸雾熔点熔点/ / -83.1 -114.8 -88.5 -50.8沸点沸点/ / 19.54 -84.9 -67 -35.38极性共价型分子，液态不导电极性共价型分子，液态不导电 易溶于水易溶于水, ,其水溶液称为氢卤酸其水溶液称为氢卤酸氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸氢碘酸 ( (盐酸盐酸) )9/21/202435课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸3.3.化学性质化学性质HF HCl HBr HI水溶液水溶液 氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸

33、氢碘酸 ( (盐酸盐酸) ) 酸性酸性* * 弱酸弱酸 强酸强酸 强酸强酸 强酸强酸酸性增强酸性增强HF稀溶液是弱酸，浓度稀溶液是弱酸，浓度55mol L-1时为强酸时为强酸 溶液中存在溶液中存在 K HF H+ + F- - 6.310-4 F- - + HF HF2 2 5.1 c(HF)增大，使增大，使(2)为主要，导致为主要，导致(1)向右移向右移动动 - -9/21/202436课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸3.3.化学性质化学性质HF HCl HBr HI水溶液水溶液 氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸氢碘酸 ( (盐酸盐酸) ) 酸性酸

34、性* * 弱酸弱酸 强酸强酸 强酸强酸 强酸强酸酸性增强酸性增强 HF与与SiO2反应反应，生成气态，生成气态SiF4 SiO2 + 4HF SiF4+ 2H2O 用于用于SiO2含量的测定含量的测定, 刻蚀玻璃刻蚀玻璃9/21/202437课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸3.3.化学性质化学性质HF HCl HBr HI水溶液水溶液 氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸氢碘酸 ( (盐酸盐酸) ) 还原性还原性还原性增强还原性增强4I- - + 4H+ O2 2I2 + 2H2O酸性酸性* * 弱酸弱酸 强酸强酸 强酸强酸 强酸强酸酸性增强酸性增强 H

35、F HCl HBr HI 与空气中氧反应与空气中氧反应 不能不能 不能不能 缓慢缓慢 能能 9/21/202438课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸3.3.化学性质化学性质HF HCl HBr HI水溶液水溶液 氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸氢碘酸 ( (盐酸盐酸) ) 还原性还原性还原性增强还原性增强酸性酸性* * 弱酸弱酸 强酸强酸 强酸强酸 强酸强酸酸性增强酸性增强 HF HCl HBr HI 与空气中氧反应与空气中氧反应 不能不能 不能不能 缓慢缓慢 能能 与浓与浓H2SO4反应反应 不能不能 不能不能 能能 能能2HBr +H2SO4(浓浓

36、) SO2 + Br2+2H2O 8HI +H2SO4(浓浓) H2S +4I2+4H2O9/21/202439课件11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸3.3.化学性质化学性质HF HCl HBr HI水溶液水溶液 氢氟酸氢氟酸 氢氯酸氢氯酸 氢溴酸氢溴酸 氢碘酸氢碘酸 ( (盐酸盐酸) ) 还原性还原性增强增强酸性酸性 弱酸弱酸 强酸强酸 强酸强酸 强酸强酸增强增强热稳定性热稳定性减弱减弱2HX H2 + X2 HF HCl HBr HI 1000分解率分解率 - - 1.410-2 0.5 33 9/21/202440课件卤素与卤素与AA、A A 的绝大多数金属的绝大多

37、数金属 及大多数镧系、及大多数镧系、 锕系元素锕系元素形形成成卤素与非金属卤素与非金属及能呈现较高及能呈现较高氧化数的金属氧化数的金属元素元素 具有高熔、沸具有高熔、沸点，低挥发性，点，低挥发性，熔融时能导电熔融时能导电性性质质一般熔、沸点低，一般熔、沸点低，具有挥发性，熔具有挥发性，熔融时不融时不 导电导电卤化物卤化物离子型卤化物离子型卤化物 共价型卤化物共价型卤化物11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物9/21/202441课件11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物 1.1.性质和键型性质和键型氟化物氟化物NaF MgF2AlF3SiF4PF5SF6熔点熔点/99312501040-9

38、0-83-83沸点沸点/169522601260-86-75-75熔融态熔融态导电性导电性易易易易易易不能不能不能不能不能不能键型键型 离子型离子型离子型离子型离子型离子型共价型共价型共价型共价型共价型共价型第三周期元素氟化物的性质和键型第三周期元素氟化物的性质和键型 同一周期卤化物，从左到右，同一周期卤化物，从左到右， 由离子型过渡到共价型由离子型过渡到共价型9/21/202442课件 p p区同族元素卤化物，自上而下，区同族元素卤化物，自上而下， 由共价型过渡到离子型由共价型过渡到离子型1.1.性质和键型性质和键型11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物 氟化物氟化物NF3 PF3AsF3

39、SbF3BiF3熔点熔点/-206.6 -151.5-85292727沸点沸点/-129 -101.5-63319(升华升华)102.7(升华升华)熔融态熔融态导电性导电性不能不能不能不能不能不能难难易易键型键型共价型共价型 共价型共价型共价型共价型 过渡型过渡型离子型离子型氮族元素氟化物的性质和键型氮族元素氟化物的性质和键型9/21/202443课件 同一金属的不同卤化物同一金属的不同卤化物, ,从氟化物到从氟化物到 碘化物，由离子型过渡到共价型碘化物，由离子型过渡到共价型1.1.性质和键型性质和键型卤化物卤化物AlF3 AlCl3AlBr3AlI3熔点熔点/1040190(加压加压)97.

40、5191沸点沸点/1260178(升华升华)263.3360熔融态导电性熔融态导电性易易难难难难难难键型键型离子型离子型 共价型共价型 共价型共价型共价型共价型AlX3的性质和键型的性质和键型11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物 9/21/202444课件1.1.性质和键型性质和键型氯化物氯化物SnCl2 SnCl4PbCl2PbCl4熔点熔点/246-33501-15沸点沸点/652114950105键型键型离子型离子型 共价型共价型 离子型离子型 共价型共价型不同氧化数氯化物不同氧化数氯化物的性质和键型的性质和键型11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物 同一金属组成不同氧化数的卤化物

41、同一金属组成不同氧化数的卤化物, , 高氧化数卤化物具有更多的共价性高氧化数卤化物具有更多的共价性 9/21/202445课件2.2.溶解性溶解性11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物 除银盐除银盐(AgF(AgF例外例外) )、铅盐铅盐、亚汞盐亚汞盐、亚亚 铜盐难溶外铜盐难溶外, ,其它卤化物易溶于水其它卤化物易溶于水 氟化物的溶解度有点反常氟化物的溶解度有点反常如如 CaF2 CaCl2 CaBr2 CaI2 难溶难溶 易溶易溶 易溶易溶 易溶易溶CaX2 为离子型，为离子型， F- -半径小，半径小， CaF2晶格能大，晶格能大， 难溶难溶9/21/202446课件2.2.溶解性溶解性

42、11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物 除银盐除银盐(AgF(AgF例外例外) )、铅盐铅盐、亚汞盐亚汞盐、亚亚 铜盐难溶外铜盐难溶外, ,其它卤化物易溶于水其它卤化物易溶于水 氟化物的溶解度有点反常氟化物的溶解度有点反常如如 CaF2 CaCl2 CaBr2 CaI2 难溶难溶 易溶易溶 易溶易溶 易溶易溶AgF AgCl AgBr AgI 易溶易溶 难溶难溶 难溶难溶 难溶难溶变形性变形性 , ,相互极化相互极化 , , 键的共价性键的共价性 ，溶解度，溶解度9/21/202447课件 卤素可形成正氧化数的含卤素可形成正氧化数的含氧酸及其盐氧酸及其盐( (目前氟只有目前氟只有HOF) )

43、1.1.概述概述氧化数氧化数氯氯溴溴碘碘名称名称+1HClO HBrOHIO次卤酸次卤酸+3HClO2HBrO2-亚卤酸亚卤酸+5HClO3HBrO3HIO3卤卤 酸酸+7HClO4HBrO4HIO4、H5IO6高卤酸高卤酸11-2-5 11-2-5 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐9/21/202448课件 卤素可形成正氧化数的含卤素可形成正氧化数的含氧酸及其盐氧酸及其盐( (目前氟只有目前氟只有HOF) )1.1.概述概述氧化数氧化数氯氯溴溴碘碘名称名称+1HClO HBrOHIO次卤酸次卤酸+3HClO2HBrO2-亚卤酸亚卤酸+5HClO3HBrO3HIO3卤卤 酸酸+7HClO4HB

44、rO4HIO4、H5IO6高卤酸高卤酸11-2-5 11-2-5 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐卤素含氧酸不稳定，大多只能存在于水卤素含氧酸不稳定，大多只能存在于水溶液中，至今尚未得到游离的纯酸溶液中，至今尚未得到游离的纯酸9/21/202449课件1.1.概述概述1.451.451.391.39E E /V/VA A0.36 0.33 0.66 0.42 1.360.36 0.33 0.66 0.42 1.36BrO4 BrO3 BrO Br2(l) Br- - 1.03 0.49 0.46 1.071.03 0.49 0.46 1.07H3IO6 IO3 IO I2(s) I- - 0.

45、65 0.15 0.42 0.540.65 0.15 0.42 0.5411-2-5 11-2-5 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐 E E /V/VB BClO4 ClO3 HClO2 HClO Cl2 Cl- 1.20 1.18 1.64 1.20 1.18 1.64 1.63 1.361.63 1.36H5IO6 IO3 HIO I I2 I- - 1.60 1.14 1.45 0.541.60 1.14 1.45 0.54- - -BrO3 HBrO BrBr2(l) Br- - 1.44 1.60 1.071.44 1.60 1.07- - - - - - -2- - -0.890.

46、890.760.76ClO4 ClO3 ClO2 ClO Cl2 Cl- - - - - - 在在 图中图中, ,几乎所有电对的电极电势都几乎所有电对的电极电势都有较大的正值有较大的正值, ,即在酸性介质中即在酸性介质中, ,卤素单质及各卤素单质及各种含氧酸都有较强的氧化性种含氧酸都有较强的氧化性, ,还原产物一般为还原产物一般为X X- -E E /V/VA A9/21/202450课件1.1.概述概述1.451.451.391.39E E /V/VA A0.36 0.33 0.66 0.42 1.360.36 0.33 0.66 0.42 1.36BrO4 BrO3 BrO Br2(l)

47、Br- - 1.03 0.49 0.46 1.071.03 0.49 0.46 1.07H3IO6 IO3 IO I2(s) I- - 0.65 0.15 0.42 0.540.65 0.15 0.42 0.5411-2-5 11-2-5 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐 E E /V/VB BClO4 ClO3 HClO2 HClO Cl2 Cl- 1.20 1.18 1.64 1.20 1.18 1.64 1.63 1.361.63 1.36H5IO6 IO3 HIO I I2 I- - 1.60 1.14 1.45 0.541.60 1.14 1.45 0.54- - -BrO3 HBr

48、O BrBr2(l) Br- - 1.44 1.60 1.071.44 1.60 1.07- - - - - - -2- - -0.890.890.760.76ClO4 ClO3 ClO2 ClO Cl2 Cl- - - - - - 在在 图中图中, ,除除X X2 2/X/X- -电对外电对外, ,其余电对的电其余电对的电极电势虽为正值极电势虽为正值, ,但均较小，即在碱性介质中但均较小，即在碱性介质中, ,各种含氧酸盐的氧化性较含氧酸弱各种含氧酸盐的氧化性较含氧酸弱 E E /V/VB B9/21/202451课件1.1.概述概述1.451.451.391.39E E /V/VA A0.3

49、6 0.33 0.66 0.42 1.360.36 0.33 0.66 0.42 1.36BrO4 BrO3 BrO Br2(l) Br- - 1.03 0.49 0.46 1.071.03 0.49 0.46 1.07H3IO6 IO3 IO I2(s) I- - 0.65 0.15 0.42 0.540.65 0.15 0.42 0.5411-2-5 11-2-5 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐 E E /V/VB BClO4 ClO3 HClO2 HClO Cl2 Cl- 1.20 1.18 1.64 1.20 1.18 1.64 1.63 1.361.63 1.36H5IO6 IO3

50、 HIO I I2 I- - 1.60 1.14 1.45 0.541.60 1.14 1.45 0.54- - -BrO3 HBrO BrBr2(l) Br- - 1.44 1.60 1.071.44 1.60 1.07- - - - - - -2- - -0.890.890.760.76ClO4 ClO3 ClO2 ClO Cl2 Cl- - - - - - 某些中间氧化数物质易发生歧化反应某些中间氧化数物质易发生歧化反应9/21/202452课件11-2-5 11-2-5 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐2.2.次氯酸及其盐次氯酸及其盐上述反应所得上述反应所得HClO浓度很低，加入浓度很

51、低，加入 HgO、Ag2O、CaCO3等等, ,可使反应可使反应 向右进行，得到浓度较大的向右进行，得到浓度较大的HClO 2Cl2 +2HgO+H2O HgOHgCl2+2HClO 次氯酸的次氯酸的形成：氯气和水作用形成：氯气和水作用Cl2 + H2O HClO + HCl9/21/202453课件2.2.次氯酸及其盐次氯酸及其盐次氯酸的性质次氯酸的性质 弱酸弱酸HClO H+ + ClO- - Ka a = 4.010-8 不稳定不稳定：仅存在于稀溶液中：仅存在于稀溶液中3HClO 2HCl + HClO3 ( (歧化歧化) )2HClO Cl2O + H2O ( (脱水脱水) )脱水剂脱

52、水剂2HClO 2HCl + O2 ( (分解分解) )光光 氧化性氧化性( (消毒消毒, ,漂白等漂白等) )9/21/202454课件2.2.次氯酸及其盐次氯酸及其盐次氯酸盐次氯酸盐漂白粉有效成分为漂白粉有效成分为次氯酸钙次氯酸钙, ,使用时使用时加酸加酸， 生成生成HClOHClO, ,有强氧化性有强氧化性, ,具有漂白具有漂白、消毒作用消毒作用 形成形成: :氯气通入冷碱溶液中氯气通入冷碱溶液中Cl2 +2NaOH NaClO +NaCl +H2O 漂白粉漂白粉：次氯酸钙和碱式氯化钙的混合物次氯酸钙和碱式氯化钙的混合物 2Cl2 +3Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2Ca(O

53、H)2H2O +H2O 4040以下以下 9/21/202455课件2.2.次氯酸及其盐次氯酸及其盐次氯酸盐次氯酸盐漂白粉有效成分为漂白粉有效成分为次氯酸钙次氯酸钙, ,使用时使用时加酸加酸， 生成生成HClOHClO, ,有强氧化性有强氧化性, ,具有漂白具有漂白、消毒作用消毒作用 形成形成: :氯气通入冷碱溶液中氯气通入冷碱溶液中Cl2 +2NaOH NaClO +NaCl +H2O 漂白粉漂白粉：次氯酸钙和碱式氯化钙的混合物次氯酸钙和碱式氯化钙的混合物 2Cl2 +3Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2Ca(OH)2H2O +H2O 4040以下以下 CO2也也可从漂白粉中将可从

54、漂白粉中将HClO置换出来置换出来 Ca(ClO)2+CaCl2Ca(OH)2H2O+2CO2 2CaCO3 +CaCl2 +2HClO+H2O9/21/202456课件3. 3. 氯酸及其盐氯酸及其盐氯酸的制取氯酸的制取用氯酸钡与稀硫酸作用用氯酸钡与稀硫酸作用Ba(ClO3)2+H2SO4 BaSO4+2HClO39/21/202457课件3. 3. 氯酸及其盐氯酸及其盐氯酸的性质氯酸的性质 强酸：强度接近盐酸强酸：强度接近盐酸 稳定性：仅存在于溶液中稳定性：仅存在于溶液中 含量含量40%40%即分解、爆炸即分解、爆炸 3HClO3 2O2 + Cl2 +HClO4 +H2O 强氧化剂强氧化

55、剂2HClO3 + I2 2HIO3 + Cl29/21/202458课件3. 3. 氯酸及其盐氯酸及其盐氯酸钾的制取氯酸钾的制取工业上工业上： 无隔膜糟电解饱和食盐水溶液无隔膜糟电解饱和食盐水溶液2NaCl + 2H2O Cl2 + H2 +2NaOH( (阳极阳极)()(阴极阴极) )电解电解3Cl2+6NaOH NaClO3+5NaCl+3H2ONaClO3 + KCl KClO3 + NaCl冷却冷却9/21/202459课件3. 3. 氯酸及其盐氯酸及其盐氯酸钾的性质氯酸钾的性质 无色透明晶体无色透明晶体 稳定性稳定性2KClO3 2KCl + 3O2 MnOMnO2 2、40060

56、% 与易燃物质相遇，发生爆炸与易燃物质相遇，发生爆炸 是最强的无机酸之一是最强的无机酸之一9/21/202462课件热稳定性增大热稳定性增大，氧化性减弱，氧化性减弱HClO HClO2 HClO3 HClO4( (弱酸弱酸)()(中强酸中强酸)()(强酸强酸)()(最强酸最强酸) )酸性增强酸性增强MClO MClO2 MClO3 MClO4氧氧化化性性减减弱弱热热稳稳定定性性增增大大氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐 某些性质变化的一般规律某些性质变化的一般规律9/21/202463课件第十一章第十一章 卤素和氧族元素卤素和氧族元素第二节第二节 结束结束无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子

57、教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案 第二节结束9/21/202464课件物质颜色630-600630-600760-630760-630430-400430-400450-430450-430500-450500-450570-500570-500600-570600-570橙橙红红紫紫蓝蓝青青绿绿黄黄 光互补示意图光互补示意图 ( (数值为波长，单位数值为波长，单位nm)nm)返回返回 9/21/202465课件返回返回 讲述完毕讲述完毕, , 请返回！请返回！ 9/21/202466课件海水中提取溴海水中提取溴 返回返回 海水中提取溴海水中提取溴 E E /V/V碱性溶液中碱

58、性溶液中, (, (左左) () () (右右),),发生发生(2)(2)反应反应E E E E A AA A- - -解释解释B B- -2.2.用硫酸酸化得到的含较浓用硫酸酸化得到的含较浓Br- -和和BrO3 溶液溶液5Br- -+ BrO3 + 6H+ 3Br2 + 3H2O- -3CO3 + 3Br2 5Br- -+ BrO3 + 3CO2 1.1.用空气把用空气把Br2吹出，再用吹出，再用Na2CO3溶液吸收溶液吸收 2- -9/21/202467课件返回返回 讲述完毕讲述完毕, , 请返回！请返回！ 9/21/202468课件氢卤酸酸性氢卤酸酸性氢卤酸酸性 HX(aq) H+(a

59、q) + X-(aq)HX(g) H(g) + X (g) Hm(脱水脱水)Hh(H+) D (HX,g) H+(g) X-(g) E A AHm(解离解离)I= + + I +Hm(解离解离)Hm(脱水脱水)D (HX,g) E A A+ +Hh(H+) Hh(X-)Hh(X-)9/21/202469课件返回返回 氢卤酸解离过程有关的热力学数据氢卤酸解离过程有关的热力学数据HFHClHBrHI (kJ mol-1)48182123 /(kJ mol-1)568.6 431.8 365.7 298.7I(H)/(kJ mol-1)1311131113111311EA(X)/(kJ mol-1)

60、-322-348-324-295 /(kJ mol-1)-1091 -1091 -1091 -1091 /(kJ mol-1)-515-381-347-305 (kJ mol-1)-3-60-64-58TS /(kJ mol-1)-29-13-4+4G /(kJ mol-1)+26-47-60-62 K (298.15)10-410810101011Hm(脱水脱水) D (HX,g) Hh(H+)Hm(解离解离) m mm mHh(X-)a a9/21/202470课件返回返回 讲述完毕讲述完毕, , 请返回！请返回！ 9/21/202471课件9/21/202472课件9/21/202473课件9/21/202474课件9/21/202475课件9/21/202476课件9/21/202477课件9/21/202478课件9/21/202479课件9/21/202480课件9/21/202481课件9/21/202482课件9/21/202483课件9/21/202484课件9/21/202485课件9/21/202486课件9/21/202487课件9/21/202488课件9/21/202489课件9/21/202490课件9/21/202491课件9/21/202492课件9/21/202493课件