编辑“︁卤素”︁

{{noteTA|G1=Chemistry}}{{CJK-New-Char|9FEC}}{{Distinguish|魯肅}}
{{infobox periodic table group/header
| title       = {{nowrap|鹵素}}
| group number= 17
| trivial name= 鹵素
| by element  = 氟族元素
| CAS         = VIIA
| old IUPAC   = VIIB
| mark element= F,Cl,Br,I,At,Ts
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! colspan=2 style="text-align:left;" | ↓&nbsp;<small>[[元素周期|週期]]</small>
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'''鹵素'''（{{langx|en|Halogen}}）是指在[[元素週期表]]中同屬第17[[族 (化学)|族]]（舊稱'''ⅦA族'''）的六種[[元素]]：[[氟]]（F）、[[氯]]（Cl）、[[溴]]（Br）、[[碘]]（I）、[[砈]]（At）和{{僻字|[[鿬]]|⿰石田}}（Ts），砈和{{僻字|鿬|⿰石田}}有極強[[放射性]]，且{{僻字|鿬|⿰石田}}屬於[[人造元素]]。

鹵素是類[[化學性質]]非常活潑的元素，能和許多[[金属]]形成[[盐类]]。鹵素[[原子序]]越大，[[熔点|熔]][[沸点]]越高；[[電負度]]與[[第一游離能]]越低，越不[[活性|活潑]]；[[常温常压]]（300[[克耳文|K]]、10萬[[帕斯卡|Pa]]）的[[密度]]越高。卤族是唯一在常溫常壓有固液气三态元素的族。在[[标准状况]]，[[氟]]和[[氯]]是[[气体]]，[[溴]]是[[液体]]，[[碘]]、[[砈]]、[[鿬]]<ref name="Haire" />是[[固体]]。但根据推算，鿬可能不会表现出卤素常见的化学行为，而可能是一种金属<ref name="notgonnabeahalogen">{{Cite web|author = <!--no author; by design-->|title = Superheavy Element 117 Confirmed – On the Way to the "Island of Stability"|url = https://www.superheavies.de/english/research_program/highlights_element_117.htm#Is%20Element%20117%20a%20Metal|publisher = GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research|access-date = 2015-07-26|archive-url = https://web.archive.org/web/20180803133710/https://www.superheavies.de/english/research_program/highlights_element_117.htm#Is%20Element%20117%20a%20Metal|archive-date = 2018-08-03}}</ref>。

== 历史 ==
含氟矿物[[萤石]]在1529年就已知。早期化学家就已知氟化合物裡有种未知元素，但无法分离。在1860年，英国化学家{{le|George Gore|George Gore (chemist)}}用电流流过[[氢氟酸]]的方法并可能产生了氟气，但他当时无法证明自己的结果。1886年，巴黎化学家[[亨利·莫瓦桑]][[电解]]了溶于无水[[氟化氢]]的[[氟化氢钾]]，成功分离出氟。<ref name="Nature's Building Blocks">{{cite book|last=Emsley|first=John|title=Nature's Building Blocks|url=https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl_b1k4|year=2011|isbn= 978-0199605637}}</ref>

[[炼金术士]]和早期化学家早已知道[[盐酸]]，但1774年[[卡尔·威廉·舍勒]]加热盐酸和[[二氧化锰]]时才发现氯单质，他称之为dephlogisticated muriatic acid，也就是氯在这33年来的名字。1807年，[[汉弗里·戴维|咸夫里·戴维]]研究了氯，发现它是化学元素。氯氣在[[第一次世界大战]]期间用作[[化学武器]]。根据不同的污染濃度，氯气会灼伤人体内外的组织，尤其是肺部，使人呼吸困难或无法呼吸。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

{{le|安托萬·巴拉爾|Antoine Jérôme Balard}}在1820年代將氯气通入{{le|卤盐水|brine}}样品发现了溴。他最初提议为新元素命名为muride，但[[法兰西学术院]]将该元素改名为bromine（溴）。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

[[贝尔纳·库尔图瓦]]发现了碘。他通常将[[海藻]]灰与水煮沸来生成[[氯化钾]]，用以生产[[硝石]]。然而，在1811年，他在产物加入硫酸，发现产物生成紫色烟雾，这些烟雾凝结成黑色晶体。他怀疑这些晶体是新元素，因此将样品发给其他化学家来调查。[[约瑟夫·路易·盖-吕萨克|约瑟夫·路易·盖－吕萨克]]证明了它是新元素，也就是今天的碘。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

1931年，{{le|弗雷德·艾利森|Fred Allison}}自称用[[磁光机器]]发现了85号元素，并将其命名为Alabamine，但他的发现是错误的。1937年，[[拉真达拉·德]]（Rajendralal De）自称在矿石发现85号元素，并称其为dakine，但他的发现也是错误。{{le|霍里亞·胡盧貝伊|Horia Hulubei}}和{{le|伊薇特·科舒瓦|Yvette Cauchois}}在1939年用[[光谱学]]尝试发现85号元素也未成功。{{le|瓦爾特·明德爾|Walter Minder}}于同年尝试尋找由[[钋]][[β衰变]]生成类似碘的元素。85号元素今天称为砹，于1940年由{{le|戴爾·R·科森|Dale R. Corson}}、{{le|肯尼斯·羅斯·麥肯齊|Kenneth Ross MacKenzie}}和[[埃米利奥·塞格雷]]成功合成，他们用[[α粒子]]轰击[[铋]]来合成砹。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

2010年，由核物理学家[[尤里·奥加涅相]]领导的团队，包含来自[[杜布纳联合原子核研究所]]、[[橡树岭国家实验室]]、[[劳伦斯利佛摩国家实验室]]和[[范德堡大学]]的科学家用[[钙-48]]轰擊[[锫]]-249原子合成出鿬-294。截至2024年3月，鿬是最新发现的化學元素。

== 命名 ==
卤素可和很多[[金属]]形成[[氟化鈣]]、[[氯化鈉]]、[[溴化銀]]、[[碘化鉀]]等[[盐类]]，[[英文]]halogen来自[[希腊語]]''halos''（盐）和''gennan''（形成）两词。[[中文]]'''卤'''的原意是盐碱地。所有已发现卤素的[[英文]]名都以ine结尾。

1811年，德国化学家{{le|Johann Schweigger}}提议用halogen一名，意為「成盐者」，是希腊文αλς（als，意為盐）和γενειν（genein，意為产生），代替[[汉弗里·戴维]]提出的[[chlorine]]一名來稱呼氯元素；<ref>{{cite journal|last1=Schweigger|first1=J.S.C.|title=Nachschreiben des Herausgebers, die neue Nomenclatur betreffend|journal=Journal für Chemie und Physik|date=1811|volume=3|issue=2|pages=249–255|url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=njp.32101076802287;view=1up;seq=295|trans-title=Postscript of the editor concerning the new nomenclature|language=de|access-date=2020-11-01|archive-date=2020-04-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20200423132157/https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=njp.32101076802287;view=1up;seq=295|dead-url=no}} On p. 251, Schweigger proposed the word "halogen": ''"Man sage dafür lieber mit richter Wortbildung ''Halogen'' (da schon in der Mineralogie durch ''Werner's'' Halit-Geschlecht dieses Wort nicht fremd ist) von αλς ''Salz'' und dem alten γενειν (dorisch γενεν) ''zeugen''."'' (One should say instead, with proper morphology, "halogen" (this word is not strange since [it's] already in mineralogy via Werner's "halite" species) from αλς [als] "salt" and the old γενειν [genein] (Doric γενεν) "to beget".)</ref>不过，1826年，[[瑞典]][[化学家]][[约恩斯·贝尔塞柳斯]]提議把halogen一詞改為指代氟、氯和碘元素，這些元素与[[碱金属]]形成[[化合物]]时，會產生類似[[海鹽]]的物質。<ref>In 1826, Berzelius coined the terms ''Saltbildare'' (salt-formers) and ''Corpora Halogenia'' (salt-making substances) for the elements chlorine, iodine, and fluorine. See: {{cite book|last1=Berzelius|first1=Jacob|title=Årsberättelser om Framstegen i Physik och Chemie|trans-title=Annual Report on Progress in Physics and Chemistry|date=1826|publisher=P.A. Norstedt & Söner|location=Stockholm, Sweden|volume=6|page=187|url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=hvd.32044092556919;view=1up;seq=195|language=sv|access-date=2020-11-01|archive-date=2020-04-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20200423132254/https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=hvd.32044092556919;view=1up;seq=195|dead-url=no}} From p. 187: ''"De förre af dessa, d. ä. ''de electronegativa'', dela sig i tre klasser: 1) den första innehåller kroppar, som förenade med de electropositiva, omedelbart frambringa salter, hvilka jag derför kallar ''Saltbildare'' (Corpora Halogenia). Desse utgöras af chlor, iod och fluor *)."'' (The first of them [i.e., elements], the electronegative [ones], are divided into three classes: 1) The first includes substances which, [when] united with electropositive [elements], immediately produce salts, and which I therefore name "salt-formers" (salt-producing substances). These are chlorine, iodine, and fluorine *).)</ref><ref>The word "halogen" appeared in English as early as 1832 (or earlier). See, for example: Berzelius, J.J. with A.D. Bache, trans., (1832) [https://books.google.com/books?id=eWsWAAAAYAAJ&pg=RA1-PA248#v=onepage&q&f=false "An essay on chemical nomenclature, prefixed to the treatise on chemistry,"] {{Wayback|url=https://books.google.com/books?id=eWsWAAAAYAAJ&pg=RA1-PA248#v=onepage&q&f=false |date=20201225070008 }} ''The American Journal of Science and Arts'', '''22''': 248–276 ; see, for example [https://books.google.com/books?id=eWsWAAAAYAAJ&pg=RA1-PA263#v=onepage&q&f=false p. 263.] {{Wayback|url=https://books.google.com/books?id=eWsWAAAAYAAJ&pg=RA1-PA263#v=onepage&q&f=false |date=20201225070013 }}</ref>

所有卤素名的结尾都有{{le|ine}}后缀。氟的名字来自[[拉丁语]]''fluere''，意為「流动」，它由矿物[[萤石]]衍生而来，而萤石在金属加工中用作[[助焊剂]]。氯的名字来自[[希腊文]]的''chloros''，意为黄绿色。溴的名字来自希腊文的''bromos''，意思是恶臭。碘的名字来自希腊文''iodes''，意为紫色。砹的名字来自希腊文的''astatos''，意为不稳定。鿬的名字则来自[[美国]]的[[田纳西州]]。<ref name = "Nature's Building Blocks"/><ref>{{cite web|title=Elements 113, 115, 117, and 118 are now formally named nihonium (Nh), moscovium (Mc), tennessine (Ts), and oganesson (Og)|url=https://iupac.org/iupac-announces-the-names-of-the-elements-113-115-117-and-118/|publisher=IUPAC|accessdate=2016-11-30|date=2016-11-30|archive-date=2018-07-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20180729210456/https://iupac.org/iupac-announces-the-names-of-the-elements-113-115-117-and-118/|dead-url=no}}</ref>

== 分布 ==
卤素在自然界以化合态广泛存在（極不穩定的砈和鿬除外）。[[氯]]的存在范围最广，其餘鹵素的含量按[[氟]]、[[溴]]、[[碘]]、[[砈]]、[[鿬]]顺序减少（砈在自然界只有[[痕量同位素|痕量]]，鿬則不在自然界出現）。
{| class="wikitable"
|-
! 卤素 !! 分布状况<ref>北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室。无机化学（第四版）。北京：高等教育出版社。第454页.</ref>
|-
| [[氟]] || 在[[萤石]]、[[冰晶石]]、[[氟磷灰石]]等[[矿物]]出現（地壳质量分数：0.065%）
|-
| [[氯]] || [[火成岩]]、[[沉积岩]]、[[海水]]、[[鹹水湖|盐湖]]（地壳质量分数：0.031%；海水含量每公升20克）
|-
| [[溴]] || [[岩石]]、[[海水]]、[[矿井水]]（地壳质量分数：0.00016%；海水含量每公升0.065克）
|-
| [[碘]] || [[海水]]（含量5×10⁻⁸%）、[[硝酸鈉|智利硝石]]（含量0.02%～1%）
|-
| [[砈]] || 在某些含[[放射性|放射物質]]的地方，由其他[[放射性核種]][[放射性衰变|衰变]]生成（含量：少于1克）<ref name="Hollerman 2001 423">{{cite book|last=Hollerman|first=Arnold|title=Inorganic Chemistry|year=2001|publisher=Academic Press|location=Berlin|isbn=0123526515|page=423|url=http://books.google.com/books/about/Inorganic_Chemistry.html?id=Mtth5g59dEIC|access-date=2019-12-21|archive-date=2013-12-26|archive-url=https://web.archive.org/web/20131226073317/http://books.google.com/books/about/Inorganic_Chemistry.html?id=Mtth5g59dEIC|dead-url=no}}</ref>
|-
| [[鿬]] || 以[[粒子加速器]]人工合成（含量：0克）
|}

== 性質 ==
=== 物理 ===
{| class="wikitable"
|-
!bgcolor="#DDDDFF"|
名称
!bgcolor="#DDDDFF"|
[[元素符号|符号]]
!bgcolor="#DDDDFF"|
[[原子]][[半径]]，[[纳米|納米]]
!bgcolor="#DDDDFF"|
主化合价
!bgcolor="#DDDDFF"|
[[物质状态|状态]]（[[标准状况|标况]]）
!bgcolor="#DDDDFF"|
[[单质]][[密度]]，每[[毫升]][[克]]數
!bgcolor="#DDDDFF"|
单质[[熔点]]，[[摄氏度|℃]]
!bgcolor="#DDDDFF"|
单质[[沸点]]，℃
|-
| 氟 ||F||0.071||-1||[[气体]]||0.0017||-219.62||-188.12
|-
| 氯 ||Cl||0.099||-1，+1，[[一氧化氯|+2]]，+3，[[二氧化氯|+4]]，+5，+6，+7||[[氣体]]||0.0032||-101.5||-34.04
|-
| 溴 ||Br||0.114||-1，+1，+3，+4，+5，+7||[[液体]]||3.1028||-7.3||58.8
|-
| 碘 ||I||0.133||-1，+1，+3，+5，+7||[[固体]]||4.933||113.7||184.3
|-
| 砈 ||At||0.150||-1，+1，+3，+5，+7||[[固体]]||6.2－6.5''（推測）''<ref name=Bonchev>{{cite journal |last1=Bonchev |first1=Danail |last2=Kamenska |first2=Verginia |year=1981 |title=Predicting the properties of the 113–120 transactinide elements |journal=The Journal of Physical Chemistry |volume=85 |issue=9 |pages=1177–86 |publisher=ACS Publications |doi=10.1021/j150609a021 |url=http://www.researchgate.net/publication/239657207_Predicting_the_properties_of_the_113_to_120_transactinide_elements |access-date=2019-10-10 |archive-date=2013-12-20 |archive-url=https://web.archive.org/web/20131220044749/http://www.researchgate.net/publication/239657207_Predicting_the_properties_of_the_113_to_120_transactinide_elements |dead-url=no }}</ref>||302||337?
|-
| 鿬 ||Ts||0.156－0.157''（推算）''<ref name="B&K"/>||-1，+1，+3，+5''（推測）''<ref name="Haire">{{cite book| title = The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements| editor1-last = Morss|editor2-first = Norman M.| editor2-last = Edelstein| editor3-last = Fuger|editor3-first = Jean| last = Haire|first = Richard G.| chapter = Transactinides and the future elements| publisher = [[Springer Science+Business Media]]| year = 2006| isbn = 1-4020-3555-1| location = Dordrecht, The Netherlands| edition = 3rd| ref = CITEREFHaire2006| pages=1724, 1728}}</ref>||[[固体]]''（推測）''<ref name="Haire"/><ref name="B&K"/>||7.1－7.3''（推測）''<ref name="B&K">{{cite journal |last1=Bonchev |first1=Danail |last2=Kamenska |first2=Verginia |year=1981 |title=Predicting the Properties of the 113–120 Transactinide Elements |journal=J. Phys. Chem. |volume=85 |issue= |pages=1177–1186}}</ref>||350－550''（推測）''<ref name="thoughtco.com">{{Cite web|url=https://www.thoughtco.com/element-117-facts-ununseptium-or-uus-3880071|title=How Much Do You Know About the Element Tennessine?|website=www.thoughtco.com|accessdate=November 12, 2021|archive-date=2023-07-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20230709172351/https://www.thoughtco.com/element-117-facts-ununseptium-or-uus-3880071|dead-url=no}}</ref>||610''（推測）''<ref name="thoughtco.com"/>
|}

=== 化學 ===
通常来说，液態卤素分子的沸点均高于对应的烃链，主要是卤素分子比烷链更[[电极化]]，而分子电极化增強分子间的连接力（正电极与负电极的相互吸引），我们需要对液体提供更多能量才能使其[[蒸发]]。

卤素[[单质]]都是[[双原子分子]]，亦很易[[挥发]]。鹵素的电子构型均为ns² np⁵，它们获取一粒[[电子]]以达到稳定结构的趋势极强烈，[[化学性质]]很活泼，在自然状态不能以[[单质]]存在，一般以[[化合价|-1价]]即卤离子（X⁻）形式在溶液及礦物出現。

{| class="wikitable" style="margin:auto;"
|-
!''[[原子序數|Z]]'' !! [[元素]] !! [[電子層|核電外子構型]] !! [[電子排布]]<ref group="注解">為了簡潔，用[[惰性氣體]]標記法表示核外電子排布：先寫之前的惰性氣體元素符號，再寫該元素外的電子排布。</ref>
|-
| 9 || [[氟]] || 2，7 || &#91;[[氦|He]]&#93; 2s² 2p⁵
|-
| 17 || [[氯]] || 2，8，7 || &#91;[[氖|Ne]]&#93; 3s² 3p⁵
|-
| 35 || [[溴]] || 2，8，18，7 || &#91;[[氩|Ar]]&#93; 3d¹⁰ 4s² 4p⁵
|-
| 53 || [[碘]] || 2，8，18，18，7 || &#91;[[氪|Kr]]&#93; 4d¹⁰ 5s² 5p⁵
|-
| 85 || [[砈]] || 2，8，18，32，18，7 || &#91;[[氙|Xe]]&#93; 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁵
|-
| 117 || [[鿬]] || 2，8，18，32，32，18，7（預測） || &#91;[[氡|Rn]]&#93; 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁵（預測）<ref name=Haire/>
|}

{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto; text-align:center;"
! 卤素 || 分子 || 結構 || 模型 || ''d''（X−X），pm<br />（氣態） || ''d''（X−X），pm<br />（固態）
|-
| [[氟]] || F₂ || [[File:Difluorine-2D-dimensions.png|class=skin-invert-image|45px]] || [[File:Fluorine-3D-vdW.png|45px]] || 143 || 149
|-
| [[氯]] || Cl₂ || [[File:Dichlorine-2D-dimensions.png|class=skin-invert-image|70px]] || [[File:Chlorine-3D-vdW.png|63px]] || 199 || 198
|-
| [[溴]] || Br₂ || [[File:Dibromine-2D-dimensions.png|class=skin-invert-image|80px]] || [[File:Bromine-3D-vdW.png|72px]] || 228 || 227
|-
| [[碘]] || I₂ || [[File:Diiodine-2D-dimensions.png|class=skin-invert-image|70px]] || [[File:Iodine-3D-vdW.png|84px]] || 266 || 272
|}

== 无机反应 ==
=== 氧化 ===
卤素单质都是氧化劑，氧化力从氟到{{僻字|[[鿬]]|⿰石田}}依次降低。碘单质氧化力较弱，[[三价铁离子]]可以把碘离子氧化为碘。卤素能与部分金属、非金属单质直接化合。卤素与水也能氧化还原：
* 2X₂＋2H₂O　→　4H⁺＋4X⁻＋O₂
氟与水反应剧烈，氯受光照与水缓慢反应，碘不反应。

=== 歧化反应 ===
卤素单质在碱中易歧化：
* X₂＋2OH⁻（冷）→　X⁻＋XO⁻＋H₂O
* 3X₂＋6OH⁻（热）→　5X⁻＋XO₃⁻＋3H₂O
但在酸中很易逆反应：
* 5X⁻＋XO₃⁻＋6H⁺　→　3X₂＋3H₂O
这反应是制取溴和碘单质流程的最后一步。

=== 氢化物 ===
卤素的氢化物叫[[卤化氢]]，为[[共价化合物]]；其溶液叫[[氢卤酸]]，它们在水中都以[[离子]]形式存在，且都是[[酸]]。一般而言[[氢氟酸]]（pKa＝3.20）是弱酸。[[氢氯酸]]（即[[盐酸]]）、[[氢溴酸]]、[[氢碘酸]]都是典型的强酸，酸度从HCl到HI依次增强，它们的pKa均为负数。至於[[氫砈酸|-{zh-hans:氢砹酸; zh-hant:氫砈酸;}-]]則為氫鹵酸中最強的酸，但它極易分解為氫與-{zh-hans:砹; zh-hant:砈;}-單質。<ref>{{Cite web |title=Re: Is hydroastatic acid possible? |url=http://sci.tech-archive.net/Archive/sci.chem/2008-09/msg00105.html |website=sci.tech-archive.net |archive-url=http://web.archive.org/web/20200516080424/http://sci.tech-archive.net/Archive/sci.chem/2008-09/msg00105.html |archive-date=2020-05-16 |access-date=2025-12-28}}</ref>

=== 氧化物 ===
卤素的[[氧化物]]都是[[酸性氧化物|酸酐]]。[[二氧化氯]]（ClO₂）等偶氧化态氧化物是混酐。

{| class="wikitable"
|-
! 卤素 !! X₂O !! X₂O₂
!X₂O₃!! XO₂ !! X₂O₅
!X₂O₆!! X₂O₇
|-
| 氟 || [[二氟化氧|OF₂]] || [[二氟化二氧|O₂F₂]]
| || ||
| ||
|-
| 氯 || [[一氧化二氯|Cl₂O]] || [[一氧化氯|ClO]]
|[[三氧化二氯|Cl₂O₃]] ||[[二氧化氯|ClO₂]] || [[五氧化二氯|Cl₂O₅]]
|[[三氧化氯|Cl₂O₆]]|| [[七氧化二氯|Cl₂O₇]]
|-
| 溴 || [[一氧化二溴|Br₂O]] ||
| [[三氧化二溴|Br₂O₃]]|| [[二氧化溴|BrO₂]]|| [[五氧化二溴|Br₂O₅]]
| ||
|-
| 碘 || ||
| || || [[五氧化二碘|I₂O₅]]
| ||
|}

=== 含氧酸 ===
卤素（除了氟，氟只有-1价）可显示多种价态，正价态一般都出现在其含氧酸根。

以氯为例：
* +1：HClO（[[次氯酸]]）
* +3：HClO₂（[[亚氯酸]]）
* +5：HClO₃（[[氯酸]]）
* +7：HClO₄（[[高氯酸]]）
卤素的[[含氧酸]]均有[[氧化性|氧化力]]，同一元素中，次卤酸最强。

卤素含氧酸多数-{}-只在溶液中，少数盐以固态存在，如[[碘酸盐]]和[[高碘酸盐]]。HXO（X為Cl、Br、I）、HIO₃和HXO₄（X為Cl、Br、I）分子在气相十分稳定，可用质谱和其他方法研究。卤素含氧酸见下表<ref>《无机化学》丛书。第六卷.2.6.4卤素含氧酸及其盐.P</ref><sub>290-291</sub>。
{| class="wikitable"
|-
! !! 氟的含氧酸 !! 氯的含氧酸 !! 溴的含氧酸 !! 碘的含氧酸
|-
| [[次卤酸|HXO]]（次卤酸） || [[次氟酸|HFO]] || [[次氯酸|HClO]] || [[次溴酸|HBrO]] || [[次碘酸|HIO]]
|-
| HXO₂（亚卤酸） || || [[亚氯酸|HClO₂]] || [[亚溴酸|HBrO₂]] || [[亚碘酸|HIO₂]]
|-
| HXO₃（卤酸） || || [[氯酸|HClO₃]] || [[溴酸|HBrO₃]] || [[碘酸|HIO₃]]
|-
| HXO₄（高卤酸） || || [[高氯酸|HClO₄]] || [[高溴酸|HBrO₄]] || [[高碘酸|HIO₄]]
|-
| 其他 || || || || H₇I₅O₁₄
|-
| 其他 || || || || [[高碘酸|H₅IO₆]]
|}

=== 互卤化物 ===
只由两种卤素形成的化合物叫[[互卤化物]]，較[[电正性|电正]]的[[元素]]呈正氧化态，氧化态为奇数。卤素的价电子数是奇数，周围与奇数粒其它卤原子成键比较稳定（如IF₇）。互卤化物都能水解。

{| class="wikitable"
! 鹵素 || 氟 || 氯 || 溴 || 碘 || 砈
|-
| 氟 || <center>[[氟气|F₂]]</center> || bgcolor="grey" | || bgcolor="grey" | || bgcolor="grey" | || bgcolor="grey" |
|-
| 氯 || <center>[[一氟化氯|ClF]]、[[三氟化氯|ClF₃]]、[[五氟化氯|ClF₅]]</center> || <center>[[氯气|Cl₂]]</center> || bgcolor="grey" | || bgcolor="grey" | || bgcolor="grey" |
|-
| 溴 || <center>[[一氟化溴|BrF]]、[[三氟化溴|BrF₃]]、[[五氟化溴|BrF₅]]</center> || <center>[[一氯化溴|BrCl]]</center> || <center>[[溴|Br₂]]</center> || bgcolor="grey" | || bgcolor="grey" |
|-
| 碘 || <center>[[一氟化碘|IF]]、[[三氟化碘|IF₃]]、[[五氟化碘|IF₅]]、[[七氟化碘|IF₇]]</center> || <center>[[一氯化碘|ICl]]、[[三氯化碘|I₂Cl₆]]</center> || <center>[[一溴化碘|IBr]]、[[三溴化碘|IBr₃]]</center> || <center>[[碘|I₂]]</center> || bgcolor="grey" |
|-
| 砈 || <center>—</center> || <center>[[一氯化砹|AtCl]]</center> || <center>[[溴化砹|AtBr]]</center> || <center>[[一碘化砈|AtI]]</center> || <center>[[砈|At₂]]（？）</center>
|}

=== 其他无机化学性质 ===
{| class="wikitable"
! !! F₂ !! Cl₂ !! Br₂ !! I₂
|-
| 和鐵反应 || FeF₃ || FeCl₃ || FeBr₃ || FeI₂（碘的氧化力較弱）
|-
| 和氫氧化鈉反应|| NaF＋OF₂|| NaCl＋NaClO<br />加热反应则生成NaCl＋NaClO₃ || NaBr＋NaBrO<br />加热反应则生成NaBr＋NaBrO₃ || NaI＋NaIO₃
|-
| 和硫反应 || SF₆<Br />也会产生SF₄ || S₂Cl₂<Br />在催化剂的作用下产生SCl₂<Br />低温下和低价硫的氯化物作用产生SCl₄ || S₂Br₂ || 不反应
|}

== 有机反应 ==
在[[有机化学]]，卤族元素经常作为决定[[有机化合物]]化学性质的[[官能团]]存在，常用X表示，如R－X是含鹵原子的烴類。

卤素的[[物理特性]]和[[化学特性]]明显区分于与它对应的[[烃链]]的主要原因，在于卤素原子（如F、Cl、Br、I）与[[碳]]原子的连接，即碳－鹵的连接，明显不同于[[烃链]]碳－氫连接。

* 卤原子通常较电负，碳－鹵连接比碳－氫连接更加电极化，但仍然是[[共价键]]。
* 卤原子体积和质量通常较碳原子大，碳－鹵连接的[[偶极子矩]]（Dipole Moment）和[[连接能量]]（Bonding Energy）远大于碳－氫，碳－鹵的连接力（Bonding strength）远小于碳－氫连接。
* 卤原子脆弱的p轨道（Orbital）与碳原子稳定的sp³轨道相连接，碳－鹵连接不甚稳定。

卤素最常见的有机化学反应为[[亲核性取代反应|亲核取代反应]]（nucleophilic substitution），通常的化学式如：

Nu:⁻＋R－X　→　R－Nu＋X⁻

“Nu:⁻”在这里代表亲核负离子，离子越亲核，[[产率]]和化学反应速度越可观。

“X”在这里代表卤素原子，如F、Cl、Br、I，若X⁻所对应的酸（即HX）为强酸，那么[[产率]]和反应的速度将非常可观，如果若X⁻所对应的酸为弱酸，则[[产率]]和反应的速度均会下降。

== 合成有機卤化物 ==
=== [[加成反应]] ===
[[加成反应]]可在未饱和烃链加入卤素，此为最简单的方式，如：

CH₃－CH₂－CH＝CH₂＋HBr　→　CH₃－CH₂－CHBr−CH₃

不經[[催化剂|催化]]，产率也可達90%以上。

=== Karasch方式 ===
如想将溴加在[[烃链]]第一粒碳原子，可用Karasch方式：

CH₃－CH₂－CH＝CH₂＋HBr　→　CH₃－CH₂－CH₂－CH₂－Br＋H₂O

以雙氧水催化，产率90%以上。

=== 由[[苯]]合成 ===
由[[苯]]合成卤化物则必须有催化剂，如：

:[[File:Benzene Halogenation.svg|class=skin-invert-image|400px]]

催化剂：三鹵化鋁或三鹵化鐵（X為對應鹵素）

产率较高。

=== 由[[醇]]合成 ===
由[[醇]]合成卤化物，必须用好的[[亲核试剂]]，[[强酸]]作为[[催化剂]]以提高产率和速度：CH₃－CH₂－CH₂－CH₂－OH＋Br⁻　⇌　CH₃－CH₂－CH₂－CH₂－Br＋H₂O

催化剂：H⁺

此反应为[[双向反应]]，[[产率]]和[[速度]]有限。

== 生产 ==
[[Image:Halogens.jpg|thumb|upright=1.5|right|从左到右分别是[[氯]]、[[溴]]和[[碘]]；在室温，氯是气体、溴是液体、碘是固体。[[氟]]太[[反应性|活潑]]而無法展示在圖中；[[砹]]和[[鿬]]放射力极强且極不穩定，目前尚未合成出可見量的單質。]]

含氟矿物[[萤石]]年開採约六百万公吨。[[氢氟酸]]年产約40万吨。由在[[磷酸]]生产中作为副产物产生的氢氟酸可制得氟气。氟气年产约15000公吨。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

[[石盐]]是最常用于开采氯的矿物，但[[光鹵石]]和[[钾石盐]]等矿物也可用于开采氯。每年還有約四千万吨的氯气以[[电解]][[卤水 (水域)|卤盐水]]的方法产生。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

溴年产约45万吨，约一半来自[[美国]]，约35%来自[[以色列]]，其余多来自[[中华人民共和国|中国]]。溴過去是在自然卤盐水添加[[硫酸]]和漂白粉生产；现代以[[赫伯特·亨利·道]]发明的电解法生产。溴也可由氯气通入海水，然后將空气通入海水生产。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

2003年全球碘产量约2.2萬公吨，智利生产四成、[[日本]]生产三成，另外少量由[[俄罗斯]]和美国生产{{rp|248}}。碘以前从[[海带]]提取出來，直到1950年代，现代以其他方式生产。产生碘的一种方法是将[[二氧化硫]]与[[硝酸盐]]矿石混合，其中含有一些[[碘酸盐]]。碘也可以从[[天然气]]田中提取。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

砹在[[鈾]]礦天然出現，但僅作為次要[[衰變產物]]痕量生成，且生成後會快速衰變，通常要在[[粒子加速器]]以α粒子轰击铋原子合成。<ref name = "Nature's Building Blocks"/>

{{僻字|[[鿬]]|⿰石田}}等[[超重元素]]皆不在自然界出現，只能使用粒子加速器人工合成。

== 用途 ==
氟最大的用途是在核燃料循环生产[[六氟化鈾]]，每年消耗近7000吨。首先[[二氧化铀]]与氢氟酸反应生成[[四氟化铀]]，然后以氟气氟化四氟化铀生成六氟化鈾{{sfn|Jaccaud et al.|2000|p=392}}，可通过[[气体扩散法]]或者[[气体离心法]]浓缩铀{{sfn|Jaccaud et al.|2000|p=382}}<ref name="AcountF">{{harvnb|Villalba|Ayres|Schroder|2008}}.</ref>。每年大约有6000吨氟用于生产惰性电介质[[六氟化硫]]，该物质可以用于高压变压器与断路器，这样就不必在充油设备中使用危险的[[多氯联苯]]了{{sfn|Aigueperse et al.|2000|p=430}}。电子产品中会使用一些氟化合物：在[[化学气相沉积]]中会使用[[六氟化钨]]或[[六氟化铼]]，在[[等离子蚀刻]]中会使用[[聚四氟乙烯]]{{sfn|Jaccaud et al.|2000|pp=391–392}}<ref name="AcountF"/><ref>{{harvnb|El-Kareh|1994|p=[https://books.google.com/?id=Wg1SnT6Cb0QC&pg=PA317 317]}}.</ref><ref>{{harvnb|Arana et al.|2007}}.</ref>。此外氟也可用於[[牙齒]]護理、製藥及在血液中攜帶[[氧氣]]等。

氯可作为較便宜的[[消毒劑]]，一般的[[自来水]]及[[游泳池]]就常用它[[消毒]]，但氯氣頗難溶、甚毒、會放出特殊氣味，且易生成有[[致癌]]風險的[[三鹵甲烷]]等[[有机氯化合物]]，中、美等國常改用[[二氧化氯]]（ClO₂）、[[氯胺]]或[[臭氧]]等代替氯氣作為水的消毒劑。除了用於消毒，氯氣也是一种重要的化工原料，用於制造[[盐酸]]和[[漂白粉]]、制造[[氯代烃]]。也可以用于制造多种[[农药]]、制造[[氯仿]]等[[有机溶剂]]。此外氯氣還广泛用于造纸、纺织、有机合成、金属冶炼等行业，也有作為[[化學武器]]的紀錄。

許多種的有機溴化物在[[工業]]上有其應用，其中一部份是由溴製備而來，另一部份則是由[[溴化氫]]製備而來。溴化合物在工業可用於[[阻燃劑]]、[[汽油]]添加劑、[[鑽井液]]和[[化工原料]]等，用途十分廣泛。

碘化物的主要用途包括做為[[催化劑]]、動物食物添加品、[[穩定劑]]、染劑、著色劑、顏料、藥品、清潔衛生（[[碘酒]]）、照片與[[鹵素燈泡]]等；其他小眾用途為除霧、種雲，和在分析化學中的多種用途。此外其[[放射性同位素|放射同位素]][[碘-131|碘131]]可用於[[醫學造影]]及[[放射治療]]。

砈的同位素皆非常不穩定，但砈-211用於[[核醫學]]。<ref name="211Att">{{cite book|title=Handbook of Nuclear Chemistry|volume=4|first1=Attila|last1=Vértes|first2=Sándor|last2=Nagy|first3=Zoltán|last3=Klencsár|year=2003|page=337|publisher=Springer|isbn=978-1-4020-1316-4|url=http://books.google.com/books?id=0skQvMEa8EYC&lpg=PA337&vq=astatine&dq=Handbook%20of%20Nuclear%20Chemistry&pg=PA337#v=snippet&q=astatine&f=false|access-date=2019-11-09|archive-date=2014-01-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20140108040310/http://books.google.com/books?id=0skQvMEa8EYC&lpg=PA337&vq=astatine&dq=Handbook%20of%20Nuclear%20Chemistry&pg=PA337#v=snippet&q=astatine&f=false|dead-url=no}}</ref>剛製成的砈-211須馬上用，不然其總量在7.2小時之後就會減半。砹-211會釋放α粒子，或經[[電子捕獲]]衰變成釋放α粒子的[[釙]]-211，可用於α粒子[[放射性療法|靶向治療]]。<ref name="211Att" />

{{僻字|[[鿬]]|⿰石田}}只能用粒子加速器人工合成，極難製備，單次造出的量極少（至多幾顆原子），生成後又會很快衰變，故沒有任何商業用途，僅用於學術研究。

== 生物學作用及防護 ==
氟并非[[人类]]或者其它[[哺乳动物]]必须的元素。有人認為少量的氟可能对增加骨强度有益，但该理论尚未确立。日常环境有很多微量氟的来源，只有[[人工饮食]]能使人[[缺氟]]<ref name="gastroenterology1">{{harvnb|Nielsen|2009}}.</ref><ref name="quott">{{Harvnb|Olivares|Uauy|2004}}.</ref>。至於吸入大量氟氣對人體來說是劇毒，會刺激[[眼]]、[[皮膚]]、[[呼吸道]][[粘膜]]。

和氟相似，大量氯氣對人體來說也是劇毒，可損害人體全身[[器官]]及[[神經系統]]，但氯離子是人體必需的[[礦物質]]，在人體中為[[代謝]]作用很重要的物質，[[胃]]中生成[[鹽酸]]和細胞幫浦的功能皆需要氯，飲食中主要的來源是餐桌上的氯化鈉，血液中過低或高濃度的氯為電解質失調的實例，在沒有其他異常的情況下很少發生低氯血症。

溴在人體中還未找到已知功能，但有機溴化合物的確自然存在。海中的有機物是有機溴化合物的主要來源，例如[[海藻]]和[[骨螺科|骨螺]]等。溴會[[腐蝕性|腐蝕]]及毒害人體，刺激[[皮膚]]及[[呼吸道]][[粘膜]]等，且傷害神經系統及[[腸]]胃道等。

碘是人體必需的礦物質，用以製造[[甲狀腺素]]以調控細胞代謝、神經性肌肉組織發展與成長（特別是在出生胎兒的腦部）<ref>Gropper SS, Groff JL, et al.（2005）Advanced Nutrition and Human Metabolism, 4th ed., pp. 468-473. Wardswirth, ISBN 978-0-534-55986-1</ref>。缺碘症<ref>{{cite web|url=http://www.iccidd.org/pages/iodine-deficiency.php|title=iodine deficiency disorder|author=|date=|publisher=|accessdate=2018-11-12|archive-date=2012-10-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20121018220727/http://www.iccidd.org/pages/iodine-deficiency.php|dead-url=no}}</ref><ref>{{Cite web |title=DFID KaR Geoscience - IDD Home |url=http://www.bgs.ac.uk/dfid-kar-geoscience/idd/home.html |website=British Geological Survey |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080321000053/http://www.bgs.ac.uk/dfid-kar-geoscience/idd/home.html |archive-date=2008-03-21 |access-date=2025-02-07}}</ref>是造成可避免性腦損害疾病最常見的因素，全世界估計有五千萬人深受影響。

砈和鿬沒有生物學功能。雖然依[[元素週期律]]，鹵素越往下越低毒，砈和鿬會比氟、氯、溴、碘低毒，但其極強[[放射性|放射]]可能引發[[輻射中毒]]，砈和鿬極可能有毒，但只會出現在受管制的輻射區域，絕大多數人不可能攝入砈和鿬（除非是在[[核電廠]]附近，某些[[鈾]][[同位素]][[放射性衰變|衰變]]會產生砈）。

== 注解 ==
{{reflist|group="注解"}}

== 参考文献 ==
{{Reflist}}

== 参见 ==
{{Portal box|化学}}
* [[元素周期表]]
* [[卤化]]
* [[族 (化学)|元素的族]]
* [[官能团]]
* [[拟卤素]]

{{-}}
{| style="margin:auto;"
|-
|左方一族：
|rowspan=2 bgcolor="#ffff99"|<span style="color:green;">'''卤素<br />第17族（ⅦA）'''</span>
|右方一族：
|-
|'''[[氧族元素]]'''
|'''[[稀有气体]]'''
|}
{{化學元素分類}}

{{Authority control}}

[[Category:卤素| ]]
[[Category:官能团|L]]
[[Category:族 (化学)]]