4.1.4卤族元素的结构和性质 讲义 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

卤族元素的结构和性质 【核心素养发展目标】 1．知道卤族元素在周期表中的位置及其原子结构特点，能说出卤族元素性质的相似性和递变性，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律，形成“结构决定性质”的观念，强化“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养 2．能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性，提升“科学探究与创新意识”的学科核心素养 【主干知识梳理】 一、卤族元素的原子结构特点 1．概念：在元素周期表中，与氯元素处于同一纵行——第VIIA族的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐，所以统称为卤素(成盐元素之意) 2．成员：氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At) 元素名称 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I) 原子序数 9 17 35 53 原子结构示意图 最外层电子数 7 7 7 7 电子层数 2 3 4 5 原子半径 由小到大 3．原子结构的特点 (1)相似性：最外层电子数都是7，容易得到一个电子 (2)递变性：从F到I，核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大 【对点训练1】 1．已知某微粒的结构示意图为 ，则下列说法正确的是(　　) A．该元素位于第三周期0族 B．该元素位于第四周期ⅠA族 C．该元素是非金属元素 D．该元素是金属元素 2．关于卤族元素，下列说法正确的是(　　) A．所有卤族元素的微粒都易得电子 B．和F同一主族的元素都是非金属元素 C．化合物中卤族元素都显负价 D．卤族元素原子的原子半径从上到下逐渐减小 二、卤素单质的性质 1．卤素单质的主要物理性质 卤素单质 颜色和状态 密度 熔点/℃ 沸点/℃ F2 淡黄绿色气体 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1 Cl2 黄绿色气体 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6 Br2 深红棕色液体 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78 I2 紫黑色固体 4.93 g·cm－3 113.5 184.4 (1)相似性：都有颜色，有毒，在水中溶解度不大，易溶于苯、汽油、四氯化碳、酒精等有机溶剂 (2)递变性：从F2到I2，颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大，在水中的溶解度逐渐减小 【微点拨】 ①Cl2、Br2、I2在水中的溶解能力比较小，但较易溶于有机溶有剂(汽油、苯、四氯化碳、酒精)中 ②溶液的颜色与溶液的浓稀有关，浓溶液颜色深，稀溶液颜色浅，如：饱和溴水为红棕色，而很稀的溴水则为浅黄色 水 CCl4 汽油(苯) Cl2 黄绿色 黄绿色 黄绿色 Br2 橙色 橙红色 橙红色 I2 棕黄色 紫红色 紫红色 2．卤素单质的化学性质——与Cl2相似 (1)卤素单质与H2反应 H2＋F2===2HF 在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定 H2＋Cl2eq \o(========,\s\up7(光照或点燃))2HCl 光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定 H2＋Br2eq \o(=====,\s\up7(△))2HBr 加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定 不断加热才能缓慢反应；碘化氢不稳定，在一定条件下同时分解为H2和I2，是可逆反应 结论 (从FI) ①与H2反应的难易程度：越来越困难 ②生成气态氢化物的稳定性：依次减弱 ③与H2反应所需要的条件：逐渐升高 ④与H2反应剧烈程度：逐渐减弱 ⑤卤素的非金属性强弱：F＞Cl＞Br＞I) (2)卤素单质间的置换反应 实验过程 分别向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的两支试管中加入1 mL 氯水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式 向盛有4 mL KI溶液的试管中加入1 mL 溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式 实验装置 实验现象 振荡静置后，溶液由无色变为橙黄色 振荡静置后，溶液由无色变为褐色 振荡静置后，溶液由无色变为褐色 化学方程式 2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2 2KI＋Br2===2KBr＋I2 2KI＋Cl2===2KCl＋I2 结论 ①卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞I2 ②卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－＞Br－＞Cl－ (3)卤素单质与金属反应：F2和所有金属都能反应；Cl2和绝大多数金属反应；Br2和