自然界中的元素

大家都知道自然界当中存在着各种各样的物质，目前已经发现有100多种基本的物质存在。而在这其中又分为金属物质和非金属物质，这些物质都是由一种原子构成的，这些原子核都具有相同数量的质子，它们构成了一切物质。一般的化学方式根本无法将其分解，比如常见的氢和碳。到2012年为止一共有118种元素被发现，在这其中有94种位于地球。在自然界当中，以理论能合成的最大原子序元素为98号锎。当然随着科技的不断发展，更重的元素也相继被合成，现在已经到了118号Og。总体来说化学元素就是具有相同核电荷数的一类原子的总称。以哲学的眼光来看待元素，其实就是原子的质子数因量变而导致质变的一种结果。

什么是卤族元素

而在这众多的元素当中，卤族元素相信是各位最熟悉的了，尤其是参加高考的学子一定不会陌生。按照课本上的话来说，即第七族——VIIA族元素，这其中包括了氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），简称为卤素。乍听到这个名字，相信一定有不少人都会觉得非常奇怪，因为生活当中卤这个字，往往跟许多的美食菜系搭配组合。什么卤鸭掌、卤牛肉、卤鸭脖等等。那这么奇怪的元素名称是怎么来的呢？首先卤素它的英文是halogen，来自于希腊语当中的两个词语相叠加而成——halos，意思是盐，和gennan，意思是形成。翻译过来也就是盐形成的元素。

 那为什么要以盐来给这些元素定义呢？因为卤素一族作为最典型，也是最为活泼的非金属元素，在自然界当中大部分是以卤化物的形式存在。这些卤元素之间可以形成卤素互化物，它们的性质类似于单质的卤素，在自然界当中是以标准的盐类存在。由于这些卤素可以跟很多金属形成盐类，也就是成盐元素，所以取这个名字也就不奇怪了。而在我国的古汉语当中，卤这个字就是盐碱地的意思。这样一来我们不难联想到，卤鸭掌和卤牛肉的味道一定也是咸咸的口感了。

卤元素有什么特点

卤族元素的单质都是双原子分子，它们的物理性质在发生改变的时候都会遵从一定的规律，随着分子量的增大，卤素分子之间的色散力就会逐渐的加强，导致颜色变深。这些卤元素的熔点、沸点、密度、原子、体积也会依次增加。周期递增，核电荷数，电子层数，原子半径依次递增。卤元素最外电子层都具有7个电子，极易得到一个电子形成的稳定卤化物。而且都具有其氧化性，从氟到砹原子半径依次增大，原子核对最外层电子的吸引力依次减弱，从外界获得电子的能力也就依次减弱，单质的氧化性同样依次减弱。氟单质的氧化性是最强的，卤元素与各种各样的金属元素构成大量的无机盐。这些特点导致卤元素在有机合成领域发挥着无可替代的重要作用。

卤元素的危害有哪些

因为卤元素的特性，一般在塑料类的聚合物产品当中常以添加氟、氯、溴、碘这一类的卤元素用来提高燃点。这样做有一个好处，那就是相比于其他的普通聚合物材料，这种添加卤元素的聚合物材料燃点更高，大概在300度左右。而且在发生燃烧时会散发出卤化气体，迅速吸收氧气，从而达到快速灭火的目的。但是这一类的材料在燃烧时会释放出浓度极高的氯气，氯气除了导致能见度下降以外，还具有极强的毒性，会影响人的呼吸和神经系统。除此之外，某些含卤聚合物在燃烧时释放出来的卤素气体在与水蒸气结合时，会生成具有极强腐蚀性的卤化氢，这种气体甚至会造成设备和建筑物的严重腐蚀。

另外像PBB和PBDE等这一类使用较多的溴化阻燃剂，一般都应用在电子电器类行业当中，比如说线路板和燃料电池等等。这些材料在燃烧的时候碰到含卤阻燃剂时会释放出二恶英。二恶英能够在自然环境当中存在多年不会消散，如果被人体吸收，会导致终身累积于身体之内无法排出。因此最近几年很多科技公司巨头都已经完全废止了含卤素材料的阻燃剂。或者是对于不同产品有一定的限量标准，如无卤化电线电缆当中的卤素指标值为小于等于50PPM。

另外有机卤化合物在人体当中堆积会导致癌症和其他疾病。在自然界中会导致生物降解率降低出现长年累积的情况。一些具有挥发性的有机卤化物，还会对大气臭氧层产生破坏作用，因此有很多卤素化合物被国际组织列为对人类和环境均有害化学品，被禁止或者是限制使用。很多的大型跨国公司都制定了自己的环保标准，而在这其中最为重要的就是非政府组织的环保机构大力推行的无卤行动。最后总结一句话，所有的卤族元素对人体都不安全。

卤元素的应用价值

单质的卤素一般情况下很少用于人们的日常生活应用当中，除了自来水和消毒剂这样的应用之外，大多以工业原材料来合成不同用途的卤化物进行不同方面的应用。卤化物分为无机卤化物和有机卤化物，大部分人工合成的都是有机卤化物。这些有机卤化物往往都会具有某一方面的特优异性能，比如说阻燃、溶解和高活性反应等等。因此很多有机卤化物都被广泛的应用在农业生产和化工生产等方面。

说一个最常见的例子就是卤素大灯的应用。相信这也是很多人唯一知道卤素的应用场合了。卤素灯泡也叫做石英灯泡，其实是白炽灯的一个变种。其原理就是在灯泡的内部注入碘或者是溴这一类的卤素气体，在高温的加持下灯泡内的钨丝会进行升华，与卤素发生化学反应，冷却之后的钨又重新凝固到钨丝上，形成一个平衡的循环模式，这样做的好处是避免钨丝过早断裂。因此相比于普通的白炽灯泡来说，卤素灯泡的寿命更长。

卤元素的提取工艺

不同的卤族元素在不同的方面有着无可取代的作用，一般情况下工业上的卤元素大多是从海洋当中提取得到的。比如说海水晒盐即可从海水当中提取到卤素的各种氯化物。不过这一类的方法杂质太多，因此还需要进行粗盐提纯工艺。而工业上也常从海水当中提取溴元素。另外像大家熟知的碘元素，除了在海藻海带当中以外，还有来自世界最大的碘矿，国内碘化学品领军者金海碘化工的独家合作伙伴——智利新维多利亚碘矿的丰富蕴藏。

总而言之卤素一族在众多的元素当中属于相当另类的一种，每一个元素都有自己的优缺点，这也成就了卤元素独有的魅力。它们就像是一个让人琢磨不透的“坏小子”，既能哀毁骨立，又能造福一方。之后的系列我们会详细介绍每一个卤元素的特性，以辩证的眼光来领略这把双刃剑的夺目光芒。