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卤族元素的知识点大学(原子结构与元素的性质-卤族元素)

化学小町    2025-03-22 01:01:32

卤族元素简称卤素,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)、金田(Ts)。卤素是典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在。



卤素单质的物理性质:


氟气F2

氯气Cl2

溴Br2

碘I2

颜色、状态

淡黄绿色气体

黄绿色气体

深红棕色液体

紫黑色固体

密度

逐渐增大

熔、沸点

逐渐升高

溶解性

在有机溶剂中溶解度大,在水中溶解度小(F2与H2O发生反应)

单质的物理性质表现出了相似性和递变性。单质的物理性质还有特殊性。溴是唯一一种常温下呈液态的非金属单质,且很容易挥发。碘易升华为紫色碘蒸气,蒸气遇冷又会凝华。碘单质遇淀粉溶液呈蓝色(化学性质),可用于碘的检验。




卤族元素的原子结构:

氟原子和氯原子结构


溴原子和碘原子结构


从上面的原子结构推测其化学性质:

卤素原子的最外层均为7个电子,都容易得到1个电子成为8个电子的稳定结构,在化合物中均表现为-1价,均有较强的非金属性,单质有较强的氧化性。

随原子序数(核电荷数)的递增,其电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,得电子能力减弱,非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱。



卤素单质与氢气反应:

F2在冷暗处与氢气就可剧烈化合并发生爆炸,生成的HF很稳定;Cl2光照或点燃时与氢气爆炸或燃烧,生成HCl较稳定;Br2与氢气在加热时反应,生成HBr不如HCl稳定;I2与氢气需要不断加热才能反应,生成的HI不稳定,同时会分解。



卤素单都能与氢气化合生成卤化氢,化合价均为-1价。从F2到I2,与H2化合越来越困难,生成的氢化物稳定性逐渐减弱,元素的非金属性逐渐减弱。



卤素单质间的置换反应:


卤素单质间的置换反应

振荡静置后,第一支试管溶液由无色变为橙黄色,第二支试管溶液由无色变为棕褐色,第三支试管溶液由无色变为褐色。其反应离子方程式为:


实验结论:

卤素单质均有较强的氧化性,其单质的氧化性逐渐减弱Cl2>Br2>I2

卤素元素的非金属性逐渐减弱Cl>Br>I

卤素元素的阴离子的还原性逐渐增强Cl-<Br-<I-



卤素性质小结:

卤素性质有相似性,与氢气、水、金属等均可反应。


卤素单质的相似性

卤素的最高价氧化物的水化物均为强酸,HClO4、HBrO4、HIO4 。

卤素氧化物的水溶液均是无氧酸,且酸性增强,HF<HCl<HBr<HI。

卤素化合物也有相似性

卤素性质也有递变性

卤素的递变性

物质

性质

单质

从F2→I2与H2反应越来越难

氢化物

稳定性减弱:HF>HCl>HBr>HI

还原性增强:HF<HCl<HBr<HI

最高价氧化物

对应的水化物

酸性减弱:HClO4>HBrO4>HIO4

(氟无正价,没有含氧酸)



卤素元素还有特殊性。

在常温下Br2是唯一的液态非金属单质,易挥发。碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝。氟是最活泼的非金属,没有正化合价,氟单质与盐溶液反应时,先与水反应产生HF和O2




元素的非金属性强弱的比较:

1、非金属单质与氢气化合越容易气态氢化物的稳定性越强,元素的非金属性越强。

如,稳定性HF>HCl>HBr>HI,则元素的非金属性:F>Cl>Br>I。

2、最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素的非金属性越强。

3、非金属单质间的置换反应,非金属强的单质可将非金属性弱的单质从其盐溶液中置换出来。如,


则元素的非金属性:Cl>Br。

4、根据离子的还原性强弱判断,非金属阴离子的还原性越强,对应元素的非金属性越弱。

如还原性:Cl-<I-,元素的非金属性:Cl>I。



同主族元素的递变规律:


同主族元素的递变规律

综合上述分析可知,原子结构决定了元素的性质

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