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1、卤族元素的发现史及其性质2023/4/1现在学习的是第1页，共32页个性鲜明的卤族元素个性鲜明的卤族元素现在学习的是第2页，共32页卤族在元素周期表中的位置卤族在元素周期表中的位置现在学习的是第3页，共32页一、最困难的发现一、最困难的发现氟氟 氟的发现被认为是19世纪最困难的事情之一。1529年，德国化学家阿里科尔证实了萤石的存在，人们从此开始认识氟的漫漫征程。萤石萤石1.1.氟的发现氟的发现现在学习的是第4页，共32页u在化学元素史上，参加人数最多、危险最大、工作最难的研究课题，莫过于氟元素的发现。自年德国化学家马格拉夫马格拉夫发现氢氟酸以后，到年法国化学家莫瓦桑莫瓦桑（18521907）
2、制得单质的氟，历时年之久。在这当中不少化学家损害了健康，甚至献出了生命，可以说是一段极其悲壮的化学元素史。现在学习的是第5页，共32页u年马格拉夫马格拉夫研究萤石，发现它与石膏和重晶石不同，判断它不是一种硫酸盐。年法国物理学、化学家安培安培，根据氢氟酸的性质的研究指出，其中可能含有一种与氯相似的元素。u接着乔治乔治诺克斯诺克斯和托马斯托马斯诺克斯诺克斯两弟兄先用干燥的氯气处理干燥的氟化汞，然后把一片金箔放在玻璃接受瓶顶部。实验证明金变成了氟化金，可见反应产生了氟而未得到氟。在实验中，弟兄二人都严重中毒严重中毒。继诺克斯弟兄之后，鲁耶鲁耶特特对氟作了长期的研究，最后因中毒太深而献出了生命。法国化
3、学家尼克雷尼克雷也遭到了同样的命运。现在学习的是第6页，共32页u1886年，法国化学家莫瓦桑莫瓦桑采取液态氟化氢作电解质，并在这种不导这么多化学家的努力，虽然都没有制得单质氟，但他们的经验和教训都是极为宝贵的，为后来制取氟创造了有利条件。u电的物质中加入一种导电体进行实验，发现在阳极上放出呈黄绿色的气体。氟元素终于被成功分离了！而莫瓦桑因长期接触含氟的剧毒气体，年仅54岁便与世长辞。现在学习的是第7页，共32页2.2.氟的用途氟的用途氟应用广泛，主要有：制造氟塑料、氟橡胶、磷肥、杀鼠剂、制冷剂、雕刻玻璃等。对人体的危害：急性中毒：高浓度接触可有 眼和上呼吸道的强烈刺激症状，重者引起肺水肿、肺
4、出血；喉及支气管痉挛甚至皮肤灼伤、溃疡和坏死。如果遇水形成氢氟酸或直接接触氢氟酸，可引起中毒性肺炎和肺水肿。氟可以有效防止龋齿，专家提醒使用含氟牙膏的量一般每次不超过1g。现在学习的是第8页，共32页二、一日三餐离不开的氯二、一日三餐离不开的氯u在1774年，瑞典化学家舍勒（1742-1786）在从事软锰矿的研究时发现：软锰矿与盐酸混合后加热就会生成一种令人窒息的黄绿色气体，这种气体微溶于水，使水显酸性。能漂白有色花朵和绿叶，还能和各种金属发生反应。1.氯的发现氯的发现察尔汗盐湖现在学习的是第9页，共32页u英国化学家戴维想尽了一切办法也不能从氧化盐酸中把氧夺取出来，他怀疑氧化盐酸中根本就没有
5、氧存在。1810年，戴维以无可辩驳的事实证明了所谓的氧化盐酸不是一种化合物，而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为“Chlorine”。它的希腊文原意是“绿色”。中文译名为氯。现在学习的是第10页，共32页2.2.氯的性质氯的性质u氯气常温下为黄绿色气体，可溶于水，1体积水能溶解2体积氯气。有毒，与水部分发生反应，生成盐酸（HCl）与次氯酸（HClO)，次氯酸（HClO)不稳定，分解放出氧气，并生成盐酸，次氯酸氧化性很强，可用于漂白。氯的水溶液称为氯水，不稳定，受光照会分解成HCl与氧气。液态氯气称为液氯。HCl溶液是一种强酸。氯有多种可变化合价。氯气对肺部有强烈刺激。氯可与大多数元素反应
6、。氯气具有强氧化性 氯气与变价金属反应时，生成最高金属氯化物。现在学习的是第11页，共32页3.3.氯的存在氯的存在约旦死海约旦死海 自然界的氯大多以离子的形式存在于化合物中。约旦死海的海水中盐的质量分数为28%，是世界上氯离子浓度最大的海水。现在学习的是第12页，共32页青海察尔汗盐湖青海察尔汗盐湖 青海察尔汗盐湖由于水分不断蒸发，盐湖上形成了坚硬的盐层。青海察尔汗盐湖是座聚宝盆，堆积了足够全国人民食用千年的食盐。现在学习的是第13页，共32页u氯是重要化工原料，可制盐酸、漂白粉，用于制造杀虫剂、自来水消毒、制塑料、合成橡胶的原料。u氯具有毒性，每升空气中含有2.5毫克氯气时即可在几分钟内使
7、人死亡。u氯是不可缺少的常量元素之一，是维持体液和电解质平衡必需的，也是胃液的一种成分。（成年人每天大约要摄入5克食盐，以补充流失的盐分，所以我们的一日三餐离不开氯。）3.3.氯的用途氯的用途现在学习的是第14页，共32页三、沉睡海底千年的美人三、沉睡海底千年的美人溴溴法国化学家巴拉尔（1802-1876），1842年在研究盐湖中植物的时候，将从大西洋和地中海沿岸采集到的黑角菜燃烧成灰，然后用浸泡的方法得到一种灰黑色的浸取液。他往浸取液中加入氯水和淀粉，溶液即分为两层：下层显蓝色，这是由于淀粉与溶液中的碘生成了化合物；上层显棕黄色。为什么会出现这种现象呢？经巴拉尔的研究，认为可能有两种情况：一
8、是氯与溶液中的碘形成新的氯化碘，这种化合物使溶呈棕黄色；二是氯把溶液中的新元素置换出来了，因而使上层溶液呈棕黄色。于是巴拉尔想了些办法，试图把新的化合物分开，但都没有成功。所以他断定这次一种与氯、碘相似的新元素。1.1.溴的发现溴的发现现在学习的是第15页，共32页 1825年德国海德堡大学学生罗威罗威把家乡克罗次纳的一种矿泉水通入氯气，产生一种红综色的物质。这种物质用乙醚提出，再将乙醚蒸发，则得到红综色的液溴。所以他也是独立发现溴的化学家。现在学习的是第16页，共32页2.2.溴的性质溴的性质液溴，在常温下为深红棕色液体，可溶于水，100克水能溶解约3克溴。挥发性极强，有毒，蒸气强烈刺激眼睛
9、、粘膜等。水溶液称为溴水。溴单质需要存储容器的封口带有水封，防止蒸气逸出危害人体。有氧化性，有多种可变化合价，常温下与水微弱反应，生成氢溴酸和次溴酸。加热可使反应加快。氢溴酸是一种强酸，酸性强于氢氯酸。溴一般用于有机合成等方面。还可用于一些物质的萃取（如碘）现在学习的是第17页，共32页3.3.溴的用途溴的用途灭火器灭火器中也有溴,我们平时看到的诸如“1211”灭火器,就是分子里面有一个溴原子的多卤代烷烃,不仅能扑灭普通火险,在泡沫灭火器无法发挥作用的时候,例如油火,它也能扑灭火险.现在学习的是第18页，共32页u现在医院里普遍使用的镇静剂镇静剂,有一类就是用溴的化合物制成的,如溴化钾、溴化钠
10、、溴化铵等,通常用以配成“三溴片”,可治疗神精衰弱和歇斯底里症。现在学习的是第19页，共32页u大家熟悉的红药水红药水,也是溴与汞的化合物.此外,青霉素等抗菌素生产也需要溴,溴还是制造农业杀虫剂杀虫剂的原料.u溴可以用来制作防爆剂防爆剂.把溴的一种采购化合物与铅的一种有机化合物同时掺入汽油中,可以有效地防止发动机爆烯.u溴化银是一种重要的感光材料感光材料,被用于制作胶卷和相纸等.我国近年已制造出了溴钨灯,成为取代碘钨灯的新光源.现在学习的是第20页，共32页四、智力元素四、智力元素碘碘u法国化学家库特瓦（Courtois,B.1777-1838）1.碘的发现碘的发现黑角菜和其他藻类植物缓缓燃烧
11、成灰美丽的紫色蒸气植物的浸取溶液加水浸渍、过滤、澄清铜制锅提取哨石和其它的盐类发现铜锅被溶液腐蚀得很厉害加水浸渍、过滤、洽澄清美丽的紫色蒸气将水溶液加热蒸发冷的物体上凝结现在学习的是第21页，共32页u最后他只好请法国化学家德索尔姆和克莱芒继续这一研究，并同意他们自由地向科学界宣布这种新元素的发现经过。1813年德索尔姆和克莱芒，在库特瓦先生从一种碱金属盐中发现新物质的报告中写道：“从海藻灰所得的溶液中含有一种特别奇异的东西，它很容易提取，方法是将硫酸倾入溶液中，放进曲颈甑内加热，并用导管将曲颈甑的口与彩形器连接。溶液中析出一种黑色有光泽的粉末，加热后，紫色蒸气冉冉上升，蒸气凝结在导管和球形器
12、内，结成片状晶体。”克莱芒相信这种晶体是一种与氯类似的新元素，再经戴维和盖吕萨克等化学家的研究，提出了碘具有元素性质的论证。1814年这一元素被定名为碘，取希腊文紫色的意义。22现在学习的是第22页，共32页2.2.碘的性质碘的性质 碘在常温下为紫黑色固体，具有金属光泽，易升华和凝华，易溶于汽油、乙醇、苯等溶剂，微溶于水，加碘化物可增加碘的溶解度并加快溶解速度。低毒，氧化性弱，有多种可变化合价。氢碘酸为无放射性的最强氢卤酸，也是无放射性的最强无氧酸。但腐蚀性是所有无放射氢卤酸中最弱的，因为碘原子的半径较大，电子亲和能与电负性较小，易于损失氢离子。有还原性。碘是所有卤族元素中最安全的，因为氟、氯
13、、溴的毒性、腐蚀性均比碘强，而砹虽毒性比碘弱，但有放射性。现在学习的是第23页，共32页碘是人体必需的微量元素之一，有“智力元，”之称主要用于合成甲状腺素。健康人体内碘的总量为30毫克，国家规定在食盐中添加碘的标准为2030毫克每千克。现在学习的是第24页，共32页3.3.碘的用途碘的用途u碘主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。碘酒就是用碘、碘化钾和乙醇制成的一种药物,棕红色的透明液体,有碘和乙醇的特殊气味。u碘能够促进人体甲状腺的发育,所以缺碘的人容易得大脖子病。现在学习的是第25页，共32页五、门捷列夫预测的类碘五、门捷列夫预测的类碘砹砹 砹是门捷列夫曾经提出的类碘，它的发现经历
14、了曲折的过程。1.1.砹的发现砹的发现门捷列夫门捷列夫现在学习的是第26页，共32页开始类碘是一个卤素从盐中寻找一无所获后来化学尝试利用光谱技术相对原子质量为突破口寻找这个元素没有成功现在学习的是第27页，共32页 1940年，意大利化学家西格雷迁居到美国。他和美国科学家科里森、麦肯齐在加利福利亚大学用回旋加速器加速氦原子核轰击金属铋290，成功制的第85号元素“类碘”，就是砹。所以说，砹是一个人造元素。所以说，砹是一个人造元素。现在学习的是第28页，共32页2.2.砹的性质砹的性质u砹砹（At）极不稳定。砹210是半衰期最长的同位素，其半衰期也只有8.3小时。地壳中砹含量只有10亿亿亿分之一
15、，主要是镭、锕、钍自动分裂的产物。砹是放射性元素。其量少、不稳定、难于聚集，其“庐山真面目”谁都没见过（金属性应该更强。颜色应比碘还要深，可能呈黑色固体）。但科学家却合成砹的同位素20种。砹的金属性质比碘还明显一些，可以与银化合形成极难还原的AgAt。砹与氢化合产生的氢砹酸（HAt）是最强的、最不稳定的氢卤酸，但腐蚀性是所有氢卤酸中最弱的。现在学习的是第29页，共32页3.3.砹的用途砹的用途u 砹除了最稳定同位素以外，由于极其短暂的半衰期在科学研究方面没有实际应用，但较重的同位素有医疗用途。u但砹有放射性，会造成放射性中毒，应特别小心处理。现在学习的是第30页，共32页钙铀云母钙铀云母 需要注意的是：砹有放射性，会造成放射性中毒，应该特别小心放射性中毒。现在学习的是第31页，共32页谢谢谢谢现在学习的是第32页，共32页