“鹵素”是:
鹵素:是鹵族元素的簡稱,是元素周期表上的第ⅦA族元素(IUPAC新規定:17族)。由於鹵素可以和很多金屬形成鹽類,因此英文鹵素(halogen)來源於希臘語halos(鹽)和gennan(形成)兩個詞.在中文裏,鹵的原意是鹽堿地的意思。鹵素分子擁有國際統壹的命名和命名方式。
位於元素周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,容易獲取壹個電子以達到8電子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,壹般化合價為-1價,即鹵離子(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。鹵素單質在堿中容易歧化,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 ;這壹反應是制取溴和碘單質流程中的最後壹步。鹵素的氫化物叫鹵化氫,為***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,氫氟酸壹般看成是弱酸,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,正價態壹般都體現在它們的含氧酸根中:+1: HXO(次鹵酸) 、+3: HXO2(亞鹵酸) 、+5: HXO3(鹵酸) 、+7: HXO4(高鹵酸) 。鹵素的含氧酸均有氧化性,,同壹種元素中,次鹵酸的氧化性最強.。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,其中顯電正性的壹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,周圍以奇數個其它鹵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,砹是人工合成的元素.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:-"在這裏代表親核負離子,離子的親核性越強,則產率和化學反應的速度越可觀.
"X"在這裏代表鹵素原子,如F,Cl,Br,I,若X-所對應的酸(即HX)為強酸,那麽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.鹵素的有機化學反應
鹵素的制成
* 從壹個未飽和烴鏈制作鹵素為最簡單的方式,通過加成反應,如:
CH3-CH2-CH=CH2 + HBr ----> CH3-CH2-CH(Br)-CH3
不需要催化劑的情況下,產率90%以上.
* 如果希望將Br加在烴鏈第壹個碳原子上,可以使用Karasch的方式:
CH3-CH2-CH=CH2 + HBr ----> CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O
催化劑:H2O2
產率90%以上.
* 從苯制作鹵素澤必須要通過催化劑,如:
C6H6 + Br2 ----〉 C6H5-Br
催化劑:FeBr3或者AlCl3
產率相當可觀.
* 從酒精制作鹵素,必須通過好的親核體,強酸作為催化劑以提高產率和速度:
CH3-CH2-CH2-CH2-OH + HBr <----> CH3-CH2-CH2-CH2-Br + H2O
註意此反應為平衡反應,故產率和速度有限.?
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