1、第十五章 p区元素(三),15.2 稀有气体,15.1 卤素,15.1 卤素,15.1.5 卤素的含氧酸及其盐,15.1.4 卤化物,15.1.3 卤素的氢化物,15.1.2 卤素单质,15.1.1 卤素概述,卤族元素的性质变化：,卤素(VII) F Cl Br I,价电子构型 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5,氧化值 -1,-1， 1， 3， 5， 7,15.1.1 卤素概述,1.卤素单质的物理性质,F2 Cl2 Br2 I2,15.1.2 卤素单质,F2 Cl2 Br2 I2,X2 氧化性：,X- 还原性：,氧化还原性,氧化性最强的是F2，还原性最强的是I。,2.卤素
2、单质的化学性质,结论：,激烈程度,歧化反应：,可见：氯水, 溴水, 碘水的主要成分是单质。,在碱存在下，促进X2在H2O中的溶解、歧化。,与H2O反应：,氧化反应：,歧化反应 产物：,I2,Br2,(1) F2 (g) 电解：,(2) Cl2 (g),实验室：,工业 (电解)：,3.卤素单质的制备和用途,(3) Br2(l),氧化剂：,(反歧化),(4) I2 (s),海藻为原料：,纯化：,智利硝石为原料 ：,15.1.3 卤素的氢化物,1.氯化氢和盐酸,直接合成法,复分解反应,工业：,实验室：,纯盐酸为无色溶液，有刺激性气味。 盐酸是重要的化工生产原料。,HF,复分解反应,2. 氟、溴、碘的
3、氢化物,卤化物水解,HBr和HI,实际上,用相应的盐与浓H2SO4反应不能制得HBr和HI,能否选用其他酸以复分解反应制备HBr和HI?,常温下，卤化氢都是无色具有刺激性气味的气体。,3. 卤化氢性质的比较,15.1.4 卤化物,卤素与电负性比较小的元素生成的化合物叫做卤化物。 卤化物可分为金属卤化物和非金属卤化物；根据卤化物的键型，又可分为离子型卤化物和共价型卤化物。,(1) 金属卤化物,金属卤化物大多易溶于水，对应氢氧化物不是强碱的都易水解，产物通常为氢氧化物或碱式盐。,记：Sn(OH)Cl，SbOCl，BiOCl,(2) 非金属卤化物：,等,非金属卤化物为共价型卤化物，易水解，产物通常为
4、两种酸。例如：,卤化物的键型及性质的递变规律： 同一周期：从左到右，阳离子电荷数增大，离子半径减小，离子型向共价型过渡，熔沸点下降。,例如： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 b.p./ 1465 1412 181(升华) 57.6,同一金属不同卤素：AlX3 随着X半径的增大，极化率增大，共价成分增多。,例如： 离子键 共 价 型 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 b.p./ 1272 181 253 382,A的卤化物均为离子键型，随着离子半径的减小，晶格能增大，熔沸点增大。 例如： NaF NaCl NaBr NaI m.p./ 996 801 755 660,同一
5、金属不同氧化值：高氧化值的卤化物共价性显著，熔沸点相对较低。 例如： SnCl2 SnCl4 ； SbCl3 SbCl5 m.p./ 247 -33 73.4 3.5,15.1.5 卤素的含氧酸及其盐,1. 氯的含氧酸及其盐,(1) 次氯酸及其盐,(HClO) = 2.810-8,漂白粉,(2) 亚氯酸及其盐,亚氯酸溶液极不稳定，只要数分钟便分解出ClO2和Cl2。亚氯酸盐的水溶液较稳定，具有强氧化性，可做漂白剂。,(3) 氯酸及其盐,氯酸是强酸，仅存在于水溶液中，具有强氧化性。,重要氯酸盐：KClO3,强氧化性： (与各种易燃物混合后，撞击爆炸着火),KClO3与C12H22O11的混合物的
6、火焰,火柴头 中的 氧化剂(KClO3),(3) 高氯酸及其盐,高氯酸是最强的无机含氧酸，氧化性不及氯酸。高氯酸的稀溶液比较稳定，浓高氯酸不稳定，受热分解。,高氯酸盐比较稳定。,高氯酸盐多易溶于水，但K+、NH4+、Cs+、Rb+的高氯酸盐的溶解度都很小。,KClO4稳定性好，用作炸药比KClO3更稳定。,NH4ClO4：现代火箭推进剂。,Mg(ClO4)2 , Ca(ClO4)2可用作干燥剂,可得40%溶液,可得固体,1.495 1.55 1.45 1.409,氧化性(除HClO2),氯的各种含氧酸性质的比较,HClO HClO2 HClO3 HClO4,不稳 不稳 相对稳定 稳定,2. 溴
7、和碘的含氧酸及其盐,(1) 次溴酸、次碘酸及其盐,(HBrO) = 2.610-9,次溴酸、次碘酸均为弱酸,(HIO) = 2.410-11,次溴酸、次碘酸都不稳定，都具有强氧化性，但氧化性比次氯酸弱。 NaBrO在分析化学上常用做氧化剂。,(2) 溴酸、碘酸及其盐,只有在高浓度Cl2气才能实现且难度很大。 通常利用碱性条件：,卤酸HClO3、 HBrO3、HIO3的酸性依次减弱，稳定性依次增强。,(2) 高溴酸、高碘酸及其盐,高溴酸是强酸而高碘酸是弱酸，二者都是强氧化剂，稳定性好，均已获得纯物质 。,15.2.1 稀有气体的发现,15.2 稀有气体,15.2.4 稀有气体化合物,15.2.3
8、 稀有气体的存在和分离,15.2.2 稀有气体的性质和用途,15.2.1 稀有气体的发现,Ar,稀有气体：He Ne Ar Kr Xe Rn,“第三位小数的胜利” 空气分馏氮：1.2572 gL-1 化学法制备氮：1.2505gL-1,价层电子构型：ns2np6,15.2.2 稀有气体的性质和用途,He Ne Ar Kr Xe Rn I1/(kJmol-1) 2372 2087 1527 1357 1176 1043 m.p./ -272 -249 -189 -157 -112 -71 S/mL(kgH2O)-1 8.6 10.5 33.6 59.4 108 230 临界温度/K 5.25 44.5 150.9 209.4 289.7 378.1,稀有气体的物理性质：,15.2.3 稀有气体的存在和分离,稀有气体在自然界是以单质状态存在的。 稀有气体之间的分离是利用低温下活性炭对这些气体选择性吸附来进行的。,15.2.4 稀有气体化合物,1.合成：XePtF6 (红色晶体) 思路：已合成 O2PtF6,2.空间构型,VSEPR理论：,思考：XeF4和XeF2各为何种分子构型？,
