第 17 族:卤素列,自上而下
第 17 族包含氟、氯、溴、碘、砹和人工合成的元素鿬。每个原子的最外层都差一个电子才能充满,这使这一列的顶部异常活泼。本页介绍整个这一列,而卤素类别页面则更详细地介绍其中研究得较充分的五个成员。
七个外层电子:ns² np⁵
每种元素的电子排布都以 ns² np⁵ 结尾,从氟([He] 2s² 2p⁵)到砹([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁵)。再多一个电子就凑成八隅体,所以通常的电荷是 −1,如 F⁻、Cl⁻ 和 I⁻,而在分子中每个原子通常形成一个共价键。
氟是电负性最大的元素,总是 −1 价。与氧结合时,较重的成员呈现正氧化态:氯在漂白剂的次氯酸根(ClO⁻)中是 +1 价,在高氯酸根(ClO₄⁻)中是 +7 价,碘也能达到 +7 价。
用数字解读变化趋势
电负性沿族向下稳步下降:氟为 3.98,氯为 3.16,溴为 2.96,碘为 2.66,砹为 2.2。第一电离能从氟的 17.423 eV 降到碘的 10.451 eV。
随着分子变大,熔点和沸点升高,它们可以预测每种元素在室温(约 298 K)下的状态。氯在 239.11 K 沸腾,所以是气体。溴在 265.8 K 熔化,在 332 K 沸腾,所以是液体。碘直到 386.85 K 才熔化,所以是固体。
你在哪里会遇到第 17 族
氯离子帮助平衡你体内的体液,并形成你胃里的盐酸,你的甲状腺需要碘来制造激素。现代药物中约有五分之一含有氟。氯氟烃(CFC)是氯和氟的化合物,曾用于喷雾罐和冰箱,它破坏了臭氧层,并根据 1987 年的《蒙特利尔议定书》被逐步淘汰。
第 17 族与卤素
本网站的卤素类别列出五种元素,因为鿬(117)了解得太少,无法有把握地归类。它于 2010 年首次制造出来,以美国田纳西州命名,每次只存在少数几个原子,所以它的性质是预测的。计算表明,鿬,甚至也许砹,会比典型的卤素更具金属性。
第 17 族:沿族向下的性质变化
点击列标题可排序。
| 9 | 氟 | F | 7 | −1 | 3.98 | 135 | 53.48 K (-219.7 °C) | 1.696 g/L |
| 17 | 氯 | Cl | 7 | −1 | 3.16 | 175 | 171.6 K (-101.5 °C) | 3.214 g/L |
| 35 | 溴 | Br | 7 | −1 | 2.96 | 183 | 265.8 K (-7.3 °C) | 3.103 g/cm³ |
| 53 | 碘 | I | 7 | −1 | 2.66 | 198 | 386.85 K (113.7 °C) | 4.933 g/cm³ |
| 85 | 砹 | At | 7 | −1 | 2.2 | 202 | 575 K (301.8 °C) | 7 g/cm³ |
| 117 | 鿬 | Ts | 7 | — | — | — | — | — |