卤素精选幻灯片PPT课件.ppt

1,第17章卤素(Halogen),17.1卤素单质,17.2卤化氢和氢卤酸,17.3卤化物、卤素互化物和拟卤素,17.4卤素含氧化合物,2,基本要求：理解卤素的通性，了解卤素在自然界中的分布；了解单质及其化合物的一般结构和物理性质；掌握卤素单质及其化合物（卤化物、卤素互化物）的的化学性质及制备方法；掌握卤素氧化物及其含氧酸盐的化学性质；了解拟卤素和拟卤化合物。,3,重点：卤素单质及其化合物（卤化氢和氢卤酸、卤化物）的化学性质；卤素氧化物及其含氧酸盐的化学性质。难点：卤化氢、氢卤酸的化学性质递变规律及反常现象；卤素含氧酸盐的化学性质。,4,0,IIA,IA,元素周期表,最外电子层结构ns2np1-6从IIIA族到0族,5,0,VIIA,VIA,VA,IVA,IIIA,电子层,卤素,6,卤素通性,1.元素,7,2.价层电子构型及氧化态,8,卤素的价电子层结构和氧化数,9,F2Cl2Br2I2,3.电负性(Electronegativity),氟具有最强的氧化性,卤素的电负性,10,4.电子亲和能(ElectronAffinity),为什么A值反常？,卤素的电子亲和能,11,5.基本性质表,12,13,17.1卤素单质,14,17.1.1物理性质,15,F2Cl2Br2I2,聚集状态由气体到固体,R，M，色散力，MP、BP,从(np*)跃迁到(np*)所需能量，吸收光的，颜色逐渐加深,在水和有机溶剂中溶解度变化不规则,I2可溶解于I-，形成I3-,16,17.1.2化学性质,1/2X2+e-X-,卤素原子都有取得一个电子而形成卤素阴离子的强烈趋势：,故卤素单质最突出的化学性质是氧化性。除I2外，均为强氧化剂。从标准电极电势E(X2/X-)可以看出，F2是卤素单质中最强的氧化剂。随着X原子半径的增大，卤素的氧化能力依次减弱：,F2C12Br2I2,17,卤素单质都能与氢反应：X2+H22HX,(1)卤素与单质的反应,与氢的反应历程参见教材585,18,(2)卤素与水的反应,卤素与水可发生以下两类反应：,19,半反应：,（a）氧化反应,X2+2e-2X-,卤素单质的标准电极电势,20,2.889,1.360,1.077,0.534,3,12,1.23,pH,E/V,F2+2e-2F-,Cl2+2e-2Cl-,Br2+2e-2Br-,I2+2e-2I-,分析,0,21,（b）歧化反应,卤素单质的性质,22,结论,ClO-歧化慢，室温下产物：BrO-歧化快，室温下产物：IO-歧化更快，任何温度下产物：,分析,23,氟与水反应剧烈，是个很强的、自发的和放热的反应。,氯与水的反应是歧化反应，在碱性条件下，歧化反应进行完全。,Cl2+H2OHCl+HClO,24,(3)卤素间的置换反应,25,氯能氧化溴离子和碘离子为单质,溴能氧化碘离子为碘单质,26,(4)卤素与金属的反应,F2：F2+金属高价氟化物（任何温度）F2+Cu（Ni，Mg）致密氟化物膜，因此F2可储存于Cu、Ni、Mg或合金容器中。,Cl2：Cl2+金属氯化物，但干燥的Cl2不与Fe反应，因此Cl2可储存于铁罐中。,Br2、I2：常温下只与活泼金属作用，与不活泼金属只在加热条件下反应。,27,(5)卤素与非金属的反应,F2：F2+非金属（O2、N2、He、Ne外）高价氟化物；F2+C（Si、S、P）氟化物（低温下猛烈反应，产物多具挥发性,Cl2：Cl2+大多数非金属直接生成氯化物，反应不如F2激烈,Br2、I2：反应不如F2、Cl2激烈，不能氧化非金属到最高价,28,1、氟的制备,电解质：氟氢化钾KHF2+氟化氢（HF）,阳极（无定型炭）,2FF2+2e,阴极（电解槽）,2HF2+2eH2+4F,化学方法,2KMnO4+2KF+10HF+3H2O22K2MnF6+8H2O+3O2,SbCl5+5HFSbF5+5HCl,17.1.2卤素单质制备,电解法,29,小资料,氟的发现是一篇悲壮的历史,氟是卤族中的第一个元素，但发现得最晚。从1771年瑞典化学家舍勒制得氢氟酸到1886年法国化学家莫瓦桑分离出单质氟经历了100多年时间。在此期间，戴维、盖吕萨克、诺克斯兄弟等很多人为制取单质氟而中毒，鲁耶特、尼克雷因中毒太深而献出了自己的生命。莫瓦桑总结了前人的经验教训，认为，氟活泼到无法电解的程度，电解出的氟只要一碰到一种物质就能与其化合。如果采用低温电解的方法，可能是解决问题的一个途径。经过多次实验，1886年6月26日，莫瓦桑终于在低温下用电解氟氢化钾与无水氟化氢混合物的方法制得了游离态的氟。,30,2、氯的制备,工业上制备氯采用电解饱和食盐水溶液的方法：,阴极：铁网,2H2O+2eH2+2OH,阳极：石墨,2ClCl2+2e,电解反应：,2NaCl+2H2O,H2+Cl2+2NaOH,实验室制备氯的方法：,MnO2+4HCl,MnCl2+Cl2+2H2O,2KMnO4+16HCl,2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O,31,3、溴的制备,Cl2+2BrBr2+2Cl,3Br2+3NaCO3,5NaBr+HBrO3+3CO2,5Br+BrO3+6H+,3Br2+3H2O,4、碘的制备,Cl2+2NaI2NaCl+I2,2NaI+3H2SO4+MnO2,2NaHSO4+I2+2H2O+MnSO4,此二反应要避免使用过量氧化剂,32,氟：用于制备六氟化铀(UF6)，它是富集核燃料的重要化合物。含氟化合物的应用在20世纪有了显著发展，聚四氟乙烯-(CF2-CF2)n-是耐高温绝缘材料，氟化烃可做血液的临时代用品，以挽救病人的生命。在原子能工业中氟化石墨，化学式为(CF)n，是一种性能优异的无机高聚物，与金属锂可制成高能量电池，氟化物玻璃(主要成分为ZrF4-BaF2-NaF)可制作光电纤维。,5、卤素的用途,33,氯：是一种重要的工业原料。主要用于合成盐酸、聚氯乙烯、漂白粉、农药、有机溶剂、化学试剂等，氯也用于自来水消毒，但近年来逐渐改用臭氧或二氧化氯作消毒剂，因为发现氯能与水中所含的有机烃形成致癌的卤代烃。,34,溴：用于染料、感光材料、药剂、农药、无机溴化物和溴酸盐的制备，也用于军事上制造催泪性毒剂。碘：碘和碘化钾的酒精溶液(碘酒)在医药上用作消毒剂，碘仿(CHI3)用作防腐剂。碘化物是重要的化学试剂，也用于防治甲状腺肿大，食用加碘盐中加入的是KIO3。碘化银用于制造相底片和人工降雨。,35,17.2卤化氢和氢卤酸,1.卤化氢的物理性质,例外,（1）熔沸点,卤化氢的熔沸点,17.2.1物理性质,36,卤化氢都是极性分子，在水中有很大的溶解度,（2）溶解度,37,17.2.2化学性质,1、酸性,酸性强弱：HClHBrHI,除氢氟酸外，氢卤酸都是强酸,38,2、还原性,还原能力：F-Cl-HIO3B)热稳定性：MClOMBrOMIOC)氧化性：HClO4HBrO4H5IO6,88,1.卤素单质的活泼性次序是？为什么有氟至氯活泼性的变化有一个突跃？,2.为什么AlF3的熔点高达1563K，而AlCl3的熔点只有463K？,3.Fe与盐酸作用产物和铁与氯气作用产物为什么不同？,4.氟有哪些特性？,89,5.为什么不能采取由单质直接反应的方法来制取氟化氢和碘化氢？,6.影响金属卤化物熔点、沸点的因素有哪些？,7.氯的含氧酸及其盐的酸性、氧化性和热稳定性的变化规律如何？,8.向溴水中通入氯气能否有HBrO3生成？为什么？,90,第一个稀有气体化合物XePtF6的合成,1962年，N.Bartlett利用PtF6氧化氧分子，合成了。当时，考虑到稀有气体的电离能从上到下依次减小，而氙的第一电离能(1176.5kJmol-1)与氧分子的第一电离能(1171.5kJmol-1)相近。据此Bartle