1.非金屬性最強的元素,鹵素家族中的老大-----F氟
氟是鹵素家族在周期表中最先出現的元素,原子序數為9,單質是由兩個氟原子組成的常溫為淡黃色氣態,有極強腐蝕性與臭味的物質—氟氣F2
氟是一種反應性能極高的元素,氟原子非常小,僅次於氫原子【稀有氣體除外】。極小的原子半徑,讓他的原子核發揮了極大的吸引電子的能力,表現出強大的氧化性。氟單質極度活潑,乃至於連金屬家族懶惰出名的,不喜歡與其他元素形成化合物的金,在它面前也老老實實的被氧化成正3價,變成三氟化金,一定條件下,更能生成5價的五氟化金和七氟化金。極度活潑的他使得當其他元素單質反應時往往條件只需要簡單的接觸。如氫與氟的反應就算在無光的零下160度的「苛刻」條件下,都能以極快的速度反應,乃至劇烈爆炸,生成氟化氫。所以說,我們的鹵素家族的「氟」老大,人家雖然身材小了點,說是鹵素家族的老大,可是一點都不為過呢。
2.離我們最近的鹵素,鹵素家族的老二----Cl氯
氯是元素周期表中位於氟下面的元素,原子序數為17,單質與氟氣相同,由兩個氯原子組成的常溫為黃綠色氣態,有強腐蝕性與令人眩暈氣味的物質—氯氣Cl2
氯雖然反應性能不及氟,但作為鹵素家族的老二,他也是應該代表鹵素家族彰顯一下鹵素家族的「傳家本領」的----氧化性。氯氣氧化性雖然不及氟,但也同樣不容小覷,在他的面前,很多的金屬都能被氧化到作為陽離子的最高價態【高價態的金屬元素不穩定,一般需要結合其他非金屬元素形成較穩定的陰離子,如錳作為陽離子最多正4價,而作為陰離子可以變成錳元素正7價的高錳酸根】。對於金,氯一樣可以在高溫下與他結合成三氯化金。氯與氫氣的反應也很簡單,只需進行點燃,氫氣便可以在氯氣的氧化下安靜燃燒,在蒼白色的火焰中生成氯化氫。也可以將氯與氫氣按計量數混合均勻後給予強光照,混合氣體將在瞬間反應,放出大量能量乃至爆炸。作為地球上含量最多的鹵族元素,我們身邊充滿著這個小傢伙,我們身邊的食鹽氯化鈉,就能找到氯的影子。雖然排行老二,但氯元素,可是一點都不遜色。相反,盡在身邊的他,倒是讓很多的人類朋友從他身上開始了解鹵素家族。
3.一枝獨秀的常溫液態非金屬,鹵素家族的老三---Br溴
溴在元素周期表中位於氯的下面,原子序數為35,單質結構組成和兩個長兄相同,是兩個溴原子組成的常溫為深紅色液態,有強腐蝕性與強揮發性的有臭味的物質—液溴Br2,液溴是唯一的在常溫下為液態的非金屬單質。
溴的反應性能次於氯,他雖然在對物質的結合能力與氧化能力不及氟與氯,但他屬於自己特殊的性質—液態,是一種較易保存於使用的氧化劑,也讓他成為工業上重要的化工原料。深紅色的他在金屬眼中是一個噩夢,他流過的金屬表面時已經在接觸面輕輕的開始了他的腐蝕,以至於留下難看的「水痕」。一樣是金,溴與金的反應就苛刻多了,在高溫下施加強壓,反反覆覆之後才能形成產物---三溴化金。溴與氫氣的反應中,需要對反應容器加熱到300度以上才會開始反應,緩慢形成溴化氫。溴的液態身子並不是有利無害。液態的他因為液體的性質,有著比氣態物質更強的滲透性,以至於噴在精密儀器上的少量的溴,都能對儀器造成極大的損壞。液溴對生物的組織也有著很強的腐蝕性,他能直接一層層破壞組織層從而直接攻擊保護層下脆弱的內部器官。不過,儘管如此,液溴作為一種有特殊物理性質的單質,作為鹵素家族調皮但又奇特他,在工業上對人們的貢獻,其實也是不小的。
4.不會融化的紫色水晶,鹵素家族的老四---I碘
碘在元素周期表中位於溴的下面,原子序數為53,單質結構組成和家族成員相同,是兩個碘原子組成的常溫為深紫色固體,有毒性,易升華性的物質—碘I2。
碘的反應性能在鹵素家族非放射性成員中是最弱的,只有一定的氧化性。碘與其他成員相比,氧化性就很是捉襟見肘了。他與金的反應,需要把金和碘封閉在石英管里,在120度下加熱四個月,碘才能微量的氧化金原子形成金價態為正一價的碘化亞金。與氫氣的反應,需要將二者混合,加熱到500度才能進行反應,而且反應還很不徹底,屬於可逆反應,存在化學平衡,產率無法達到100%。原因就是碘的半徑很大,生成碘化氫之後碘原子對氫原子束縛能力弱,於是容易吸收能量而重新分解。值得一提的是,在加熱碘的時候,碘不會熔化成液體而是直接的升華,變成紫色的碘蒸氣,如果將蒸汽驟冷,能得到細長的針狀晶體。碘常溫下就能吸收光能少量升華,升華的碘蒸汽經常會腐蝕標籤紙,所以保存碘試劑經常需要避光保存。作為最小成員的他,與其他鹵素成員相比較,化合物所具有的很大程度上的不穩定性,反而使得它在另一個領域---有機化學領域有一席之地,最常見的一碘甲烷,就是常用的甲基化試劑。碘還有一個很特殊的性質,就是可以很特別的在遇到澱粉時呈現深藍色,這個特徵在分析化學與生物研究上與澱粉的互相檢驗屢試不爽。除此之外,碘還是很多生物體內必不可少的微量元素。因此,碘是機合成和製藥消毒等方面的寵兒,日常生活中消毒酒,就是碘的酒精溶液。雖然作為鹵素家族中的小輩,氧化性排不上名,但古話說「此處不留爺,自有留爺處」。碘倒是一點都沒給鹵素家族丟臉,反而成為鹵素家族中有名的「醫藥元素」呢。
5.鹵素家族中的神秘者-----砹At2
砹是放射性元素,在地球上儲量極其少,據估計在地殼中含量還不及1g,科學家們通過離子碰撞機人工得到砹,但因為砹有著極短的半衰期,存在時間小於1s。科學家只能通過元素周期律估計其性質---原子序數為85,單質結構組成兩個砹原子組成的常溫為深黑色固體,有毒性,熔點高的物質。
由於其強放射性,砹在目前的生活中沒有運用價值,其半衰期最短的同位素At-213半衰期只有0.000000125 s,如果你手裡有一塊砹-213,一眨眼的功夫這塊砹衰竭產生的能量可以使一個城鎮化為灰燼。