鹵素基礎知識

　　鹵素是第ⅦA族非金屬元素，包括了氟、氯、溴、碘和砈五種元素，合稱鹵素。那麼你對鹵素瞭解多少呢?以下是由小編整理關於鹵素知識的內容，希望大家喜歡!

　　鹵素的物理、化學特性

　　通常來說，液體鹵素分子的沸點均要高於它們所對應的烴鏈***alcane***。這主要是由於鹵素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線力***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於它對應的烴鏈的主要原因，在於鹵素原子***如F,Cl,Br,I***與碳原子的連線，即C-X的連線，明顯不同於烴鏈C-H連線。

　　* 由於鹵素原子通常具有較大的負電性，所以C-X連線比C-H連線更加電極化，但仍然是共價鍵。

　　* 由於鹵素原子相較於碳原子，通常體積和質量較大，所以C-X連線的偶極子矩***Dipole Moment***和鍵能量***Bonding Energy***遠大於C-H，這些導致了C-X的連線力***Bonding strength***遠小於C-H連線。

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

　　位於元素週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，即滷離子***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。

　　鹵素單質在鹼中容易歧化，方程式為：

　　3X2 + 6OH- = 5X- + XO3- + 3H2O

　　但在酸性條件下，其逆反應很容易進行：

　　5X- + XO3- + 6H+ = 3X2 + 3H2O

　　這一反應是製取溴和碘單質流程中的最後一步。

　　鹵素的氫化物叫鹵化氫，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HCl到HI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***次滷酸***

　　+3: HXO2***亞滷酸***

　　+5: HXO3***滷酸***

　　+7: HXO4***高滷酸***

　　鹵素的含氧酸均有氧化性，同一種元素中，次滷酸的氧化性最強。

　　鹵素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯***ClO2***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。這是由於鹵素的價電子數是奇數，周圍以奇數個其它滷原子與之成鍵比較穩定***如IF7***。互鹵化物都能水解。

　　鹵素的有機化學反應

　　在有機化學中，鹵族元素經常作為決定有機化合物化學性質的官能團存在。

　　氯的存在範圍最廣，按照氟、溴、碘的順序減少，砈是人工合成的元素。鹵素單質都是雙原子分子，都有很強的揮發性，熔點和沸點隨原子序數的增大而增加。常溫下，氟、氯是氣體、溴是液體，碘是固體。

　　鹵素最常見的有機化學反應為親核性取代反應***nucleophilic substitution***。

　　通常的化學式如：

　　Nu:- + R-X ----> R-Nu + X-

　　"Nu:-"在這裡代表親核負離子，離子的親核性越強，則產率和化學反應的速度越可觀。

　　"X"在這裡代表鹵素原子，如F,Cl,Br,I,若X-所對應的酸***即HX***為強酸，那麼產率和反應的速度將非常可觀，如果若X-所對應的酸為弱酸，則產率和反應的速度均會下降。

　　在有機化學中，鹵族元素經常作為決定有機化合物化學性質的官能團存在。

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