【正文】 質(zhì)物理性質(zhì)鹵素的單質(zhì)都是雙原子分子，它們的物理性質(zhì)的改變都是很有規(guī)律的，見下面表 1 為鹵素單質(zhì)的一些基本物理性質(zhì)：表 1 鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)單 質(zhì) 顏 色 和 狀 態(tài) 密 度 熔 點 ℃ 沸 點 ℃ 溶 解 度 (100 水 ）F2 淡 黃 綠 色 氣 體 Cl2 黃 綠 色 氣 體 g/L 101 226cm3Br2 深 棕 色 液 體 g/cm3 I2 紫 黑 色 固 體 規(guī)律為隨著分子量的增大，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。② 碘跟淀粉的反應:I 2 + 淀粉一變藍色，化合態(tài)的碘和其它鹵素單質(zhì)均不能使淀粉顯藍色，這是碘的特性，也是量變引起質(zhì)變，鹵素性質(zhì)遞變的必然結(jié)果（劉[J].化學教學， 1996 年(5):3334.）。 試 題 較 難 。而 鹵 族 元 素 是 中 學 化 學 元 素 中 非 金 屬 元 素 的 典 型 代 表 ， 正 因 如 此 ， 鹵 族 元素 在 高 考 中 是 占 有 一 定 地 位 的 ， 幾 乎 成 了 必 考 內(nèi) 容 ， 因 此 學 生 應 該 好 好 掌 握 ，而 教 師 更 應 該 掌 握 它 的 本 質(zhì) 和 特 點 。由于物質(zhì)發(fā)生化學反應可分為無其它物質(zhì)參與僅自身起變化的反應和有其它物質(zhì)參與的反應這兩大類，所以，物質(zhì)的穩(wěn)定性也相應地分為二類。仍以 H2O 和 H2S 為例 H2O 可與 P2O5 反應，而 H2S 卻不可，因此就對 P2O5 的穩(wěn)定性而言，H 2O 的穩(wěn)定性不如 H2S，但在多數(shù)情況下，H 2O 確比 H2S 穩(wěn)定（邱雪花,—由 Na2O2 與 Na2O 穩(wěn)定性引起的思考[J].龍巖師專學報,2022,6(21):129131.）。4 影響鹵素穩(wěn)定性因素原子間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵（ 2 3 :人民教育出版社,2022:22）。mol1 F—F Cl—Cl Br—Br I—I鍵能 157 由上面表 4 發(fā)現(xiàn)同類物質(zhì)的穩(wěn)定性強弱與鍵能大小并沒有呈現(xiàn)正比例的關(guān)系的，那是由什么原因引起的呢？導致鹵素穩(wěn)定性呈現(xiàn)如此強弱關(guān)系的還有其它的一些因素，那么具體有哪些因素會對鹵素的穩(wěn)定性帶來影響？從這些因素是如何來衡量物質(zhì)的穩(wěn)定性？下面就從鍵能、電離能、電子親和能、分子間作用力的內(nèi)部因素和外界因素環(huán)境等幾個反面來進行具體分析。單原子又是怎樣形成分子及化合物的呢？早起，科學家假設(shè)原子和原子之間由一個神秘的鉤相互鉤住。通過化學鍵，原子或原子團之間能夠穩(wěn)定的聚集在一起，形成各種各樣的分子、“超分子”、絡(luò)合物或簇合物（cluster）。 共價鍵1916 年美國化學家 為了說明由同種元素的原子組成的單子分子的形成和由電負性相近元素的原子形成的穩(wěn)定分子的形成，提出了共價鍵理論。每一個共價分子都有一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式，稱為 Lewis 結(jié)構(gòu)式（宋天佑,程鵬,王[M].北京；高等教育出版社,2022 ：140144163165.）。在常溫和常壓下，我們能否利用這些氧氣和氮氣合成鏈狀或環(huán)狀的 O3，O 4 ，O 5，O 6 ，N 3 ，N 4，N 5，N 6 等分子？ 鏈狀 除了鏈狀 O3（臭氧）之外，其余化學結(jié)構(gòu)物種在常溫氣相中都是不穩(wěn)定的，壽命極短，是人們臆想的物種。mol1 ，自由基，壽命短。 kJ所以，這些氫鍵合物一定是在離解，聚集，再離解，再聚集，快速互相轉(zhuǎn)化的、及其復雜的動態(tài)平衡之中（2022KEY/SAY，2022MEN）（羅渝然,郭慶祥,俞書勤,化學鍵能極其廣泛應用[M].安徽:中國科學技術(shù)大學出版社,2022：15.）。對于單分子熱反應，在通常情況下，分子中的弱鍵最易斷裂，引發(fā)出一系列后續(xù)的化學反應，最后形成比較強的鍵，更穩(wěn)定的分子。 表 5 一些常見化合物和材料中的最弱鍵能值變化范圍 計量單位：kcal反之，鍵能值越低，表示斷裂該鍵所需的能量就越少。熱化學、熱力學的標準條件是25℃（），1 個大氣壓（ kPa）。K1mol1 之間。mol1 之間。表 4 鹵素單質(zhì)共價鍵鍵能 計量單位：kJ鹵素單質(zhì)理想氣體的穩(wěn)定性順序依次為 ClBr F I 2。雖然氟的解離需要的能量比較高（更穩(wěn)定），但是它形成新的化學鍵釋放的能量更高，因此總的表現(xiàn)就是其化學活性更高 氟是第二周期元素，只有 1s、2s 、2p 軌道成鍵，而氯有 3d 空軌道，未成鍵的p 電子能填入 d 軌道形成 pd 反饋鍵，所以實際鍵級大于 1。依次類推還有第三電離能 I第四電離能 I4等等。mol1 Li+ (g) — e Li2+(g) I2 = kJ表 6 元素的第一電離能 I1 計量單位：kJ（張?zhí)?、電子親合能、電負性、電極電勢四者的聯(lián)系與區(qū)別[J].高等函授學報（自然科學報）,2022,14(6).1517.）一般來說，原子半徑越小，有效電荷越多，原子核對外層電子的吸引力越強，越不易失去電子，電離能越大 電離能 I1 與原子序數(shù) Z 關(guān)系電離能中第一電離能 I1 最重要，對元素周期性規(guī)律反映最明顯，圖 1（周公[M].,2022:20.）揭示出電離能 I1 與原子序數(shù) Z 的關(guān)系。⑵ 除過渡元素外，同一周期元素的 I1，基本上隨著原子序數(shù)的增加而增加，例如 H→He ，Li→Ne，Na→Ar，K→Kr，Rb →Xe 等，而同一族元素隨原子序數(shù)的增加，I 1 逐漸減小。相同，當核增加一正電荷，在（ n1）d 軌道增加一個電子，它大部分在 ns 之內(nèi)，故隨核電荷增加，有效核電荷增加不多。表 7 鹵素的第一電離能 計量單位：kJmol 1電子親和能也有第一、第二電子親和能之分，如果不加以注明，都是指第一電子親和能。mol 1表 8（[M],：高等教育出版社,2022：251257）列出主族元素的電子親和能。非金屬原子的第一電子親和能總是負值，而金屬原子元素的電子親和能一般為較小負值或正值，堿土金屬電子親和能因它們原子半徑達且具有 ns 178。np 3，屬于半充滿結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定體系能量處于最低狀態(tài)，得點子的能力較小，且氮原子半徑小，電子間排斥力大，所以吸收的能量略大于放出的能量。元素的電子親和能的負值在增大。⑵ 同一主族，從上到下規(guī)律不是那么明顯，大部分呈現(xiàn)電子親和能復制變小的趨勢，部分呈現(xiàn)相反趨勢。電子親和能的最大負值不是出現(xiàn)在 F 原子，而是 Cl 原子。 分子間作用力 分子間作用力是除共價鍵、離子鍵和金屬件外基團間和分子間相互作用力的總稱。作用范圍一般在 —，與其它力相比屬于短程力。 范德華力范 德 華 力 產(chǎn) 生 于 分 子 或 原 子 之 間 的 靜 電 相 互 作 用 。圖 3 能量隨分子間距離變化圖⑴ 靜電力即偶極子—偶極子間作用力 由于極性分子的電性分布不均勻，一端帶正電，一端帶負電，形成偶極。這種由于極性分子的取向而產(chǎn)生的分子間的作用力，叫做取向力。⑵ 誘導力即偶極子—誘導偶極子間作用力 由 于 極 性 分 子 偶 極 所 產(chǎn) 生 的 電 場 對 非 極 性 分 子 發(fā) 生 影 響 ， 使 非 極 性 分 子電 子 云 變 形 (即 電 子 云 被 吸 向 極 性 分 子 偶 極 的 正 電 的 一 極 )， 結(jié) 果 使 非 極 性分 子 的 電 子 云 與 原 子 核 發(fā) 生 相 對 位 移 ， 本 來 非 極 性 分 子 中 的 正 、 負 電 荷 重心 是 重 合 的 ， 相 對 位 移 后 就 不 再 重 合 ， 使 非 極 性 分 子 產(chǎn) 生 了 偶 極 。 其 結(jié) 果 使 分 子 的 偶 極 距 增 大 ， 既 具 有 取 向 力 又 具 有 誘 導 力 。 相 互 作 用 隨 著1/r6 而 變 化 ， 誘 導 力 與 溫 度 無 關(guān) 。 色 散 力 和 相 互 作 用 分 子 的 電 離 勢有 關(guān) ， 分 子 的 電 離 勢 越 低 （ 分 子 內(nèi) 所 含 的 電 子 數(shù) 愈 多 ） ， 色 散 力 越 大 。 E 色 由 分 子 的 極 化 率 （ α） 決 定 ， α 反 應 分 子 中 電 子 云 是 否 容 易變 形 ， 當 分 子 中 電 子 數(shù) 目 增 加 ， 原 子 變 大 ， 外 層 電 子 離 核 較 遠 時 ， α 增 加 ，下 面 表 11 為 鹵 素 的 α 值 ：表 11 鹵素分子的極化率（α ）值 計量單位：10 40J1所 以 鹵 素 分 子 順 序 熔 、 沸 點 迅 速 增 高 ， 常 溫 下 F2， Cl2 是 氣 體 ， Br2 是 液 體而 I2 則 是 固 體 。 環(huán) 境 介 質(zhì) 熱 穩(wěn) 定 性一 般 來 說 ， 物 質(zhì) 的 穩(wěn) 定 性 隨 著 溫 度 的 降 低 而 增 強 ， 隨 著 溫 度 的 升 高 而 減弱 。 介 質(zhì) 穩(wěn) 定 性物 質(zhì) 不 能 脫 離 環(huán) 境 而 存 在 ， 地 球 上 任 何 一 種 化 學 物 質(zhì) ， 總 是 處 在 一 定 的介 質(zhì) 環(huán) 境 中 ， 常 見 的 介 質(zhì) 是 空 氣 、 水 ， 一 般 來 說 ， 長 期 存 在 于 地 殼 （ 大 氣 、水 域 、 巖 石 、 土 壤 ） 中 的 天 然 物 質(zhì) ， 如 游 離 態(tài) 的 碳 、 氧 、 氮 、 化 合 態(tài) 的 水 、二 氧 化 碳 、 二 氧 化 硅 ， 某 些 鹵 化 物 、 硫 酸 鹽 、 硅 酸 鹽 、 磷 酸 鹽 等 都 是 相 當 穩(wěn)定 的 。鹵 素 均 能 與 氫 氣 發(fā) 生 反 應 生 成 鹵 化 氫 ， 而 反 應 條 件 從 F2→ I2 越 來 越 難 ，劇 烈 程 度 越 來 越 弱 ， 因 此 可 判 斷 從 F2→ I2 的 穩(wěn) 定 性 是 越 來 越 強 的 。④ 氧 化 —還 原 反 應 ： 如 往 水 中 加 入 堿 金 屬 單 質(zhì) 或 通 入 氟 氣 ， 水 分 別 被 還原 與 被 氧 化 ； Na2O NO Cl2 等 溶 于 水 時 ， 溶 質(zhì) 本 身 發(fā) 生 歧 化 反 應 。 此 外 ， 某 些 物 質(zhì) 的 穩(wěn) 定 性 還 受 壓 強 、 光 等 因 素 的 影 響 。