p区元素(三):卤素与稀有气体

拟卤素(氰、硫氰酸根、叠氮)

/ SOO-doh-HAL-uh-jenz /

有时一组原子的行为太像卤素,化学家便把它当作「名誉卤素」来对待。拟卤素是一类小的、通常由多个原子组成的基团,其化学性质模仿卤素:它能像双原子卤素那样以二聚体存在,能形成稳定的单负离子(拟卤离子)、与卤离子相像,还会按相同的套路生成酸、盐和类似互卤素的化合物。氰基 CN、硫氰基 SCN 和叠氮基 N3 是经典成员。

看看具体的对应关系。氰 (CN)2 是一种稳定气体,类似 Cl2,而且像卤素一样能在碱中歧化:(CN)2 加氢氧根生成氰离子 CN- 加氰酸根 OCN-,恰如 Cl2 生成 Cl- 加 OCl-。氰化氢 HCN 像卤化氢一样是弱酸,氰离子 CN- 像氯离子生成氯化银那样生成不溶的氰化银。硫氰酸根 SCN- 给出用于检验三价铁的深血红色 [Fe(SCN)]2+,叠氮根 N3- 是一个线形、对称、与二氧化碳等电子的阴离子。它们共同的特征,是一个稳定、离域、单负、且在电负性和软硬度上都与卤离子相当的阴离子。

拟卤素之所以重要,是因为它把周期表的统一逻辑从单个原子延伸了出去:认出这套模式,你就能从已知的氯化物、碘化物的化学,去预测氰化物、硫氰酸盐、叠氮化物的化学。它们也极其实用、且往往危险——氰化物是臭名昭著的毒物,也是配位化学中的关键配体;叠氮化物对震动敏感(叠氮化钠分解成氮气,给汽车安全气囊充气)。一句老实话:这个类比有用,却从不精确。拟卤离子是多原子的,所以还能充当桥联或两可配体(硫氰酸根可通过 S 或 N 任一端配位),这是简单卤离子做不到的。

氰在碱中像卤素一样歧化:(CN)2 + 2 OH- 生成 CN- + OCN- + H2O,与 Cl2 + 2 OH- 生成 Cl- + OCl- + H2O 如出一辙。

氰在碱中的反应几乎原样复制了氯的歧化。

卤素类比是向导而非等同:拟卤离子是多原子的,可作两可或桥联配体,而单原子卤离子做不到。

又称
pseudohalides类卤素類鹵素