卤素单质介绍：特性、毒性、氧化能力

1.物理性质

卤素单质的一些物理性质，如熔点、沸点、颜色和聚集状态等随着原子序数增加有规律地变化。在常温下，F₂（浅黄色）、Cl₂（黄绿色）为气体，Br₂是红棕色易挥发的液体，I₂是紫色固体，随着相对分子质量的增大，其颜色依次加深。固态I₂加热即可升华，从固态直接变为气态，I₂蒸气呈紫色。所有卤素均有刺激性气味，刺激性从Cl₂至I₂依次减小。吸入较多的卤素蒸气会严重中毒，甚至导致死亡。

卤素在有机溶剂，如乙醚、四氯化碳、乙醇、氯仿等非极性或弱极性溶剂中的溶解度比在水中要大得多，这是由于卤素分子是非极性分子，遵循相似相溶原则。

I₂难溶于水，但易溶于碘化物溶液中，形成易溶于水的：

可以解离生成I₂，故多碘化物溶液的性质实际上和碘溶液相同，实验室中常用此反应来获得较高浓度的碘水溶液。

2.化学性质

由于卤素原子都有取得一个电子而形成卤素阴离子的强烈趋势，所以卤素化学活泼性高、氧化能力强。除I₂外，其他均为强氧化剂。由标准电极电势可看出，F₂是卤素单质中最强的氧化剂。随着原子半径的增大，卤素的氧化能力依次减弱。

卤素的化学性质主要有以下几个方面：

（1）与金属作用F₂能和所有的金属剧烈化合。Cl₂几乎和所有的金属化合，但有时需要加热。Br₂比Cl₂不活泼，能和除贵金属以外的所有其他金属化合。I₂比Br₂更不活泼。(www.xing528.com)

（2）与非金属单质反应F₂几乎能与（He、Ne、Ar、Kr、O₂、N₂除外）所有非金属单质直接反应生成相应的共价化合物，而且反应非常激烈，常伴随着燃烧和爆炸；Cl₂、Br₂能与多数非金属直接反应生成相应的共价化合物，但反应比氟平稳得多；I₂只能与少数非金属直接反应生成共价化合物（如PI₃）。

卤素单质都能和H₂直接化合生成卤化氢。F₂在冷暗处即可产生爆炸；Cl₂和H₂的混合物在常温下缓慢化合，在强光照射时反应加快，甚至会发生爆炸反应；Br₂和H₂的化合反应比Cl₂缓和；I₂和H₂在高温下才能化合。

（3）与水的反应 卤素与水可发生两类化学反应。第一类反应是卤素对水的氧化作用，即卤素单质从水中置换出氧气的反应：

第二类是卤素的水解作用，即卤素的歧化反应：

F₂在水中只能进行氧化反应。Cl₂、Br₂、I₂可以进行歧化反应，但Cl₂到I₂反应进行的程度越来越小。从歧化反应式可知，加酸可抑制该反应向右进行，加碱则促进生成次卤酸。对Cl₂、Br₂、I₂的歧化反应是主要的。

Cl₂、Br₂、I₂在碱性溶液中发生歧化反应其反应产物与温度有关。常温下Cl₂在碱性溶液中歧化为Cl^-和ClO^-，加热时则歧化为Cl^-和；常温下Br₂在碱性溶液中歧化为Br^-和，在低温下歧化为Br^-和BrO^-，I₂在低温下也歧化为I^-和。

（4）卤素单质与卤离子的反应 卤素单质氧化能力依次为：F₂＞Cl₂＞Br₂＞I₂。卤素阴离子还原性大小的顺序为：I^-＞Br^-＞Cl^-＞F^-，因此，每种卤素都可以把电负性比它小的卤素从后者的卤化物中置换出来。例如，F₂能氧化Cl^-、Br^-、I^-，置换出Cl₂、Br₂、I₂；Cl₂能置换出Br₂和I₂；而Br₂只能置换出I₂。