卤素 意思解释

2016-06-05 00:00:00 来源:互联网化工百科 编辑:中国成人教育百科全书·化学·化工人评论

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周期表中第Ⅶ主族元素的总称。包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)5种无素。卤素原子的价电子层结构为ns2np5,极易获得一个电子成为—1价的稳定离子。卤素是活泼的非金属元素。在自然界以稳定的卤化物和其他盐的形式存在。氟主要分布于萤石、冰晶石、磷灰石〔Ca5F(PO4)3〕矿物中。氯、溴主要来自海水,氯还存在于岩盐、井盐、盐湖中,溴还存在于某些矿井水中。一些海洋生物,如海带、海藻是碘的重要来源。世界上碘主要来自智利硝石(NaIO3)。砹是放射性元素, 只能短暂地存在于镭、锕等天然放射性元素的蜕变产物中。

卤素单质是非极性的双原子分子。其密度、熔点、沸点等性质按F—Cl—Br—I顺序递增。常温下, 氟和氯是气体, 溴是易挥发的液体,碘是易升华的固体。卤素单质的气态具有不同的颜色: 氟为浅黄色、氯为黄绿色、溴为红棕色、碘为紫色。当气态转变为液态、固态时,颜色加深,如固体碘为紫黑色。卤素单质在水中的溶解度很小(氯、溴、碘饱和溶液的浓度分别为 0.09、0.22、0.0011mol·1-1), 易溶于二硫化碳、四氯化碳等非极性溶剂。溴溶液的颜色随溴的浓度增大由黄色变为棕红色。碘在不饱和烃、醇、醚等溶剂中发生溶剂化,呈现棕色或棕红色,碘在二硫化碳和四氯化碳中以分子存在, 呈现紫色。卤素单质具有刺激性气味, 蒸气有毒。当氯气中毒时, 可用酒精和乙醚的混和蒸气或氨气作解毒剂。液溴灼伤皮肤时, 可用苯、甘油洗涤伤口。

卤素单质具有强氧化性, 氧化性由氟到碘递减。它们都能与大多数金属、非金属直接化合, 活泼性由氟到碘减小。卤素与水能发生两类反应:(1)使水分解,放出氧气,如氟与水剧烈反应放出O2:2F2+2H2O=4HF+O2, 氯在光照下与水反应缓慢地放出氧气;(2) 卤素在水中发生歧化反应, 如Cl2+H2O=HCl+HClO。以上两类反应,溴和碘几乎都不能发生。碱性的介质有利于氯、溴、碘的歧化反应。卤素间可发生置换反应, 如Cl2+2Br-2Cl-+Br2,工业上利用此反应从海水中制得溴。氟、氯、溴还可以与有机饱和烃发生取代反应, 与不饱和烃发生加成反应。

工业上 (或实验室) 制取氟都是用电解熔融氟氢化钾和氟化氢的混合物(KF,2HF):

实验室用卤化物、浓硫酸、二氧化锰混合反应制溴和碘:

2NaX+3H2SO4(浓)+MnO2MnSO4+2NaHSO4+2H2O+X2

大量的碘是用亚硫酸氢钠把碘酸盐还原成碘化物,再与适量碘酸盐作用而析出碘。

IO-3+3HSO-3=I-+3SO2-4+3H+

IO-3+5I-+6H+=3I2+3H2O

卤素及其化合物有极广泛的用途。氟用于分离铀的同位素235U和238U。大量的氟用于制氟化有机物,如氟里昂-12(CCl2F2)用作制冷剂,CBr2F2用作高效灭火剂,CCl6F用作杀虫剂,塑料王聚四氟乙烯是耐高温的绝缘材料等。工业上氯气主要用于制造盐酸、农药、炸药、有机染料、有机溶剂及化学试剂,也用于漂白纸张、布匹、消毒饮水,还用于处理工业废水,把有毒的物质(硫化氢、氰化物)氧化为无毒物质。溴主要用于制造药物、染料、感光材料及化学试剂、汽油抗震的添加剂(C2H4Br2)、军事上的催泪毒剂等。碘是人体不可少的重要元素,碘化物能治疗甲状腺肿,碘酒(含碘10%)用作消毒剂,碘仿(CHI3)是防腐剂,碘化银用作人工降雨的“晶种”等。

 

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