鹵素

鹵素

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中文名;鹵族元素 外文名;halogen 含義;周期系ⅦA族元素，有毒非金屬 包括;氟、氯、溴、碘、砹、鈿 簡稱;鹵素

鹵素鹵族元素指周期系ⅦA族元素。包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At）、石田（Ts），簡稱鹵素。它們在自然界都以典型的鹽類存在 ，是成鹽元素。鹵族元素的單質都是雙原子分子，它們的物理性質的改變都是很有規律的，隨着分子量的增大，鹵素分子間的色散力逐漸增強，顏色變深，它們的熔點、沸點、密度、原子體積也依次遞增。鹵素都有氧化性，氟單質的氧化性最強。鹵族元素和金屬元素構成大量無機鹽，此外，在有機合成等領域也發揮着重要的作用。

鹵素之間可以形成鹵素互化物，它們有的性質類似鹵素單質。

目錄

命名

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。在中文裡，滷的原意是鹽鹼地的意思。

共價半徑/Å：0.72

電子構型: 1s2 2s2p5

單質：氟氣，淡黃色

水溶液（溶解度為20℃的數據）：與水劇烈反應（即氫氟酸2F2+2H2O=4HF+O2）

銀鹽：AgF，白色，可溶於水

其他：K/Na + 單一鹵素的均為白色，液體透明無色

氟氣常溫下為淡黃色的氣體，有劇毒。與水反應立即生成氫氟酸和氧氣並發生燃燒，同時能使容器破裂，量多時有爆炸的危險。氟、氟化氫（氫氟酸）對玻璃都有較強的腐蝕性。氟是非金屬性最強的元素（而且不具有d軌道），只能呈-1價。單質氟與鹽溶液的反應，都是先與水反應，生成的氫氟酸再與鹽的反應；通入鹼中可能導致爆炸。水溶液氫氟酸是一種中強酸。但卻是穩定性最強的氫鹵酸，因為氟原子含有較大的電子親和能。如果皮膚不慎粘到，將一直腐蝕到骨髓。化學性質活潑，能與幾乎所有元素發生反應（除氦、氖等惰性氣體）。

氯（Cl）

英文名稱：Chlorine

原子序數：17

相對原子質量：35.4527

原子半徑/Å：0.97

原子體積/cm3/mol： 22.7

共價半徑/Å：0.99

電子構型： 1s2 2s2p6 3s2p5

離子半徑/Å：1.81

單質：氯氣：黃綠色

水溶液（溶解度為20℃的數據）：氯水：黃綠色，溶解度0.09mol/L

CCl4溶液：黃綠色

苯溶液：黃綠色

銀鹽：AgCl：白色，難溶於水

其他：CuCl2固體（無結晶水）：棕黃色 ；CuCl2溶液：藍色（形成絡合物呈墨綠色）；FeCl3溶液：黃色FeCl2溶液：淺綠色

氯氣常溫下為黃綠色氣體，可溶於水，1體積水能溶解2體積氯氣。有毒，與水部分發生反應，生成鹽酸（HCl）與次氯酸（HClO），次氯酸（HClO）不穩定，分解放出氧氣，並生成鹽酸，次氯酸氧化性很強，可用於漂白。氯的水溶液稱為氯水，不穩定，受光照會分解成HCl與氧氣。液態氯氣稱為液氯。HCl溶液是一種強酸。氯有多種可變化合價。氯氣對肺部有強烈刺激。氯可與大多數元素反應。氯氣具有強氧化性 氯氣與變價金屬反應時，生成最高金屬氯化物 。

通常所說的元素隨其價態升高氧化性增強，但氯的含氧酸氧化性大小為HClO>HClO2>HClO3>HClO4。

溴（Br）

英文名稱：Bromine

原子序數：35

相對原子質量：79.904

原子半徑/Å：1.12

原子體積/cm3/mol： 23.5

共價半徑/Å：1.14

電子構型： 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p5

離子半徑/Å：1.96

相關顏色：

單質：液溴：深紅棕色

水溶液（溶解度為20℃的數據）：溴水：橙色，溶解度0.21mol/L（由於濃度不同在題中可能會出現如下顏色：黃色，棕紅（紅棕）色）

CCl4溶液：橙紅色

苯溶液：橙紅色

酒精溶液：橙紅色

銀鹽：AgBr：淡黃色，難溶於水

其他：BaBr2溶液：無色；CuBr2固體：黑色結晶或結晶性粉末；MgBr2溶液：無色

液溴，在常溫下為深紅棕色液體，可溶於水，100克水能溶解約3克溴。揮發性極強，有毒，蒸氣強烈刺激眼睛、粘膜等。水溶液稱為溴水。溴單質需要存儲容器的封口帶有水封，防止蒸氣逸出危害人體。有氧化性，有多種可變化合價，常溫下與水微弱反應，生成氫溴酸和次溴酸。加熱可使反應加快。氫溴酸是一種強酸，酸性強於氫氯酸。溴一般用於有機合成等方面。還可用於一些物質的萃取（如碘）

碘（I）

英文名稱：Iodine

原子序數：53

相對原子質量：126.90447

原子半徑/Å：1.32

原子體積/cm3/mol：25.74

電子構型：1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p5

離子半徑/Å：2.2

共價半徑/Å：1.33

相關顏色：

單質：碘單質：紫黑色；碘蒸氣；紫色

水溶液（溶解度為20℃的數據）：碘水：棕黃色，溶解度0.0013mol/L（由於濃度不同，在題中可能會出現如下顏色：棕黃色，紫（紅）色，褐色）

CCl4溶液：紫色

苯溶液：紫色

酒精溶液：褐色

銀鹽：AgI：黃色，難溶於水

碘在常溫下為紫黑色固體，具有毒性，易溶於汽油、乙醇、苯等溶劑，微溶於水，加碘化物可增加碘的溶解度並加快溶解速度。100g水在常溫下可溶解約0.02g碘。低毒，氧化性弱，有多種可變化合價。有升華性，加熱即升華，蒸汽呈紫紅色，但無空氣時為深藍色。有時需要加水封存。氫碘酸為無放射性的最強氫鹵酸，也是無放射性的最強無氧酸。但腐蝕性是所有無放射氫鹵酸中最弱的，因為碘原子的半徑較大，電子親和能與電負性較小，易於損失氫離子。有還原性。 碘是所有鹵族元素中最安全的，因為氟、氯、溴的毒性、腐蝕性均比碘強，而砹雖毒性比碘弱，但有放射性。但是，碘對人體並不安全，尤其是碘蒸氣，會刺激粘膜。即使要補碘，也要用無毒的碘酸鹽（如碘酸鉀KIO₃）。所以所有的鹵族元素對人體都不安全。

砹（At）

英文名稱：Astatine

原子序數：85

相對原子質量：209.9871

原子半徑/Å： 0.57

原子體積/cm3/mol：17.1

共價半徑/Å：0.72

電子構型： 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10 6s2p5

離子半徑/Å：1.33

砹（At）極不穩定。砹210是半衰期最長的同位素，其半衰期也只有8.1小時。地殼中砹含量只有10億億億分之一，主要是鐳、錒、釷自動分裂的產物。砹是放射性元素。其量少、不穩定、難於聚集，其 「廬山真面目」誰都沒見過（金屬性應該更強。顏色應比碘還要深，可能呈黑色固體）。但科學家卻合成砹的同位素20種。砹的金屬性質比碘還明顯一些，可以與銀化合形成極難還原的AgAt。砹與氫化合產生的氫砹酸（HAt）是最強的、最不穩定的氫鹵酸，但腐蝕性是所有氫鹵酸中最弱的。

石田（Ts）

英文名：Tennessine

原子序數：117

原子質量：294

原子半徑：未知

原子體積：未知

共價半徑：156-157pm（推算）

電子構型：[氡]5f146d107s27p5

電子排布：2/8/18/32/32/18/7（預測）

第一電離能：742.9kJ/mol（預測）

2010年，總部位於俄羅斯首都莫斯科郊外的杜布納聯合核研究所成功合成了117號新元素——在實驗室人工創造的最新的超重元素。一篇描述了這個新發現論文已經被《物理評論快報》接受發表。新元素目前尚未被命名，放入元素周期表的116號元素和118號元素之間的位置，這兩者都已經被發現。這種超重元素通常是具有非常強的放射性，並且幾乎立即會發生衰變。但是，許多研究人員認為甚至更重的元素也可能占據一個可以讓超重原子堅持了一段時間「穩定島」。新的工作進一步支撐了一觀點。對新元素的進行放射性衰變分析後，尤里的研究小組在新的論文中寫道：「為預測超重元素『穩定島』的存在提供了試驗驗證」。由俄羅斯杜布納的聯合核研究所的尤里領導的研究小組報告稱用含有97個質子和152個中子的錇-249轟擊鈣Ca-48——一種有20個質子和28個中子組成的Ca-40的同位素。撞擊會生成兩種擁有117個質子的同位素，其中一種核素有176個中子，而另一種核素有177個中子。

2012年，俄羅斯科研小組再次成功合成117號元素，從而為117號元素正式加入元素周期表掃清了障礙。雖然2010年就首次成功合成了117號元素，然而國際理論與應用化學聯合會（IUPAC）要求杜布納聯合核研究所再次合成該元素，之後他們才能正式批准將它加入元素周期表。杜布納聯合核研究所的一名高級負責人說，研究小組已經成功完成了驗證工作，並向IUPAC正式提交117號元素的登記申請；如果順利，117號元素將會在一年內被命名，並歸入元素周期表。據悉，杜布納聯合核研究所使用粒子回旋加速器，用由20個質子和28個中子組成的鈣48原子，轟擊含有97個質子和152個中子的錇249原子，生成了6個擁有117個質子的新原子，其中的5個原子有176個中子，另一個原子有177個中子。

國際化學協會（IUPAC） 最終確定117號元素由美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室和俄羅斯布納（Dubha）聯合核研究所的科學家共同合成。117號元素命名為以「田納西州」英文地名拼寫為開頭tennessine的（縮寫Ts），而中文漢字為新造元素字（石田）。

參考來源

鹵素及其化合物1