固态卤素单质属于分子晶体。分子晶体从固态到液态,再到气态的过程中,被打散的是分子之间的作用力,也就是范德华力,而分子中原子之间的共价键没有被破坏。比较它们的熔沸点,需要考虑的是范德华力的大小。
卤素单质都是非极性分子,在这类分子中,偶然出现的瞬时偶极产生的色散力,是范德华力的主要组成部分。
色散力的大小,与分子能够被极化的程度有关。
分子能够被极化的程度,与分子中的原子或原子团的体积有关。一般来说,原子(团)的体积越大,越容易被极化。
碘单质中碘原子的体积比较大,被极化的程度也可以比较高,这使得碘分子之间总体的色散力比较大,要克服这样的色散力需要的分子动能也比较高,相应地熔沸点也比较高。
因此卤素单质的熔沸点:碘>溴>氯>氟
而金属晶体、原子晶体类的物质,在熔化、沸腾的过程中,需要打散的是金属键/共价键。这两种键的强度则是随原子的半径减小而增大。
因此离子价态相同的金属的熔沸点例如:锂>钠>钾;结构相似的原子化合物(巨型分子)的熔沸点例如:碳(金刚石)>硅