电解第十一章 卤素Chapter 11 The HalogensFluorine (F) Chlorine (Cl) Bromine (Br) Iodine (I) Astatine (At)F、Cl 是本族典型元素，Br、I 和 At 是溴分族（Bromine subgroup），从 F 到 At，金属性增强，非金属性减弱，所以 F 是典型的非金属元素，At 元素具有某种金属特性。§11-1 氟及其化合物Fluorine and its Compounds一、氟的电负性（electronegativity）为 4.0，是电负性最大的元素。氟的化合物存在于人体中：主要存在于牙和骨头中，在自然界中以萤石 (Fluorspar)：CaF2、冰晶石(cryolite)：Na3AlF6和氟磷灰石(fluorapatite)：Ca5(PO4)3F 的矿物存在。Practice exercise：从氟的高电负性来判断：(1) CF3COOH 是弱酸还是强酸？(2) (CF3)3N 和 NF3是否具有 Lewis 碱性？二、The Simple Substance 1．F2的化学性质非常活泼：Fersmass 称 F2是无所不为“omnivorous”，它能使玻璃丝（SiO2）和水在氟气氛中燃烧，产物竟然是氧气： SiO2 + 2F2SiF4 + O2 2H2O + 2F24HF + O2 除了 He、Ne、Ar、不与 F2直接反应外，其它物质基本都能与 F2反应 例如：Xe + 2F2XeF4 S + 3F2SF6 F2 + 2NaOH(2%)2NaF + H2O + OF2↑ （不是酸酐） 2．为什么 F2的化学性质会如此活泼？ (1) 氟原子半径小，F2中孤电子对之间有较大的排斥力，加之氟原子的价轨道中不存在 d 轨道，它们之间不能形成 d pπ 键，所以 F－F 键很弱。 (2) 在 氟 化 物 中 ， 氟 与 其 它 元 素 形 成 的 化 学 键 非 常 强 （ 约 200 ～ 600kJ·mol1），而且与氟原子反应的活化能低（≤4kJ·mol1），所以有 F2参加的反应，不论在热力学还是在动力学上都是有利的。 3．Preparation 氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。这一领域的奠基人是法国化学家 Moissan，H（1852-1907），他的贡献：在 HF 发现后的 118 年即 1886 年，用电解法成功地制得了单质氟以及发明了摩氏电炉，因此荣获 1906 年 Nobel 化学奖。 (1) 电解法 HF－KF(l) F2(阳极) + H2(阴极)1886 年 Moissan 通过低温电解液态 HF 实验，第一次制得了单质 F2，电解液中加有 KF 以传导电流。这一化学过程在工业生产上原封不动 地持续了整整一个世纪。变化的只是电解池设计和电解条件：现代工业使用了装有石墨电极的镍制或铜制电解池，用 KHF2(l)作电解质，由于熔融的 KHF...
