Хлор и его характеристики

Общая характеристика хлора

Важнейшим природным соединением хлора является хлорид натрия (поваренная соль) NaCl. Главная масса хлорида натрия находится в воде морей и океанов. Воды многих озер также содержат значительное количество NaCl. Он встречается также и в твердом виде, образуя местами в земной коре мощные пласты так называемой каменной соли. В природе распространены и другие соединения хлора, например хлорид калия в виде минералов карналлита KCl×MgCl₂×6H₂O и сильвина KCl.

В обычных условиях хлор представляет собой газ желто-зеленого цвета (рис. 1), который хорошо растворяется в воде. При охлаждении из водных растворов выделяются кристаллогидраты, являющиеся кларатами приблизительного состава Cl₂×6H₂Oи Cl₂×8H₂O.

Рис. 1. Хлор в жидком состоянии. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса хлора

Относительной атомной массой элемента называют отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома углерода. Относительная атомная масса безразмерна и обозначается A_r (индекс «r» — начальная буква английского слова relative, что в переводе означает «относительный»). Относительная атомная масса атомарного хлора равна 35,457 а.е.м.

Массы молекул, также как массы атомов выражаются в атомных единицах массы. Молекулярной массой вещества называется масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Относительной молекулярной массой вещества называют отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м. Известно, что молекула хлора двухатомна – Cl₂. Относительная молекулярная масса молекулы хлора будет равна:

M_r(Cl₂) = 35,457 × 2 ≈ 71.

Изотопы хлора

Известно, что в природе хлор может находиться в виде двух стабильных изотопов ³⁵Cl (75,78%) и ³⁷Cl (24,22%). Их массовые числа равны 35 и 37 соответственно. Ядро атома изотопа хлора ³⁵Cl содержит семнадцать протонов и восемнадцать нейтронов, а изотоп ³⁷Cl– такое же количество протонов и двадцать нейтронов.

Существуют искусственные изотопы хлора с массовыми числами от 35-ти до 43-х, среди которых наиболее стабильным является ³⁶Cl с периодом полураспада равным 301 тысяча лет.

Ионы хлора

На внешнем энергетическом уровне атома хлора имеется семь электронов, которые являются валентными:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

В результате химического взаимодействия хлор может терять свои валентные электроны, т.е. являться их донором, и превращаться в положительно заряженные ионы или принимать электроны другого атома, т.е. являться их акцептором, и превращаться в отрицательно заряженные ионы:

Cl⁰ –7e → Cl⁷⁺;

Cl⁰ -5e → Cl⁵⁺;

Cl⁰ -4e → Cl⁴⁺;

Cl⁰ -3e → Cl³⁺;

Cl⁰ -2e → Cl²⁺;

Cl⁰ -1e → Cl¹⁺;

Cl⁰ +1e → Cl^1-.

Молекула и атом хлора

Молекула хлора состоит из двух атомов – Cl₂. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу хлора:

Примеры решения задач