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鹵素:物理性能,化學性能。 使用鹵素和化合物的其
在元素週期表中的稀有氣體左邊的鹵素。 包含週期表中的組7在這五個有毒的金屬元素。 這些包括氟,氯,溴,碘和砹。 雖然砹放射性並且只有一個短命的同位素,它表現為碘,往往被認為鹵素。 作為鹵族元素有七個價電子,它僅需要一個額外的電子,以形成一個完整的八位位組。 這種特性使得它們比非金屬的其它基團更有效。
一般特性
鹵素形成雙原子分子(X 2型,其中X是鹵素) -形式穩定存在鹵素作為游離細胞。 雙原子分子的聯繫是非極性和單共價鍵。 鹵素的化學性質使它們易於與大多數元素的化合物,所以他們從來沒有在自然界中未綁定的形式存在。 氟 - 最活躍的鹵素和砹 - 少。
所有鹵素I組形成具有類似性質的鹽。 在這些化合物中,鹵化物是作為與一個電荷為-1(例如,Cl - ,溴- )鹵化物陰離子。 結束-id表示鹵素陰離子的存在; 例如Cl -的所謂的“氯化物”。
此外,鹵素的化學性質讓他們充當氧化劑 - 氧化金屬。 涉及鹵素大多數的化學反應 - 氧化還原在水溶液中。 鹵素形成單鍵與碳或氮中 的有機化合物, 其中氧化(CO)的度等於-1。 具體的鹵素 - 當被鹵素原子共價結合的氫原子中的有機化合物取代的,鹵素前綴可以在一般意義上,或前綴氟 - ,氯 - ,溴,碘一起使用。 鹵族元素可以具有十字形鍵以形成具有極性共價單鍵雙原子分子。
氯(Cl 2)為在1774年第1鹵素打開時,在再開碘(I 2),溴(Br 2),氟(F 2)和砹(At,在1940 YG最後找到)。 名稱“鹵素”是來自希臘根hal-(«鹽»)和-gen(«形式“)衍生的。 總之,這些詞語是指“成鹽”,強調的是,鹵素與金屬形成鹽反應的事實。 岩鹽 - 石鹽,的氯化鈉(NaCl)組成的天然礦物的名稱。 最後,在家庭中使用的鹵素 - 含有氟化物的牙膏,氯消毒飲用水,碘,促進甲狀腺激素的發展。
化學元素
氟 - 原子序數9元件,由F的元素氟在1886克首次發現表示通過從氫氟酸中分離它。 在自由狀態下它存在於氟雙原子分子(F 2)的形式,並且是最常見的鹵素,在地殼。 氟 - 元素週期表中最負電性的元素。 在室溫下,為淺黃色氣體。 氟還具有相對小的原子半徑。 其CO - -1元素除外雙原子狀態,其中它的氧化態是零。 氟極其化學活性,並直接與除氦(He),氖(Ne)和氬(Ar)的所有元素進行交互。 為H 2 O溶液,氫氟酸(HF)是一種弱酸。 雖然高電負性氟,其電負性無法確定的酸度; HF是一種弱酸由於這樣的事實,所述氟離子是鹼性(pH> 7)。 此外,氟產生非常強氧化劑。 例如,氟可以與惰性氣體氙反應並形成一種強氧化劑二氟化氙(XeF的2)。 在氟化物許多應用。
氯 - 原子序數為17,化學符號氯元素。 通過克在1774年發現的。從鹽酸區分。 在其元素狀態下形成原子分子Cl 2的。 氯具有幾個SB -1,1,3,5和7在室溫下,它是淺綠色的氣體。 由於在所述兩個氯原子之間形成的鍵,弱,Cl 2的分子具有進入連接非常高的能力。 氯氣與金屬反應以形成鹽,這是所謂的氯化物。 氯離子是包含在海水中最豐富的離子。 氯也有兩種同位素:35 Cl和37氯。 氯化鈉是所有的氯化物的最常見的連接。
溴 - 與原子序數35和符號溴的化學元素。 這是首次在1826年發現的基本溴的形式是雙原子分子,溴2。 在室溫下,它是一種紅棕色液體。 其CO - -1,+ 1,3,4和5比溴碘多種活性,但比氯更低的活性。 此外,溴同位素具有兩個79 Br和81溴。 溴發生在 鹽的形式 溴化物,溶解在海水中。 近年來,生產溴世界增加的顯著,因為它的可用性和長壽命。 與其他鹵素溴和氧化劑是非常有毒的。
碘 - 原子序數為53和符號I的碘氧化具有化學元素:-1,+ 1,+ 5和+7。 有一個在一個雙原子分子的形式,I 2。 在室溫下,固體物質是紫色的。 碘有一個穩定的同位素- 127一1811年首次發現,藻類和硫酸的幫助。 目前,碘離子可以在海水中分離出來。 儘管碘不是非常易溶於水,其溶解度可以使用單獨的碘化物時被增加。 碘起著體內重要的作用,在生產甲狀腺激素的參與。
砹 - 與原子序數85和符號在放射性元素。 其可能的氧化狀態-1,1,3,5和7,是不是一個雙原子分子的唯一鹵素。 在正常情況下,金屬的硬質材料的黑色。 砹是一種非常稀有的元素,所以很少有人知道他。 此外,砹有一個很短的半衰期,最長不超過幾個小時。 在收到的1940年合成的結果。 據認為類似碘砹說。 表徵 金屬特性。
下表顯示了鹵原子的結構,電子的外層的結構。
鹵素 | 電子的配置 |
氟 | 1秒2秒2 2 5 2P |
氯 | 2 3S 3P 5 |
溴 | 3D 10 4S 2 4P 5 |
碘 | 圖4d 2 10 5秒5 5P |
砹 | 4F 14 10 5D 6S 2 6P 5 |
這樣的結構使電子的外層,類似於鹵素化合物的物理和化學性質。 然而,當比較這些元素和觀察到的差異時。
週期屬性鹵素基團
的鹵素的簡單物質的物理性質隨該元件的序數改變。 為了更好的吸收和更加的清晰,我們為您提供了幾桌。
與增加分子(F <氯<溴
表1中的鹵素。 物理性質:熔點和沸點
鹵素 | 熔點T(℃) | 沸騰T(℃) |
氟 | -220 | -188 |
氯 | -101 | -35 |
溴 | -7.2 | 58.8 |
碘 | 114 | 184 |
砹 | 302 | 337 |
- 原子半徑增大。
內核大小的增加(F <氯<溴
表2:鹵素。 物理性質:原子半徑
鹵素 | 共價半徑(下午) | 離子(X - )的範圍(下午) |
氟 | 71 | 133 |
氯 | 99 | 181 |
溴 | 114 | 196 |
碘 | 133 | 220 |
砹 | 150 |
- 電離能量降低。
如果外部價電子不靠近核,才能除去不需要來自其大量的能量。 因此,需要對外邊電子噴射的能量是不是在一組元素的下部那麼高,因為有更多的能量水平。 另外,高能量的離子化導致顯示非金屬質量的元素。 金屬的性質,因為電離能量減少(在
表3.鹵素。 物理性質:電離能量
鹵素 | 電離能(千焦耳/摩爾) |
氟 | 1681 |
氯 | 1251 |
溴 | 1140 |
碘 | 1008 |
砹 | 890±40 |
- 電負性降低。
價電子帶中在逐漸降低水平的增加的能級的原子的數目增加。 電子是逐漸遠離芯; 因此,細胞核和電子不作為相互吸引。 在篩選有增加。 因此電負性隨週期而減小(在
表4.鹵素。 物理性能:電
鹵素 | 電 |
氟 | 4 |
氯 | 3.0 |
溴 | 2.8 |
碘 | 2.5 |
砹 | 2.2 |
- 電子親和力降低。
由於隨時間的原子尺寸的增加,電子親和力通常減小(B
表5.親和鹵素電子
鹵素 | 電子親和力(KJ / mol)的 |
氟 | -328.0 |
氯 | -349.0 |
溴 | -324.6 |
碘 | -295.2 |
砹 | -270.1 |
- 反應性元素而降低。
鹵素的反應性隨週期而減小(在
無機化學。 氫+鹵素
當鹵素與其它,較少負電性元素反應以形成二元化合物鹵化物形成。 氫與鹵素形成的鹵化物HX型反應:
- 氟化氫HF;
- 氯化物鹽酸;
- 溴化氫的HBr;
- 碘化氫HI。
鹵化氫容易溶解於水中以形成氫鹵(氫氟酸,鹽酸,氫溴酸,氫碘酸)。 這些酸的性質如下。
通過以下反應形成的酸:HX(水溶液)+ H 2 O(L)→X - (水溶液)+ H 3 O +(水溶液)。
所有鹵化氫以形成強酸性,除了HF。
酸度增加氫鹵酸:HF <鹽酸 氫氟酸可以蝕刻在玻璃和某些無機氟化物長的時間。 這可能似乎不合邏輯該HF是最弱的氫鹵酸,由於氟本身具有高的電負性。 儘管如此H-F鍵性非常強,從而產生非常弱的酸。 一個強大的關係由一個短鍵長和大的解離能來定義。 所有的鹵化氫的HF具有最短的連接長度和最大的鍵離解能。 鹵素含氧酸與氫原子,氧和氫鹵酸。 它們的酸味可以通過分析結構來確定。 鹵素含氧酸現介紹如下: 在每個結合到氧原子這些質子酸,使鍵的比較長度質子是無用的。 主導作用是由電在這裡演出。 與鍵合至中心原子的氧原子的數目酸度增加。 鹵素的基本物理性能可以在下表中簡要地表示。 物質條件(室溫下) 鹵素 外形 公司 碘 紫色 砹 黑 液體 溴 赤褐色 氣 氟 淡黃褐色 氯 淡綠色 顏色是通過使激發電子的分子可見光的鹵素吸收的結果。 氟吸收紫色光,因此看起來淺黃色。 碘,與此相反,吸收黃色光,它看起來紫色(黃色和紫色 - 互補色)。 鹵素燈的顏色變得與增長期更暗。 所述密封容器的液體溴和固體碘處於平衡與其蒸氣,其可被觀察為有色的氣體。 雖然顏色砹未知的,但認為它應該是根據觀察到的圖案的較暗的碘(噸。E.黑色)。 現在,如果你問:“描述鹵素的物理特性,”你會說。 氧化程度經常被用來代替“鹵素的價。” 典型地,氧化態等於-1。 但是,如果鹵素被鏈接到另一氧或鹵素,它可以採取其它狀態:氧-2 SB具有優先權。 在鍵合在一起的兩個不同的鹵原子的情況下,更電負性原子佔優勢,並採取CO -1。 例如,在氯化碘(ICl的)是CO氯-1,+ 1和碘。 氯是比碘負電性更強,因此,CO等於-1。 溴酸(HBrO 4)氧具有CO -8(-2×4 = -8原子)。 氫具有共氧化數+1。 這兩個值的加成給出CO -7。 由於最終化合物SB應該為零,則CO為七溴。 第三例外是元素形式的鹵素(X 2),其中它的CO等於零的氧化程度。 鹵素 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 電負性隨時間而增加。 因此,氟具有所有元素的電負性最高,就證明其在週期表中的位置。 其電子結構1S 2 2S 2 2P 5。 如果氟化物得到另一個電子,極端p軌道被完全填充,並形成一個完整的八位。 因為氟具有高的電負性,它可以容易地選擇從相鄰原子的電子。 氟化物在這種情況下等電子惰性氣體(八價電子)和填充其所有外部軌道。 在這種狀態下,氟是要穩定得多。 在自然界中,鹵素是在陰離子,從而無鹵通過氧化通過電解或通過氧化劑產生的。 例如,由氯化鈉溶液水解生成的氯。 使用鹵素和他們不同的化合物。 鹵素含氧酸
外觀和物質的狀態
外觀說明
鹵素的氧化化合物中的程度
為什麼有氟始終是-1?
製備和使用鹵素
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