【无机化学】元素化学:卤素的通性

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卤素原子都能以-1氧化态形式存在。除氟外。在一定的条件下,氟、溴、碘的外层ns、np成对电子受激发态可跃迁到nd轨道,nd轨道也参与成键,故而呈现+,+,+,+氧化态,这些氧化态突出地表现在氯、溴、碘的含氧化合物和卤素间化合物中如,HCIO、HIO3、Cl2O7和BrF3.
卤素中从氯到碘的电子亲和能力一次减少,但氟的电子亲和能力却比氯小,其反常的原因是因为氟的原子半径特别小,核周围电子密度较大,当接受外来电子或共用电子对成键时,将引起电子间较大的斥力,从而部分抵消了气态氟原子形成气态氟离子所放出的能量。尽管如此,氟化物的生成焓通常仍远远高于氯化物的生成焓。
1.
由于卤素单质具有很高的化学活泼性,因此它们在自然界不可能以游离状态存在,而是以稳定的卤化物形式存在。氟在自然界的分布主要以莹石(CaF2)、冰晶石(3NaF·AlF3)和氟磷灰石([Ca10F2(PO4)6])3这三种矿物存在,在地壳中的质量分数为0.065%。氯和溴在自然界中分布很广,在地壳中主要存在于火成岩和沉积岩中,质量分数为:氯,0.031%。不过氯和溴最大的资源是海水,主要成分是NaCl 另外氯还存在于岩盐、盐井和盐湖中,相当量的溴还存在于某些矿水。碘在海水中含量甚微,但海洋中某些生物如海带、海藻等具有选择性地吸收和聚集碘的能力,因而干海藻是碘的重要来源。目前世界上碘主要来自于智利硝石,以NaIO3形式存在。此外,某些油井盐水中也含有少量碘。砹是人工合成的元素。