卤素与氢形成的纯的无水卤化氢和氢卤酸

卤素与氢形成的纯的无水二元化合物HX称为卤化氢，其水溶液称为氢卤酸，虽然都表示为HX，但两者的性质差异很大，不可混淆。

1.物理性质

卤化氢包括HF、HCl、HBr、HI，在常温下它们都是无色的有刺激性臭味的气体。遇潮湿空气则发烟（结合成雾），卤化氢极易溶于水，形成氢卤酸。其熔沸点从HCl到HI递增。其中，HF由于F的原子半径小、电负性大和存在分子间氢键而具有较高的熔沸点。

2.化学性质

（1）酸性

卤化氢溶于水得到相应的氢卤酸，因为它们是极性分子，在水的作用下解离成H＋和X－。氢卤酸的酸性从HF到HI依次增强。除HF是弱酸外，其余均为强酸。

（2）还原性

除HF之外，其他卤化氢或氢卤酸均有一定的还原性。卤素单质的氧化性从F2到I2依次减弱，X－（或HX）的还原性从F－到I－依次增强，即还原能力的次序为：I－＞Br－＞Cl－＞F－，HI＞HBr＞HCl＞HF。

还原能力的大小可从它们的标准电极电势加以解释。氢碘酸在常温下可以被空气中的氧气所氧化。

HBr（aq）不易被空气氧化，HCl（aq）不被空气氧化，迄今尚未找到能氧化HF（aq）的氧化剂。

（3）热稳定性

在加热条件下，卤化氢分解为卤素单质和氢气。

形成卤化氢分子时，释放的热量越多，则分子越稳定，热分解温度越高。由于卤化氢的不同，从HF（g）到HI（g）的分别为－273.3、－92.3、－6.4、26.5（单位均为kJ·mol－1），所以它们的热稳定性不同。可见形成HF时，释放的热量最多，因此HF热稳定性最高。从HF到HI，依次增大，热稳定性依次减小，即热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。

（4）HF的特殊性

HF是弱酸，氢氟酸是氢卤酸中唯一一个弱酸，在水溶液中解离为

当HF浓度增大时，F－与HF因形成氢键而缔合。

反应（8.6）的K⊖值大，表明浓度较大。事实上，是一种非常稳定的离子。由于F－的消耗，反应（8.5）右移，氢离子浓度增大。所以稀的HF是弱酸，在HF浓溶液中，随着HF浓度的增大，HF分子间的氢键增强，有缔合二聚分子（HF）2存在，而（HF）2的酸性比HF的强，浓的氢氟酸的酸性较强。其他氢卤酸均属于强酸，不存在类似的问题。

氢氟酸能与SiO2或硅酸盐反应，氟化氢和氢氟酸都能与SiO2或硅酸盐反应生成易挥发的SiF4气体。

因此，氢氟酸用于玻璃的蚀刻及矿物的溶解。由于氢氟酸可以腐蚀玻璃，所以不应将其储存在玻璃容器中，通常将其保存在铅、石蜡或塑料容器中。

氢氟酸有强的腐蚀性，对细胞组织、骨骼有严重的破坏作用。氢氟酸接触皮肤后可引起肿胀并形成溃疡，具有强的疼痛感，对骨、软骨组织有损伤，不易愈合。若发现皮肤上沾有氢氟酸，应立即用大量的稀氨水或清水冲洗。

3.氢卤酸的用途(www.xing528.com)

氢氟酸因其特殊性，可以用于溶解各种硅酸盐、刻蚀玻璃及制造各种毛玻璃，还可以用作制冷剂、塑料和推进剂等。

盐酸是化学工业中重要的强酸之一，用于制备金属氯化物、染料和多种化学药品，在电镀、搪瓷、食品、医药等行业也有广泛的应用。人的胃液中有少量的盐酸，以促进消化和杀死病菌。

氢溴酸可以制备某些金属溴化物和某些烷基溴化物，医药上可以合成镇静剂、麻醉剂等。氢溴酸也是一种良好的矿物溶剂。

氢碘酸主要用于制备药物、染料和香料等。

4.卤化氢的制备

一般以卤化物或卤素单质为原料制备卤化氢。

（1）直接合成法

卤素单质直接与氢气化合而成卤化氢。

化合作用随着卤素原子序数的递增趋于缓和。根据前面介绍的卤素单质与氢气反应的条件可知，此法只适用于HCl的制备。

（2）金属卤化物与浓硫酸反应

金属卤化物和浓硫酸作用是制备氟化氢与氯化氢重要方法之一。

在铂或铅的容器中加热萤石（CaF2）和浓硫酸的混合物，可制得氟化氢。

用水吸收气态的HF则生成氢氟酸。氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，应储存在铅、蜡密封的塑料（聚乙烯）瓶中。氯化氢也能用浓H2SO4与NaCl反应制得，反应要分两步进行。

第二步反应需要加热到773 K才能进行，因此，在实验室一般只能完成第一步反应。因Br－和I－具有较强的还原性，浓硫酸会使生成的HBr和HI进一步氧化成单质，因此不能用此法制备。

若用非氧化性的浓H3PO4代替浓H2SO4，可制得HBr和HI。

（3）非金属卤化物同水的反应

实验室制法：向红磷与水的混合物中缓慢地加入溴，或将水缓慢地滴加到磷与碘的混合物上，就可连续地制取溴化氢和碘化氢。

总的反应方程式为

工业上常用此法制备氢溴酸。