无机化学14卤素ppt课件

1、第第14章章 卤卤 素素14-1 卤卤 素素 通通 性性14-2 卤卤 素素 单单 质质 14-2-1 卤素单质的物理性质及用途卤素单质的物理性质及用途 14-2-2 卤素单质的化学性质卤素单质的化学性质 14-2-3 卤素单质的制备卤素单质的制备14-3 卤素的化合物卤素的化合物 14-3-1 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸 14-3-2 卤化物卤化物 卤素互化物卤素互化物 多卤化物多卤化物 14-3-3 拟拟 卤卤 素素 （自学，一般了解）（自学，一般了解） 14-3-4 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物作业作业14-1 卤卤 素素 通通 性性1卤素在周期表中处在什么位置？有何价层电子结构？

2、该结构使卤素具有何种最基本的性质？2卤素在自然界中以何种形态存在？为什么？3卤素有哪些氧化态及成键特征？4氟有哪些特殊性？c14-1 卤卤 素素 通通 性性1卤素在周期表中处在什么位置？有何价层电子结构？该结构使卤素具有何种最基本的性质？A 元素，包括F、Cl、Br、I、At 卤素原子的价电子层构型为ns2np5 最活泼非金属，自然界中均以化合态存在14-1 卤卤 素素 通通 性性2卤素在自然界中以何种形态存在？为什么？F：CaF2莹石） Na3AlF6 (冰晶石Ca5FPO4 )3 (磷灰石）Cl 和 Br ：碱金属及碱土金属存在于海水中I ：NaIO3 (智利硝石） 藻类植物中14-1 卤

3、卤 素素 通通 性性3卤素有哪些氧化态及成键特征？成键特征：一个共价单键 X2 (非极性） HX （极性）X 离子键氧化态：1、3、5、7除F外）。形成共价化合物，含氧酸及盐以及卤素互化物。14-1 卤卤 素素 通通 性性4氟有哪些特殊性？氟的特殊性均由半径特别小引起氟的电子亲和能特殊的小FF键能离解能较低，孤对电子间斥力大氟化物中氟氧化数总为114-2 卤卤 素素 单单 质质14-2-1 卤素单质的物理性质及卤素单质的物理性质及用途用途1为什么卤素单质的物理性质随卤素单质分为什么卤素单质的物理性质随卤素单质分子量的增大而呈现规律性的变化？子量的增大而呈现规律性的变化？2 Br2、I2易溶于有

4、机溶剂的性质有何用途？易溶于有机溶剂的性质有何用途？3人体中人体中F、I的代谢出现异常会对人体健康产的代谢出现异常会对人体健康产生哪些影响？生哪些影响？14-2-1 卤素单质的物理性质及卤素单质的物理性质及用途用途1为什么卤素单质的物理性质随卤素单质分子量的增大而呈现规律性的变化？X2为非极性分子，主要是色散力分子量增大，色散力增大物理性质随分子量呈规律性变化。14-2-1 卤素单质的物理性质及用卤素单质的物理性质及用途途2 Br2、I2易溶于有机溶剂的性质有何用途？ Br2、I2易溶于苯、CCl4的性质可用于 鉴别和分离14-2-1 卤素单质的物理性质及卤素单质的物理性质及用途用途3人体中F

5、、I的代谢出现异常会对人体健康产生哪些影响？碘缺乏：甲状腺肿，克 汀 病 碘过量：高碘甲状腺肿氟缺乏：龋齿氟可以预防龋齿）氟过量：氟斑牙釉斑牙 氟骨症14-2-2 卤素单质的化学性质卤素单质的化学性质1从P455卤素元素电势中的 x2/x，可对卤素单质X2及X- 的氧化还原性及其规律得出什么结论？2卤素单质有哪些主要性质？其中碱的反应性质怎样？该性质有何应用？14-2-2 卤素单质的化学性质卤素单质的化学性质1从P455卤素元素电势中的 x2/x-，可对卤素单质X2及X- 的氧化还原性及其规律得出什么结论？有极大正值，X2有强氧化性，即X2有较强的化学活泼性，可与大多数金属及非金属作用 氧化性

6、: F2 Cl2 Br2 I2 还原性: F Cl Br I 可发生反应：轻卤素氧化卤素生成卤素互化物 Cl2 + 3F2 = 2ClF3前边X2可氧化后边的X: Cl2 +2Br =2Cl+ Br2 14-2-2 卤素单质的化学性质卤素单质的化学性质2卤素单质有哪些主要性质？其中碱的反应性质怎样？该性质有何应用？X2与水的反应有两类： F2分解水：2F2 + 2H2O = 4HF + O2I2发生逆反应） Cl2在水中的歧化：X2+H2OH+X+HXO冷碱中：Cl2 Br2均可发生上述歧化反应冷碱中：3 I2+6OH= 5I+IO3+3H2O(热碱中Cl2 Br2)14-2-3 卤素单质的制

7、备卤素单质的制备1卤素单质的制备方法有几种？2. 据卤素单质在自然界的存在情况和卤素单质的性质，这些制备方法各适用于哪种卤素单质的制备？14-2-3 卤素单质的制备卤素单质的制备1卤素单质的制备方法有几种？ 卤素单质有三种制备方法：电解法置换法还原法14-2-3 卤素单质的制备卤素单质的制备2. 据卤素单质在自然界的存在情况和卤素单质的性质，这些制备方法各适用于哪种卤素单质的制备？F2的制备： 单质F2只能用电解法电解KHF2和无水HF混合物，比例多为3：2） KHF2 = H2 + F2 + KF (阴极) (阳极) (电解槽) (石墨)Cl2的制备：工业上用隔膜法电解饱和NaCl溶液制去。

8、2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH (阴极) (阳极)也可以是电解熔融NaCl制金属Na的副产品： 2NaCl （熔）= 2Na + Cl2 (阴极) (阳极)实验室用MnO2与盐酸反应的化学法制取。电解电解Br2的制备： 置换法制Br2： Cl2+Br-(海水）= Br2 + 2Cl- 空气吹出： 3Br2 + 3Na2CO3 = 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2 酸化 ：5Br- + BrO3- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O363KpH=3.5I2还原法 ： IO3-+ 3HSO3- （过量）= I- + 3SO42- + 3H+( NaIO

9、3智利硝石） IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O海藻中碘的提取：2I-+ Cl2 = I2 + 2Cl- I2 用升华法提纯14-3 卤素的化合物卤素的化合物14-3-1 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸1卤化氢有几种制备方法？各适用于哪种卤化氢的制备？2卤化氢和氢卤酸有哪些主要性质？3. 氢氟酸有哪些特殊性？14-3-1 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸1卤化氢有几种制备方法？各适用于哪种卤化氢的制备？直接合成法 HCl复分解反应法 四种HX，但HF、HCl用浓H2SO4 , HBr、HI用H3PO4 （均为难挥发性的酸）非金属卤化物水解 HBr 、HI碳氢化合物的卤化及Br

10、2 、I2 还原制HBr 、 HI14-3-1 卤化氢和氢卤酸卤化氢和氢卤酸2卤化氢和氢卤酸有哪些主要性质？热稳定性高还原性 HCl HBr HI氢卤酸的酸性 除HF外均为强酸，且 HF HCl HBr HClO3HClO4，与氧化数高低顺序不一致？ 14-3-4 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物1卤素氧化物有哪些主要性质和用途？Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7都是强的氧化剂，不稳定易分解爆炸）Cl2O是次氯酸的酸酐，此用来制次氯酸盐 ClO2主要用途是纸浆漂白、污水杀菌和饮用水净化I2O5做氧化剂可以氧化NO、C2H4、H2S、CO等 I2O5 + 5CO = I2 + 5CO2

11、此反应可用来定量测量大气或其他气态混合物中的CO的含量 ClO2：早在：早在1811年，美国科学家年，美国科学家H. Davey 利用利用KClO3水溶液和盐酸反应，首次合成并收集了水溶液和盐酸反应，首次合成并收集了二氧化氯气体。但由于安全问题，直到本世纪二氧化氯气体。但由于安全问题，直到本世纪30年代，二氧化氯才得以安全经济的规模生产，年代，二氧化氯才得以安全经济的规模生产，开始了工业化的应用。开始了工业化的应用。1944 年，二氧化氯首次年，二氧化氯首次作为消毒剂用于处理美国纽约州尼加拉大瀑布作为消毒剂用于处理美国纽约州尼加拉大瀑布城的饮用水。城的饮用水。20世纪世纪70年代后期，由于研制

12、成年代后期，由于研制成功了二氧化氯稳定剂，二氧化氯才作为消毒剂功了二氧化氯稳定剂，二氧化氯才作为消毒剂和漂白剂被广泛应用于食品加工、医院、水产和漂白剂被广泛应用于食品加工、医院、水产养殖等领域的杀菌消毒、水净化处理及纸浆的养殖等领域的杀菌消毒、水净化处理及纸浆的漂白等领域，充分显示了其所具有的强漂白性漂白等领域，充分显示了其所具有的强漂白性和高效杀菌能力。和高效杀菌能力。 二氧化氯是目前国际上公认的最新一代高效、广谱、安全的消毒杀菌剂，是氯制剂最理想的替代品，在世界上发达国家中已得到了广泛的应用。为控制饮用水中“三致物质”（致畸、致癌、致突变的产生，欧美发达国家已广泛应用二氧化氯替代氯气进行饮

13、用水的消毒。 如果以氯气的氧化能力为100%的话，二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍，次氯酸钠的2.8倍，双氧水的1.3倍。 14-3-4 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物2次卤酸及其盐的热稳定性、酸性、氧化性怎样？变化规律如何？稳定性 ： HClO HBrO HIO酸性 ：HClO HBrO HIO Ka：7.95x10-8 ； 2.06x10-9 ； 2.3x10-10 氧化性 ： HClO HBrO HIO 1.49v 1.33v 0.99v其中重要的是HClO及盐， HClO用于漂白杀菌；v 其中重要的是HClO及盐， HClO用于漂白 v 杀菌；v Ca(ClO)2为漂白粉的有效

14、成份。14-3-4 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物3亚卤酸及其盐的热稳定性、酸性、氧化性与次卤酸及其盐比有何变化？酸性 ：HXO2 HXO稳定性：HXO2HXO HClO2/Cl-=1.56v HClO/Cl-=1.49v HBrO2、HIO2因为不稳定，缺乏相关的数据。v对于卤酸及其盐也有类似的规律：v酸性：HClO3HBrO3HIO3v Ka：103 ； 1 ； 1.7x10-1 v 稳定性：HClO3HBrO3HIO3v XO3-/X- 1.45、 1.44 、 1.085v总之，对于卤素的含氧酸及其盐：v 酸性： 同一卤素，氧化数越高酸性越强。v HClOHClO2HClO3 HBr

15、O HIOv 但在HXO3和HXO4中Br反常。v 稳定性：盐大于酸。氯的各种含氧酸及其盐的性质的一般规律：氯的各种含氧酸及其盐的性质的一般规律： HClOHClO2HClO3HClO4热稳定性增强热稳定性增强氧化能力增强氧化能力增强氧氧化化能能力力减减弱弱热稳定性增强热稳定性增强氧氧化化能能力力减减弱弱热稳定性增强热稳定性增强酸性增强酸性增强HClO2 的氧化性比的氧化性比 HClO 强强14-3-4 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物4碘能从溴酸盐及氯酸盐中置换出Br2、Cl2，即： I2 + 2XO3 + 2H+ = 2HIO3 + X2 (X = Br、Cl) 而Br2和Cl2又能从KI

16、溶液中把I2置换出来，即： X2 + 2I = 2X + I2 (X = Br、Cl) 而者有无矛盾？从电极电势说明。不矛盾v5. HClO4和KClO4有哪些主要性质？vHClO4为目前已知的无机酸中的最强酸，且ClO4- 配位能力差，在新型化合物的制备中较重要。vKClO4 水溶液无明显氧化性，但固体反应及酸性中有强氧化性。 14-3-4 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物vKClO4稳定性高，但高温时融化并发生分解：v KClO4=KCl + 2O2v 多数ClO4易溶，但K 、Rb+ 、Cs+ 、 v NH4+ 溶解度小v6.在卤素含氧酸HXO4中氧化性最强的是哪一v 个？为什么？vHBrO4氧化性最强。vBr为第四周期元素，第一次填充了3d10，使有效核电荷增加较多。v惰性电子对效应，第四周期元素的不规则性。14-3-4 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物7为什么卤素的含氧酸都有较强的氧化性？为什么对同一卤素的不同含氧酸，其氧化性强弱顺序为：HClOHClO3HClO4，与氧化数高低顺序不一致？ 因为X的电负性大，是同周期中非金属性最强、失去