Часть: История открытия хлора

История элементарного хлора сравнительно коротка, она ведет начало с 1774 г. Весьма вероятно, что алхимики сталкивались с элементарным хлором, так как в странах Востока уже в IX, а в Европе в XIII в. была известна «царская водка» — смесь соляной и азотной кислот.

Подробно хлор впервые описан шведским химиком К. Шелле при взаимодействии пиролюзита с соляной кислотой в своём трактате о пиролюзите.

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O.

Шелле отметил запах хлора, схожий с запахом царской водки, его способность взаимодействовать с золотом и киноварью, а также его отбеливающие свойства.

Бертолле и Лавуазье предположили, что хлор является оксидом элемента мурия, однако попытки его выделения оставались безуспешными вплоть до работ Дэви, которому электролизом удалось разложить поваренную соль на натрий и хлор.

Гей-Люссак дал новому элементу более короткое имя — хлор.

часть: Общая характеристика

1. Расположение в таблице Д.И. Менделеева

Хлор (от греч. члщсьт — «зелёный») — элемент главной подгруппы седьмой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 17. Обозначается символом Cl (лат. Chlorum). Химически активный неметалл. Входит в группу галогенов (первоначально название «галоген» использовал немецкий химик Швейгер для хлора [дословно «галоген» переводится как солерод], но оно не прижилось, и впоследствии стало общим для VII группы элементов, в которую входит и хлор).

2. Строение атома (СI)

На валентном уровне атома хлора содержится 1 неспаренный электрон: 1SІ 2SІ 2p6 3SІ 3p5, поэтому валентность равная 1 для атома хлора очень стабильна. За счёт присутствия в атоме хлора незанятой орбитали d-подуровня, атом хлора может проявлять и другие валентности. Схема образования возбуждённых состояний атома:

3. Физические свойства

При нормальных условиях хлор — жёлто-зелёный газ с удушающим запахом. При охлаждении хлор превращается в жидкость при температуре около 239 К, а затем ниже 113 К кристаллизуется. Некоторые его физические свойства представлены в таблице.

• 4. Химические свойства
• 4.1 Взаимодействие с неметаллами

C неметаллами (кроме углерода, азота, кислорода и инертных газов), образует соответствующие хлориды.

На свету или при нагревании активно реагирует (иногда со взрывом) с водородом по радикальному механизму. Смесь хлора с водородом в небольших концентрациях горит бесцветным или желто-зелёным пламенем.

Cl2 + H2 > 2HCl.

• 5Cl2 + 2P > 2PCl5
• 2S + Cl2 > S2Cl2

С кислородом хлор образует оксиды в которых он проявляет степень окисления от +1 до +7: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7. Они имеют резкий запах, термически и фото химически нестабильны, склонны к взрывному распаду.

При реакции с фтором, образуется не хлорид, а фторид:

Cl2 + 3F2 (изб.) > 2ClF3.

4.2 Взаимодействие с металлами

Хлор непосредственно реагирует почти со всеми металлами (с некоторыми только в присутствии влаги или при нагревании):

Cl2 + 2Na > 2NaCl.

• 3Cl2 + 2Sb > 2SbCl3
• 3Cl2 + 2Fe > 2FeCl3

Сейчас на видео мы сможете наблюдать реакции хлора с некоторыми элементами Горение свечи в хлоре Взаимодействие хлора с металлами: а) с железом Взаимодействие со сложными веществами Вытеснение более активным галогеном менее активного из его соли.

4.3 Другие свойства

Хлор вытесняет бром и иод из их соединений с водородом и металлами:

Cl2 + 2HBr > Br2 + 2HCl.

Cl2 + 2NaI > I2 + 2NaCl.

При реакции с монооксидом углерода образуется фосген:

Cl2 + CO > COCl2.

При растворении в воде или щелочах, хлор дисмутирует, образуя хлорноватистую (а при нагревании хлорную) и соляную кислоты, либо их соли:

Cl2 + H2O > HCl + HClO.

3Cl2 + 6NaOH > 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.

Хлорированием сухого гидроксида кальция получают хлорную известь:

Cl2 + Ca (OH)2 > CaCl (OCl) + H2O.

Действие хлора на аммиак можно получить трёххлористый азот:

• 4NH3 + 3Cl2 > NCl3 + 3NH4Cl
• 4.4 Окислительные свойства хлора

Хлор очень сильный окислитель.

Cl2 + H2S > 2HCl + S.

4.5 Реакции с органическими веществами

С насыщенными соединениями:

CH3-CH3 + Cl2 > C2H6-xClx + HCl.

Присоединяется к ненасыщенным соединениям по кратным связям:

CH2=CH2 + Cl2 > Cl-CH2-CH2-Cl.

Ароматические соединения замещают атом водорода на хлор в присутствии катализаторов (например, AlCl3 или FeCl3):

C6H6 + Cl2 > C6H5Cl + HCl.