黃岡中學高一化學第四章鹵素知識點

　　鹵族元素指週期系ⅦA族元素。下面是由小編整理的，希望對大家有所幫助。

　　***一***

　　鹵素單質都有氧化性，氧化性從氟到碘依次降低。碘單質氧化性比較弱，三價鐵離子可以把碘離子氧化為碘。

　　鹵素單質在鹼中容易歧化，方程式為：

　　3X₂***g***+6OH-***aq***——→5X-***aq***+ XO3-***aq***+3H2O***l***

　　但在酸性條件下，其逆反應很容易進行：

　　5X-***aq***+XO3-***aq***+6H+***aq***——→3X₂***g***+3H2O***l***

　　這一反應是製取溴和碘單質流程中的最後一步。

　　鹵素的氫化物叫鹵化氫，為共價化合物;而其溶液叫氫鹵酸，因為它們在水中都以離子形式存在，且都是酸。氫氟酸一般看成是弱酸，pKa=3.20。氫氯酸***即鹽酸***、氫溴酸、氫碘酸都是化學中典型的強酸，它們的pKa均為負數，酸性從HCl到HI依次增強。

　　鹵素可以顯示多種價態，正價態一般都體現在它們的含氧酸根中：

　　+1: HXO ***次滷酸***

　　+3: HXO₂***亞滷酸***

　　+5: HXO₃***滷酸***

　　+7: HXO₄***高滷酸***

　　鹵素的含氧酸均有氧化性，同一種元素中，次滷酸的氧化性最強。

　　鹵素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯***ClO₂***這樣的偶氧化態氧化物是混酐。

　　只由兩種不同的鹵素形成的化合物叫做互鹵化物，其中顯電正性的一種元素呈現正氧化態，氧化態為奇數。這是由於鹵素的價電子數是奇數，周圍以奇數個其它滷原子與之成鍵比較穩定***如IF7***。互鹵化物都能水解。

　　***二***

　　在有機化學中，鹵族元素經常作為決定有機化合物化學性質的官能團存在。

　　氯的存在範圍最廣，按照氟、溴、碘的順序減少，砈是人工合成的元素。鹵素單質都是雙原子分子，都有很強的揮發性，熔點和沸點隨原子序數的增大而增加。常溫下，氟、氯是氣體、溴是液體，碘是固體。

　　鹵素最常見的有機化學反應為親核取代反應***nucleophilic substitution***。

　　通常的化學式如：

　　Nu:- + R-X ;=R-Nu + X-

　　"Nu:-"在這裡代表親核負離子，離子的親核性越強，則產率和化學反應的速度越可觀。

　　"X"在這裡代表鹵素原子，如F,Cl,Br,I,若X-所對應的酸***即HX***為強酸，那麼產率和反應的速度將非常可觀，如果若X-所對應的酸為弱酸，則產率和反應的速度均會下降。

　　在有機化學中，鹵族元素經常作為決定有機化合物化學性質的官能團存在。鹵素的有機化學反應

　　鹵素的製成

　　* 從一個未飽和烴鏈製作鹵素為最簡單的方式，通過加成反應，如：

　　CH3-CH2-CH=CH2 + HBr——→CH3-CH2-CH***Br***-CH₃

　　不需要催化劑的情況下，產率90%以上。

　　* 如果希望將Br加在烴鏈第一個碳原子上，可以使用Karasch的方式：

　　CH3-CH2-CH=CH₂+ HBr ——→ CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O

　　催化劑：H2O₂

　　產率90%以上。

　　* 從苯製作鹵素澤必須要通過催化劑，如：

　　C6H6 + Br2 ——→C6H5-Br

　　催化劑：FeBr3或者AlCl3

　　產率相當可觀。

　　* 從酒精製作鹵素，必須通過好的親核體，強酸作為催化劑以提高產率和速度：

　　CH3-CH2-CH2-CH2-OH + HBr ——→CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O

　　注意此反應為平衡反應，故產率和速度有限。

　　ⅦA 族元素包括氟*** F ***、氯 ***Cl*** 、溴*** Br ***、碘*** I ***、砈*** At ***，合稱鹵素。其中砈*** At ***為放射性元素，在產品中幾乎不存在，前四種元素在產品中特別是在聚合物材料中以有機化合物形式存在。目前應用於產品中的鹵素化合物主要為阻燃劑： PBB ， PBDE ， TBBP-A ， PCB ，六溴十二烷，三溴苯酚，短鏈氯化石蠟;用於做冷凍劑、隔熱材料的臭氧破壞物質： CFCs 、 HCFCs 、 HFCs 等。

　　危害：在塑料等聚合物產品中新增鹵素***氟，氯，溴，碘***用以提高燃點，其優點是：燃點比普通聚合物材料高，燃點大約在 300℃ 。燃燒時，會散發出鹵化氣體***氟，氯，溴，碘***，迅速吸收氧氣，從而使火熄滅。但其缺點是釋放出的氯氣濃度高時，引起的能見度下降會導致無法識別逃生路徑，同時氯氣具有很強的毒性，影響人的呼吸系統，此外，含滷聚合物燃燒釋放出的鹵素氣在與水蒸汽結合時，會生成腐蝕性有害氣體***鹵化氫***，對一些裝置及建築物造成腐蝕。

　　***三***

　　1.鹵族元素

　　鹵族元素包括：F、Cl、Br、I、At。 它們的原子最外電子層都有7個電子， 因此它們的化學性質相似，都具有強氧化性。由於原子核外電子層數不同， 因此它們的性質也存在著差異。

　　***1***相似性

　　①與金屬反應：2Fe+3Br2=2FeBr3，Fe+I2=FeI2

　　②與非金屬反應：H2+F2=2HF，2P+3Br2=2PBr3

　　③與水反應：H2O+Br2=HBr+HBrO***程度更小***;2F2+2H2O=4HF+O2↑***劇烈、完全***

　　④ 與鹼反應：2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O;2NaOH+I2=NaI+NaIO+H2O***注：也可生成NaI和NaIO3***

　　***2*** 相異性***變化規律***注意點：

　　①F2 的氧化性特別強，因此F-的還原性特別弱。

　　②Br-、I- 都有較強的還原性，都能被濃H2SO4和HNO3氧化，因此用NaBr和濃H2SO4反應制HBr時，其中含有Br2蒸氣和SO2氣體，應用濃H3PO4代替濃H2SO4制HBr。用濃H2SO4幾乎不能製取HI， 所以必須用濃H3PO4和KI等反應制HI。

　　③HX都極易溶於水，在空氣中形成白霧。

　　2.兩類置換反應

　　***1***金屬間的置換： 活潑金屬置換不活潑金屬。

　　Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反應意義：①說明金屬活動性強弱;②製備金屬。

　　***2*** 非金屬間的置換：活潑非金屬置換不活潑非金屬。

　　2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2;2KI+Br2=2KBr+I2;2F2+2H2O=4HF+O2↑意義：

　　①比較非金屬單質活潑性強弱;

　　②製備非金屬單質。溴和碘在水中溶解性均很弱，而在某些有機溶劑中***如：苯、汽油、四氯化碳***則易溶。

　　注： 溶液的顏色與濃稀有關，濃溶液顏色深，稀溶液顏色淺，如飽和溴水為紅棕色，而很稀的溴水則為淺黃色。

　　***四***

　　鹵族元素指週期系ⅦA族元素。包括氟***F***、氯***Cl***、溴***Br***、碘***I***、砈***At***，簡稱鹵素。它們在自然界都以典型的鹽類存在 ，是成鹽元素。鹵族元素的單質都是雙原子分子，它們的物理性質的改變都是很有規律的，隨著分子量的增大，鹵素分子間的色散力逐漸增強，顏色變深，它們的熔點、沸點、密度、原子體積也依次遞增。鹵素的化學性質都很相似，它們的最外電子層上都有7個電子，有取得一個電子形成穩定的八隅體結構的滷離子的傾向，因此鹵素都有氧化性，原子半徑越小，氧化性越強，因此氟是單質中氧化性最強者。鹵素的氧化態為+1、+3、+5、+7，與典型的金屬形成離子化合物，其他鹵化物則為共價化合物。鹵素與氫結合成鹵化氫，溶於水生成氫鹵酸。鹵素之間形成的化合物稱為互鹵化物，如ClF3、ICl。鹵素還能形成多種價態的含氧酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4。鹵素單質都很穩定，除了I2以外，鹵素分子在高溫時都很難分解。鹵素及其化合物的用途非常廣泛。例如，我們每天都要食用的食鹽，主要就是由氯元素與鈉元素組成的氯化物。