王广建下册化学课件第14章卤素
154页1、共94张,1,第14章 卤 素,14-1 卤素的通性 卤素(Halogen)这一词的希腊文原意是成盐元素。周期系第A族元素,包括了氟(Fluorine)、氯(Chlorine)、溴(Bromine)、碘(Iodine)和砹(Astatine)。 由于它们的外层电子结构相似,所以元素的性质十分相似,并有规律性的变化。砹是人工合成元素。,共94张,2,一、原子和分子结构: 1、卤素的价电子构型与特征氧化态,共94张,3,2、电子亲和能: F Br I 322 348.7 324.5 295,由于F原子半径很小,核周围的电子云密度较大,当它接受一个外来电子时引起电子之间较大的斥力,部分的抵消了F原子获得一个电子成为F-时所放出的能量。,共94张,4,尽管如此,氟化物的生成焓通常仍远远高于氯化物的生成焓: Na+(g) + F-(g) = NaF(s): H= -1505.59 kJ mol-1-(1) Na+(g) + Cl-(g) = NaCl(s): H = -787.38 kJmol-1-(2) 对此的解释是离子型氟化物的高晶格焓(1)式和(2)式和共价型氟化物高的键能补偿了氟的较低的
2、电子亲和能所致。,共94张,5,当其它元素原子的半径较大或最外电子层没有孤对电子时,电子之间的斥力减小,于是与氯相比,半径小的氟同这些元素原子更易形成稳定的共价键。 如:PF3和PCI3中P-F键和P-Cl键键能分别为490 kJ mol-1和319 kJ mol-1, CF4和CCl4的C-F键和C-Cl键键能分别是485 kJ mol-1和327 kJ mol-1。,共94张,6,就氧化能力而言:F2 Cl2 光从电子亲合能看,似乎氧化能力是F2 Cl2, 可从电势中得到,F2/F-=2.87V ;Cl2/Cl- =1.36V。 从能量反应趋势看,从X2 X 中,F2 放出的能量最大,氧化性也最大。可见,氧化能力不仅与电子亲合能有关,还与分子的离解有关。见下图 。,共94张,7,共94张,8,3、卤素的原子半径:,半径增大;,4、第一电离能:都比较大,说明它们共电子的倾向比较小,形成离子化合物,F Cl Br I I1电离能:1681 1251 1140 1008,共94张,9,5、卤素分子是双原子分子,离解能:F2 Br2 I 2 155 240 190 149 降低 F2具有较
3、低的离解能的原因: (1)F的原子半径很小,孤电子对之较大的排斥作用,这是第二周期横排不规则性的反映,有时称为孤电子对的键弱化效应。 (2)原子价层没有空的轨道,它不能形成键,无法形成反馈键,所以较弱。,共94张,10,总之,原因可归于: 氟的原子半径很小,孤电子对之间有较大的排斥作用; 氟原子价层没有空的d轨道,它不能形成dp反馈键,所以F-F键较弱。 在第二周期的其他元素中,也有类似的情况,如在H2NNH2和HOOH分子中的NN键小于PP键;OO键的键能小于SS键能。这是孤电子对的键弱化效应。,共94张,11,二、卤素的成键特征。,1、卤素原子的价电子层中有一个成单电子,在形成单质分子时可组成一个分极性共价键,卤素单质是非极性双原子分子。 2、卤素元素结合一个电子可以生成氧化数为-1的化合物,在这种情况下成键有三种形式:,共94张,12,共94张,13,3、除F外,其它可显正氧化态。,共94张,14,三、卤素的电势图:,共94张,15,卤素各氧化态之间组成的电子对都具有正的电极电势值,尤其在酸性溶液中大多数电对的电极电势具有较大的正值,因此它们都具有比较强的氧化能力。,共94张,1
4、6,14-2 卤素单质,一、物理性质: F2 Cl2 Br2 I2 状态 : g g l s 颜色:浅黄色 黄绿色 红棕色 紫色 水中溶解度 :由于为非极性分子,所以在有机溶剂中的溶解度比水中大。 X2的气味及毒性:,共94张,17,卤素单质的颜色变化,紫色 红棕色 黄绿色,共94张,18,1熔沸点:F2 2 逐渐升高。 从氟到碘,分子量增加,分子的变形性增加,核的正点重心和电子云的负电重心瞬间不重合,产生色散力。因此随着分子间色散力的逐渐增加,卤素单质的密度、熔点、沸点、临界温度和气化热等物理性质均依次递增。,共94张,19,2颜色:F2 2 逐渐加深。,共94张,20,32溶解的特性-2的水溶性差 非极性溶剂中表现出分子颜色,2呈紫色(CCl4)。在极性溶剂中变浅(丙酮、乙醇)。2分子在极性溶剂中被极化,使-键断裂,发生溶剂化作用,减小了2分子的浓度,导致颜色变浅。 2的溶解特性(重要):当离子靠近2分子时,使2分子极化,而产生诱导偶极,并进一步形成稳定的配离子,共94张,21,Br3-、Cl3-也能形成,但不稳定。,共94张,22,二、卤素间的相互置换 (1)卤化物间的置换: C
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