第 17 族:從上到下看鹵素這一行
第 17 族包含氟、氯、溴、碘、砈和人工合成元素鿬。每個原子的最外層都差一個電子才填滿,這使這一行頂端的元素反應極為劇烈。本頁涵蓋整行元素,而鹵素家族頁面則更詳細地介紹研究得較透徹的五個成員。
七個最外層電子:ns² np⁵
每種電子組態都以 ns² np⁵ 結尾,從氟([He] 2s² 2p⁵)到砈([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁵)。再多一個電子就完成八隅體,所以通常的電荷是 −1,如 F⁻、Cl⁻ 和 I⁻,而在分子中,每個原子通常形成一個共價鍵。
氟是電負度最高的元素,總是 −1。與氧鍵結時,較重的成員會呈現正氧化態:氯在漂白水的次氯酸根(ClO⁻)中是 +1,在過氯酸根(ClO₄⁻)中是 +7,碘也能達到 +7。
用數字解讀趨勢
電負度沿著這一族穩定下降:氟 3.98,氯 3.16,溴 2.96,碘 2.66,砈 2.2。第一游離能從氟的 17.423 eV 降到碘的 10.451 eV。
熔點和沸點隨著分子變大而上升,並可用來推斷各元素在室溫(約 298 K)下的狀態。氯在 239.11 K 沸騰,所以是氣體。溴在 265.8 K 熔化,在 332 K 沸騰,所以是液體。碘到 386.85 K 才熔化,所以是固體。
你在哪裡會遇到第 17 族
氯離子幫助平衡你體內的體液,並形成胃中的鹽酸,你的甲狀腺需要碘來製造它的激素。現代藥物中約有五分之一含有氟。氟氯碳化物(CFC)是氯和氟的化合物,曾用於噴霧罐和冰箱,會破壞臭氧層,已根據 1987 年的《蒙特婁議定書》逐步淘汰。
第 17 族與鹵素
本站的鹵素家族列出五種元素,因為鿬(117)人們了解得太少,無法有把握地歸類。它於 2010 年首次製造出來,以美國田納西州命名,每次只存在幾個原子,所以它的性質是預測的。計算顯示,鿬,甚至可能還有砈,會比典型的鹵素更具金屬性。
第 17 族:沿族向下的性質變化
點擊欄位標題即可排序。
| 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 | 砈 | At | 7 | −1 | 2.2 | 202 | 575 K (301.8 °C) | 7 g/cm³ |
| 117 | 鿬 | Ts | 7 | — | — | — | — | — |