無機(jī)化學(xué)14鹵素ppt課件

1、第第14章章 鹵鹵 素素14-1 鹵鹵 素素 通通 性性14-2 鹵鹵 素素 單單 質(zhì)質(zhì) 14-2-1 鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途 14-2-2 鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 14-2-3 鹵素單質(zhì)的制備鹵素單質(zhì)的制備14-3 鹵素的化合物鹵素的化合物 14-3-1 鹵化氫和氫鹵酸鹵化氫和氫鹵酸 14-3-2 鹵化物鹵化物 鹵素互化物鹵素互化物 多鹵化物多鹵化物 14-3-3 擬擬 鹵鹵 素素 （自學(xué)，一般了解）（自學(xué)，一般了解） 14-3-4 鹵素的含氧化合物鹵素的含氧化合物作業(yè)作業(yè)14-1 鹵鹵 素素 通通 性性1鹵素在周期表中處在什么位置？有何價層電子結(jié)構(gòu)？

2、該結(jié)構(gòu)使鹵素具有何種最基本的性質(zhì)？2鹵素在自然界中以何種形態(tài)存在？為什么？3鹵素有哪些氧化態(tài)及成鍵特征？4氟有哪些特殊性？c14-1 鹵鹵 素素 通通 性性1鹵素在周期表中處在什么位置？有何價層電子結(jié)構(gòu)？該結(jié)構(gòu)使鹵素具有何種最基本的性質(zhì)？A 元素，包括F、Cl、Br、I、At 鹵素原子的價電子層構(gòu)型為ns2np5 最活潑非金屬，自然界中均以化合態(tài)存在14-1 鹵鹵 素素 通通 性性2鹵素在自然界中以何種形態(tài)存在？為什么？F：CaF2瑩石） Na3AlF6 (冰晶石Ca5FPO4 )3 (磷灰石）Cl 和 Br ：堿金屬及堿土金屬存在于海水中I ：NaIO3 (智利硝石） 藻類植物中14-1 鹵

3、鹵 素素 通通 性性3鹵素有哪些氧化態(tài)及成鍵特征？成鍵特征：一個共價單鍵 X2 (非極性） HX （極性）X 離子鍵氧化態(tài)：1、3、5、7除F外）。形成共價化合物，含氧酸及鹽以及鹵素互化物。14-1 鹵鹵 素素 通通 性性4氟有哪些特殊性？氟的特殊性均由半徑特別小引起氟的電子親和能特殊的小FF鍵能離解能較低，孤對電子間斥力大氟化物中氟氧化數(shù)總為114-2 鹵鹵 素素 單單 質(zhì)質(zhì)14-2-1 鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途用途1為什么鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)隨鹵素單質(zhì)分為什么鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)隨鹵素單質(zhì)分子量的增大而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化？子量的增大而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化？2 Br2、I2易溶于有

4、機(jī)溶劑的性質(zhì)有何用途？易溶于有機(jī)溶劑的性質(zhì)有何用途？3人體中人體中F、I的代謝出現(xiàn)異常會對人體健康產(chǎn)的代謝出現(xiàn)異常會對人體健康產(chǎn)生哪些影響？生哪些影響？14-2-1 鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途用途1為什么鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)隨鹵素單質(zhì)分子量的增大而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化？X2為非極性分子，主要是色散力分子量增大，色散力增大物理性質(zhì)隨分子量呈規(guī)律性變化。14-2-1 鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及用鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途途2 Br2、I2易溶于有機(jī)溶劑的性質(zhì)有何用途？ Br2、I2易溶于苯、CCl4的性質(zhì)可用于 鑒別和分離14-2-1 鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途用途3人體中F

5、、I的代謝出現(xiàn)異常會對人體健康產(chǎn)生哪些影響？碘缺乏：甲狀腺腫，克 汀 病 碘過量：高碘甲狀腺腫氟缺乏：齲齒氟可以預(yù)防齲齒）氟過量：氟斑牙釉斑牙 氟骨癥14-2-2 鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1從P455鹵素元素電勢中的 x2/x，可對鹵素單質(zhì)X2及X- 的氧化還原性及其規(guī)律得出什么結(jié)論？2鹵素單質(zhì)有哪些主要性質(zhì)？其中堿的反應(yīng)性質(zhì)怎樣？該性質(zhì)有何應(yīng)用？14-2-2 鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1從P455鹵素元素電勢中的 x2/x-，可對鹵素單質(zhì)X2及X- 的氧化還原性及其規(guī)律得出什么結(jié)論？有極大正值，X2有強氧化性，即X2有較強的化學(xué)活潑性，可與大多數(shù)金屬及非金屬作用 氧化性

6、: F2 Cl2 Br2 I2 還原性: F Cl Br I 可發(fā)生反應(yīng)：輕鹵素氧化鹵素生成鹵素互化物 Cl2 + 3F2 = 2ClF3前邊X2可氧化后邊的X: Cl2 +2Br =2Cl+ Br2 14-2-2 鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)2鹵素單質(zhì)有哪些主要性質(zhì)？其中堿的反應(yīng)性質(zhì)怎樣？該性質(zhì)有何應(yīng)用？X2與水的反應(yīng)有兩類： F2分解水：2F2 + 2H2O = 4HF + O2I2發(fā)生逆反應(yīng)） Cl2在水中的歧化：X2+H2OH+X+HXO冷堿中：Cl2 Br2均可發(fā)生上述歧化反應(yīng)冷堿中：3 I2+6OH= 5I+IO3+3H2O(熱堿中Cl2 Br2)14-2-3 鹵素單質(zhì)的制

7、備鹵素單質(zhì)的制備1鹵素單質(zhì)的制備方法有幾種？2. 據(jù)鹵素單質(zhì)在自然界的存在情況和鹵素單質(zhì)的性質(zhì)，這些制備方法各適用于哪種鹵素單質(zhì)的制備？14-2-3 鹵素單質(zhì)的制備鹵素單質(zhì)的制備1鹵素單質(zhì)的制備方法有幾種？ 鹵素單質(zhì)有三種制備方法：電解法置換法還原法14-2-3 鹵素單質(zhì)的制備鹵素單質(zhì)的制備2. 據(jù)鹵素單質(zhì)在自然界的存在情況和鹵素單質(zhì)的性質(zhì)，這些制備方法各適用于哪種鹵素單質(zhì)的制備？F2的制備： 單質(zhì)F2只能用電解法電解KHF2和無水HF混合物，比例多為3：2） KHF2 = H2 + F2 + KF (陰極) (陽極) (電解槽) (石墨)Cl2的制備：工業(yè)上用隔膜法電解飽和NaCl溶液制去。

8、2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH (陰極) (陽極)也可以是電解熔融NaCl制金屬Na的副產(chǎn)品： 2NaCl （熔）= 2Na + Cl2 (陰極) (陽極)實驗室用MnO2與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)法制取。電解電解Br2的制備： 置換法制Br2： Cl2+Br-(海水）= Br2 + 2Cl- 空氣吹出： 3Br2 + 3Na2CO3 = 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2 酸化 ：5Br- + BrO3- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O363KpH=3.5I2還原法 ： IO3-+ 3HSO3- （過量）= I- + 3SO42- + 3H+( NaIO

9、3智利硝石） IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O海藻中碘的提?。?I-+ Cl2 = I2 + 2Cl- I2 用升華法提純14-3 鹵素的化合物鹵素的化合物14-3-1 鹵化氫和氫鹵酸鹵化氫和氫鹵酸1鹵化氫有幾種制備方法？各適用于哪種鹵化氫的制備？2鹵化氫和氫鹵酸有哪些主要性質(zhì)？3. 氫氟酸有哪些特殊性？14-3-1 鹵化氫和氫鹵酸鹵化氫和氫鹵酸1鹵化氫有幾種制備方法？各適用于哪種鹵化氫的制備？直接合成法 HCl復(fù)分解反應(yīng)法 四種HX，但HF、HCl用濃H2SO4 , HBr、HI用H3PO4 （均為難揮發(fā)性的酸）非金屬鹵化物水解 HBr 、HI碳?xì)浠衔锏柠u化及Br

10、2 、I2 還原制HBr 、 HI14-3-1 鹵化氫和氫鹵酸鹵化氫和氫鹵酸2鹵化氫和氫鹵酸有哪些主要性質(zhì)？熱穩(wěn)定性高還原性 HCl HBr HI氫鹵酸的酸性 除HF外均為強酸，且 HF HCl HBr HClO3HClO4，與氧化數(shù)高低順序不一致？ 14-3-4 鹵素的含氧化合物鹵素的含氧化合物1鹵素氧化物有哪些主要性質(zhì)和用途？Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7都是強的氧化劑，不穩(wěn)定易分解爆炸）Cl2O是次氯酸的酸酐，此用來制次氯酸鹽 ClO2主要用途是紙漿漂白、污水殺菌和飲用水凈化I2O5做氧化劑可以氧化NO、C2H4、H2S、CO等 I2O5 + 5CO = I2 + 5CO2

11、此反應(yīng)可用來定量測量大氣或其他氣態(tài)混合物中的CO的含量 ClO2：早在：早在1811年，美國科學(xué)家年，美國科學(xué)家H. Davey 利用利用KClO3水溶液和鹽酸反應(yīng)，首次合成并收集了水溶液和鹽酸反應(yīng)，首次合成并收集了二氧化氯氣體。但由于安全問題，直到本世紀(jì)二氧化氯氣體。但由于安全問題，直到本世紀(jì)30年代，二氧化氯才得以安全經(jīng)濟(jì)的規(guī)模生產(chǎn)，年代，二氧化氯才得以安全經(jīng)濟(jì)的規(guī)模生產(chǎn)，開始了工業(yè)化的應(yīng)用。開始了工業(yè)化的應(yīng)用。1944 年，二氧化氯首次年，二氧化氯首次作為消毒劑用于處理美國紐約州尼加拉大瀑布作為消毒劑用于處理美國紐約州尼加拉大瀑布城的飲用水。城的飲用水。20世紀(jì)世紀(jì)70年代后期，由于研制

12、成年代后期，由于研制成功了二氧化氯穩(wěn)定劑，二氧化氯才作為消毒劑功了二氧化氯穩(wěn)定劑，二氧化氯才作為消毒劑和漂白劑被廣泛應(yīng)用于食品加工、醫(yī)院、水產(chǎn)和漂白劑被廣泛應(yīng)用于食品加工、醫(yī)院、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域的殺菌消毒、水凈化處理及紙漿的養(yǎng)殖等領(lǐng)域的殺菌消毒、水凈化處理及紙漿的漂白等領(lǐng)域，充分顯示了其所具有的強漂白性漂白等領(lǐng)域，充分顯示了其所具有的強漂白性和高效殺菌能力。和高效殺菌能力。 二氧化氯是目前國際上公認(rèn)的最新一代高效、廣譜、安全的消毒殺菌劑，是氯制劑最理想的替代品，在世界上發(fā)達(dá)國家中已得到了廣泛的應(yīng)用。為控制飲用水中“三致物質(zhì)”（致畸、致癌、致突變的產(chǎn)生，歐美發(fā)達(dá)國家已廣泛應(yīng)用二氧化氯替代氯氣進(jìn)行飲

13、用水的消毒。 如果以氯氣的氧化能力為100%的話，二氧化氯的理論氧化能力是氯氣的2.6倍，次氯酸鈉的2.8倍，雙氧水的1.3倍。 14-3-4 鹵素的含氧化合物鹵素的含氧化合物2次鹵酸及其鹽的熱穩(wěn)定性、酸性、氧化性怎樣？變化規(guī)律如何？穩(wěn)定性 ： HClO HBrO HIO酸性 ：HClO HBrO HIO Ka：7.95x10-8 ； 2.06x10-9 ； 2.3x10-10 氧化性 ： HClO HBrO HIO 1.49v 1.33v 0.99v其中重要的是HClO及鹽， HClO用于漂白殺菌；v 其中重要的是HClO及鹽， HClO用于漂白 v 殺菌；v Ca(ClO)2為漂白粉的有效

14、成份。14-3-4 鹵素的含氧化合物鹵素的含氧化合物3亞鹵酸及其鹽的熱穩(wěn)定性、酸性、氧化性與次鹵酸及其鹽比有何變化？酸性 ：HXO2 HXO穩(wěn)定性：HXO2HXO HClO2/Cl-=1.56v HClO/Cl-=1.49v HBrO2、HIO2因為不穩(wěn)定，缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)。v對于鹵酸及其鹽也有類似的規(guī)律：v酸性：HClO3HBrO3HIO3v Ka：103 ； 1 ； 1.7x10-1 v 穩(wěn)定性：HClO3HBrO3HIO3v XO3-/X- 1.45、 1.44 、 1.085v總之，對于鹵素的含氧酸及其鹽：v 酸性： 同一鹵素，氧化數(shù)越高酸性越強。v HClOHClO2HClO3 HBr

15、O HIOv 但在HXO3和HXO4中Br反常。v 穩(wěn)定性：鹽大于酸。氯的各種含氧酸及其鹽的性質(zhì)的一般規(guī)律：氯的各種含氧酸及其鹽的性質(zhì)的一般規(guī)律： HClOHClO2HClO3HClO4熱穩(wěn)定性增強熱穩(wěn)定性增強氧化能力增強氧化能力增強氧氧化化能能力力減減弱弱熱穩(wěn)定性增強熱穩(wěn)定性增強氧氧化化能能力力減減弱弱熱穩(wěn)定性增強熱穩(wěn)定性增強酸性增強酸性增強HClO2 的氧化性比的氧化性比 HClO 強強14-3-4 鹵素的含氧化合物鹵素的含氧化合物4碘能從溴酸鹽及氯酸鹽中置換出Br2、Cl2，即： I2 + 2XO3 + 2H+ = 2HIO3 + X2 (X = Br、Cl) 而Br2和Cl2又能從KI

16、溶液中把I2置換出來，即： X2 + 2I = 2X + I2 (X = Br、Cl) 而者有無矛盾？從電極電勢說明。不矛盾v5. HClO4和KClO4有哪些主要性質(zhì)？vHClO4為目前已知的無機(jī)酸中的最強酸，且ClO4- 配位能力差，在新型化合物的制備中較重要。vKClO4 水溶液無明顯氧化性，但固體反應(yīng)及酸性中有強氧化性。 14-3-4 鹵素的含氧化合物鹵素的含氧化合物vKClO4穩(wěn)定性高，但高溫時融化并發(fā)生分解：v KClO4=KCl + 2O2v 多數(shù)ClO4易溶，但K 、Rb+ 、Cs+ 、 v NH4+ 溶解度小v6.在鹵素含氧酸HXO4中氧化性最強的是哪一v 個？為什么？vHBrO4氧化性最強。vBr為第四周期元素，第一次填充了3d10，使有效核電荷增加較多。v惰性電子對效應(yīng)，第四周期元素的不規(guī)則性。14-3-4 鹵素的含氧化合物鹵素的含氧化合物7為什么鹵素的含氧酸都有較強的氧化性？為什么對同一鹵素的不同含氧酸，其氧化性強弱順序為：HClOHClO3HClO4，與氧化數(shù)高低順序不一致？ 因為X的電負(fù)性大，是同周期中非金屬性最強、失去