ⅦA族元素

ⅦA族元素

周期系ⅦA族元素指鹵族元素。包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(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。鹵素都有氧化性,氟單質的氧化性最強。鹵族元素和金屬元素構成大量無機鹽,此外,在有機合成等領域也發揮著重要的作用。

基本介紹

  • 中文名:周期系ⅦA族元素
  • 成員:氟、氯、溴、碘、砹
  • 元素類型:活潑非金屬單質
  • 族群:鹵族元素
  • 原子序數:9、17、35、53、85
  • 受管制信息:氟氯溴受管制,碘不受管制
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單質

英文名稱:Fluorine
氟
元素名稱:F
外圍電子層排布:2s2 2p5
電子層:K-L
核外電子排布:2-7
原子量:18.9984032
元素類型:非金屬元素
核電荷數:9
氣常溫下為淡黃綠色的氣體,有劇毒。與水反應立即生成氫氟酸氧氣並發生燃燒,同時能使容器破裂,量多時有爆炸的危險。氟、氟化氫氫氟酸對玻璃有較強的腐蝕性。氟是氧化性最強的元素(而且不具有d軌道),只能呈-1價。單質氟與鹽溶液的反應,都是先與水反應,生成的氫氟酸再與鹽的反應,通入鹼中可能導致爆炸。

英文名稱:Chlorine
氯
英文名稱:Cl
外圍電子層排布:3s2 3p5
電子層:K-L-M
核外電子排布:2-8-7
原子量:35.453
元素類型:非金屬元素
核電荷數:17
氯氣常溫下為黃綠色氣體,可溶於水,1體積水能溶解2體積氯氣。有毒,與水部分發生反應,生成HCl與次氯酸,次氯酸不穩定,分解放出氧氣,並生成鹽酸,次氯酸氧化性很強,可用於漂白。氯的水溶液稱為氯水,不穩定,受光照會分解成HCl與氧氣。液態氯氣稱為液氯。HCl是一種強酸。氯有多種可變化合價。氯氣對肺部有強烈刺激。氯可與大多數元素反應。氯氣具有強氧化性 氯氣與變價金屬反應時,生成最高金屬氯化物 。

英文名稱:Bromine
溴的性質溴的性質
溴
元素符號:Br
外圍電子層排布:4s2 4p5
電子層:K-L-M-N
核外電子排布:2-8-18-7
原子量:79.904
元素類型:非金屬元素
核電荷數:35
液溴,在常溫下為深紅棕色液體,可溶於水,100克水能溶解約3克溴。揮發性極強,有毒,蒸氣強烈刺激眼睛、黏膜等。水溶液稱為溴水。溴單質需要存儲容器的封口帶有水封,防止蒸氣逸出危害人體。有氧化性,有多種可變化合價,常溫下與水微弱反應,生成氫溴酸和次溴酸。加熱可使反應加快。氫溴酸是一種強酸,酸性強於氫氯酸。溴一般用於有機合成等方面。

英文名稱:Iodine
碘的性質碘的性質
碘
元素符號:I
外圍電子層排布:5s2 5p5
核外電子排布:2-8-18-18-7
核電荷數:53
電子層:K-L-M-N-O
原子量:126.90447
元素類型:非金屬元素
在常溫下為紫黑色固體,具有毒性,易溶於汽油、乙醇苯等溶劑,微溶於水,加碘化物可增加碘的溶解度並加快溶解速度。100g水在常溫下可溶解約0.02g碘。低毒,氧化性弱,有多種可變化合價。有升華性,加熱即升華,蒸汽呈紫紅色,但無空氣時為深藍色。有時需要加水封存。氫碘酸為無放射性的最強氫鹵酸,也是無放射性的最強無氧酸。但腐蝕性是所有無放射氫鹵酸中最弱的,因為碘原子的半徑較大,電子親和能與電負性較小,易於損失氫離子。有還原性。

英文名稱:Astatine
砹的性質砹的性質
元素符號:At
外圍電子層排布:6s2 6p5
核外電子排布:2-8-18-32-18- 7
電子層:K-L-M-N-O-P
原子量:210
元素類型:非金屬元素
核電荷數:85
極不穩定。砹210是半衰期最長的同位素,其半衰期也只有8.3小時。地殼中砹含量只有10億億億分之一,主要是自動分裂的產物。砹是放射性元素。其量少、不穩定、難於聚集,其 “廬山真面目”誰都沒見過(金屬性應該更強。顏色應比碘還要深,可能呈黑色固體)。

元素製備

因為氟的強氧化性,所以生產氟的時候不能使用水溶液電解質。(生成的氟會即刻氧化H2O,從水中置換出氧氣。)工業製法:電解液態無水氟化氫(沸點20℃)和氟氫化鉀混合物。用電解液態無水氟化氫製備氟時,陽極出氟:2Fˉ=F2↑+2eˉ,陰極出氫:2HF2ˉ+2eˉ=H2↑+4Fˉ。實驗室製法:加熱六氟合鉛酸鈉,生成四氟合鉛酸鈉和氟氣。化學方程式:NaPbF6=NaPbF4+F2。條件:加熱。

1、工業製法
通常用電解飽和食鹽水來製取,電解飽和食鹽水時,陰極出(放有鐵絲):2H2O+2e¨=H2↑+2OH¨,陽極出氯(放有石墨):2Cl¨=Cl2+2e¨。化學方程式為:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑。(條件:通電。) 2、實驗室製法
反應原理:在酸性條件下,用氧化劑氧化-1價的氯的化合物製得。實驗室中可以用濃鹽酸和二氧化錳共熱來製取,也可以用濃鹽酸和高錳酸鉀反應來製取。反應方程式MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O。(條件:加熱。)或KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。

1、將氫溴酸(溴化鈉和溴的化合物也可以)和過氧化氫混合,溶液就會變為橙紅色(有溴生成),此時將其蒸餾就得到純度很高的液溴。2HBr+H2O2=Br2 + 2H2O 反應放熱,要注意控制溫度。
2、將溴化物與硫酸的混合物與二氧化錳反應製得。反應式:2BrI+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2。

1:用製取氯氣的方法。將碘化物(通常用碘化鈉)與濃硫酸混合後與二氧化錳反應製得。去除雜質的辦法通用實驗室製取氯氣的方法。反應方程式:2NaI+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2
2:大量的碘還來源於自然界的碘酸鈉,可用NaHSO3還原。
3:先將碘酒微熱,使溶液酒精揮發掉,酒精蒸乾後,用少量水沖洗析出的溶質2-3次,洗去表面的酒精,得到的固體就是碘單質。
4:最簡單的方法,和方法一差不多,將碘化鉀和二氧化錳混合,裝入燒杯內,蓋上加了水的燒瓶,一邊加熱一邊慢慢加入硫酸,等蒸氣變成紫色後讓其冷卻,會有碘附在燒瓶底,刮下來的就是碘單質。也許因為有雜質而結成一塊,不太好看。可以再把製得的碘放入燒杯中加熱一會,馬上水就會蒸發,再蓋上加了水的燒瓶,一段時間後(大概半分鐘)讓它冷卻,這時燒瓶底和燒杯上均有碘附著,這時再刮下來的碘就是粉狀的了。
5:用硫酸和氫碘酸反應得碘。方程式:H2SO4 + 2HI ——→ 2H2O + SO2↑+ I2 ↑
6:還可用氯氣還原。方程式:Cl2+2NaI=2NaCl+I2

單質性質

性質一覽表
元素名稱
顏色
淡黃色
黃綠色
棕紅色
紫黑色
活性
逐漸減弱
氫化物酸性
逐漸增強
存在形式
氣態
氣態
液態
固態
原子半徑
逐漸增大

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