1、离子型共价型熔点高低溶解性大多易溶于水易溶于有机溶剂导电性水溶液、熔融导电无导电性金属卤化物非金属卤化物水解性对应氢氧化物不是强碱的,都易水解,产物为氢氧化物或碱式盐有的不水解;易水解的,产物为两种酸。BX3,SiX4,PCl3记:Sn(OH)Cl,SbOCl,BiOCl二、卤化物的键型与性质的递变规律卤化物形成哪些类型的化学键?卤化物的性质随元素在周期表中的位置呈现某种规律性变化,这种变化是成键状况和结构变化的一种反映。键的离子性共价性变化规律1、同一周期各元素的卤化物,从左到右,随着金属离子半径减小和阳离子电荷数增大,离子型向共价型过渡,离子性依次降低,共价性增强,熔沸点依次降低。以第三周
2、期元素氟化物和氯化物系列的熔点为例作说明:第三周期元素氟化物性质和键型 氟化物NaFMgF2AlF3SiF4PF5SF6熔点/ K126915341564升华183升华190222.5沸点/ K19772512187.2198209(升华)熔融态导电性易不能键型非金属元素的卤化物以形成共价键为特征,一般情况下都形成具有较低熔点和沸点的分子型晶体。前三种金属氟化物的熔点(和沸点)比较高,它们都是离子型化合物。氟化物往往具有较大的晶格焓, 有利于形成离子化合物;而氯化物、溴化物和碘化物则不同。氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4PCl5熔点/K1074987463(加压)203.2433升
3、华沸点/K16861685451(升华)330.8(573K以上分解完全)难由5种氯化物构成的序列中,MCl键的共价性越来越明显。除了表现在给出的熔点数据外,MgCl2和AlCl3还相当显著地溶解于某些有机溶剂。一个粗略的规律是,金属氯化物中键的共价性随中心金属原子电荷/半径比的增大而增高。需要指出,人们熟悉的卤化物往往只给出一个不完全的印象。绝大多数碱金属和碱土金属的盐类是离子型晶体,只是Li+、Be2+、Mg2+的卤化物,由于金属离子有较小的离子半径及较强的极化能力,而具有一定程度的共价性。KCl CaCl2 ScCl3TiCl4Mn+ 半径大 -小Mn+ 氧化数+1 +2 +3+4键离子
4、性键共价性小-大R.T. TiCl4液态,不导电。 2、同一金属不同氧化值,其低氧化态卤化物常是离子型化合物;而高氧化态卤化物共价性显著,往往是共价型化合物,熔沸点相对较低。例如:FeCl2的离子性比FeCl3的高,二者的熔点分别是950K和573K。FeCl3易溶解在有机溶剂(如丙酮)中,即FeCl3有明显的共价性。又如,SnCl2(离子性),SnCl4(共价性),而金属氟化物主要显离子性。不同氧化态氯化物的性质和键型 SnCl2SnCl4PbCl2PbCl4SbCl3SbCl5519240774258346.4275.8925387.41226378爆炸5564133、同一元素同一氧化态的
5、不同卤化物,键型和性质的变化规律、同一金属元素的不同卤化物,随着卤离子半径的增大,极化率增大,变形性也增大,按F- Cl- Br-I的顺序其离子性依次降低,共价性依次增加。从氟化物到碘化物,由离子型过渡到共价型。熔点、沸点按F- Cl- BrI顺序而降低,例如A1X3的性质和键型 卤化物AlBr3AlI31564370.5464升华温度/ K1545453536.3633过渡型 一般而言,金属氟化物主要是离子型化合物,其它卤化物从氯到碘共价型化合物则逐渐增多。BiF3BiCl3BiBr3BiI3常温下色态浅灰粉末白色潮解晶体金黄色潮解晶体绿黑色晶体熔点/725230-232218408.6沸点
6、/900447542、同一非金属元素的不同卤化物,都是共价化合物,随着卤离子半径的增大,熔点、沸点按F- Cl- Br - I 顺序而升高。BF3BF32H2OBCl3BBr3BI3常温下无色有毒刺激性气体无色液体发烟液体液无色固体-126.86.0-107.3-4649.9-10112.591.3210_CF4CCl4CBr4CI4无色气体暗红固体-184-23.048.4,转为八面体分解171.0-12876.8189.5非金属不同卤化物熔点、沸点递变规律与典型金属卤化物不同。典型金属卤化物的熔点、沸点按F- Cl- BrI顺序而降低,而非金属卤化物的熔点、沸点按F- Cl- Br - I
7、 顺序而升高。 卤化钠的熔点和沸点,从氟到碘依次降低。下表列出钠、硅卤化物的熔沸点NaBrNaISiBr4SiI412061020934278.6393.7196816631557427.2560.74、p区同族元素卤化物的键型,自上而下,由共价型过渡到离子型,与典型的金属卤化物相比,非金属卤化物具有较低的熔点、沸点。如:氮族元素的氟化物的性质和键型NF3PF3AsF3SbF366.4121.5267.15651000154171.5592(升华)1173(升华)5、一些由d区和ds且金属与卤离子组成的同一金属的卤化物,随着卤离子半径的增大,变形性也增大,按F- Cl- BrI顺序其离子性依次
8、降低,共价性依次增加。锌、镉、汞卤化物及熔点/ZnCdHgZnF2白色872.0CdF2白色1100.0HgF2白色,645分解Hg2F2黄色,570ZnCl2白色283.0CdCl2白色568.0HgCl2白色,276Hg2Cl2白色,525,383.7升华溴化物ZnBr2白色394.0CdBr2浅黄567.0HgBr2白色,238Hg2Br2白色,392.5升华碘化物ZnI2白色446,624分解CdI2白色387.0HgI2为红、为黄色,259.0Hg2I2黄色,140升华三、卤化物的溶解性1、金属卤化物、概述:大多数卤化物易溶于水。多数氯化物、溴化物、碘化物可溶于水,且溶解度,氯化物
9、溴化物 碘化物。氯、溴、碘的银盐(AgX)、铅盐(PbX2)、亚汞盐(Hg2X2)、亚铜盐(CuX)是难溶的。难溶性卤化物,举例如下:CuCl白AgCl白TlCl白Hg2Cl2白CuBr白AgBr淡黄TlBr 黄Hg2Br2白,加热则变黄CuI白(淡黄?)AgI黄TlI 型红,型黄Hg2I2亮黄色PbCl2白PbBr2白PbI2黄PtCl2PtBr2PtI2黑、氟化物的溶解度表现有些反常:氟化物离子性最强(X最大),碘化物共价性最强(X最小)。、典型的离子型氟化物难溶于水,但相应的氯化物可溶于水。因为F-离子很小,Li和除Be外的碱土金属以及La系元素多价金属氟化物的晶格能远较其它卤化物为高,
10、所以难溶。例:LiF、MgF2、AlF3、GaF3、F-半径小,U大,晶格能影响超过水合能,故IA的Li、Na和IIA的氟化物溶解度小。碱金属氟化物在水中溶解的热力学参数(s表示溶解)物质总水合能/kJmol-1晶格能/kJmol-1溶解度/molL-1Gm(s)/kJmol-1LiF-103410390.113.6-9219191.12.5KF-83781715.9-25.5RbF-808779-38.5CsF-77973024.2-58.6碱金属碘化物在水中溶解的热力学参数(s表示溶解)LiI-82676312.2-77.8-71170311.8-30.5KI-2676478.6-11.7
11、RbI-5986247.2-8.4CsI-5696012.8-0.42801.0747.0661.0溶解度g/100ml4.28(20)35.9(20)90.8.0(20)179.3(20) 难溶易溶LiClLiBr845.0605.0550.0449.00.27(18)63.7(0)145.0(4)433.0(80)MgBr2MgI21261.0714700.0分解637.00.076(18)54.25(20)101.50(20)148.0(18)CaF2CaCl2CaBr2CaI21423782.0742.0784.00.0016(18)74.5(20)142.0(30)209.0(20)
12、SrF2SrCl2SrBr2SrI21473.0875.0643.0538.00.012(27)53.8(20)100.0(20)179(20)1280.0升华升华177.8,分解262.097.5191.00.559(25)69.9(15)水解GaF3GaCl3GaBr3GaI3800升华781212120.002(25)反应 微溶LiF、MgF2、CaF2、AlF3难溶,而其他与之相应的卤化物则易溶。这是因为它们是典型的离子化合物,晶格能U大,而其他与之相应的卤化物有的晶格能小,有的属于共价化合物。例如LiF 晶格能太大,而且Li离子半径很小,而F-离子也是很小。又如CaF2难溶,而其它C
13、aX2易溶;这是因为钙的卤化物基本上是离子型的,氟的离子F-半径小,与Ca2+吸引力强,CaF2的晶格能大,致使其难溶。PbF2PbBr2PbI2855.0501.0373.0402.00.064(20)0.99(20)0.4554(0),4.71(100)0.41(100)ZnF2ZnCl2ZnBr2ZnI2872.0283.0394.0446.01.62(20)432.0(25)470.0(25)430.6(0),446(40)、发生“离子极化”的氟化物,键共价性,可溶于水,例如AgF、Hg2F2、TlF,但相应的氯化物不溶于水。虽然Hg(I)和 Ag(I)的极化力和变形性都大,但因为F-
14、半径小难以被极化、变形性小,故与Hg(I)、 Ag(I)形成的氟化物AgF和Hg2F2虽然有一定的共价成分,但基本上还是离子型的,易溶于水。熔沸点/溶解度/g/100mlHg2F2黄色,570分解HgCl2白色,276.06.59(20)Hg2Cl2白色,升华383.7不溶0.00020(25)HgBr2白色,238.00.55(20)不溶0.0048在AgX系列中,AgF可溶,因为它基本上是离子型化合物。从Cl-到I-,变形性增大,Cl-、Br-、I- 在极化能力强的金属离子作用下呈现不同程度的变形性,与Ag+相互极化作用增加,共价趋势变大,键的共价性随之增加,生成化合物显共价性,溶解度依次
15、减小,AgCl、AgBr、AgI 的依次减小,AgCl AgBr AgI。卤化银AgFAgClAgBrAgI708728705831溶解度g/L18000.030.00555.610-5一般来说,重金属卤化物的溶解度大小次序为:MFnMClnMBrnMInTlF3橄榄绿色,550TlCl3无色,约155分解TlF无色,840分解245(25)TlCl无色,4310.32(20)TlBr浅黄色,4600.05(25)TlI,为黄、为红色,4410.0064(20)Tl()氧化性强,Tl()稳定。可溶性氟化物:除Li外的碱金属、NH4F、AgF、BeF2、HgF2FeF2白FeF3绿MnF2红Cu
16、F2白11001027710770,分解950.0微0.091(25)106(20)0.075(25)、此外,金属卤化物的溶解度常因生成配合物而加大。如PbCl2在冷水中溶解度较小,在HCl溶液中因与Cl-离子形成配离子而增大了溶解度。PbCl2(s,白)+ Cl-= PbCl3-,PbCl2+2Cl-PbCl42-(无色),Hg2+2I-HgI2(黄),HgI2(s,黄)+2I-HgI42-(无色),2、非金属卤化物: 多数 R.T.水解,且不可逆;少数( CCl4,CF4,NF3,SF6) R.T.不水解。四、金属卤化物的水解1、活泼金属可溶性氟化物:NaF、KF、NH4FF-水解,呈碱性:F- + H2O = HF + OH- Kh或Kb 2、其它卤素的可溶性金属卤化物(M n+水解,酸性。由离子型向共价型过渡的卤化物部分水解,形成碱式盐。大多数不太活泼金属(如镁、锌等)的卤化物会不同程度地与水发生反应,尽管反应常常是分级进行和可逆的,却总会引起溶液酸性的增强。它们与水反应的产物一般为碱式盐与盐酸,例如:MgCl2十H2O=Mg(OH)Cl+HCl在焊接金属时常用氯化锌浓溶液以清除钢铁表面的氧化物,主要是利用ZnCl2与水反应产生的酸性。
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