卤素测试的物理和化学特性（卤素物理性质）

卤素测试的无聊和化学特性

通常来说，液体卤素分子的沸点均要高于它们所对应的烃链

(alcane)

。这主要是由于卤素测试分子比烃链更加电极化，而分子的电极化增加了分子之间的连接力

(

正电极与负电极的相互吸引

)

，这使我们需要对液体提供更多的能量才能使其蒸发。

卤素的物理特性和化学特性明显区分与于它对应的烃链的主要原因，在于卤素原子

(

如

F,Cl,Br,I)

与碳原子的连接，即

C-X

的连接，明显不同于烃链

C-H

连接。

*

由于卤素原子通常具有较大的负电性，所以

C-X

连接比

C-H

连接更加电极化，但仍然是共价键。

*

由于卤素原子相较于碳原子，通常体积和质量较大，所以

C-X

连接的偶极子矩

(Dipole Moment)

和键能

(Bonding Energy)

远大于

C-H

，这些导致了

C-X

的连接力

(Bonding strength)

远小于

C-H

连接。

*

卤素原子脆弱的

p

轨道

(Orbital)

与碳原子稳定的

sp3

轨道相连接，这也大大降低了

C-X

连接的稳定性。

位于元素周期表右方的卤族元素是典型的非金属。卤素的电子构型均为

ns2np5

，它们获取一个电子以达到稳定结构的趋势极强烈。所以化学性质很活泼，自然状态下不能以单质存在，一般化合价为

-1

价，即卤离子

(X-)

的形式。

卤素单质都有氧化性，氧化性从氟到碘依次降低。碘单质氧化性比较弱，三价铁离子可以把碘离子氧化为碘。

卤素单质在碱中容易歧化，方程式为：

3X

?

(g)+6OH-(aq)

——→

5X-(aq)+ XO3-(aq)+3H2O(l)

但在酸性条件下，其逆反应很容易进行：

5X-(aq)+XO3-(aq)+6H+(aq)——→3X

?

(g)+3H2O(l)

这一反应是制取溴和碘单质流程中的最后一步。

卤素测试的氢化物叫卤化氢，为共价化合物

;

而其溶液叫氢卤酸，因为它们在水中都以离子形式存在，且都是酸。氢氟酸一般看成是弱酸，

pKa=3.20

。氢氯酸

(

即盐酸

)

、氢溴酸、氢碘酸都是化学中典型的强酸，它们的

pKa

均为负数，酸性从

HCl

到

HI

依次增强。

卤素可以显示多种价态，正价态一般都体现在它们的含氧酸根中：

+1: HXO (

次卤酸

)

+3: HXO

?

(

亚卤酸

)

+5: HXO

?

(

卤酸

)

+7: HXO

?

(

高卤酸

)

卤素的含氧酸均有氧化性，同一种元素中，次卤酸的氧化性最强。

卤素的氧化物都是酸酐。像二氧化氯

(ClO

?

)

这样的偶氧化态氧化物是混酐。

只由两种不同的卤素形成的化合物叫做互卤化物，其中显电正性的一种元素呈现正氧化态，氧化态为奇数。这是由于卤素的价电子数是奇数，周围以奇数个其它卤原子与之成键比较稳定

(

如

IF7)

。互卤化物都能水解。