Хлор (Cl) находится в периодической системе химических элементов в следующем положении:
Период и группа: Хлор расположен в 17-й группе (по современной классификации - это группа галогенов) и в 3-м периоде периодической таблицы.
Атомный номер: 17.
Строение атома хлора:
Заряд ядра: Поскольку хлор имеет атомный номер 17, его ядро содержит 17 протонов. Это же число определяет положительный заряд ядра.
Состав ядра: В ядре атома хлора, кроме 17 протонов, содержится также определённое число нейтронов. Для наиболее распространённого изотопа хлора ((^{35}_{17}Cl)), количество нейтронов равно 18 (35 - 17 = 18).
Общее число электронов: В нейтральном состоянии атом хлора содержит 17 электронов, поскольку число электронов равно числу протонов.
Электронные слои: Электронная конфигурация хлора: (1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5). Это говорит о том, что у хлора три электронных слоя (энергетических уровня) и на внешнем слое (3-й уровень) находится 7 электронов.
Валентность:
Хлор имеет семь электронов на внешнем энергетическом уровне, поэтому ему не хватает одного электрона до завершения октавы, что делает его валентность чаще всего равной 1. Однако хлор может проявлять и другие валентности в соединениях, например, 3, 5, и 7, за счёт участия d-орбиталей.
Химические свойства и уравнения реакций:
Свойства простого вещества (Cl₂):
Хлор – это очень активный неметалл. Он вступает в реакции с металлами, неметаллами и водой.
Реакция с водородом:
[
\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}
]
В результате образуется хлороводород.
Реакция с железом:
[
2\text{Fe} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{FeCl}_3
]
Образуется хлорид железа (III).
Высший оксид хлора (Cl₂O₇):
Хлор образует несколько оксидов, высший из которых – оксид хлора (VII) или Cl₂O₇.
- Взаимодействие с водой:
[
\text{Cl}_2\text{O}_7 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{HClO}_4
]
Образуется перхлорная кислота.
Гидроксид хлора (гипотетический Cl(OH)₇):
На практике гидроксиды хлора в чистом виде не существуют, но можно рассматривать реакцию образования соответствующих кислот из оксидов.
- Образование перхлорной кислоты:
[
\text{Cl}_2\text{O}_7 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{HClO}_4
]
Эти реакции демонстрируют высокую химическую активность хлора и его способность образовывать кислоты с высокой степенью окисления. Хлор и его соединения широко применяются в различных отраслях, включая промышленность, медицину и бытовую химию.