无机化学卤素ppt课件.ppt

14卤素 14 3含氧酸的氧化还原性 14 2卤素单质及其化合物 14 1卤素的通性 1 本章重点 卤素单质的性质和制备 卤素氢化物的性质及性质递变规律 卤素含氧酸及其盐的氧化还原性 2 卤素 VIIA FClBrI 价电子构型2s22p53s23p54s24p55s25p5 共价半径 pm 71 99 114 133 第一电离能 kJ mol 1 1681 1140 1008 电负性 电子亲和能 kJ mol 1 327348 7324 5295 氧化值 1 1 1 3 5 7 14 1卤素的通性 氟氯溴碘 依次增大 离子半径 依次减小 依次减小 离解能 依次减小 氟反常 氟反常 下一节 1251 3 14 2卤素的单质及其化合物 14 2 6拟卤素 14 2 5卤素的含氧化合物 14 2 4卤化物多卤化物 14 2 3卤素的氢化物 14 2 2卤素单质 14 2 1卤素的成键特征 4 14 2 1卤素的成键特征 形成非极性共价键如单质 形成极性共价键 形成离子键 与活泼金属化合时 如 与非金属化合时 如 形成配位键 配合物中作配体 存在 5 卤素在自然界的分布 以化合态存在 单质 6 1 卤素单质的物理性质 F2Cl2Br2I2 14 2 2卤素单质 溶解度 F2剧烈地分解水 水中 Cl2 Br2 I2溶解度较小 分别称氯水 溴水 碘水 有机溶剂 Br2可溶于乙醇 乙醚 氯仿 CCl4 CS2 随浓度不同显示黄色 棕红色 I2溶于乙醇 乙醚 酯等呈棕色或红棕色 溶剂合物 溶于CCl4 CS2等呈紫色或紫红色 以分子状态 KI和碘化物 黄 棕黄 棕红 7 F2Cl2Br2I2 X2氧化性 X 还原性 氧化还原性 氧化性最强的是F2 还原性最强的是I 2 卤素单质的化学性质 结论 毒性 气态X2均有刺激性气味 刺激咽喉 鼻 眼的粘膜 吸入较多则引起中毒 甚至死亡 Br2 l 使皮肤造成难以痊愈的灼伤 与金属 8 与金属作用 可氟化所有的金属 且反应剧烈 常伴随燃烧和爆炸 但与Cu Ni Pb Mg等作用时因生成难溶氟化物保护膜而阻止反应 故可以贮存于上述金属及合金容器中 F2 能与各种金属作用 反应较剧烈 有些需加热 干燥Cl2不与Fe作用 故可将Cl2贮存于铁罐中 Cl2 常温下只与活泼金属化合 加热时可与其它金属化合 Br2 I2 与非金属作用 F2 能与大部分非金属化合 除O2 N2 如低温下与S P C Si等猛烈反应 产生火焰 Cl2 与大多数非金属直接化合 剧烈程度 F2 END 9 与氢作用 F2 Cl2 Br2 I2 卤素间置换 Br2 I2 与水 需高温 反应不完全 10 激烈程度 歧化反应 水解反应 可见 氯水 溴水 碘水的主要成分是单质 在碱存在下 促进X2在H2O中的溶解 歧化 与H2O反应 氧化反应 I2发生其逆反应 加碱 11 歧化反应产物 I2 Br2 加碱促进水解 制备 12 氧化手段的选择 F2 g 电解 Cl2 g 实验室 工业 电解 3 卤素单质的制备 阳极 无定形碳 阴极 铜制电解槽 电解反应 溴 13 Br2 l 氧化 反歧化 纯化 工业制法 从海水中提取 海水 Br2 空气吹出 Br2 l 解释 碘 14 I2 s 海藻为原料 智利硝石为原料 提取NaNO3余下的母液 NaIO3 用NaHSO3还原 用途 氢化物 15 常温下 卤化氢都是无色具有刺激性气味的气体 14 2 3卤素的氢化物 1 卤化氢性质 化性 16 HX为共价化合物 属极性分子 溶沸点较低 易液化 液态不导电 具刺激性气味 无色气体 潮气中冒烟 易溶于水形成氢卤酸 除氢氟酸为弱酸外 均为强酸 HF 1 分子间存在氢键 溶沸点 气化热反常 H H H H H F F F F F 2 弱酸 缔合 不太稀的溶液中 存在平衡 随浓度 H2F2浓度 电离度 酸性 腐蚀性 17 3 腐蚀性 HF腐蚀玻璃 通常用塑料容器储存 HCl 1 强酸性浓盐酸37 密度1 19g cm 3工业盐酸30 呈黄色 含 FeCl4 2 还原性 3 配位性 难溶物溶解 HBr 18 HBr和HI 1 还原性 使HI溶液变黄 HBr与氧作用缓慢 光照下变棕黄色故HI和HBr应储存于棕色瓶中 2 配位性 HX制备 19 HCl HF 直接合成法 复分解反应 复分解反应 工业 实验室 2 卤化氢的制备 在衬铅铁制容器中进行 HBr 20 卤化物水解 HBr和HI 实际上 能否选用其他酸用复分解反应制备HBr和HI 规律 21 3 卤化氢的性质递变规律 熔点 沸点 熔 气化热 生成热 0 核间距 键能 极性 热稳定性 酸性 还原性 2 4 22 14 2 4卤化物多卤化物卤素互化物 卤化物的分类 金属卤化物和非金属卤化物 离子型和共价型 非金属卤化物 等 卤素与电负性比较小的元素生成的化合物 1 卤化物 A A 镧系 锕系大多数金属 性质 23 水解性 对应氢氧化物不是强碱的都易水解 产物为氢氧化物或碱式盐 易水解 产物为两种酸BX3 SiX4 PCl3 卤化物的性质 记 Sn OH Cl SbOCl BiOCl 递变 24 卤化物的键型及性质的递变规律 同一周期 从左到右 阳离子电荷数增大 离子半径减小 离子型向共价型过渡 熔沸点下降 例如 NaClMgCl2AlCl3SiCl4b p升华 57 6 同一金属不同卤素 AlX3随着X 半径的增大 极化率增大 共价成分增多 例如 离子键共价型AlF3AlCl3AlBr3AlI3b p 1272181253382 IA A的卤化物 离子键型 随着离子半径的减小 晶格能增大 熔沸点增大 例如 NaFNaClNaBrNaIm p 996801755660 25 同一金属不同氧化值 高氧化值的卤化物共价性显著 熔沸点相对较低 例如 m p 记 难溶卤化物 多卤 同一族卤化物 上 下 离子性 共价性 溶解度 大多数易溶 26 为直线型 2 多卤化物 互化物 卤素单质与卤化物加合形成的化合物 多卤化物负离子的卤素可以不同 如 性质 不稳定 受热易分解 27 3 卤素互化物 同两种卤素组成的化合物 通式 X 较重的卤素 大 X 较轻的卤素 小 性质 不稳定 化学活性高 具强氧化性 易水解 以卤氟化物的氧化性最强 FCl5用作火箭推进剂的高能燃料 结构 可用VSEPR法解释 氧化物 28 卤素的氧化物 重要氧化物 大多数不稳定 受撞击或光照即可爆炸分解 碘的最稳定 氯和溴的明显分解高价态比低价态稳定 无色气体 强氧化剂 黄红色气体 有还原剂或加热时爆炸 为酸酐 黄色气体 红色液体 强氧化剂和氯化剂 为混合酸酐 顺磁性 V形 Cl2O7 29 无色液体 受热或撞击立即爆炸 为高氯酸酸酐 白色固体 为碘酸酸酐 作氧化剂 含氧酸 30 1HXO次卤酸 3HClO2亚卤酸 5HXO3卤酸 7HXO4高卤酸 14 2 5卤素的含氧酸及其盐 1 各类卤素含氧酸根的结构 X为sp3杂化 31 杂化理论 中心原子X均采用SP3杂化 与O原子间除形成 键外 O的2p轨道 充满电子 与X的d轨道间形成d p 键 VSEPR法 中心原子X的价层电子对数 4 为四面体结构 但孤电子对数不同 次卤 32 2 次卤酸及其盐 次卤酸 HClOHBrOHIO 酸性 氧化性 稳定性 1 4951 3410 983 制取 蒸馏反应混合物 HClO aq 性质 33 盐及重要反应 漂白粉 歧化与温度有关 失效 亚 较强氧化性 34 3 亚卤酸及其盐 1 生成 2 极不稳定 易分解 3 盐 不稳定 故用途不大 稳定性 酸 加热或撞击则爆炸性分解 有强氧化性 作漂白剂 卤酸 35 4 卤酸及其盐 1 制取 也可氧化I2 KI溶液中通入过量的Cl2有何现象 性质 36 稳定性 2 性质 HClO3HBrO3HIO3酸性 强强近中强 酸性 1 471 511 20 已获得酸浓度 40 50 晶体 分解 爆炸 盐 37 3 盐 制取 无隔膜电解 氧化性 38 氧化性 盐 39 重要卤酸盐 KClO3 强氧化性 与各种易燃物混合后 撞击爆炸着火 KClO3与C12H22O11的混合物的火焰 火柴头中的氧化剂 KClO3 高卤 40 5 高卤酸及其盐 高卤酸 HClO4HBrO4H5IO6酸性 最强强弱酸性 1 2261 7631 60 都是强氧化剂 均已获得纯物质 稳定性好 性质 1 HClO4及其盐 制备 工业 电解氧化物或氯酸盐 阳极区 得20 HClO4 减压蒸馏得70 阳极区 加H2SO4 减压蒸馏得60 70 41 性质 不稳定 无水HClO4为无色 粘稠液体 贮存有时会爆炸 氧化性 冷 稀时氧化性较弱 低于氯酸 热 浓的具有强氧化性 与易燃物接触发生猛烈作用 酸性 HClO4是最强的无机酸 水溶液中完全电离 盐 水溶液稳定 60 HClO4溶液加热不分解 浓溶液表现强氧化性 结构 42 结构 Cl以sp3杂化 呈四面体结构 对称性高 稳定 不易被还原 Cl与O之间存在 盐 稳定性 43 重要高卤酸盐 高氯酸盐 高氯酸盐多易溶于水 但K NH4 Cs Rb 的高氯酸盐的溶解度都很小 KClO4稳定性好 用作炸药比KClO3更稳定 NH4ClO4 现代火箭推进剂 Mg ClO4 2 Ca ClO4 2可用作干燥剂 在定性分析中鉴定K 如何区别固体 其他 44 偏高碘酸HIO4 O 2 HBrO4及其盐 了解 3 HIO4H5IO6及其盐 结构 酸性 H5IO6五元酸 弱酸 氧化性 I以sp3d2杂化 45 可得40 溶液 可得固体 1 4951 551 451 409 氧化性 6 氯的含氧酸及其盐的性质递变规律 不稳不稳相对稳定稳定 酸性 热稳定性 氧化性 热稳定性 氧化性 酸 拟 46 拟卤素和拟卤化物 1 什么叫拟卤素 某些原子团形成的分子与卤素单质有相似的性质 其负一价离子与离子的性质相似 称这些原子团为拟卤素 2 重要的拟卤素 氰 CN 2 硫氰 SCN 2 氧氰 OCN 2 阴离子 氰离子硫氰酸根氰酸根 3 拟卤素与卤素的相似性 12 3 47 14 3 1含氧酸氧化还原性的周期性 1 同一周期元素最高氧化态含氧酸的氧化性随Z 而 2 同族元素含氧酸氧化性随Z 呈锯齿形变化 3 同族副族元素含氧酸氧化性随Z 而略 4 同一周期相应氧化态含氧酸氧化性主族 副族 5 同一元素不同氧化态含氧酸中 低氧化态 高氧化态 因素 14 3含氧酸的氧化还原性 48 14 3 2影响因素 1 中心元素R接受电子的能力 R的电负性越大 易获得电子而被还原 氧化性 副族有例外 2 R O键的强度 R O键越强 需断裂的R O键数目越多 则酸愈稳定 氧化性愈弱 R O键的强度与R的电子层结构 成键情况及H 的反极化作用有关 通常R O键包括