卤素详细性质
《卤素单质性质》课件
卤素常被用作实验室中的试剂和研究化合物。
五、卤素单质实验展示
实验材料
包括试管、烧杯、实验剂等。
实验步骤
详细介绍实验的操作步骤。
实验效果
展示实验中产生的有趣现象和 颜色变化。
二、卤素的物理性质
1 颜色
2 气味
卤素的颜色从淡黄到红色不等，而氯气呈 黄绿色。
卤素具有刺激性气味，如氯气具有烘干草 和漂白粉的气味。
3 状态
ห้องสมุดไป่ตู้
4 密度
卤素在室温下可以是气体、液体或固体。
卤素的密度随着原子序数的增加而增加。
三、卤素的化学性质
化学反应
卤素参与多种化学 反应，如与金属反 应产生盐类。
《卤素单质性质》PPT课 件
# 卤素单质性质
课件将详细介绍卤素的物理性质、化学性质和用途，并进行实验展示，希望 能够深入了解和启发。
一、卤素的介绍
定义
卤素是指元素周期表17族的元素，包括氟、氯、溴、碘和砹。
分类
卤素分为气态卤素和固态卤素两类。
特点
卤素具有较高的电负性、极好的化学活性和特殊的物理性质。
氧化性
卤素具有较强的氧 化性，能使其他物 质失去电子。
还原性
卤素在适当条件下 可与氢、金属等物 质发生还原反应。
活性
卤素具有较高的化 学活性，易于与其 他物质发生反应。
四、卤素的用途
1
工业用途
卤素广泛用于合成有机化合物、生产染料和荧光物质等。
2
医学用途
卤素被用于医学成像、消毒和药物制剂等领域。
3
科学用途
卤素的性质
卤素的性质
每一个化学词汇都具有其固有的含义和用途，而卤素就是个例外，它概括为一
组有机化合物的名称，在日常对话中也被称作“溴”，是金属卤素中的一类，含铅、锌和硅酸盐卤素也是非常常见的。
卤素的性质非常有趣，它们分为两组：一组是卤族，它们倾向于形成共价键和
非共价键，而另一组叫做溴族，它们具有一定程度的金属性，能和金属离子发生化学反应，因此有着重要的工业用途。
卤素具有抗腐蚀性，因为它们可以降低活性氧水溶性，从而取代部分氧介电缺陷，抵抗腐蚀，另外，卤素还经常被用作抗生素和抗细菌剂，比如溴氰菊酯，用来防治多种病毒和细菌，也会扰乱细菌细胞壁，抑制其繁殖。
此外，卤素也在高校与高等教育中有着重要的应用，比如用它们来研究硅层表
面的表征、定制光电功能材料、研究I-V特性的变化，解决蚕丝蛋白的结构识别等问题。
总结起来，卤素是一类很有用的化学物质，它们具有金属性、抗腐蚀性和抗病
毒性的性质，有着重要的工业用途，同时也应用于高校与高等教育中，用以研究
物理和化学现象。
卤素的性质与应用领域
卤素的性质与应用领域卤素是指氟、氯、溴、碘、砹等元素，它们都属于周期表中的第七族元素。
卤素具有一些独特的性质和广泛的应用领域。
本文将重点讨论卤素的性质以及其在化学、医药、光电子和环境保护等领域的应用。
首先，卤素具有较高的电负性和较低的离子化能，使得它们在化学反应中表现出良好的活性。
例如，氯和溴可以与许多金属发生置换反应，形成相应的卤化物。
这些卤化物在工业上广泛应用于腐蚀防护、合金制备和有机合成等方面。
此外，卤素也可以与氢发生反应，形成相应的氢卤酸。
氢卤酸在化学工业中用作制酸剂、溶剂和催化剂。
卤素还具有较高的电子亲和能和较低的电离能，使得它们在光电子器件中具有广泛的应用。
例如，氟和氯可以用来制备半导体材料中的掺杂剂，从而改变材料的导电性质。
同时，卤素还可以用于制备发光二极管（LED）和固态激光器等光电子器件的光源。
此外，氯化银和碘化银等卤素化合物在摄影胶片中起到了关键的作用，可以捕捉和保存图像。
在医药领域，卤素化合物也被广泛应用于药物的研发和生产。
例如，碘化物可以用作消毒剂，用于灭菌和预防感染。
氟化物则常用于制备口腔护理产品，如牙膏和漱口水。
此外，许多抗生素和抗癌药物中都含有卤素元素，这些卤素化合物可以发挥抗菌和抗肿瘤的作用。
卤素还在环境保护领域发挥了重要作用。
氯氟烃（CFCs）是一类含有氯和氟的有机物，曾被广泛用作制冷剂和喷雾剂。
然而，它们的使用对臭氧层造成了严重的破坏。
因此，国际社会联手禁止了CFCs的使用，并寻找代替品。
如今，氟氯烃（HCFCs）和氢氟烃（HFCs）已经被用作CFCs的代替品，这些化合物对臭氧层的破坏性较小。
总结而言，卤素具有多种多样的性质和广泛的应用领域。
它们在化学反应、光电子、医药和环境保护等各个领域都发挥着重要作用。
我们可以预见，在未来的科技发展中，卤素的应用领域还将不断扩大和拓展。
卤素单质的性质比较
卤素单质的性质比较
1.物理性质
(1)相似性：都有颜色和毒性，不易溶于水(除F2外)、易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂。
(2)递变性：从氟到碘，颜色依次加深，密度依次增大，熔沸点依次升高。
2.化学性质
(1)相似性：都具有强氧化性，表现在它们均能与金属、非金属、水和碱溶液反应。
(2)递变性：从氟到碘氧化性依次减弱，表现在：
①卤素与金属、非金属和水反应时，剧烈程度及反应的能力均依次减弱。
例如，与铁反应时，氟、氯、溴均将铁氧化为正三价的铁盐，而铁与碘反应生成碘化亚铁(FeI2)；与氢气化合愈来愈难；与水反应时，氟与水迅速反应放出氧气，氯与水在光照下缓慢放出氧气，溴跟水反应比氯弱，但比碘强。
②活泼的卤素单质能将不活泼的卤素从其卤化物中置换出来。
注意F2与其他卤化物的水溶液反应，只能从水中置换出氧气，不能置换出其他卤素单质，但可以从熔融态的其他卤化物中置换出卤素单质。
卤素单质的物理性质和化学性质
卤素单质的物理性质和化学性质
卤素单质是卤素族元素的标准化学物质，是由该族元素原子结合而成的化合物，包括氟、氯、溴、碘、硫、氯仿和硅；并由地球大气层中氯和氟等元素组成。
卤素单质的物理性质：
1. 大多数卤素单质散热性能良好，具有较高的纯度；
2. 卤素单质的密度较低，溴的密度为
3.12g/cm3，氯为1.99g/cm3，氟为1.69g/cm3，比水低得多；
3. 卤素单质易汽化，摩尔沸点低，具有较高的挥发性，可进入大气气层；
4. 卤素单质大多具有非常好的电介质性质，硫酸盐类具有良好的腐蚀性和分解性，
例如氯仿和氯气；
5. 卤素单质大多无色，有的如溴是无色透明液体，碘是黄色液体，氯具有苦涩的气味，有的如硫的无色气体气味刺鼻，硅的深绿色液体有微厚的油腻感。
卤素单质的化学性质：
1. 卤素单质的稳定性往往较差，反应具有催化作用；
2. 由于卤素单质都具有一定的离子性，所以大多在水溶液中表现出离子溶液，具有
相当高的指令常数；
3. 卤素单质易发生氧化还原反应，氧化性大多由氯高到溴，碘、硫和氯仿更稳定；
4. 卤素单质发生加成、脱水等水解反应，大多具有几乎恒定的临界温度；
5. 卤素单质具有酸性或碱性，受水分解后表现出改变的pH值，比如氯的溶液是碱性的，而硫的溶液是酸性的。
卤素
At2
具有放射性 咱不讨论- - ...
1.卤素都能跟金属起反应生成卤化物。
非金属性越强，反应越易进行，生成的卤化物越稳定。
2.卤属都能跟氢气反应生成卤化氢。
F2低温下暗处就剧烈反应甚至爆炬产生HF稳定。Cl2低温下缓慢反应需光照或加热条件下进行。Br2 I2高温下才能反应，HI不稳定可分解为H2和I2 所以为可逆反应。
随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增
卤素的化学性质都很相似，它们的最外电子层上都有7个电子，有取得一个电子形成稳定的八隅体结构的卤离子的倾向
除F外，卤素的氧化态为+1、+3、+5、+7
卤素与氢结合成卤化氢，溶于水生成氢卤酸。
卤素之间形成的化合物称为互卤化物，如ClF3、ICl。
2F2+2H2O=4HF（aq）+O2 X2+H2O=HX（aq）+HXO（aq） X=表示Cl Br I (aq)代表是溶液.
4.卤素各单质的活泼性比较。
卤素各单质的活泼性顺序：F2>Cl2>Br2>I2 前者可将后者从其金属化物中置换出来.
5.碘与淀粉反应：碘+淀粉→蓝色，检验I2或淀粉的存在。
氟、氟化氢和氢氟酸对玻璃有较强的腐蚀性。
氟是氧化性最强的元素，只能呈-1价.其没有正价.
单质氟与盐溶液的反应，都是先与水反应，生成的氢氟酸再与盐的反应，通入碱中可能导致爆炸。
化学性质活泼，能与几乎所有元素发生反应（除氦、氖）。
水溶液氢氟酸是一种弱酸。但却是稳定性、腐蚀性最强的氢卤酸，如果皮肤不慎粘到，将一直腐蚀到骨髓。
卤素元素的化学性质研究
卤素元素的化学性质研究卤素元素是元素周期表中第七族的元素，包括氟、氯、溴、碘和砹五种元素。
它们具有一些独特的化学性质，对于人类生活和工业生产具有重要意义。
首先，我们来讨论一下卤素元素的化学性质。
首先，卤素元素具有非金属特性，是元素周期表中的一群7A族元素。
其中氟、氯、溴均为气体，碘为固体，砹为铯。
这些元素在自然界中广泛存在，在生物体系中起着重要作用。
它们通常以单质的形式存在，具有鲜明的毒性和强烈的化学活性。
其次，卤素元素具有较强的氧化还原性。
例如，氯气和氢气的反应会生成氯化氢气体，氯气能氧化硫化氢为硫磺，由此可见卤素元素具有氧化性。
另一方面，卤素元素也可以被还原，例如氟气能与氢气反应生成氢氟酸，溴水溶液能被还原为氢溴酸。
不仅如此，卤素元素还具有较强的电负性。
氟元素的电负性最强，碘的电负性较弱。
这种电负性导致卤素元素在化合物中通常以负离子的形式存在，如氯化物、溴化物等。
由于电负性的差异，卤素元素能够形成氟键、氯键等键的化合物，这种化合物具有很高的稳定性和独特的化学性质。
另外，卤素元素还具有较强的亲电性。
亲电性是指一个原子或分子与电子云结合的倾向，卤素元素通常呈现出较强的亲电性。
例如，氯原子能够吸引电子形成氯负离子，砹原子也能够接受电子形成砹离子。
除了以上一些常见的化学性质外，卤素元素还具有其他特殊的性质。
例如，卤素元素在蒸气状态下呈现出不同的颜色，如氯气呈现黄绿色，溴气呈现红褐色。
这些特殊的颜色属性使得卤素元素在实验室中具有一定的识别性。
总的来说，卤素元素具有多种独特的化学性质，包括非金属特性、氧化还原性、电负性、亲电性等。
这些性质使得卤素元素在化学实验、工业生产、医药领域等方面具有广泛的应用价值。
通过深入研究卤素元素的化学性质，可以更好地理解其在自然界中的角色和应用。
卤族元素的性质与卤素离子的检验
卤族元素的性质与卤素离子的检验卤族元素是指元素周期表中第VIIA族的元素，包括氟（F），氯（Cl），溴（Br），碘（I）和矿物食盐元素（astatine，At）。
卤族元素具有许多共同的性质，其中包括物理性质和化学性质。
1.物理性质：-卤族元素是非金属元素，具有低熔点和沸点。
氟是最轻的卤素，具有最低的熔点和沸点，而碘是最重的卤素，具有最高的熔点和沸点。
-卤族元素具有颜色，氟和氯呈黄绿色，溴呈红褐色，碘呈紫黑色。
-卤族元素是电负性很高的元素，具有强氧化性和还原性。
2.化学性质：-卤族元素具有强烈的化学活性，特别是在反应时容易失去电子以形成灵活的阴离子-卤素离子（例如F-，Cl-，Br-，I-）。
-卤族元素能与金属形成盐类，例如氯化钠（NaCl），溴化钾（KBr），碘化银（AgI）等。
-卤族元素可以与氢反应生成卤化氢酸，例如氟化氢（HF），氯化氢（HCl），溴化氢（HBr）和碘化氢（HI）。
-卤族元素与氧反应形成卤氧化物，例如氯氧化物（Cl2O）和溴氧化物（Br2O）。
-卤族元素能与非金属原子形成共价键化合物，例如二氧化氯（Cl2O），二氧化溴（Br2O2）和五氟化碘（IF5）。
卤素离子的检验：卤素离子的检验是通过特定的化学反应来确定存在卤素离子的方法。
1.银离子沉淀反应：卤素离子可以通过与银离子反应产生不溶性沉淀物来检测。
氯离子可以通过加入硝酸银溶液（AgNO3）生成白色氯化银沉淀（AgCl）来检测。
溴离子可以通过加入硝酸银溶液生成黄色溴化银沉淀（AgBr）来检测。
碘离子可以通过加入硝酸银溶液生成黄色碘银沉淀（AgI）来检测。
2.氧化性试剂：卤素离子可以通过与氯酸（HClO4）或氯酸钾（KClO3）反应来检测。
氯离子可以通过与氯酸反应生成氯气（Cl2）来检测。
溴离子可以通过与氯酸钾反应生成溴气（Br2）来检测。
碘离子可以通过与氯酸钾反应生成紫色蒸汽（I2）来检测。
3.过渡金属离子反应：卤素离子可以通过与过渡金属离子反应产生特定的颜色来检测。
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橙
黄
淡黄 (绿)
三：单质的化学性质（C级掌握） （1）与金属,非金属的作用
卤素单质均具有氧化性，且从F2—I2氧化性依次减弱,所以反应程度 也依次减弱. （2）与水、碱的反应 1）与水发生两类反应： X2 + H2O==2H+ + 2X- + 1/2O2 （1） X2 + H2O == H+ + X- + HXO （2）
荷大的因素占优势,使得F原子与别的元素形成的键键能均较大,所以氟
化物与其它相应的卤化物比总是最稳定的.
三：卤素的存在（了解）
在自然界不能以游离态存在，而是以稳定的卤化物形式存在。
14-2 卤素单质
一：单质的物理性质（C级掌握）
卤素单质的物理性质
性质
氟
氯
溴
碘
通常 聚集状态
气
气
气
气
条件 颜 色
淡黄
黄绿 红掌握）
Cl2 + 2X- == X2 + 2Cl-（X=Br，I）
Br2 + 2I- == I2 + 2Br-
5Cl2 + I2 + 6H2O == 2HIO3
+ 10HCl
14-2.3:请指出卤素单质在水中和碱液中的主要存在形式以及相关的方
程式(C级重点掌握)
解:在水中,F2立即与H2O反应生成HF和O2,在碱液中也反应生成F-
氟与碱的反应和其它卤素不同，其反应如下：
2F2 ＋ 2OH-
(2％)==2F- ＋ OF2 ＋ H2O
当碱溶液较浓时，则OF2被分解放出O2。
2F2 + 4OH-==4F- + O2 +
2H2O
在酸性介质中：
XO3- + 5X- + 6H+ == 3X2 + 3H2O
反应的平衡常数：KCl=2×109，KBr=1×1038，KI=1.6×1044
因从Cl-I元素电负性依次减小,原子半径依次增大,H-X的键能依次减 小,所以溶解度依次增大;而分子偶极距,键能,水合热依HCl-HBr-HI的 顺序依次减小. （2）稳定性和还原性 14-3.2:总结HX的稳定性和还原性变化规律,并定性解释之.(C级重点掌 握) 解:稳定性按HF-HI的顺序依次减弱.因为从H-F到H-I键能依次减弱,键 越易打断,稳定性就越差.
二：补充知识 (一)临界温度，临界压力，超临界现象（B级了解） （1）当把温度降低到一定值之下，然后加压力可实现气体的液化，但 是在这个温度以上，无论加多大的压力，气体均不能液化，这个温度叫 临界温度(Tc)；在临界温度时，使气体液化所需的最小压力叫临界压力 (Pc)。 （2）超临界现象的应用(课外兴趣题) (二)物质颜色产生的原因（B级掌握）
形体吗?为什么?(A级掌握) 解:因卤素元素最外层已有7个电子,只要
获得或共用1个电子即可满足8电子构型的稳定结构,而与另一原子组成 双原子分子刚好满足稳定构型,所以卤素单质是双原子分子.由于卤素 元素之间成键的方式只有一种,即共用一对电子,所以不可能出现同素 异形体. 二：氟的特殊性：（C级重点掌握） （1）电子亲合势：F＜Cl 14-1.5:为什么F的电子亲合势反而小于Cl的?(C级掌握) 解:这是因为氟原子的半径很小,核周围的电子云密度较大,当它接受外 来一个电子时,电子间的斥力较大,这一斥力部分地抵消了氟原子获得 一个电子成为氟离子时所放出的能量,使氟的电子亲合势反而比氯的电 子亲合势小(放出能量小). （2）解离能：F2＜Cl2 14-1.6:解释X2分子的解离能从Cl2到I2依次减小的现象,说明为什么F2
物质产生颜色是因为它们不同程度地吸收了可见光(白光)中某些波段 的光而显示出该光的互补光颜色.如果物质吸收了所有可见光而不反射, 则为黑色;全部反射掉光显白色;全部透过或者吸收紫外,红外光均为无 色.
为什么物质又会选择性地吸收某些波段的波?这是因为物质的分子或
原子内会发生电子吸收光子能量而在不同能级之间跃迁,结果导致物质
2。氯的制备：工业上用电解NaCl饱和溶液制得，另一产物为NaOH。
2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 3。溴的制备：工业上从海水中用Cl2把Br-置换出来。
4。碘的制备：以自然界的碘酸钠与还原剂NaHSO3反应得到。
14-3 卤素的化合物
14-3-1 卤化氢和氢卤酸
一：卤化氢性质变化规律及理论解释
F2→2F-(aq)过程放出的热量大于Cl2→2Cl-(aq)的,说明前过程更易
进行,所以F2的氧化性最强.
（4）氟化物的稳定性最高
14-1.8:为什么氟化物的稳定性都很高,难以分解?(B级掌握)
解:这是由于与氟结合的其它元素原子半径一般较大或它的最外电子层
没有孤对电子,则电子之间的斥力减小了,于是氟原子半径小,有效核电
还原性按F-Cl-Br-I的顺序依次增强.因随着X半径的增大,原子核对 最外层电子的约束力减弱,最外层电子越容易失去,所以还原性就越强. 14-3.3:试解释KI暴露在空气中易变黄,而KCl在空气中则较稳定?（C级 掌握) 解:因I-离子具有较强的还原性,可被空气中的O2氧化产生I2,所以变 黄.而Cl-的还原性较弱,O2不能氧化之,所以在空气中可稳定存在. 14-3.4:有三种白色固体,可能是NaCl,NaBr,NaI.试用简便方法加以鉴 别.(C级掌握)如果是这三种固体的混合物,如何分离它们?(B级掌握) 解:分别取三种固体配成溶液,加入少量CCl4,然后滴加氯水并震 荡,CCl4层变为紫红色的试管为NaI;变为橙红色的为NaBr;变为淡黄色 的为NaCl. 把混合物配成溶液,加入AgNO3使其沉淀完全.分离出沉淀后首先加入 6mol/L氨水使沉淀充分溶解,则AgCl溶解于氨水(因形成Ag(NH3)2+配 离子)进入溶液相,而AgBr和AgI留在固相中.再向固体加入Na2S2O3溶 液,AgBr溶于该溶液中(因生成Ag(S2O3)23-配离子),而AgI不溶.最后 AgI可溶于KCN溶液得到I-. （3）酸性 14-3.5:除HF外,HX均为强酸,且酸性按HCl-HBr-HI的顺序依次增强,为什 么?(B级掌握) 解:方法一:从稳定性和键能的角度解释,因从HF到HI,H-X之间的键能 依次减小,则打破此键形成H+和X-就越容易,即酸性就越强. 方法二:从热力学角度分析可以得到满意的答案.根据△Gθ=△HθT△Sθ,其中△Hθ可以通过下列热力学循环实现:
Cl2 + 2I- == I2 + 2Cl-
I2遇淀粉变兰.而产物I2与Cl2又可反应生成无色的HIO3,所以兰色又
消失.
5Cl2+I2+6H2O==2HIO3+10HCl
14-2.5:向同时含有I-和Br-以及CCl4的试管中不断滴加氯水,请指出
CCl4层颜色的变化情况，并解释现象和写出方程式(B级掌握)
的却反小于Cl2的?(C级掌握) 解:随着原子半径的增大,核对最外层电 子的吸引力减弱,导致形成的X-X键键能减弱,所以解离能从Cl2到I2依 次减小.但氟原子的半径很小,核周围的电子云密度较大,当它与另一氟 原子相互靠拢成键时,由于电子云之间的斥力较大,部分地抵消了两个
氟原子成键所放出的能量,使得F-F键键能小于Cl-Cl键,所以F2的离解 能小于Cl2的. （3）F2是单质中最强的氧化剂。 14-1.7:F的电子亲合势不是最大,为什么F2是单质中最强的氧化剂?(B级 掌握) 解:通过计算下列两过程的△rH后进行比较可得出结论：
毒性
剧毒
毒性大
毒 毒性较小
14-2.1:根据上表总结卤素单质的颜色,密度,熔沸点,离解能,标准电极 电势等的变化规律,并从理论上解释之.(C级重点掌握) 解:卤素单质的熔沸点,密度等物理性质按F-Cl-Br-I的顺序依次递增. 这是因为这些分子都是非极性分子,分子间的结合力为色散力.随着分 子量的增大,分子的变形性逐渐增大,分子间的色散力也逐渐增强,则分 子间作用力依次增强,即熔沸点,密度等也就依次递增 卤素单质的颜色随着分子量的增大依次加深.这是因为在卤素元素中, 从氟到碘外层电子从基态被激发到较高能级所需的能量逐渐减少,故对 可见光的吸收逐渐向波长较长(即能量较低)的部分移动.氟吸收能量大 波长短的紫光而显黄色,而碘吸收能量小波长长的黄光而显紫色.氯,溴 分子吸收能量介于氟,碘之间,它们显现的颜色也在二者之间. 离解能除F2例外从Cl-I依次减小,而标准电极电势值依次减小.因为XX之间的键能依次减小,所以离解能依次减小.虽然离解能依次减小(F2 除外),但因X-的水合能从F-I其绝对值依次减小,即放出的能量减少,所 以过程X2→X-(aq)放出的热量从F-I依次减少,所以标准电极电势依次 减小,氧化性依次减弱. 14-2.2:为什么卤素单质在有机溶剂中的溶解度比在水中大?(C级掌握) 为什么碘在不同有机溶剂中呈现不同的颜色?(B级掌握) 解:因卤素单质分子都是非极性分子,因此在极性溶剂中(如水中)溶解 度不大.而有机溶剂一般为极性较低或非极性溶剂,根据相似相溶原 理,X2在有机溶剂中的溶解度更大 碘在极性有机溶剂中形成溶剂化物,呈现出棕色或棕红色,而在非极性 溶剂或极性很弱的溶剂中以分子状态存在,呈现与碘蒸气相同的紫色.
反应剧烈程度：F2＞Cl2＞Br2＞I2 F2按(1)式进行，Cl2,Br2,I2按(2)式进行.它为歧化反应,是可逆的.溶 液的pH值增大,平衡向右移动。 2）X2在碱性条件下的歧化反应:(C级重点掌握)
X2 + 2OH-
X- + X0- + H2O (X＝Cl2、Br2)
3I2 + 6OH-
2I- + IO3- + 3H2O
（1）物理性质
14-3.1:总结卤化氢的熔沸点,溶解度,气化热,键能等物理性质的变化规 律,并从理论上加以解释(C级 解: 熔沸点,水中溶解度和气化热依HCl-HBr-HI的顺序依次增加.