什么是卤素单质?

卤族元素的颜色？谁能具体归纳归纳

氟，FLUORINE，源自fiuo，“流动”的意思，1771年发现。氟是所有非金属中最活泼的元素。只有少数的稀有气体元素拒绝和它相结合。它能腐蚀不为任何化学药品所动的铂。 在氟气的喷流下，木材或橡胶会马上燃烧──即使是石棉也要烧得赤热。 由于氟最早是从萤石中制取氟化氢而得到的，所以氟被命名为“Fluorine”，表示它来自萤石。中文按其译音定名为氟。 氟单质及其性质 氟是最活泼的非金属元素，氟单质是目前已知最强的氧化剂，所以自然界中没有游离态的氟存在，只有氟的化合物。萤石──氟化钙CaF2───就是氟的天然化合物，因为在黑暗中摩擦时发出绿色荧光而得名。 ...全部

   氟，FLUORINE，源自fiuo，“流动”的意思，1771年发现。氟是所有非金属中最活泼的元素。只有少数的稀有气体元素拒绝和它相结合。它能腐蚀不为任何化学药品所动的铂。
  在氟气的喷流下，木材或橡胶会马上燃烧──即使是石棉也要烧得赤热。 由于氟最早是从萤石中制取氟化氢而得到的，所以氟被命名为“Fluorine”，表示它来自萤石。中文按其译音定名为氟。
   氟单质及其性质 氟是最活泼的非金属元素，氟单质是目前已知最强的氧化剂，所以自然界中没有游离态的氟存在，只有氟的化合物。萤石──氟化钙CaF2───就是氟的天然化合物，因为在黑暗中摩擦时发出绿色荧光而得名。
   氟化物无论是气态、液态还是固态都对皮肤有严重的灼伤，这是因为氟化物水解产生氢氟酸引起的。氢氟酸灼伤后不是马上感觉到的，故使伤处不易看出，经常是麻痹1~2小时后才感觉到疼痛。万一被氟化物灼伤，应立即用水冲洗，然后在伤口处敷以新配制的20%的氧化镁甘油悬浮液。
   在原子能工业上，氟有着重要的用途：人们用氟从铀矿中提取铀-235，因为铀和氟的化合物六氟化铀UF6具有挥发性，用分馏法可以把它和其它杂质分开，以得到十分纯净的铀。 大量的氟用于制备氟的有机化合物，如氟利昂-12（CCl2F2）用作制冷剂，CCl3F用作杀虫剂，CBr2F2用作高效灭火剂等等。
  液态的氟还是火箭、导弹和发射人造卫星方面所用的高能燃料氧化剂。 由于氟的用途广泛，需求量大，因此以各种形式排入大气层的氟化物逐年增加。氟化物破坏地球的臭氧层，已经使地球的臭氧层出现了一个大洞，而臭氧层是保护地球免遭紫外线辐射的，氟造成的环境污染已经引起了人们极大的注意，氟的回收利用以及氟的代用品的研制，已经是一项十分重要的任务。
   氟的化学性质活泼，在化合物中显－1氧化态，它的化学性质可以概括为以下几个方面： 1、氟与金属的反应 2、氟与非金属的反应 3、氟与水的反应 4、卤素间的置换反应 5、氟的制备 氟与金属的反应 氟在低温或高温下都可以和所有的金属直接作用，生成高价氟化物。
  氟与铜、镍、镁作用时，由于在金属表面生成薄层金属氟化物而阻止了反应的进行，因此氟可以贮存在铜、镍、镁或它们的合金制成的合金中。 nF2 ＋ 2M ＝ 2MFn （M = 金属） 氟与非金属的反应 氟几乎与所有的非金属（氧、氮除外）都能直接化合，甚至在低温下氟仍可以与硫、磷、硅、碳等猛烈反应产生火焰。
   F2 + 2S = S2F2 2F2 + Si = SiF4 2F2 + S = SF4 3F2 + 2P = 2PF3 3F2 + S = SF6 5F2 + 2P = 2PF5 甚至极不活泼的稀有气体氙Xe，也能在523K与氟发生化学反应生成氟化物。
   氟与非金属元素的作用通常是剧烈的，这是因为生成的氟化物具有挥发性，它们的生成并不妨碍非金属表面与氟的进一步作用。 氟在低温和黑暗中即可和氢直接化合，放出大量的热并引起爆炸。 F2 + H2 ==== 2HF 氟与水的反应 卤素单质较难溶于水，卤素与水可能发生以下两类反应： （1）X2 + H2O = 2HX + 1/2 O2↑ （2）X2 + H2O = HX + HXO↑ （X= F、Cl、Br、I） 我们先来看看第一类反应： （1）X2 + H2O = 2HX + 1/2 O2↑ 在这类反应中卤素作为氧化剂，水作为还原剂组成了一个氧化还原反应。
  该反应是由下面两个半反应组成的： 以pH为横坐标，标准电极电势为纵坐标作图，就可得到卤素与水反应的pH电势图： 半反应②式相应于图中的b线。其它四条线相应于半反应①式中的F、Cl、Br和I。
  b线的上方代表O2存在区，b线的下方表示水的稳定区。 从图中可以看出，F2与水反应的趋势最大，Cl2次之，它们在一般酸性溶液中就能发生反应；当水溶液的pH>3时，Br2才能发生反应；水溶液的pH>12时，I2才能发生反应。
   我们再来看看第二类反应： （2）X2 + H2O = HX + HXO↑ 这是卤素在水中发生的氧化还原反应，氧化作用和还原作用同时发生在同一分子内的同一种元素上，即该元素的原子一部分被氧化，氧化数升高，同时另一部分原子被还原，氧化数降低，这种自身的氧化还原反应称为歧化反应。
   氟由于不能生成正氧化态的化合物，所以它与水不发生歧化反应。 氯与溴对水的反应从热力学角度看可以发生第一类反应，但由于第一类反应的活化能较高而实际上速度很慢，事实上氯与溴对水进行的是第二类反应──歧化反应。
  歧化反应进行的程度与溶液的pH有很大关系，碱性条件有利于歧化反应的进行。 根据上述分析的情况，让我们看看氟与水反应的实验事实： 氟与水反应的事实 氟与水反应 氟不溶于水，但它与水反应剧烈，分解水放出氧气，这是个很强的、自发的和放热的反应。
  反应中氟作为氧化剂，水作为还原剂，是第一类氧化还原反应。 2F2 + 2H2O = 4HF + O2↑ 氟与水不发生第二类的歧化反应，但在碱性条件下，氟与碱的反应和其它卤素不同： 2F2 + 2NaOH = 2NaF + OF2↑+ H2O 2F2 + 4OH- = 4F- + O2↑+ 2H2O 当碱液较浓时，则OF2被分解放出O2。
  这实际与第一类反应一样，是个氧化还原反应。 卤素间的置换反应 从卤素的电势图可以看出，卤素单质都是氧化剂，它们的标准电极电势值按F，Cl，Br，I的顺序依次降低，所以卤素单质的氧化能力按此顺序依次降低。
  而卤离子的还原能力按此顺序依次增强。 现在我们举例说明上述结论。 氯气能氧化溴离子和碘离子成为单质。由于氯气是个较强的氧化剂，如果氯气过量，则被它置换出的碘将进一步氧化成高价碘的化合物。
   Cl2 ＋ 2NaBr ＝ Br2 ＋ 2NaCl Cl2 ＋ 2NaI ＝ I2 ＋ 2NaCl I2 ＋ 5Cl2 ＋ 6H2O ＝ 2IO3- ＋ 10Cl- ＋ 12H 溴能氧化碘离子成为碘单质。
   Br2 ＋ 2NaI ＝ I2 ＋ 2NaBr 有关卤离子的还原能力请看“氟化氢和氢氟酸”。 氟的制备 实验室中，可用含氟化合物的分解反应制取少量的氟： 但这种方法不能认为是化学方法制取氟，因为K2PbF6和BrF5的制备过程中要以F2为原料，因此只能认为是氟的储存和释放。
   实验室中用化学方法制备单质氟是以HF、KF、SbCl5和KMnO4为原料，首先分别制备出K2MnF6和SbF5，再以K2MnF6和SbF5为原料制备MnF4，MnF4不稳定，可分解放出F2： 由于F-离子是极弱的还原剂，不可能用化学方法把它氧化，因此工业上用最强有力的氧化还原手段──电解氧化法──来制备单质氟： 阳极：2F- = F2↑+ 2e- 阴极：2HF2-+ 2e- = H2↑+ 4F- 用三份氟氢化钾KHF2和两份无水氟化氢HF（含水量低于0。
  02%）的混合物为电解质，用铜制的容器作电解槽，槽身作阴极，石墨作阳极，在373K左右进行电解。 电解总反应：2KHF2 = 2KF + F2↑+ H2↑ 氟化氢和氢氟酸 关于卤化氢和氢卤酸，我们从三个方面来讨论： 1、卤化氢的性质 2、氢卤酸的性质 3、卤化氢和氢卤酸的制备 卤化氢的性质 卤化氢都是具有强烈刺激性臭味儿的无色气体。
  在空气中会“冒烟”，这是因为它们与空气中的水蒸气结合形成了酸雾。 由表中的数据可以看出： 卤化氢的性质按HCl—HBr—HI的顺序有规律的地变化，例如它们的熔沸点随着分子量的增加而升高。
  但HF表现例外，它的熔沸点和汽化热反常，特别高，它生成时放出的热量及键能都很大。 反常的原因是HF分子之间存在氢键，而其他卤化氢分子中没有这种缔合作用。因此HF的熔沸点和汽化热特别高。 卤化氢都是极性分子，HF分子极性最大，HI分子极性最小。
  它们在水中有很大的溶解度。卤化氢的水溶液叫氢卤酸。 氢卤酸的性质 除氢氟酸外，其余的氢卤酸都是强酸，并按照HCl—HBr—HI的顺序，酸性依次增强。 在常压下蒸馏氢卤酸，都可以得到溶液的组成和沸点恒定不变的恒沸溶液。
   强酸性和卤离子的还原性是氢卤酸的主要化学性质。卤离子的还原能力按F-＜Cl-＜Br-＜I-的顺序依次增强。 例如： 氢碘酸在常温时即可被空气中的氧气所氧化；而氢溴酸和氧的反应进行得很慢；氢氯酸即盐酸不能被氧气所氧化，但在强氧化剂作用下可以表现出还原性；而氢氟酸没有还原性。
   4HI ＋ O2 ＝2I2 ＋ 2H2O 4HBr ＋ O2 ＝2Br2 ＋ 2H2O（慢） 4HCl ＋O2 ≠ 不反应 卤化氢和氢卤酸的制备 在实验室制备卤化氢和氢卤酸的方法有两种： 1、金属卤化物与浓硫酸作用 （1）氟化氢和氢氟酸的制备 反应①用萤石为原料制取氟化氢，氟化氢用水吸收就成为氢氟酸。
  要把氢氟酸保存在铅、石蜡或塑料瓶中，因为氢氟酸能与SiO2或硅酸盐(玻璃的主要成分)反应生成气态的、易挥发的SiF4，而其它的氢卤酸都没有这个性质。 CaF2 ＋ H2SO4(浓) ＝ CaSO4 ＋ 2HF↑ ① 4HF ＋ SiO2 ＝ SiF4↑＋ 2H2O 6HF ＋ CaSiO3 ＝ SiF4↑＋ CaF2 ＋ 3H2O （2）氯化氢和氢氯酸的制备 反应②是实验室制备氯化氢的方法，氯化氢用水吸收就成为氢氯酸即盐酸。
   NaCl ＋ H2SO4(浓) ＝ NaHSO4 ＋ HCl↑ ② （3）溴化氢和氢溴酸，碘化氢和氢碘酸的制备 用反应③和④的方法不能制备出纯的溴化氢和碘化氢。因为生成的HBr和HI会被浓硫酸进一步氧化。
   NaBr ＋ H2SO4(浓) ＝ NaHSO4 ＋ HBr↑ ③ NaI ＋ H2SO4(浓) ＝ NaHSO4 ＋ HI↑ ④ 2HBr ＋ H2SO4(浓) ＝ SO2 ＋ Br2 ＋ 2H2O 8HI ＋ H2SO4(浓) ＝ H2S↑＋ 4I2 ＋ 4H2O 在实验室中用金属卤化物制取溴化氢和碘化氢，要用没有氧化性和挥发性的磷酸来代替浓硫酸。
  将溴化氢或碘化氢溶于水就可以得到氢溴酸或氢碘酸。 NaBr ＋ H3PO4 ＝ NaH2PO4 ＋ HBr↑ NaI ＋ H3PO4 ＝ NaH2PO4 ＋ HI↑ 从②③④三个反应进行的程度看，按此顺序一个比一个剧烈。
  这可以说明Cl-、Br-、I-离子的还原能力按此顺序依次增强。 2、非金属卤化物水解 采用非金属卤化物水解的方法制取HBr和HI。例如反应式⑤是把溴滴加到磷和少许水的混合物上制取HBr，反应式⑥是把水滴加到磷和碘的混合物上制取HI。
   3Br2 ＋ 2P ＋ 6H2O ＝ 2H3PO3 ＋ 6HBr↑ ⑤ 3I2 ＋ 2P ＋ 6H2O ＝ 2H3PO3 ＋ 6HI↑ ⑥ 氟的氧化物 由于氟的电负性（3。
  98）大于氧（3。44），氟和氧的二元化合物是氧的氟化物而不是氟的氧化物。 二氟化氧OF2是无色气体，是强氧化剂，它与金属、硫、磷、卤素剧烈反应生成氟化物和氧化物。 把单质氟通入2%的NaOH溶液中可制得OF2： 2F2 + 2NaOH = 2NaF + H2O + OF2↑ OF2溶于水可得到中性溶液，溶解在NaOH溶液中得到F-和氧气，它不是酸酐。
   氯，CHLORINE，源自chloros，意为“绿黄”，1774年发现。它能和其他元素化合的数目，差不多和氟一样多，只是略逊一筹而已。它有足够的强烈作用力，能用来制造漂白剂，本身是一种消毒剂和有毒的气体。
  纯氯通常是由电解食盐（NaCl）所收集来的。 氯单质及其性质 氯气Cl2是一种黄绿色的气体，标准状况下，1LCl2重3。21g大约是同体积空气质量的倍。
  Cl2极易液化，如果使之冷却至239K或常温时在0。6MPa下，氯气就会变成黄绿色油状液体。液氯在172K还可以凝固成黄色固体。 氯气具有强烈的窒息气味，有毒！吸入少量时会刺激鼻腔和喉头黏膜，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量就会窒息死亡。
  发生氯气中毒时可吸入酒精和乙醚的混合蒸气作为解毒剂。吸入氨水蒸气也有效。 氯气可用于纸浆和棉布的漂白，也可用于饮水的消毒。大量的氯用于制取盐酸、农药、染料以及对碳氢化合物的氯化，如制取氯仿、聚氯乙烯等聚合物。
   氯在地壳中的质量分数为0。031%，主要以氯化物的形式蕴藏在海水里，海水中含氯大约为1。9% 。在某些盐湖、盐井和盐床中也含有氯。 氯是一种非常活泼的非金属，在化学反应中Cl原子显著地表现出结合电子的能力，这种能力是氯最典型的化学性质。
  因此它的单质Cl2气是很强的氧化剂。 高氯酸及高氯酸盐 高氯酸HClO4是无机酸中最强的酸，在水中完全电离为H+和ClO4－。ClO4－为正四面体结构，对称性高，因此比ClO3－结构稳定得多。
   无水HClO4是无色液体，不稳定，贮藏时会发生爆炸，但浓度低于60%的HClO4水溶液对热很稳定，加热也不分解。市售HClO4的浓度为70%。 固态高氯酸盐在高温下，或热和浓的HClO4溶液均是强氧化剂，与有机物接触即可发生爆炸。
  例如KClO4在883K熔化分解放出氧气。冷和稀的HClO4水溶液的氧化能力低于HClO3，没有明显的氧化性。 HClO4是常用的分析试剂。例如在钢铁分析中常用HClO4溶解矿样；高氯酸盐一般易溶于水，但KClO4的溶解度很小，在定性分析中常用HClO4鉴定钾离子；Mg(ClO4)2吸湿性强，可用作干燥剂。
   高氯酸的制备方法： 1、用浓硫酸与KClO4作用制取HClO4： KClO4 ＋H2SO4 ＝KHSO4 ＋ HClO4 2、工业上采用电解氧化盐酸的方法制取HClO4，电解时用铂作阳极，银或铜作阴极。
   溴，BROMINE，源自bromos，意为“恶臭”，1826年发现。是一种红色、苛性并发恶臭（这正是它名字的由来）的液体。前面我们已经谈到过，以液体状态天然存在的元素只有汞和溴。
  溴是游泳池一种最有效的消毒剂，也可用来制造漂白粉和火焰抑止剂，溴化物则可用于镇静剂。 碘，IODINE，源自ioeides，意为“紫色”，1811年发现。
  是一种蓝黑色的固体，遇热则升华成紫色蒸气。早期由海藻提取，现在则从油井里的盐水提取。目前大多数的家用食盐都要经过“碘化”。以补充人们营养所需要，缺乏碘能导至甲状腺肿大。 。收起