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鹵族元素
第四章 物質結構 元素周期律
宏觀辨識與微觀探析：
認識鹵族元素性質的遞變規律，并能用原子結構理論初步加以解釋同主族元素性質的遞變規律，掌握元素性質與原子結構的關系，培養宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養。
證據推理與模型認知：
通過分析鹵族元素的相關性質的圖表信息，嘗試運用比較、歸納等方法對信息進行加工，培養分析、處理數據的能力，體會事物變化過程中量變引起質變的規律，落實證據推理與模型認知的化學核心素養。
科學探究與創新意識：
能設計實驗方案，探究同主族元素性質的遞變性，提升“科學探究與創新意識”的學科核心素養。
1774年，瑞典化學家舍勒發現：軟錳礦與鹽酸混合后加熱就會生成一種令人窒息的黃綠色氣體。當時，舍勒及許多化學家都堅信拉瓦錫的觀點，認為這種黃綠色的氣體是一種化合物，所以舍勒稱它為“氧化鹽酸”。1810年，戴維證明了所謂的氧化鹽酸不是一種化合物，而是一種化學元素的單質。他將這種元素命名為“Chlorine”。它的希臘文原意是“綠色”。中文譯名為氯。
堿金屬
鹵素元素
思考：觀察鹵族元素的原子結構，歸納其原子結構的相似性和遞變性？
原子結構特點：
相似性：
最外層電子數相同，都為7個電子
遞變性：
核電荷數遞增
電子層數遞增
原子半徑依次增大
原子核對最外層電子的吸引力減弱，得電子能力逐漸減弱，氧化性（非金屬性）逐漸減弱
單質化學性質相似，易得電子，具有氧化性
你知道嗎？
氯，溴和碘的發現之旅
Cl2
1774年，瑞典化學家舍勒發現：軟錳礦與鹽酸混合后加熱就會生成一種令人窒息的黃綠色氣體。當時，舍勒及許多化學家都堅信拉瓦錫的觀點，認為這種黃綠色的氣體是一種化合物，所以舍勒稱它為“氧化鹽酸”。1810年，戴維證明了所謂的氧化鹽酸不是一種化合物，而是一種化學元素的單質。他將這種元素命名為“Chlorine”。它的希臘文原意是“綠色”。中文譯名為氯。
你知道嗎？
氯，溴和碘的發現之旅
Br2
1824年，法國青年學生巴拉爾，在研究提取結晶鹽后的母液時，當通入氯氣時，母液變成紅棕色。他斷定這是和氯以及碘相似的新元素。1826年8月14日法國科學院組成委員會審查巴拉爾的報告，肯定了他的實驗結果，將其命名為：葡萄牙文brōmos(惡臭)，因為溴具有刺激性臭味。溴的拉丁名和元素符號Br由此而來。
你知道嗎？
氯，溴和碘的發現之旅
1947年前蘇聯出版的一期《自然》雜志中，其中提到碘的發現說：“……在工作中的庫爾圖瓦放著兩個玻璃瓶，一個是他制藥用的，里面盛著海草灰和酒精，另一個里面盛著鐵在硫酸中的溶液。庫爾圖瓦在吃飯，一只公貓撞倒了硫酸瓶和并列在一起的藥瓶。器皿被打破了，液體混合起來，一縷藍紫色的氣體從地面上升起……”
鹵素單質 顏色和狀態 密度 熔點/℃ 沸點/℃
F2 淡黃綠色氣體 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1
Cl2 黃綠色氣體 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6
Br2 深紅棕色液體 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78
I2 紫黑色固體 4.93 g·cm－3 113.5 184.4
物理性質：
都是有色單質
熔、沸點較低
相似性
單質密度逐漸增大
從上到下，熔、沸點逐漸升高
單質顏色逐漸加深，狀態由氣態到液態到固態
遞變性
氯易液化、溴易揮發、碘易升華，遇淀粉變藍。
特殊性:
1.化學性質的相似性
氯氣的化學性質
（1）與金屬反應
如：3Cl2+2Fe=2FeCl3
（2）與H2反應
Cl2+H2=2HCl（強光照射爆炸）
（3）與水反應
Cl2+H2O==HCl+HClO
（4）與堿反應
Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO +H2O
①都能與金屬反應生成金屬鹵化物
②都能與氫氣反應生成鹵化氫（HX）
③都能與水反應
④都能與堿反應
鹵素單質的化學性質
(1)X2與金屬單質反應
通式： X2+金屬 金屬鹵化物
2Na +Cl2=2NaCl
2Na+Br2=2NaBr
2Na+I2=2NaI
特殊： I2與變價金屬生成低價鹽
Fe+I2=FeI2 2Cu+I2=2CuI
得到電子的能力逐漸減弱
(2)鹵素單質與水反應
Br2＋ H2O=====HBr＋HBrO
2F2＋2H2O=====4HF＋O2 （特例）
Cl2 ＋H2O=====HCl＋HClO
通式：X2 ＋ H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I）
I2 ＋H2O=====HI＋HIO
反應越來越難以發生
名稱 反應條件 方程式 生成氫化物的穩定性
F2
Cl2
Br2
I2
H2+F2 === 2HF
H2+Cl2 === 2HCl
H2+Br2 === 2HBr
H2+I2 2HI
光照
或點燃
HF很穩定
HBr較不穩定
HCl穩定
HI很不穩定
反應所需條件逐漸變苛刻
光照或點燃
暗處劇烈反應
高溫
高溫、持 續加熱
氣態氫化物的穩定性逐漸減弱
有何相似性和遞變性？
穩定性：HF>HCl>HBr>HI； 酸性：HF結論：非金屬性：F2 ＞ Cl2＞Br2＞I2
(3)鹵素與氫氣的反應
分別向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液的顏色變化，并與氯水的顏色進行比較。寫出反應的化學方程式。
向盛有4 mL. KI溶液的試管中加入1mL溴水，振蕩，觀察溶液的顏色變化，并與溴水的顏色進行比較。寫出反應的化學方程式。
(4)鹵素間的置換反應
實驗操作 實驗現象 離子反應方程式 結論
振蕩靜置后，溶液由無色變為橙黃色
振蕩靜置后，溶液由無色變為褐色
振蕩靜置后，溶液由無色變為褐色
Cl2＋ 2I－ === 2Cl－＋I2
Cl2＋2Br－ === 2Cl－＋Br2
Br2+2I－ === 2Br－＋I2
Cl2＞Br2
Cl2＞I2
Br2＞I2
結論：氧化性：Cl2＞Br2＞I2
元素非金屬性強弱的探究：
元素非金屬性強弱的判斷：
非金屬性
單質與氫氣化合的難易程度（易—強）
氣態氫化物的穩定性（強—強）
最高價氧化物對應水化物的酸性強弱（強—強）
非金屬單質間的置換反應（以強制弱）
陰離子還原性越強，單質的氧化性（非金屬性）越弱
根據元素在周期表中的位置，同主族從上到下，非金屬性逐漸減弱
化學性質：
2F2 ＋ 2H2O === 4HF ＋ O2 （爆炸）
X2 ＋ H2O HX＋ HXO（F除外）
F2的特殊性
X2+ 2NaOH === NaX+ NaXO+H2O （F除外）
3X2+ 6NaOH === 5NaX+ NaXO3+3H2O （F除外）
鹵素與水的反應
鹵素與堿的反應
3X2 + 2Fe === 2FeX3
△
（X=F、Cl、Br 但≠I 除外）
△
I2 + Fe === FeI2
鹵素與金屬單質反應
鹵素元素原子結構和化學性質的相似性和遞變性
（1）相似性
鹵素單質X2
1.鹵素與氫氣的反應：H2+X2 === 2HX
2.鹵素與水的反應
3.鹵素與堿的反應:
X2 ＋ H2O === HX＋ HXO
2F2 ＋ 2H2O === 4HF ＋ O2
X2+ 2NaOH === NaX+ NaXO+H2O （F除外）
具體表現如下：
①與H2反應越來越難，對應氫化物的穩定性逐漸減弱，還原性逐漸增強，
其水溶液的酸性逐漸增強，即：
穩定性：HF>HCl>HBr>HI； 還原性：HF酸性：HF（2）遞變性
②最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸減弱，即HClO4>HBrO4>HIO4。
1. 鹵素按F、Cl、Br、I的順序其非金屬性逐漸減弱的原因是（ ）
A．原子核內質子數增多起主要作用
B．相對原子質量逐漸增大起主要作用
C．其單質的密度增大起主要作用
D．隨著核電荷數增加電子層數增大起主要作用
D
2.下列各項中，堿金屬元素隨原子序數的增加，跟鹵族元素變化不一致的是（ ）
A． 單質的熔沸點 B． 原子半徑
C． 單質的密度 D． 原子的電子層數
A

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