元素週期表的第 \(\text{VII}\) 族,包括五種非金屬元素,由上至下,它們依次是:氟 \(\ce{(F)}\)、氯 \(\ce{(Cl)}\)、溴 \(\ce{(Br)}\)、碘 \(\ce{(I)}\) 和砹 \(\ce{(At)}\)。其中,砹 \(\ce{(At)}\) 是放射性元素。因為第 \(\text{VII}\) 族元素能與大部分的金屬反應生成鹽,所以,統稱為鹵素。
鹵素的英文名稱 halogen,來源於希臘語 halos (鹽) 和 gennan (形成) 兩個詞,意思為「能形成鹽」。在中文裡,鹵的原意是「鹽鹼地」。
鹵素 | 毒性 | 顏色 | 氣味 | 常溫常壓下狀態 | 熔點 (\(^{\circ}\text{C}\)) | 沸點 (\(^{\circ}\text{C}\)) |
---|---|---|---|---|---|---|
氟 (\(\ce{F}\)) | 有毒 | 淺黃色 | 刺激性氣味 | 氣體 | \(-220\) | \(-188\) |
氯 (\(\ce{Cl}\)) | 黃綠色 | 氣體 | \(-101\) | \(-35\) | ||
溴 (\(\ce{Br}\)) | 紅棕色 | 液體 | \(-7\) | \(59\) | ||
碘 (\(\ce{I}\)) | 紫黑色 | 固體 | \(114\) | \(184\) |
鹵素都具有毒性,並具有刺激性的氣味。另外,鹵素的部分物理性質存在著漸進式的變化。
鹵素是活潑的非金屬。
鹵素溶液與亞硫酸鈉溶液混合後,發生脫色。
\[\ce{\text{溴 + 亞硫酸鈉 + 水} -> \text{ 溴化鈉 + 硫酸}}\]鹵素能與金屬反應,生成鹽。
\[\ce{\text{鈉 + 氯} -> \text{ 氯化鈉}}\]鹵素的活性存在規律性的變化。我們能夠利用鹵素和氫的反應難易,來比較鹵素活性的差異。
鹵素和氫混合後,在一定的條件下會發生反應生成鹵化氫。
\[\text{鹵素 + 氫 } \ce{->[一定條件]} \text{ 鹵化氫}\]通過比較氟、氯、溴和碘與氫反應的條件和結果 (如表格所示),我們可以得出結論:鹵素的活性,由上至下,逐漸降低。這與鹼金屬和鹼土金屬的活性變化趨勢相反。
鹵素 | 與氫反應的條件和結果 |
---|---|
氟 | 黑暗中發生爆炸性反應 |
氯 | 黑暗中反應緩慢;強光照射下,發生爆炸性反應 |
溴 | 受熱時發生反應 |
碘 | 受熱時亦不能完全反應 |