卤化氢

卤化氢即卤素原子(F、Cl、Br、I、At、Ts)与氢原子(H)结合形成的共价化合物。它们之间的共价键极性较强,在水中易电离。除氟化氢外,卤化氢都是强电解质。卤化氢包括氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢、砹化氢。

分子性質

卤化物 化學式 化學結構 模型 d(H−X) / pm
(气态)
μ / D 水溶液 pKa
氟化氢
HF
卤化氢 
卤化氢 
91.7
1.86
氢氟酸
3.1
氯化氢
HCl
卤化氢 
卤化氢 
127.4
1.11
氢氯酸 (盐酸)
-3.9
溴化氢
HBr
卤化氢 
卤化氢 
141.4
0.788
氢溴酸
-5.8
碘化氢
HI
卤化氢 
卤化氢 
160.9
0.382
氢碘酸
-10.4
砹化氢
HAt
卤化氢 
卤化氢 
172
−0.06
氢砹酸
?
鿬化氢
TsH
197(预测) -0.24? 氢鿬酸 ?

化学性质

相似性/共性

还原性:例如2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

氧化性:例如Mg + 2HClMgCl2 + H2

酸性:例如Fe(OH)2 + 2HClFeCl2 + 2H2O這是酸鹼中和反應,放熱。

递变性/差异

还原性: HF < HCl < HBr < HI

酸性:HF(中强酸)

热稳定性:HF > HCl > HBr > HI

反应

当卤化氢接触到水时,会强烈放热并形成对应的氢卤酸。除了氢氟酸,它们都是强酸,在水溶液会直接电离水合氢离子 (H3O+),从卤素族越往下酸性越高。氢氟酸由于自偶电离的作用,其强度取决于浓度,因此计算很复杂。 在非水溶液中,像是乙腈,卤化氢只是中强酸。

卤化氢会和(以及其它碱)反应,形成卤化铵:

    HX + NH3 → NH4X

中有机化学中,氢卤化反应可以用来合成卤代烃。举个例子,氯乙烷可以由乙烯氢氯化反应而成:

    C2H4 + HCl → CH3CH2Cl

用途

  • 氢氟酸HF水溶液):用于在玻璃上绘画、刻字。
  • 氢氯酸HCl水溶液,俗稱鹽酸):重要化工产品。用于金属表面除锈、制造药物(如盐酸麻黄素、氯化锌)等;人体胃液中含有氢氯酸。

参见

參考文獻

Tags:

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