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1、十一章卤素和氧族元素Thehalogensandoxygenfamily Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1.卤素和氧族元素的通性卤素和氧族元素的通性2.卤素单质的制备和性质卤素单质的制备和性质3.卤化氢的制备及其性质的递变规律卤化氢的制备及其性质的递变规律4.氯的含氧酸及其盐的性质和递变规律氯的含氧酸及其盐的性质和递变规律5.臭氧臭氧、过氧化氢分子的结构及其性质过氧化氢分子的结构及其性质6.硫化氢和多硫化氢的性质、金属硫化硫化氢和多硫化氢的性质、金
2、属硫化 物的溶解性物的溶解性7.硫酸分子的结构、硫酸及其盐的性质硫酸分子的结构、硫酸及其盐的性质8.亚硫酸及其盐、硫代硫酸盐、过二硫亚硫酸及其盐、硫代硫酸盐、过二硫酸盐、焦硫酸盐的性质酸盐、焦硫酸盐的性质本本本本章章章章主主主主要要要要内内内内容容容容1.卤素单质的性质卤素单质的性质2.HX的制备、性质及其递变规律的制备、性质及其递变规律3.氯的含氧酸氯的含氧酸及其盐的及其盐的性质递变规律性质递变规律4.O3、H2O2、H2SO4分子的结构分子的结构5.H2O2、H2S的性质和硫化物的溶的性质和硫化物的溶 解性解性6.H2SO3及其盐、及其盐、H2SO4、K2S2O7、H2S2O3及其盐、及其
3、盐、H2S2O8及其盐的性及其盐的性质质 本本章章基基本本要要求求目目 录录11-2 卤素卤素11-3 氧族元素氧族元素11-1 p区元素概述区元素概述p p区元素概述区元素概述The summarization of p block elements第一节第一节除氢外，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0AAAA 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
4、 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 p区元素概述区元素概述P P区元素的特点区元素的特点(1)(1)除除A零族外，均由零族外，均由 典型非金属典型非金属准金属准金属典型金属典型金属0Rn 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
5、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C 碳碳B 硼硼2He 氦氦AAAAA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0AAAA 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
6、 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 (inert pair effectinert pair effect)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0AAAA 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
7、 Cl 氯氯 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0AAAA 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
8、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卤素卤素The halogens第二节第二节0AAAA 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
9、 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，希腊文原义为，希腊文原义为成盐元素成盐元素11-2-1 卤族元素通性卤族元素通性11-2-1 11-2-1 卤族元素通性卤族元素通性 common gender1.特点特点(characteristic)：在每一周期中，原子半径在每一周期中，原子半径(atomic radiu)最小最小，电离能电离能(ionization energy)最大最大，电子亲合能，电子亲合能(electron affinity)最小最小，电负性，电负性(electronegativity)最大最大。卤素和同周
10、期元卤素和同周期元素相比较，其非金属性是最强的。素相比较，其非金属性是最强的。在族内，元素的性质相似，在族内，元素的性质相似，(可与可与IA族相比族相比)，如卤素单质均为双原子分子。，如卤素单质均为双原子分子。从从F到到I：原子半径：原子半径递增递增，电离能，电离能递减递减，电负性，电负性递减递减，非金属性，非金属性减弱减弱。元素的性质也出现规律。元素的性质也出现规律性变化。性变化。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
11、电负性电负性(p)(p)4.03.02.82.5I I1 1/(kJkJ mol 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、+7非金属性减弱非金属性减弱 I I1 1大大,X-eX-e-X X+困难困难只有碘才有这种可能只有碘才有这种可能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电子构型仅缺一个电子，在同周期电子构型仅缺一个电子，在同周期 元素中核电荷是最多的，原子半径是最小的元素中核电荷是最多的，原子半径是最小的易获得电子易获得电子，
12、是同周期中是同周期中非金属性最强非金属性最强的元素的元素氟氟(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电负性电负性(p)(p)4.03.02.82.5I I1 1/(kJkJ mol 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F F电负性大，无正氧
13、化数电负性大，无正氧化数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+1ns 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2 211-2-1 11-2-1 卤族元素通性卤族元素通性3.F的特殊性：的特殊性：电负性最大，无正氧化值。电负性最大，无正氧化值。原子半径小，空间位阻不大，氟与有多原子半径小，空间位阻不大，氟与有多种氧化值的元素化合时，该元素往往可以种氧化值的元素化合
14、时，该元素往往可以呈现最高氧化值，例如呈现最高氧化值，例如AsFAsF5 5、SFSF6 6和和IFIF7 7等。等。中心原子的周围可以容纳较多的氟原子，中心原子的周围可以容纳较多的氟原子，同时还因为，氟的氧化能力最强，同时还因为，氟的氧化能力最强，F-FF-F键能键能小，小，F-FF-F键容易打开，形成新键。键容易打开，形成新键。fluorineStandard state:gas at 298 K Colour:pale yellow Classification:Non-metallic 11-2-2 11-2-2 卤族单质卤族单质 halogen elementschlorineSta
15、ndard state:gas at 298 K Colour:yellowish green Classification:Non-metallicbromineStandard state:liquid at 298 K Colour:red-brown,metallic lustre when solid Classification:Non-metalliciodineStandard state:solid at 298 K Colour:violet-dark grey,lustrous Classification:Non-metallic 氟氟(F2)氯氯(Cl2)溴溴(Br2
16、)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/-219.6 -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 physical propertiesphysical properties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、沸点较低氟氟(F2)氯氯(Cl2)溴溴(Br2)碘碘(I2)集聚状态集聚状态 气体气体
17、 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 11-2-2 卤族单质卤族单质物质颜色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)返回返回氟氟(F2)氯氯(C
18、l2)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.物理性质物理性质11-2-2 11-2-2 卤族单质卤族单质 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-I
19、2+I-I3-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 11-2-2 卤族单质卤族单质电极电势电极电势:F2/F-Cl2/Cl-Br2/Br-I2/I-E(X2/X-)2.87
20、1.36 1.065 0.535X2+e-X-氧化性氧化性2.2.化学性质化学性质 F2 Cl2 Br2 I21与与H2反应反应 X2+H2 2HX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 I22 与金属、非金属反应与金属、非金属反应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
21、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活泼金属活泼金属常温常温 加热加热减减小小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2 与金属、非金属反应与金属、非金属反应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
22、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3 与水反应：分两类与水反应：分两类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2X2+2H2O 4HX+O2X2+e-X-氧化性氧化性 F2 Cl2 Br2 I22.2.化学性质化学性质(1)氧化作用氧化作用 2X2+2H2O 4
23、HX+O2(2)歧化水解歧化水解 X2+H2O H+X-+HXO3 与水反应：分两类与水反应：分两类平衡常数平衡常数 Cl2、Br2、I2 4.2X10 4.2X10-4-4 7.2X10 7.2X10-9-9 2.0X10 2.0X10-13-13 加碱使平衡右移加碱使平衡右移 X2+e-X-氧化性氧化性 F2 Cl2 Br2 I22.2.化学性质化学性质(1)氧化作用氧化作用 2X2+2H2O 4HX+O2(2)歧化水解歧化水解 X2+H2O H+X-+HXO3.3.制备制备2X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化：2由由K.Christe设计的方设计的方法法K2MnF6+2SbF
24、5 2KSbF6+MnF3+F21501501 12 21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F23.3.制备制备X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化：工业上：工业上：1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2电解电解MgClMgCl2 2熔盐制熔盐制MgMg的副产的副产品品 MgCl2(熔融）熔融）Mg+Cl2电解电解电解电解3电解电解NaClNaCl熔盐制熔盐制NaNa的副产品的副产品 2NaCl
25、(熔融熔融）2Na+Cl23.3.制备制备X-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MnOMnO2 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 +8H2OBr2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(pH=3.5左右
26、左右)中通入氯气中通入氯气Cl2+2Br-2Cl-+Br23.3.用硫酸酸化用硫酸酸化5Br-+BrO3-+6H+3Br2+3H2O3.3.制备制备X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化：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*3CO32-+3Br2 5Br-+BrO3-+2CO2为除出残存的氯气，可加入少量为除出残存的氯气，可加入少量KBrKBr1.1.通氯气于天然卤水中通氯气于天然卤水中I2Cl2+2I-Cl-+I23.3.制备制备X-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+H2O
27、2IO3-+10Cl-+H2O注意注意1.1.通氯气于天然卤水中通氯气于天然卤水中I2Cl2+2I-Cl-+I22.2.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-+2SO42-2-+H2O3.3.制备制备X-2e-X2卤素阴离子的氧化卤素阴离子的氧化：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由单质合成由单质合成:工业上制盐酸工业上制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H H2 2+Cl+Cl2 2 2HCl 2HCl1
28、1-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸hydrogen halides1.1.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H H2 2+Cl+Cl2 2 2HCl 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Cl2 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
29、这样样的的连连续续反反应应称称为为连连锁锁反反应应11-2-3 11-2-3 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸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+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(
30、浓浓)Na3PO4+3HI11-2-3 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+2HFNaCl+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,需用需用磷酸磷酸浓硫酸可氧化部分溴化氢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
31、+H2S +4H2O11-2-3 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3Br2+2P+6H2O 2H3PO3+6HBr(2)(2)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(1)(1)将水滴入三溴化磷或三碘化磷将水滴入三溴化磷或三碘化磷PBr3+3H2O H3PO3+3HBrPI3+3H2O H3PO3+3HI(3)(3)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+6HI11-
32、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
33、性变形性变形性 ，色散力，色散力，色散力，色散力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 FF F F H H H H H H H H H H F F F F F
34、 F11-2-3 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)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
35、 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时为强时为强酸酸溶液中存在溶液中存在 HF H+F-7.2x10-4 F-+HF HF2 2-5.1c(HF)增大增大,使使(2)为主要为主要,导致导致(1)向右移动向右移动。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)酸性酸性*
36、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。氢卤酸酸性氢卤酸酸性氢卤酸酸性HX(aq)H+(aq)+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-)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-
37、1)48182123 /(kJ mol-1)568.6 431.8 365.7 298.7I(H)/(kJ mol-1)1311131113111311EA(X)/(kJ mol-1)-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 m
38、Hh(X-)a a11-2-3 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 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
39、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)SO2 +Br2+2H2O8HI+H2SO4(浓浓)H2S +4I2+4H2O11-2-3 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
40、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 HI10001000分解率分解率 /1.410-2 0.5 33卤素与卤素与AA、AA的绝大多数金属的绝大多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、氧化数较高的氧化数较高的金属金属具有高熔、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，熔融时不导电融时不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
41、物共价型卤化物11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物halides11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物(1)(1)同一周期同一周期卤化物，卤化物，从左到右从左到右，由离子型过渡到共价型由离子型过渡到共价型1.1.性质和键型性质和键型氟化物氟化物NaF MgF2AlF3SiF4PF5SF6熔点熔点/99312501040-90-83-83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(
42、2)(2)p p区同族元素区同族元素卤化物，卤化物，自上而下自上而下，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NF3PF3AsF3SbF3BiF3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(3)(3)同一金属的不同同一金属的不同卤化物卤化物,从从氟化物到
43、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AlF3AlCl3AlBr3AlI3熔点熔点/1040190(加压加压)97.5191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(4)(4)同一金属组成不同氧化数的同一金属组成不同氧化数的卤化物卤化物,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。1.1.性质和键型性质和键型氯化物氯化物SnCl
44、2SnCl4PbCl2PbCl4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(1)(1)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。2.2.溶解性溶解性(2)(2)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11-2-4 11-2-4 卤化物
45、卤化物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(1)(1)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。2.2.溶解性溶解性(2)(2)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11-2-4 11-2-4 卤化物卤化物变形性变形性,相互极化相互极化,键的共价性键的共价性 ，溶解度，溶解度 除除F外，卤素
46、均可形成正外，卤素均可形成正 氧化数的含氧酸及其盐。氧化数的含氧酸及其盐。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 氯的含氧酸氯的含氧酸(oxoacids)及其盐及其盐 除除F外，卤素均可形成正外，卤素均可形成正 氧化数的含氧酸及其盐。氧化数的含氧酸及其盐。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+5H
47、ClO3HBrO3HIO3卤卤 酸酸+7HClO4HBrO4HIO4、H5IO6高卤酸高卤酸卤素含氧酸不稳定，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。11-2-5 11-2-5 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐1.1.概述概述ClO4-ClO3-HClO2 HClO Cl2 Cl-1.20 1.18 1.20 1.18 1.64 1.64 1.63 1.361.63 1.361.451.451.391.39BrO3-HBrO BrBr2 Br-1.44 1.60 1.071.44 1.60 1.07E E/V/VA AH
48、5IO6 IO3-HIO I I2 I-1.60 1.14 1.45 0.541.60 1.14 1.45 0.54ClO4-ClO3-ClO2-ClO-Cl2 Cl-0.36 0.36 0.33 0.66 0.42 1.360.33 0.66 0.42 1.360.890.890.760.76BrO4-BrO3-BrO-Br2(l)Br-1.03 0.49 0.46 1.071.03 0.49 0.46 1.07HI3O62-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
49、E/V/VB B1.1.概述概述ClO4-ClO3-HClO2 HClO Cl2 Cl-1.20 1.18 1.20 1.18 1.64 1.64 1.63 1.361.63 1.361.451.451.391.39BrO3-HBrO BrBr2 Br-1.44 1.60 1.071.44 1.60 1.07E E/V/VA AH5IO6 IO3-HIO I I2 I-1.60 1.14 1.45 0.541.60 1.14 1.45 0.54ClO4-ClO3-ClO2-ClO-Cl2 Cl-0.36 0.36 0.33 0.66 0.42 1.360.33 0.66 0.42 1.360.
50、890.890.760.76BrO4-BrO3-BrO-Br2(l)Br-1.03 0.49 0.46 1.071.03 0.49 0.46 1.07HI3O62-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 B(1)(1)在在 图中图中,几乎所有电对的电极电势都有几乎所有电对的电极电势都有较大的正值较大的正值,即在酸性介质中即在酸性介质中,卤素单质及各种卤素单质及各种含氧酸都有较强的氧化性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/