第十二章 卤素（课件）- 《无机化学》同步教学（吉林大学版）

2024/1/14 1 本章要求： 1.熟悉卤素单质及其重要化合物的基本结构、性质、制备和用途。 2.掌握卤素单质及化合物性质之间的差异性。 3.熟悉卤素单质和次卤酸及其盐发生歧化反应的条件和递变规律。 第十二章 卤素 The Halogens VIIA : F, Cl, Br, I, At Fluorine (F) Chlorine (Cl) Bromine (Br) Iodine (I) Astatine (At) 2024/1/14 2 §12-1 卤素的通性 利用有关的原子结构、分子结构、晶体结构的知识及热 力学基本原理去理解和解释性质。 通性:第二周期元素 – F的特殊性 1.主要氧化数: F 无正氧化数-1、+1、+3、+5、+7 2.解离能：F-F < Cl-Cl>Br-Br>I-I 3.分解水: F2氧化H2O 4.第一电子亲合能: F < Cl > Br > I 5.卤化物热力学稳定性: 氟化物最稳定 2024/1/14 3 基本性质 F Cl Br I 价层电子结构 ns 2np 5 主要氧化数 -1 -1,+1,+3,+5,+7 解离能/kJ·mol 157.7 238.1 189.1 148.9 溶解度/g/100mgH2O 分解水 0.732 3.58 0.029 原子半径/pm 71 99 114 133 X-离子半径/pm 136 181 195 216 第一电离能/kJ·mol-1 1861.0 1251.1 1139.9 1008.4 第一电子亲合能/kJ·mol- 338.8 354.8 330.5 301.7 电负性 (Pauling) 3.98 3.16 2.98 2．66 X-离子水合能/kJ·mol-1 -506.3 -368.2 -334.7 -292.9 ø (X2/X-)/V 2.87 1.36 1.08 0.535 2024/1/14 4 6.卤化物配位数：氟化物最大 AsF3 AsCl3 AsBr3 AsI3 AsF5 AsCl5 -- -- -500C分解 PbF4 PbCl4 -- -- 室温下分解 F的特殊性原因： 原子半径 r （2S 22P 5 ）F最小； 电负性 ： F最大； ø (X2/X-) ø F2/F-最大； 离子势 φ = Z * / r 大 ；电子云密度 ρ大 热力学离子型卤化物:氟化物晶格能U最大 共价型卤化物:氟化物△fGØ最负 2024/1/14 5 §12-2卤素单质及其化合物 2-1 卤素的成键特征 1、价电子层中有一个成单的p电子，可组成一个非极性共价键 2、氧化数为-1的卤素，有三种成键方式 （1）与活泼金属化合生成离子型化合物-----离子型 （2）与电负性性较小的非金属化合----极性共价键 （3）在配位化合物中作为电子对给予体与中心离子配位 -----配位键 3、除氟外，氯、溴和碘均可显正氧化态，氧化数经常是+1，+3，+5，+7，因为有空的nd轨道，每拆开一对电子可进入nd轨道，多一个成单电子，多形成一个共价键。 2024/1/14 6 2-2 卤素在自然界中的分布 以卤化物的形式存在，碘有有碘酸盐形式存在于自然界。 海洋中、盐湖中有大量的卤素存在。 2-3 单质 1、物理性质：由结构中的分子间力解释 卤素单质 氟 氯 溴 碘 聚集状态 气 气 液 固 颜色 浅黄 黄绿 红棕 紫黑 熔点/℃ - 219.6 -101 -7.2 113.5 沸点/℃ -188 -34.6 58.78 184.3 汽化热/（KJ·mol-1) 6.32 20.41 30.71 46.61 溶解度/g·(100gH2O)-1 分解水 0.732 3.58 0.029 密度/(g·cm-3) 1.11(l) 1.57(l) 3.12(l) 4.93(s) 2024/1/14 7 F2 , I2, Br2, Cl2 2024/1/14 8 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： 　　　　　　　 1/2X2 + e- ─→ X- 故卤素单质最突出的化学性