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clqxyz木蟲 (著名寫手)
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鹵族元素性質(zhì)詳解（以搜索無重復） 已有7人參與
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【氟】元素符號F，原子序數(shù)9，原子量18.99。外圍電子排布2s22p5，主要氧化數(shù)-1，0。位于第二周期第ⅦA族。原子半徑64皮米，F(xiàn)-半徑133皮米，第一電離能1682千焦/摩爾，電負4.0。單質(zhì)氟由雙原子分子F2組成。淡黃色氣體，有令人不快的氣味。密度1.696克/升(標準狀況)，熔點-219.6℃，沸點-188.14℃。離解能154.8千焦/摩爾。氟是電負性最大，非金屬性、氧化性最強的元素，化學性質(zhì)非�；顫�。有毒。能跟絕大多數(shù)元素化合生成二元氟化物，放出大量熱，發(fā)生燃燒。跟鋁、鎳、鎂、銅反應時常形成致密的氟化物保護膜。跟水發(fā)生劇烈反應，生成物主要有氟化氫和氧氣，以及少量的過氧化氫、二氟化氧和臭氧�？蓮幕衔镏兄脫Q其它非金屬元素，如氟氣可從固態(tài)鹵化物中置換出氯、溴、碘。與稀堿溶液反應放出OF2 2F2+2NaOH=2NaF+OF2↑+H2O 在加壓、加熱條件下氟能跟氙直接化合，生成二氟化氙、四氟化氙和六氟化氙。大量氟用來氟化有機物，如氟里昂——12CCl2F2廣泛用作致冷劑，CBr2F2用作高效滅火劑，CCl3F用作殺蟲劑。稱為特氟隆的聚四氟乙烯具有高彈性、低介電常數(shù)、低摩擦系數(shù)、耐熱抗腐蝕等優(yōu)良性能，用于制電工、化工器材。原子能工業(yè)制UF6，用擴散法分離出235U。1886年法國的莫瓦桑，在鉑制U形管中，以鉑銥合金作電極，電解氟氫化鉀的無水氟化氫熔液得到氟。氟在地殼中的豐度為0.066％，主要以化合態(tài)存在，主要礦物有螢石CaF2，冰晶石Na3AlF6和磷灰石Ca5F(PO4)3。工業(yè)上以石墨和鐵作電極，電解熔融的氟氫化鉀和氟化氫的混和物制得，電解總反應為： 【氟化氫】化學式HF，式量20.01。無色有刺激臭味氣體或液體，極性分子，由于很強的氫鍵作用，常溫下氣體呈(HF)n(n=2～6)的締合形式存在，80℃以上才基本由HF組成。液態(tài)時可能以比較穩(wěn)定的五分子環(huán)(HF)5或六分子環(huán)(HF)6狀態(tài)存在。氣體密度0.991克/升，液體密度0.987克/厘米3，沸點19.54℃，熔點-83.1℃，有很強的腐蝕性和毒性。在空氣中易形成白色酸霧，易溶于水，水溶液叫氫氟酸，酸性較弱。能溶于乙醇。能腐蝕玻璃。氟化氫是一個介電常數(shù)大的液體，能自行電離，并能與許多溶質(zhì)形成導電溶液，可溶解許多有機化合物。無水液態(tài)氟化氫是一種很強的酸。應保存在塑料容器中。用于制氟化物、氫氟酸、氟硼酸、氟硅酸、有機氟碳化合物，含氟冷凍劑、含氟樹脂，還用作半導體材料的清洗劑，蝕刻玻璃等。用濃硫酸跟氟化鈣反應制得。 【氫氟酸】化學式HF，式量20.01。即氟化氫的水溶液。無色有刺激性氣味。有強烈腐蝕性和毒性。濃度不高時酸性弱(室溫下K=3.5×10-4)，這是因為分子間易形成氫鍵，難電離出氫離子。濃溶液(5～15摩爾/升)酸性增強變成強酸，因為一部分F-通過氫鍵與HF形成締合離子，如： 消耗了溶液中的F-，而使HF的電離度增大。能跟二氧化硅或硅酸鹽反應生易揮發(fā)的SiF4，故易于腐蝕石英、玻璃及其它含硅物質(zhì)。市售氫氟酸含氟化氫50％。用于制備高純氟化物，刻蝕玻璃、鍍件表面處理、酸洗銅、黃銅、不銹鋼等。用水吸收氟化氫制得。 【氯】元素符號Cl，原子序數(shù)17，原子量35.453，外圍電子排布3s23p5，位于第三周期3ⅦA族。原子半徑99皮米，Cl-半徑181皮米，第一電離能1251千焦/摩爾，電負性3.0，主要氧化數(shù)-1、0、+1、+3、+5、+7。單質(zhì)氯以雙原子分子Cl2組成。黃綠色有刺激性臭味的氣體，有毒。密度 3.214克/升，熔點-100.98℃，沸點-34.6℃，離解能246.7千焦/摩爾。液態(tài)氯為金黃色液體，固態(tài)氯為四方晶體。20℃時在水中溶解度為7.29克/升，氯的水溶液呈黃綠色。部分水解成鹽酸、次氯酸HClO，后者有漂白性。易溶于二硫化碳、四氯化碳等有機溶劑。在低溫下干燥氯氣化性不十分活潑。有痕量水存在時，活潑性急劇增加。能跟所有金屬化合，能跟氧、氮、碳以外非余屬單質(zhì)直接化合。生成氯化物。有強氧化性，是強氧化劑。跟堿反應生成鹽酸鹽和次氯酸鹽，如： Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 加熱時跟堿反應生成鹽酸鹽和氯酸鹽，如： 跟飽和烴發(fā)生取代反應，跟不飽和烴發(fā)生加成反應。用于制漂白粉、鹽酸、鹽酸鹽、農(nóng)藥、塑料、有機溶劑、染料、化學試劑，還用于漂白紙漿、布匹、飲水消毒、稀有金屬和純硅的提煉。1774年瑞典人舍勒用鹽酸跟二氧化錳反應制得氯氣，但不知道它是什么。1810年英國人戴維確定氯氣是一種單質(zhì)，確定了氯元素的存在。氯主要以氯化鈉的形式存在于海水、鹽湖和巖鹽礦中。由35Cl和37Cl兩種穩(wěn)定同位素組成。在地殼中的豐度為0.14％。工業(yè)上用電解飽和食鹽水制得，實驗室常用濃鹽酸跟二氧化錳共熱制備。 【氯化氫】化學式HCl，式量36.46，無色有刺激性氣味的氣體。密度1.6394g/L，液態(tài)無色，密度1.187克/厘米3。熔點—114.8℃，沸點-84.9℃。易與空氣中水蒸氣形成白色酸霧，易溶于水，1體積水可溶500體積氯化氫(標準狀況)，水溶液稱鹽酸。也溶于乙醇和乙醚。干燥氯化氫化學性質(zhì)不活潑，很難分解，對鋅，鐵等金屬無作用；遇氨冒白煙，生成氯化銨。用于制鹽酸、氯化物、氯乙烯，還用于聚合、異構(gòu)、烷基化等反應，以及作縮合劑、催化劑等。工業(yè)上用氫氣跟氯氣合成。實驗室由濃硫酸跟食鹽共熱制得。 【鹽酸】化學式HCl，式量36.46。又稱氫氯酸。是氯化氫的水溶液。市售濃鹽酸含HCl37～38％，密度1.19克/厘米3，約12摩爾/升。含氯化氫20.22％的鹽酸恒沸點為108.58℃。無色液體，易揮發(fā)，有刺激性臭味，有腐蝕性。強酸。能跟許多金屬反應放出氫氣并生成相應的氯化物。能和多種金屬氧化物，堿反應生成鹽酸鹽和水。是重要的化工原料。廣泛用于化學工業(yè)、冶金工業(yè)、石油工業(yè)、食品工業(yè)、制藥工業(yè)。在電鍍、焊接時用于清洗金屬表面。稀鹽酸用于治療胃酸缺乏癥。用水吸收氯化氫制得。 【氯酸】化學式HClO3，正五價氯的含氧酸僅僅存在于溶液中，呈無色，水溶液在真空中可濃縮到密度為1.282克/厘米3。不穩(wěn)定，加熱到40℃即被分解，并爆炸。有強酸性、強氧化性。用作化學試劑。由氯酸鋇溶液跟硫酸反應后，經(jīng)過濾、濃縮制得。 【次氯酸】化學式HClO，正一價氯的含氧酸，僅存于溶液中。稀溶液無色，濃溶液呈黃色，有強刺鼻氣味。是一種弱酸K=3.0×10-8，極不穩(wěn)定，見光分解為鹽酸和氧氣。有氧化性和漂白性，有殺菌能力。將氯氣的水溶液中加入氧化汞或碳酸鈣。再經(jīng)減壓蒸餾可得低于5％的次氯酸溶液。將一氧化二氯Cl2O與水反應可得高于5摩爾/升的次氯酸。 【高氯酸】化學式HClO4，式量100.46，最高價氯的含氧酸。無色粘稠液體，密度1.76克/厘米3，熔點-112℃，沸點39℃(7459帕——56毫米汞柱)。易吸濕，溶于水，常用試劑濃度為70％。純態(tài)不穩(wěn)定。已知最強酸，能與活潑金屬反應放出氫氣，與氨反應生成銨鹽。有強氧化性，遇有機物發(fā)生爆炸性反應，同HI或SOCl2反應時會燃燒。純酸加熱至90℃分解為ClO2及O2。冷的稀溶液穩(wěn)定性高。不顯氧化性。有腐蝕性。用于制炸藥、醫(yī)藥、分析化學。用高氯酸鉀同濃硫酸反應后，再經(jīng)減壓蒸餾制得。工業(yè)上用鉑電極電解氧化鹽酸制得。 【王水】一體積濃硝酸與三體積濃鹽酸的混合液(其摩爾比為1：3)。無色液體，但迅速變黃。具有比濃硝酸或濃鹽酸更強烈的腐蝕性，能溶解鉑和金。王水中含有硝酸、氯化亞硝基、氯等強氧化劑。 HNO3+3HCl=NOCl+Cl2+2H2O 王水中也含有高濃度的氯離子，能跟金屬離子形成穩(wěn)定的絡離子，有利于向金、鉑溶解方向進行 Au+HNO3+3HCl=AuCl3+NO+2H2O AuCl3+HCl=H[AuCl4] 3Pc+4HNO3+12HCl=3PtCl4+4NO+8H2O PtCl4+2HCl=H2[PtCl6] 冶金工業(yè)和化學分析用于溶解金屬。 【溴】元素符號Br，原子序數(shù)35，原子量79.909，外圍電子排布4s24p5，位于第四周期第ⅦA族。原子半徑114皮米，Br-半徑196皮米，第一電離能1141千焦/摩爾，電負性2.8。主要氧化數(shù)-1、+1、+3、+5、+7。溴單質(zhì)由雙原子分子Br2組成。棕紅色易揮發(fā)有強烈刺激性臭味的液體。密度3.119克/厘米3，熔點-7.2℃，沸點58.76℃。有毒，有腐蝕性。蒸氣呈棕紅色，固態(tài)呈黃綠色有金屬光澤。20℃時在水中的溶解度為3.38克/100克水，易溶于四氯化碳，二硫化碳、乙醇等有機溶劑中�；瘜W性質(zhì)和氯相似，能與氫、金屬和多數(shù)非金屬反應，只是活潑性比氯差。用于制溴化物、藥物、染料、熏蒸劑、滅火劑；還用于漂白、消毒。1826年，法國人巴拉爾得把氯氣通入鹽湖的提鹽后的廢母液中制得溴，并確定它是一種元素。自然界中主要以氫溴酸鹽的形式存在。在地殼中的豐度為2.5×10-4％。工業(yè)上從海水制溴，即將氯氣通入鹽鹵中把溴置換出來。 【溴化氫】化學式HBr，式量80.92。無色有刺激性氣味的氣體，密度3.5克/升，在空氣中形成白色酸霧。易溶于水，水溶液叫氫溴酸。熔點—88.5℃，沸點-67.0℃。用于藥物合成，并用作烷化催化劑。由氫與溴直接化合，或由溴化鈉與磷酸或70％硫酸反應制得。 【氫溴酸】化學式HBr，式量80.92。氫溴酸是溴化氫的水溶液。無色，有刺激性的酸味，酸性強。有強腐蝕性。有還原性。用于醫(yī)藥、化學分析和有機合成。將溴化氫通入冷水中制得。 【溴酸】化學式HBrO3，式量128.92。僅存于溶液中。在100℃分解。是氧化性強的強酸。用作氧化劑，制染料、制醫(yī)藥。由溴酸鋇與硫酸反應，再經(jīng)蒸餾溶于水制得。 【碘】元素符號I，原子序數(shù)53，原子量126.9，外圍電子排布5s2p5，位于第五周期ⅦA族，原子半徑133皮米，I-半徑220皮米，第一電離能1008千焦/摩爾，電負性2.5，主要氧化數(shù)-1、+1、+3、+5、+7。單質(zhì)由雙原子分子組成。紫黑色晶體，密度4.93克/厘米3，熔點113.5℃，沸點為184.35℃。有金屬光澤，易升華，性脆。有毒性和腐蝕性。微溶于水，溶液呈褐色，由于歧化反應，顯酸性。易溶于乙醇、二硫化碳、四氯化碳等有機溶劑。也易溶于碘化鉀溶液，形成KI3，溶液呈深褐色。遇淀粉變藍色。能與氟、氯、溴、磷、氫、多數(shù)金屬直接化合，但不如其它鹵素化學性質(zhì)活潑。用于制感光材料、醫(yī)藥、染料、碘化合物等。1817年法國人庫爾特瓦斯用硫酸處理海藻灰時發(fā)現(xiàn)了碘，希臘文原意是紫。碘在地殼中的豐度為3.0×10-5％，自然界海藻，石油礦井水及智利硝石中含有較多的碘。自然界中的碘主要以NaIO3形式存在，可用亞硫酸氫鈉還原制�。� 2IO-3+5HSO-3=5SO24-+H2O+3H++I2 實驗室中用碘化物與二氧化錳和濃硫酸混合制取： 2NaI+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 【碘化氫】化學式HI，式量127.91。無色有刺激性氣體。密度5.66克/升，熔點-50.8℃，沸點-35.38℃。易液化，液體呈蒼黃色。在空氣中與水蒸氣形成白色酸霧，極易溶于水并放出大量熱，其水溶液稱氫碘酸，是強酸。碘化氫很不穩(wěn)定，300℃時，即分解為碘和氫。有強還原性，可被Cl2、Br2、濃硫酸氧化游離出碘。用作還原劑、消毒劑、分析試劑、制備碘鹽、合成藥物。由碘蒸氣跟氫氣在鉑催化條件下合成或由三碘化磷水解制得。 【氫碘酸】化學式HI，式量127.91。氫碘酸是碘化氫的水溶液。無色液體。飽和溶液在0℃時含90％的碘化氫。是一種強酸。有強腐蝕性和強還原性。常溫下能被空氣中氧氧化而析出碘，使溶液變淡黃色或棕色，在光的照射下反應更快。可用于制碘化物，藥物、染料、香料、消毒劑，有機碘化合物。 【碘酸】化學式HIO3，式量175.91。無色正交晶體，密度4.629克/厘米3，熔點110℃，加熱到110℃時，開始轉(zhuǎn)變?yōu)镠I3O8。195℃時完全脫水而成五氧化二碘I2O5。加熱到300℃以上才分解為碘和氧氣。是強酸，濃溶液有強氧化性。用作化學試劑、強氧化劑、制藥物。用強氧化劑如Cl2、O3、HNO3、H2O2等氧化碘可制得純碘酸，如： I2+10HNO3(濃)=2HIO3+10NO2↑+4H2O 【砹】元素符號At，原子序數(shù)85，原子量210(最穩(wěn)定的同位素的質(zhì)量數(shù))，外圍電子排布6s26p5，位于第六周期第ⅦA族。是極不穩(wěn)定的元素，約有25種同位素，都有放射性，其中最穩(wěn)定的210At半衰期最長，只有8.3小時。金屬性較其它鹵族元素強。熔點302℃(估計)，沸點337℃(估計)。易揮發(fā)，易溶于苯，四氯化碳等有機溶劑�；瘜W性質(zhì)與碘相似，比碘易氧化、難還原。1940年美國人考爾森、麥肯齊和西格雷用α粒子(氦離子)轟擊鉍，第一次制得210At。半衰期為7.5小時。砹的原文是“不穩(wěn)定”的意思。在地殼中砹的總量少于28.35克，它多是天然放射性元素如鐳、錒、釷等的蛻變產(chǎn)物。供研究用的砹都是人工合成的，由高能α粒子轟擊鉍原子核而得。 |
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