原子結構特征
最外層電子數相同,均為7個電子,由于電子層數不同,原子半徑不同,從F～I原子半徑依次增大,因此原子核對最外層的電子的吸引能力依次減弱,從外界獲得電子的能力依次減弱,單質的氧化性減弱。
相似性
鹵素的化學性質都很相似,它們的最外電子層上都有7個電子,有取得一個電子形成穩定的八隅體結構的鹵離子的傾向,因此鹵素都有氧化性,原子半徑越小,氧化性越強,因此氟是單質中氧化性最強者。除F外,鹵素的氧化態為+1、+3、+5、+7,與典型的金屬形成離子化合物,其他鹵化物則為共價化合物。鹵素與氫結合成鹵化氫,溶于水生成氫鹵酸。
2F2(g)+2H2O(l)=4HF(aq)+O2(g)X2(g)+H2O(l)?HX(aq)+HXO(aq) X=表示Cl Br I
鹵素之間形成的化合物稱為互鹵化物,如ClF?(三氟化氯)、ICl(氯碘化合物)。鹵素還能形成多種價態的含氧酸,如HClO、HClO?、HClO?、HClO?。鹵素單質都很穩定,除了I?以外,鹵素分子在高溫時都很難分解。鹵素及其化合物的用途非常廣泛。例如,我們每天都要食用的食鹽,主要就是由氯元素與鈉元素組成的氯化物,并且還含有有少量的MgCl?。
遞變性
單質的物理遞變性:從F2到I2,顏色由淺變深;狀態由氣態、液態到固態;熔沸點逐漸升高;密度逐漸增大;溶解性逐漸減小。
單質氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
陰離子還原性:F-<Cl-<Br-<I-
鹵素單質的毒性,從F開始依次降低。
另外,鹵素的化學性質都較活潑,因此鹵素只以化合態存在于自然界中。
氫化物沸點有所不同:HF>HI>HBr>HCl,原因是HF有氫鍵沸點最高,其他隨分子量變大分子間作用力增大,沸點升高
物質 | 條件 | 特殊現象 | 產物穩定性 | 化學方程式 |
F2 | 暗處 | 劇烈化合并發生爆炸 | 很穩定 | H2(g)+F2(g)= 2HF(g) |
Cl2 | 光照或點燃 | ——————— | 較穩定 | H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)(點燃或光照) |
Br2 | 加熱 | ——————— | 穩定性差 | H2(g)+Br2(g)= 2HBr(g)(加熱) |
I2 | 不斷加熱 | 緩慢反應 | 不穩定 | H2(g)+I2(g)=2HI(g)(不斷加熱) |
結論:隨著核電荷數的增加,鹵素單質與H2反應變化:F2、Cl2、Br2、I2
①劇烈程度:逐漸減弱 ②生成HX的穩定性:與氫反應的條件不同,生成的氣體氫化物的穩定性不同, HF>HCl>HBr>HI。
無氧酸的酸性不同:HI>HBr>HCl>HF。
氯氣難溶于飽和氯化鈉溶液,而碘易溶于碘化鉀溶液(生成I3-)
注意:萃取和分液的概念
·在溴水中加入四氯化碳振蕩靜置有何現象?(分層,下層橙紅色上層無色)
·在碘水中加入煤油振蕩靜置有何現象?(分層,上層紫紅色,下層無色)