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鹵素的物理性質(zhì),鹵族元素物理性質(zhì)的相似性和遞變性

鹵素的物理性質(zhì)【鹵素的物理性質(zhì),鹵族元素物理性質(zhì)的相似性和遞變性】

鹵素的物理性質(zhì),鹵族元素物理性質(zhì)的相似性和遞變性


單質(zhì)的物理遞變性:從氟單質(zhì)到碘單質(zhì),顏色由淺變深;狀態(tài)由氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài);熔沸點逐漸升高;密度逐漸增大;溶解性逐漸減小 。
最外層電子數(shù)相同,均為7個電子 , 由于電子層數(shù)不同,原子半徑不同 , 從氟到碘原子半徑依次增大 , 因此原子核對最外層的電子的吸引能力依次減弱,從外界獲得電子的能力依次減弱,單質(zhì)的氧化性減弱 。
鹵族元素物理性質(zhì)的相似性和遞變性鹵族元素指周期系ⅦA族元素 。包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At),簡稱鹵素 。它們在自然界都以典型的鹽類存在 ,是成鹽元素 。鹵族元素的單質(zhì)都是雙原子分子,它們的物理性質(zhì)的改變都是很有規(guī)律的,隨著分子量的增大,鹵素分子間的色散力逐漸增強,顏色變深,它們的熔點、沸點、密度、原子體積也依次遞增 。鹵素都有氧化性 , 氟單質(zhì)的氧化性最強 。
鹵族單質(zhì)的物理遞變性:從F2到I2,顏色由淺變深;狀態(tài)由氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài);熔沸點逐漸升高;密度逐漸增大;溶解性逐漸減小 。
原子結(jié)構: 相同點①最外層電子數(shù)相等,均為7
②都容易得電子,都具有氧化性,都顯-1價
遞變性①電子層數(shù)逐漸增多
②得電子能力減弱
③非金屬性、氧化性減弱
1. 相似性
(1)物理性質(zhì):鹵素單質(zhì)的密度較?。?硬度較小,熔點較低 。
(2)鹵素都是活潑的非金屬單質(zhì),均能與H2、活潑金屬、水等反應 。如與H2反應:X2+H2===2HX , 與水反應:X2+H2O===HX+HXO(X為Cl、Br、I),2F2+2H2O===4HF+O2.
2. 遞變性
(1)物理性質(zhì):按照F、Cl、Br、I的順序,鹵素單質(zhì)的顏色依次加深,熔、沸點依次升高,密度依次增大 。
(2)隨著元素原子序數(shù)的遞增,鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱,陰離子的還原性逐漸增強 。即氧化性:F2>Cl2>Br2>I2,還原性:F-
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化學性質(zhì):強氧化性:鹵素的化學性質(zhì)由于最外層均為7個電子,極易得一個電子,因此鹵素都是強氧化劑 , 在自然界均只以化合態(tài)存在 。并且,隨著電子層數(shù)遞增,原子半徑漸增大,核對外層電子的引力漸減弱,得電子能力漸減弱,其氧化性逐漸減弱 。因此氟是這些單質(zhì)中氧化性最強的 。
鹵素的物理性質(zhì),鹵族元素物理性質(zhì)的相似性和遞變性


鹵素基礎知識總結(jié)鹵素是第ⅦA族非金屬元素,包括了氟、氯、溴、碘和砹五種元素,合稱鹵素 。那么你對鹵素了解多少呢?以下是由我整理關于鹵素知識的內(nèi)容 , 希望大家喜歡!
鹵素的物理、化學特性
通常來說,液體鹵素分子的沸點均要高于它們所對應的烴鏈(alcane) 。這主要是由于鹵素分子比烴鏈更加電極化,而分子的電極化增加了分子之間的連接力(正電極與負電極的相互吸引),這使我們需要對液體提供更多的能量才能使其蒸發(fā) 。
鹵素的物理特性和化學特性明顯區(qū)分與于它對應的烴鏈的主要原因 , 在于鹵素原子(如F,Cl,Br,I)與碳原子的連接,即C-X的連接,明顯不同于烴鏈C-H連接 。
* 由于鹵素原子通常具有較大的負電性,所以C-X連接比C-H連接更加電極化,但仍然是共價鍵 。
* 由于鹵素原子相較于碳原子,通常體積和質(zhì)量較大,所以C-X連接的偶極子矩(Dipole Moment)和鍵能量(Bonding Energy)遠大于C-H , 這些導致了C-X的連接力(Bonding strength)遠小于C-H連接 。
* 鹵素原子脆弱的p軌道(Orbital)與碳原子穩(wěn)定的sp3軌道相連接,這也大大降低了C-X連接的穩(wěn)定性 。
位于元素周期表右方的鹵族元素是典型的非金屬 。鹵素的電子構型均為ns2np5,它們獲取一個電子以達到穩(wěn)定結(jié)構的趨勢極強烈 。所以化學性質(zhì)很活潑,自然狀態(tài)下不能以單質(zhì)存在,一般化合價為-1價,即鹵離子(X-)的形式 。
鹵素單質(zhì)都有氧化性,氧化性從氟到碘依次降低 。碘單質(zhì)氧化性比較弱,三價鐵離子可以把碘離子氧化為碘 。
鹵素單質(zhì)在堿中容易歧化 , 方程式為:
3X2 + 6OH- = 5X- + XO3- + 3H2O
但在酸性條件下,其逆反應很容易進行:
5X- + XO3- + 6H+ = 3X2 + 3H2O
這一反應是制取溴和碘單質(zhì)流程中的最后一步 。
鹵素的氫化物叫鹵化氫,為共價化合物;而其溶液叫氫鹵酸,因為它們在水中都以離子形式存在 , 且都是酸 。氫氟酸一般看成是弱酸,pKa=3.20 。氫氯酸(即鹽酸)、氫溴酸、氫碘酸都是化學中典型的強酸,它們的pKa均為負數(shù),酸性從HCl到HI依次增強 。
鹵素可以顯示多種價態(tài) , 正價態(tài)一般都體現(xiàn)在它們的含氧酸根中:
+1: HXO(次鹵酸)
+3: HXO2(亞鹵酸)
+5: HXO3(鹵酸)
+7: HXO4(高鹵酸)
鹵素的含氧酸均有氧化性 , 同一種元素中 , 次鹵酸的氧化性最強 。
鹵素的氧化物都是酸酐 。像二氧化氯(ClO2)這樣的偶氧化態(tài)氧化物是混酐 。
只由兩種不同的鹵素形成的化合物叫做互鹵化物,其中顯電正性的一種元素呈現(xiàn)正氧化態(tài) , 氧化態(tài)為奇數(shù) 。這是由于鹵素的價電子數(shù)是奇數(shù),周圍以奇數(shù)個 其它 鹵原子與之成鍵比較穩(wěn)定(如IF7) ?;u化物都能水解 。
鹵素的有機化學反應
在有機化學中 , 鹵族元素經(jīng)常作為決定有機化合物化學性質(zhì)的官能團存在 。
氯的存在范圍最廣,按照氟、溴、碘的順序減少 , 砹是人工合成的元素 。鹵素單質(zhì)都是雙原子分子,都有很強的揮發(fā)性,熔點和沸點隨原子序數(shù)的增大而增加 。常溫下 , 氟、氯是氣體、溴是液體,碘是固體 。
鹵素最常見的有機化學反應為親核性取代反應(nucleophilic substitution) 。
通常的化學式如:
Nu:- + R-X ----> R-Nu + X-
"Nu:-"在這里代表親核負離子,離子的親核性越強 , 則產(chǎn)率和化學反應的速度越可觀 。
"X"在這里代表鹵素原子,如F,Cl,Br,I,若X-所對應的酸(即HX)為強酸,那么產(chǎn)率和反應的速度將非??捎^,如果若X-所對應的酸為弱酸,則產(chǎn)率和反應的速度均會下降 。
鹵素單質(zhì)的穩(wěn)定性論化學性質(zhì)是碘穩(wěn)定 , 因為Cl的非金屬性強,Cl2的性質(zhì)活潑 。


鹵素單質(zhì)包括氟,氯 , 溴,碘 。它們都是雙原子分子,固態(tài)時為分子晶體 , 因此熔點、沸點都比較低 。
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常溫常壓下,氟是淺黃色氣體,氯是黃綠色氣體,溴是紅棕色液體,碘是紫黑色帶有金屬光澤的固體 。在溫度為293 K ,壓力超過668.7 kPa時 ,氣態(tài)氯可轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)氯 。固態(tài)碘因具有高的蒸氣壓 , 加熱時產(chǎn)生升華現(xiàn)象 。

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