前言
感觉卤素很典啊。
氟很反常,原因有以下几点:原子半径小,负电荷密度高;电负性大。
正文
物理性质
要开张表写,有点难,先咕着。
从氟到碘,分子间色散力增加。单质的密度,熔沸点,临界温度,汽化热等性质依次增加。
氯易液化。
碘常压下加热升华。高压下可导电。
氟到碘颜色依次加深,原因是气态氟分子吸能量大的紫光,碘吸能量低的黄光。
氟会直接把水干掉放出 \(\ce{O_2}\)(同时有 \(\ce{H_2O_2}\) 、\(\ce{OF_2}\) 、\(\ce{O_3}\) 生成)。其他卤素不是很能溶于水。但是在有机溶剂中溶解度大得多。
溴在溶液中的颜色随着浓度升高从黄色到红棕色。碘在介电常数较大的溶剂中溶剂化呈棕(红)色。在介电常数较小的溶剂中不溶剂化显紫色。
基本性质
氯到碘的电子亲合能依次减小,这是好理解的,因为氯到碘电负性减小。
氟电子亲合能比氯小,比溴大。原因是氟原子半径小,负电荷密度高,抢一个电子过来后电子之间斥力比较大。
但是离子型氟化物的有高晶格能;共价型氟化物有高键能。补偿了氟的低电子亲合能,导致氟化物生成焓远高于氯化物。
当其他元素原子半径较大或最外层没有孤对电子时电子之间斥力减小,半径小的氟更容易和这些元素原子形成稳定的共价键。如三氟化磷中 \(\ce{F-P}\) 键键能 \(490 kJ/mol\) 和三氯化磷中 \(\ce{Cl-P}\) 键键能 \(319 kJ/mol\)
卤素的存在
卤素都以化合物形式存在。
自然界中氟主要以萤石(\(\ce{CaF_2}\))、冰晶石(\(\ce{3NaF*AlF_3}\))、氟磷灰石(\(\ce{[Ca_{10}F_2(PO_4)_6]_3}\))存在,地壳中质量分数为 \(0.065\%\) 。
氯和溴在地壳中主要存在于火成岩或沉积岩中。氯质量分数为 \(0.031\%\) 。溴为 \(\0.00016\%\) 。
海水中氯有 \(20g/L\)。溴有 \(0.065g/L\) 。
氯还存在于岩盐、盐湖、井盐中。
溴还存在于某些矿水和石油产区的矿井水中。
碘只有一点点。海水中碘 含量为 \(5 \times 10^{-8}\%\)。但是可以用干海藻来提取碘。智利硝石(主要是 \(\ce{NaIO_3}\))中含 \(0.02\% ~ 1\%\) 的碘。
化学性质
喜闻乐见