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                鹵素測試的物理和化學特性
                作者:世通檢測 來源:本站原創 流量:3777 發布時間:2012/11/26 10:10:47

                鹵素測試的無聊和化學特性

                 

                通常來說,液體鹵素分子的沸點均要高于它們所對應的烴鏈(alcane)。這主要是由于鹵素測試分子比烴鏈更加電極化,而分子的電極化增加了分子之間的連接力(正電極與負電極的相互吸引),這使我們需要對液體提供更多的能量才能使其蒸發。

                 

                鹵素的物理特性和化學特性明顯區分與于它對應的烴鏈的主要原因,在于鹵素原子(F,Cl,Br,I)與碳原子的連接,即C-X的連接,明顯不同于烴鏈C-H連接。

                 

                * 由于鹵素原子通常具有較大的負電性,所以C-X連接比C-H連接更加電極化,但仍然是共價鍵。

                 

                * 由于鹵素原子相較于碳原子,通常體積和質量較大,所以C-X連接的偶極子矩(Dipole Moment)和鍵能(Bonding Energy)遠大于C-H,這些導致了C-X的連接力(Bonding strength)遠小于C-H連接。

                 

                * 鹵素原子脆弱的p軌道(Orbital)與碳原子穩定的sp3軌道相連接,這也大大降低了C-X連接的穩定性。

                 

                位于元素周期表右方的鹵族元素是典型的非金屬。鹵素的電子構型均為ns2np5,它們獲取一個電子以達到穩定結構的趨勢極強烈。所以化學性質很活潑,自然狀態下不能以單質存在,一般化合價為-1價,即鹵離子(X-)的形式。

                 

                鹵素單質都有氧化性,氧化性從氟到碘依次降低。碘單質氧化性比較弱,三價鐵離子可以把碘離子氧化為碘。

                 

                鹵素單質在堿中容易歧化,方程式為:

                3X?(g)+6OH-(aq)——→5X-(aq)+ XO3-(aq)+3H2O(l)

                 

                但在酸性條件下,其逆反應很容易進行:

                5X-(aq)+XO3-(aq)+6H+(aq)——→3X?(g)+3H2O(l)

                 

                這一反應是制取溴和碘單質流程中的最后一步。

                 

                鹵素測試的氫化物叫鹵化氫,為共價化合物;而其溶液叫氫鹵酸,因為它們在水中都以離子形式存在,且都是酸。氫氟酸一般看成是弱酸,pKa=3.20。氫氯酸(即鹽酸)、氫溴酸、氫碘酸都是化學中典型的強酸,它們的pKa均為負數,酸性從HClHI依次增強。

                 

                鹵素可以顯示多種價態,正價態一般都體現在它們的含氧酸根中:

                +1: HXO (次鹵酸)

                +3: HXO?(亞鹵酸)

                +5: HXO?(鹵酸)

                +7: HXO?(高鹵酸)

                 

                鹵素的含氧酸均有氧化性,同一種元素中,次鹵酸的氧化性最強。

                 

                鹵素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯(ClO?)這樣的偶氧化態氧化物是混酐。

                 

                只由兩種不同的鹵素形成的化合物叫做互鹵化物,其中顯電正性的一種元素呈現正氧化態,氧化態為奇數。這是由于鹵素的價電子數是奇數,周圍以奇數個其它鹵原子與之成鍵比較穩定(IF7);u化物都能水解。

                 

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