卤素卤素(Halogen)这一词的希腊文原意是成盐元素周期这一词的希腊文原意是成盐元素周期系第系第ⅦA族元素，包括了族元素，包括了: 氟氟(Fluorine) 氯氯(Chlorine) 溴溴(Bromine) 碘碘(Iodine) 砹砹(Astatine) 砹是在二十世纪四十年代才被科学家所发现它是人砹是在二十世纪四十年代才被科学家所发现它是人工合成元素工合成元素 用能量为用能量为28兆电子伏特兆电子伏特 粒子轰击铋靶，合成了粒子轰击铋靶，合成了211At砹希腊词原意是不稳定它的同位素的半衰期只有砹希腊词原意是不稳定它的同位素的半衰期只有8.3小时一、卤素通性一、卤素通性 卤素的一些性质卤素的一些性质 卤素和其他族相比较具有下列卤素和其他族相比较具有下列特征特征：： 1 有有较较大大的的电电负负性性、、电电子子亲亲合合能能和和第第一一电电离离能能因因而而卤卤素是素是最活泼的非金属最活泼的非金属 2 族族内内元元素素间间的的性性质质极极其其相相似似，，在在这这方方面面，，周周期期表表中中仅仅IA可以相比。
可以相比 3 卤素单质在常温下都卤素单质在常温下都以双原子分子以双原子分子存在，形成卤素分存在，形成卤素分子的稳定的稀有气体构型，因而具有较高的键能子的稳定的稀有气体构型，因而具有较高的键能 4 卤素卤素有形成有形成-1氧化值的强烈趋势氧化值的强烈趋势当卤素与电负性比当卤素与电负性比他们更大的元素化合时他们更大的元素化合时,只能通过共用电子对成键只能通过共用电子对成键.在这类在这类化合物中他们的特征氧化值为化合物中他们的特征氧化值为+1、＋、＋3、＋、＋5、＋、＋7（氟除外）（氟除外） 值得注意的是卤素值得注意的是卤素正氧化值彼此间的差值为正氧化值彼此间的差值为2 5 5由于卤素有孤对电子，所以可以作为电子给予体，参由于卤素有孤对电子，所以可以作为电子给予体，参与配合，与配合，形成配位化合物形成配位化合物 1、卤素单质的发现、卤素单质的发现 他曾对这种新发现的物质进行研究，了解到它 他曾对这种新发现的物质进行研究，了解到它不易和氯、碳等元素形成化合物，但能和氢，磷等不易和氯、碳等元素形成化合物，但能和氢，磷等元素化合元素化合1814年这一元素被定名为年这一元素被定名为“Iodine”。
在人体中碘是一种必须的微量元素少则患 在人体中碘是一种必须的微量元素少则患碘碘缺乏病缺乏病 单质碘的发现： 单质碘的发现： 碘是在碘是在1811年为从事制硝业的法国人库特瓦所发现年为从事制硝业的法国人库特瓦所发现 单质溴的发现： 单质溴的发现： 1825年，德国海得堡大学学生罗威将其家乡克罗茨年，德国海得堡大学学生罗威将其家乡克罗茨纳克的一种矿泉水用氯气处理时，产生了一种红色物质纳克的一种矿泉水用氯气处理时，产生了一种红色物质．这种物质可被乙醚提取出来．当把这种红色提取液中．这种物质可被乙醚提取出来．当把这种红色提取液中的乙醚蒸去后，他得到了一种红棕色的液体，这就是溴的乙醚蒸去后，他得到了一种红棕色的液体，这就是溴 当罗威和他的老师格梅林正在对这一新物质进行认 当罗威和他的老师格梅林正在对这一新物质进行认真研究的时候，真研究的时候，1826年的年的《《理化会志理化会志》》上发表了巴拉尔上发表了巴拉尔的论文的论文,也宣布发现了溴也宣布发现了溴 单质氟的发现： 单质氟的发现： 从萤石从萤石(CaF2)的发现的发现,到最活泼的元素氟被征服足足到最活泼的元素氟被征服足足化费了化费了350年。
科学家为此不屈不挠地辛勤劳动年科学家为此不屈不挠地辛勤劳动,很多人很多人由此而中剧毒由此而中剧毒,有的甚至贡献了他们的生命有的甚至贡献了他们的生命,正象马克思正象马克思所说的：所说的：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点才有希望达到光辉的顶点” 法国人莫瓦桑（ 法国人莫瓦桑（Henri Moissan 1852一一1907）认真）认真总结了前人的经验教训，继续实验，但仍屡遭失败，其总结了前人的经验教训，继续实验，但仍屡遭失败，其间曾因中毒而中断了四次试验间曾因中毒而中断了四次试验 最后他将干燥的氢氟化钾溶于无水的氢氟酸中，以 最后他将干燥的氢氟化钾溶于无水的氢氟酸中，以此作为电解质此作为电解质，，进行电解在进行电解在1886年第一次取得了单质年第一次取得了单质氟因而摩瓦桑荣获了摩瓦桑荣获了1906年诺贝尔化学奖他却说：年诺贝尔化学奖他却说：“氟夺去了我十年的生命氟夺去了我十年的生命” 2KHF2===2KF+H2 +F2 阳极：阳极：2F- - 2e = F2 阴极：阴极：2H+ + 2e= H2 莫瓦桑莫瓦桑(H.Moissan,1852-1907),法国化学家法国化学家 电解 电解 单质氯的发现： 单质氯的发现： 氯是由瑞典化学家舍勒氯是由瑞典化学家舍勒(C.W. Scheele)在在1774年用软年用软锰矿锰矿(MnO2)与盐酸反应而发现与盐酸反应而发现的，氯气为黄绿色，所以氯一的，氯气为黄绿色，所以氯一词希腊文原意是黄绿色。
词希腊文原意是黄绿色 2、单质的制备、单质的制备 单质氟的制备： 单质氟的制备： 化学家化学家Karl Chrite曾推断：路易斯酸如曾推断：路易斯酸如SbF5能将能将另一个较弱的路易斯酸另一个较弱的路易斯酸MnF4从稳定配离子从稳定配离子[MnF6]2-的的盐中置换出来而盐中置换出来而MnF4在热力学上不稳定，易分解在热力学上不稳定，易分解为为MnF3和和1/2F2根据这种推断，他根据这种推断，他首次用化学方法制首次用化学方法制得氟，得氟，这是这是1986年合成化学研究上的一大突破具体年合成化学研究上的一大突破具体制法为：制法为：4KMnO4+4KF+20HF===4K2MnF6+10H2O+3O2SbCl5+5HF===SbF5+5HCl2K2MnF6+4SbF5===4KSbF6+2MnF2+2MnF3+F2↑423K 单质氯的制备单质氯的制备工业上制备氯气用电解法：阳极：2Cl- + 2e = Cl2阴极：2H2O + 2e = H2 + 2OH- 实验室的制备氯气的方法一般是：MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O 溴、碘的制备： 溴、碘的制备： 溴离子和碘离子具有比较明显的还原性，常用氯溴离子和碘离子具有比较明显的还原性，常用氯来氧化来氧化Br-和和I-以制取以制取Br2和和I2。
工业上从海水中制溴，先把盐卤加热到工业上从海水中制溴，先把盐卤加热到363K后后控制控制pH为为3.5，通入氯把溴置换出来，再用空气把溴，通入氯把溴置换出来，再用空气把溴吹出以碳酸钠吸收吹出以碳酸钠吸收:3Na2CO3+3Br2===5NaBr+NaBrO3+3CO2 最后用硫酸酸化，单质溴又从溶液中析出用 最后用硫酸酸化，单质溴又从溶液中析出用此方法，从此方法，从1吨海水中可制得约吨海水中可制得约0.14kg的溴 在实验室中还可用制备氯的方法来制备溴和碘，不 在实验室中还可用制备氯的方法来制备溴和碘，不过分别以溴化物和碘化物与浓过分别以溴化物和碘化物与浓H2SO4的混和物来代替的混和物来代替HBr和和HI：：2NaBr+3H2SO4+MnO2===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br22NaI+3H2SO4+MnO2===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2后一反应式是自海藻灰中提取碘的主要反应后一反应式是自海藻灰中提取碘的主要反应 3、单质的化学性质、单质的化学性质 （ （1）与金属和非金属的作用）与金属和非金属的作用 （（2）、与水、碱的作用）、与水、碱的作用X2+H2O===2H++2X-+0.5O2 (除碘外除碘外)X2+H2O H++X-+HXOX2+2e- 2X-E=(F:2.78V,Cl:1.358V,Br:1.085V,I:0.535V)O2+4H++4e- 2H2O E=1.229V 冷冷 卤素的歧化反应与溶液的 卤素的歧化反应与溶液的pH值有关，当氯水溶值有关，当氯水溶液的液的pH>4时，歧化反应才能发生，时，歧化反应才能发生，pH<4时则时则Cl-被被HClO氧化生成氧化生成Cl2。
碱性介质有利于氯、溴和碘的歧碱性介质有利于氯、溴和碘的歧化反应X2+2OH-===X-+XO-+H2O（（X=CI2、、Br2））冷冷热热3X2+6OH-===5X-+XO3-+3H2O（（X=CI2、、Br2、、I2）） 碘在冷的碱性溶液中能迅速发生歧化反应： 碘在冷的碱性溶液中能迅速发生歧化反应： 3I2+6OH-===5I-+IO3-+3H2OF2Cl2Br2I2与水作用现象激烈日光下极慢不明显 三、氯气的漂白性： 三、氯气的漂白性： 氯气与水生成次氯酸，可使有机色素永久性漂 氯气与水生成次氯酸，可使有机色素永久性漂白 三、卤化氢和氢卤酸三、卤化氢和氢卤酸HFHClHIHBr １、卤化氢和氢卤酸的制备１、卤化氢和氢卤酸的制备 以萤石 以萤石(CaF2 )和浓和浓H2SO4作用，工业上生产作用，工业上生产HF是是把反应物放在衬铅的铁制容器中进行（因生成把反应物放在衬铅的铁制容器中进行（因生成PbF2保保护层阻止进一步腐蚀铁）氢氟酸一般用塑料制容器护层阻止进一步腐蚀铁）氢氟酸一般用塑料制容器盛装HF溶于水即为氢氟酸溶于水即为氢氟酸CaF2+H2SO4(浓浓)===CaSO4+2HF↑ 实验室中少量的氯化氢可用食盐和浓硫酸反应制得 实验室中少量的氯化氢可用食盐和浓硫酸反应制得NaCl+H2SO4(浓浓)===NaHSO4+HCl NaHSO4+NaCl====Na2SO4+HCl NaI+H3PO4===NaH2PO4+HI NaBr+H3PO4===NaH2PO4+HBr 本法不适于制取 本法不适于制取HBr和和HI（（为什么为什么？）？） 浓浓H2SO4能使所生成的能使所生成的HBr和和HI进一步氧化。
用磷进一步氧化用磷酸代替硫酸却可以酸代替硫酸却可以2HBr + H2SO4(浓浓) == SO2 + 2H2O+Br22HI+H2SO4(浓浓) == H2S +4H2O+4I2 ２、卤化氢和氢卤酸的性质：２、卤化氢和氢卤酸的性质： 主要是主要是酸碱性、热稳定性、还原性酸碱性、热稳定性、还原性 氟化氢的氢键 氟化氢的氢键 氟化氢这些独特性质与其分子间存在氢键形 氟化氢这些独特性质与其分子间存在氢键形成缔合分子有关实验证明，氟化氢在气态、液成缔合分子有关实验证明，氟化氢在气态、液态和固态时都有不同程度的缔合在态和固态时都有不同程度的缔合在360K以上以上它的蒸气密度相当于它的蒸气密度相当于HF，，在在299K时相当于时相当于(HF)2和和(HF)3的混合物在固态时，氟化氢由未限长的混合物在固态时，氟化氢由未限长的锯齿形长链组成的锯齿形长链组成 卤卤化化氢氢和和氮氮族族、、氧氧族族元元素素氢氢化化物物一一样样，，其其主主要要化化学学性性质质为为热热稳稳定定性性、、酸酸碱碱性性和和还还原原性性同同一一族族中中，，随随着着原原子子序序数数的的增增加加，，这些性质都呈现有规律的变化。
这些性质都呈现有规律的变化１）（１） HF HCl HBr HI 熔沸点熔沸点 递增，递增， 因为分子量增加，但因为分子量增加，但HF因有氢键而特殊因有氢键而特殊 （２）（２） HF HCl HBr HI 热稳定性热稳定性 递减 HF HCl HBr HI △△fH°(kJ/mol) -271.1 -92.3 -36.4 +26.5 EH-X (kJ/mol) 565.0 428.0 362.0 295.0 （３）（３） HF HCl HBr HI还原性还原性 递增NaCl + H2SO4(浓浓) = NaHSO4 + HCl需需KMnO4等强氧化剂才能使等强氧化剂才能使Cl-氧化为氧化为Cl22HBr + H2SO4(浓浓)= Br2 + SO2 + 2H2O8HI + H2SO4(浓浓) = 4I2 + H2S + 4H2O（（４４））从从上上向向下下氢氢化化物物酸酸性性依依次次增增强强。
键键长长增增加加，，H H+ +离解能减小离解能减小 HF HCl HBr HI酸性酸性 递增 Ka 10-2.5 108.2 1011 1012 卤化物又可分为卤化物又可分为金属卤化物金属卤化物和和非金属卤化物非金属卤化物两大类卤化物的键型与性质的遵变规律 (P312)：(1)同一周期卤化物的键型，从左向右，由离子型过同一周期卤化物的键型，从左向右，由离子型过渡到共价型渡到共价型2)(2) p区同族元素卤化物的键型，自上而下，由共区同族元素卤化物的键型，自上而下，由共价型过渡到离子型价型过渡到离子型 (3)(3) 同一金属的不同卤化物，从氟化物到碘化物，同一金属的不同卤化物，从氟化物到碘化物，由离子键过渡到共价键，由离子键过渡到共价键， (4)(4) 同一金属组成不同氧化数的卤化物时，高氧同一金属组成不同氧化数的卤化物时，高氧化数卤化物具有更多的共价性化数卤化物具有更多的共价性 四、卤化物四、卤化物 卤素互化物卤素互化物 不同卤素原子之间以共价键相结合形成的化 不同卤素原子之间以共价键相结合形成的化合物称为卤素互化物。
合物称为卤素互化物 这类化合物可用通式 这类化合物可用通式XX’n表示，表示，n=1,3,5,7,X的电负性小于的电负性小于X’除BrCl、、ICl、、ICl3、、IBr3和和IBr外，其它几乎都是氟的卤素互化物外，其它几乎都是氟的卤素互化物 绝大多数卤素互化物是不稳定的，它们的许多 绝大多数卤素互化物是不稳定的，它们的许多性质性质类似于卤素单质，都是强氧化剂类似于卤素单质，都是强氧化剂，与大多数金，与大多数金属和非金属猛烈反应生成相应的卤化物它们都容属和非金属猛烈反应生成相应的卤化物它们都容易发生水解作用，生成易发生水解作用，生成卤离子和卤氧离子，分子中卤离子和卤氧离子，分子中较大的卤原子生成卤氧离子较大的卤原子生成卤氧离子 卤卤素素互互化化物物杂化杂化类型类型;sp3d sp3d2 sp3d3 五、卤素的含氧酸及其盐五、卤素的含氧酸及其盐 1、命名、命名 正酸： 正酸：H2SO4 HClO3 高酸高酸: HClO4 原酸原酸: H4SiO4 偏酸偏酸: HPO3 亚酸亚酸: H3PO3 HClO2 次酸次酸 H3PO2 HClO 卤素的含氧酸及其盐卤素的含氧酸及其盐 2、含氧酸根离子的结构、含氧酸根离子的结构sp3d2杂杂化化 3、含氧酸的酸性、含氧酸的酸性含氧酸含氧酸HClOHClO2HClO3HClO4Ka2.95×10-810-210+310+9强度强度相当于相当于H2S的的Ka1相当于相当于H2SO4的的Ka2相当于相当于HNO3相当于相当于HI弱弱中强中强强强极强极强酸性递变酸性递变弱弱---------------------------------------强强 4、次卤酸及其盐、次卤酸及其盐含氧酸含氧酸HClOHBrOHIOKa2.95×10-82.06×10-92.3×10-11酸性递变酸性递变强强---------------------------------------弱弱 碱金属的次卤酸盐易水解，其水溶液显碱性。
碱金属的次卤酸盐易水解，其水溶液显碱性 次卤酸都是 次卤酸都是强氧化剂强氧化剂和和漂白剂漂白剂，它们很不稳定，，它们很不稳定，尤其是次碘酸它们能以两种方式分解：尤其是次碘酸它们能以两种方式分解： (1)次氯酸次氯酸2HClO===2HCl+O23HClO===HClO3+2HCl (2)次溴酸次溴酸4HBrO==2Br2+2H2O+O23HBrO==HBrO3+2Br2+2H2O (3)次碘酸次碘酸 溶液中由于 溶液中由于IO-歧化很快，溶液中歧化很快，溶液中IO-不存在 因此 因此I2与碱反应能定量地得到碘酸盐与碱反应能定量地得到碘酸盐3I2+6OH-===IO3-+5I-+3H2O卤素的含氧酸及其盐卤素的含氧酸及其盐 (4)次氯酸盐次氯酸盐 工业上用电解冷的稀的 工业上用电解冷的稀的NaCl溶液并搅动溶液并搅动:有效氯有效氯Ca(ClO)2+4HCl==CaCl2+2Cl2↑+2H2OCa(ClO)2+H2O+CO2==CaCO3+2HClO 卤素的含氧酸及其盐卤素的含氧酸及其盐 唯一已知的亚卤酸是亚氯酸它极不稳定会迅速 唯一已知的亚卤酸是亚氯酸。
它极不稳定会迅速分解8HClO2=6ClO2+Cl2+4H2O 它是弱酸（ 它是弱酸（Ka≈10－－2））但酸性比但酸性比HClO强当ClO2和碱溶液反应时生成亚氯酸盐和氯酸盐和碱溶液反应时生成亚氯酸盐和氯酸盐2ClO2+2OH-＝＝ClO2-+ClO3-+H2O 用用ClO2和和Na2O2反应可制得反应可制得NaClO2:Na2O2+2ClO2=2NaClO2+O2 亚氯酸盐比亚氯酸稳定，如把亚氯酸盐的碱性溶 亚氯酸盐比亚氯酸稳定，如把亚氯酸盐的碱性溶液放置一年也不见分解，但加热或敲击亚氯酸盐固体液放置一年也不见分解，但加热或敲击亚氯酸盐固体时立即发生爆炸，歧化成为氯酸盐和氯化物时立即发生爆炸，歧化成为氯酸盐和氯化物3NaClO2＝＝2NaClO3+NaCl 亚氯酸及其盐具有氧化性可作漂白剂亚氯酸及其盐具有氧化性可作漂白剂 5、、亚卤酸亚卤酸及其盐及其盐 卤素的含氧酸及其盐卤素的含氧酸及其盐 卤酸都是强酸，按卤酸都是强酸，按HClO3—HBrO3—HIO3的顺序酸性依次减的顺序酸性依次减弱、稳定性依次增强弱、稳定性依次增强 卤酸的浓溶液都是强氧化剂，其中以溴酸的氧化性最强， 卤酸的浓溶液都是强氧化剂，其中以溴酸的氧化性最强，这反映了这反映了p区中间横排元素的不规则性。
区中间横排元素的不规则性 BrO3-/Br2 ClO3-/Cl2 IO3-/I2E(XO3-/X2)/V 1.52 1.47 1.192BrO3-+2H++I2＝＝2HIO3+Br22ClO3-+2H++I2＝＝2HIO3+Cl2 2BrO3-+2H++Cl2＝＝2HClO3+Br2 6、、卤酸卤酸及其盐及其盐 卤素的含氧酸及其盐卤素的含氧酸及其盐7、、高卤酸高卤酸及其盐及其盐 HClO4是已知酸中最强的酸，浓热的是已知酸中最强的酸，浓热的HClO4是是强的氧化剂，遇到有机物质会发生爆炸性反应，但强的氧化剂，遇到有机物质会发生爆炸性反应，但稀冷的稀冷的HClO4溶液几乎不显氧化性溶液几乎不显氧化性 高氯酸盐一般是可溶的，但 高氯酸盐一般是可溶的，但Cs+、、Rb+、、K+及及NH4+的高氯酸盐的溶解度都很小的高氯酸盐的溶解度都很小 高溴酸是强酸，强度接近于 高溴酸是强酸，强度接近于HClO4它的氧化能它的氧化能力高于高氯酸和高碘酸力高于高氯酸和高碘酸(同溴酸同溴酸)。