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卤素:物理性能,化学性能。 使用卤素和化合物的其
在元素周期表中的稀有气体左边的卤素。 包含周期表中的组7在这五个有毒的金属元素。 这些包括氟,氯,溴,碘和砹。 虽然砹放射性并且只有一个短命的同位素,它表现为碘,往往被认为卤素。 作为卤族元素有七个价电子,它仅需要一个额外的电子,以形成一个完整的八位位组。 这种特性使得它们比非金属的其它基团更有效。
一般特性
卤素形成双原子分子(X 2型,其中X是卤素) -形式稳定存在卤素作为游离细胞。 双原子分子的联系是非极性和单共价键。 卤素的化学性质使它们易于与大多数元素的化合物,所以他们从来没有在自然界中未绑定的形式存在。 氟 - 最活跃的卤素和砹 - 少。
所有卤素I组形成具有类似性质的盐。 在这些化合物中,卤化物是作为与一个电荷为-1(例如,Cl - ,溴- )卤化物阴离子。 结束-id表示卤素阴离子的存在; 例如Cl -的所谓的“氯化物”。
此外,卤素的化学性质让他们充当氧化剂 - 氧化金属。 涉及卤素大多数的化学反应 - 氧化还原在水溶液中。 卤素形成单键与碳或氮中 的有机化合物, 其中氧化(CO)的度等于-1。 具体的卤素 - 当被卤素原子共价结合的氢原子中的有机化合物取代的,卤素前缀可以在一般意义上,或前缀氟 - ,氯 - ,溴,碘一起使用。 卤族元素可以具有十字形键以形成具有极性共价单键双原子分子。
氯(Cl 2)为在1774年第1卤素打开时,在再开碘(I 2),溴(Br 2),氟(F 2)和砹(At,在1940 YG最后找到)。 名称“卤素”是来自希腊根hal-(«盐»)和-gen(«形式“)衍生的。 总之,这些词语是指“成盐”,强调的是,卤素与金属形成盐反应的事实。 岩盐 - 石盐,的氯化钠(NaCl)组成的天然矿物的名称。 最后,在家庭中使用的卤素 - 含有氟化物的牙膏,氯消毒饮用水,碘,促进甲状腺激素的发展。
化学元素
氟 - 原子序数9元件,由F的元素氟在1886克首次发现表示通过从氢氟酸中分离它。 在自由状态下它存在于氟双原子分子(F 2)的形式,并且是最常见的卤素,在地壳。 氟 - 元素周期表中最负电性的元素。 在室温下,为浅黄色气体。 氟还具有相对小的原子半径。 其CO - -1元素除外双原子状态,其中它的氧化态是零。 氟极其化学活性,并直接与除氦(He),氖(Ne)和氩(Ar)的所有元素进行交互。 为H 2 O溶液,氢氟酸(HF)是一种弱酸。 虽然高电负性氟,其电负性无法确定的酸度; HF是一种弱酸由于这样的事实,所述氟离子是碱性(pH> 7)。 此外,氟产生非常强氧化剂。 例如,氟可以与惰性气体氙反应并形成一种强氧化剂二氟化氙(XeF的2)。 在氟化物许多应用。
氯 - 原子序数为17,化学符号氯元素。 通过克在1774年发现的。从盐酸区分。 在其元素状态下形成原子分子Cl 2的。 氯具有几个SB -1,1,3,5和7在室温下,它是浅绿色的气体。 由于在所述两个氯原子之间形成的键,弱,Cl 2的分子具有进入连接非常高的能力。 氯气与金属反应以形成盐,这是所谓的氯化物。 氯离子是包含在海水中最丰富的离子。 氯也有两种同位素:35 Cl和37氯。 氯化钠是所有的氯化物的最常见的连接。
溴 - 与原子序数35和符号溴的化学元素。 这是首次在1826年发现的基本溴的形式是双原子分子,溴2。 在室温下,它是一种红棕色液体。 其CO - -1,+ 1,3,4和5比溴碘多种活性,但比氯更低的活性。 此外,溴同位素具有两个79 Br和81溴。 溴发生在 盐的形式 溴化物,溶解在海水中。 近年来,生产溴世界增加的显著,因为它的可用性和长寿命。 与其他卤素溴和氧化剂是非常有毒的。
碘 - 原子序数为53和符号I的碘氧化具有化学元素:-1,+ 1,+ 5和+7。 有一个在一个双原子分子的形式,I 2。 在室温下,固体物质是紫色的。 碘有一个稳定的同位素- 127一1811年首次发现,藻类和硫酸的帮助。 目前,碘离子可以在海水中分离出来。 尽管碘不是非常易溶于水,其溶解度可以使用单独的碘化物时被增加。 碘起着体内重要的作用,在生产甲状腺激素的参与。
砹 - 与原子序数85和符号在放射性元素。 其可能的氧化状态-1,1,3,5和7,是不是一个双原子分子的唯一卤素。 在正常情况下,金属的硬质材料的黑色。 砹是一种非常稀有的元素,所以很少有人知道他。 此外,砹有一个很短的半衰期,最长不超过几个小时。 在收到的1940年合成的结果。 据认为类似碘砹说。 表征 金属特性。
下表显示了卤原子的结构,电子的外层的结构。
卤素 | 电子的配置 |
氟 | 1秒2秒2 2 5 2P |
氯 | 2 3S 3P 5 |
溴 | 3D 10 4S 2 4P 5 |
碘 | 图4d 2 10 5秒5 5P |
砹 | 4F 14 10 5D 6S 2 6P 5 |
这样的结构使电子的外层,类似于卤素化合物的物理和化学性质。 然而,当比较这些元素和观察到的差异时。
周期属性卤素基团
的卤素的简单物质的物理性质随该元件的序数改变。 为了更好的吸收和更加的清晰,我们为您提供了几桌。
与增加分子(F <氯<溴
表1中的卤素。 物理性质:熔点和沸点
卤素 | 熔点T(℃) | 沸腾T(℃) |
氟 | -220 | -188 |
氯 | -101 | -35 |
溴 | -7.2 | 58.8 |
碘 | 114 | 184 |
砹 | 302 | 337 |
- 原子半径增大。
内核大小的增加(F <氯<溴
表2:卤素。 物理性质:原子半径
卤素 | 共价半径(下午) | 离子(X - )的范围(下午) |
氟 | 71 | 133 |
氯 | 99 | 181 |
溴 | 114 | 196 |
碘 | 133 | 220 |
砹 | 150 |
- 电离能量降低。
如果外部价电子不靠近核,才能除去不需要来自其大量的能量。 因此,需要对外边电子喷射的能量是不是在一组元素的下部那么高,因为有更多的能量水平。 另外,高能量的离子化导致显示非金属质量的元素。 金属的性质,因为电离能量减少(在
表3.卤素。 物理性质:电离能量
卤素 | 电离能(千焦耳/摩尔) |
氟 | 1681 |
氯 | 1251 |
溴 | 1140 |
碘 | 1008 |
砹 | 890±40 |
- 电负性降低。
价电子带中在逐渐降低水平的增加的能级的原子的数目增加。 电子是逐渐远离芯; 因此,细胞核和电子不作为相互吸引。 在筛选有增加。 因此电负性随周期而减小(在
表4.卤素。 物理性能:电
卤素 | 电 |
氟 | 4 |
氯 | 3.0 |
溴 | 2.8 |
碘 | 2.5 |
砹 | 2.2 |
- 电子亲和力降低。
由于随时间的原子尺寸的增加,电子亲和力通常减小(B
表5.亲和卤素电子
卤素 | 电子亲和力(KJ / mol)的 |
氟 | -328.0 |
氯 | -349.0 |
溴 | -324.6 |
碘 | -295.2 |
砹 | -270.1 |
- 反应性元素而降低。
卤素的反应性随周期而减小(在
无机化学。 氢+卤素
当卤素与其它,较少负电性元素反应以形成二元化合物卤化物形成。 氢与卤素形成的卤化物HX型反应:
- 氟化氢HF;
- 氯化物盐酸;
- 溴化氢的HBr;
- 碘化氢HI。
卤化氢容易溶解于水中以形成氢卤(氢氟酸,盐酸,氢溴酸,氢碘酸)。 这些酸的性质如下。
通过以下反应形成的酸:HX(水溶液)+ H 2 O(L)→X - (水溶液)+ H 3 O +(水溶液)。
所有卤化氢以形成强酸性,除了HF。
酸度增加氢卤酸:HF <盐酸 氢氟酸可以蚀刻在玻璃和某些无机氟化物长的时间。 这可能似乎不合逻辑该HF是最弱的氢卤酸,由于氟本身具有高的电负性。 尽管如此H-F键性非常强,从而产生非常弱的酸。 一个强大的关系由一个短键长和大的解离能来定义。 所有的卤化氢的HF具有最短的连接长度和最大的键离解能。 卤素含氧酸与氢原子,氧和氢卤酸。 它们的酸味可以通过分析结构来确定。 卤素含氧酸现介绍如下: 在每个结合到氧原子这些质子酸,使键的比较长度质子是无用的。 主导作用是由电在这里演出。 与键合至中心原子的氧原子的数目酸度增加。 卤素的基本物理性能可以在下表中简要地表示。 物质条件(室温下) 卤素 外形 公司 碘 紫色 砹 黑 液体 溴 赤褐色 气 氟 淡黄褐色 氯 淡绿色 颜色是通过使激发电子的分子可见光的卤素吸收的结果。 氟吸收紫色光,因此看起来浅黄色。 碘,与此相反,吸收黄色光,它看起来紫色(黄色和紫色 - 互补色)。 卤素灯的颜色变得与增长期更暗。 所述密封容器的液体溴和固体碘处于平衡与其蒸气,其可被观察为有色的气体。 虽然颜色砹未知的,但认为它应该是根据观察到的图案的较暗的碘(t·E·布莱克)。 现在,如果你问:“描述卤素的物理特性,”你会说。 氧化程度经常被用来代替“卤素的价。” 典型地,氧化态等于-1。 但是,如果卤素被链接到另一氧或卤素,它可以采取其它状态:氧-2 SB具有优先权。 在键合在一起的两个不同的卤原子的情况下,更电负性原子占优势,并采取CO -1。 例如,在氯化碘(ICl的)是CO氯-1,+ 1和碘。 氯是比碘负电性更强,因此,CO等于-1。 溴酸(HBrO 4)氧具有CO -8(-2×4 = -8原子)。 氢具有共氧化数+1。 这两个值的加成给出CO -7。 由于最终化合物SB应该为零,则CO为七个溴。 第三例外是元素形式的卤素(X 2),其中它的CO等于零的氧化程度。 卤素 中的CO的化合物 氟 -1 氯 -1,+ 1,+ 3,+ 5,+ 7 溴 -1,+ 1,+ 3,+ 4,+ 5 碘 -1,+ 1,+ 5,+ 7 砹 -1,+ 1,+ 3,+ 5,+ 7 电负性随时间而增加。 因此,氟具有所有元素的电负性最高,就证明其在周期表中的位置。 其电子结构1S 2 2S 2 2P 5。 如果氟化物得到另一个电子,极端p轨道被完全填充,并形成一个完整的八位。 因为氟具有高的电负性,它可以容易地选择从相邻原子的电子。 氟化物在这种情况下等电子惰性气体(八个价电子)和填充其所有外部轨道。 在这种状态下,氟是要稳定得多。 在自然界中,卤素是在阴离子,从而无卤通过氧化通过电解或通过氧化剂产生的。 例如,由氯化钠溶液水解生成的氯。 使用卤素和他们不同的化合物。 卤素含氧酸
外观和物质的状态
外观说明
卤素的氧化化合物中的程度
为什么有氟始终是-1?
制备和使用卤素
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