Хлор в таблице Менделеева обозначается символом Cl (лат. Chlorum) и стоит под номером 17. Атомная масса 35,45, валентность I, III, V, VII, степени окисления от −1 до +7, электроотрицательность 3,16. Ниже — полная таблица характеристик и готовая характеристика 17-го элемента по плану: положение, строение атома, оксид, гидроксид, водородное соединение.
| Символ | Cl |
|---|---|
| Латинское название | Chlorum |
| Атомный номер | 17 |
| Атомная масса | 35,45 а.е.м. |
| Категория | Галогены |
| Группа | 17 |
| Период | 3 |
| Агрегатное состояние (20 °C) | газ |
| Электронная конфигурация | [Ne] 3s² 3p⁵ |
| Полная конфигурация | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ |
| Электронов на внешнем уровне | 7 |
| Степени окисления | −1…+7 |
| Валентность | I, III, V, VII |
| Электроотрицательность (по Полингу) | 3,16 |
| Температура плавления | -101 °C |
| Температура кипения | -34 °C |
| Год открытия | 1774 |
| Применение | дезинфекция, ПВХ, растворители |
Это тот самый план, по которому характеристику элемента спрашивают в школе и на ЕГЭ: от положения в периодической системе — к строению атома, а от строения атома — к свойствам. Ниже — готовый разбор 17-го элемента (Хлор, Cl). Такой же разбор для любого из 118 элементов построит конструктор характеристики элемента.
Хлор (лат. Chlorum, символ Cl) — элемент с номером 17 и атомной массой 35,45, галоген VII группы третьего периода. Электронная конфигурация [Ne] 3s² 3p⁵: до завершения оболочки не хватает одного электрона, поэтому хлор — активный неметалл и сильный окислитель, хотя и уступает фтору. Характерная степень окисления −1 (в хлоридах и соляной кислоте HCl), но в соединениях с кислородом хлор проявляет и положительные степени вплоть до +7 (в хлорной кислоте HClO₄ и перхлоратах). Простое вещество — ядовитый жёлто-зелёный газ Cl₂ с резким удушливым запахом, тяжелее воздуха (само название происходит от греческого «хлорос» — жёлто-зелёный). Хлор сжижается при небольшом охлаждении, что удобно для хранения и перевозки.
Из-за активности в природе хлор встречается только в соединениях, главное из которых — хлорид натрия NaCl (поваренная и каменная соль, растворённая в морской воде). Хлор широко применяют для обеззараживания питьевой воды и воды в бассейнах, в производстве отбеливателей, а также как сырьё для огромного числа продуктов: пластика ПВХ (поливинилхлорида), растворителей, пестицидов, лекарств, соляной кислоты. Ионы хлора важны и для организма: они участвуют в поддержании кислотно-щелочного и водного баланса, входят в состав желудочного сока. Вместе с тем газообразный хлор ядовит и в высоких концентрациях опасен — в Первую мировую войну его применяли как боевое отравляющее вещество. Соседи хлора — сера и аргон, по группе выше стоит фтор, ниже — бром, йод, астат. О свойствах галогенов и активности неметаллов читайте в гайдах об электроотрицательности и о металлах и неметаллах, а массу хлоридов считайте калькулятором молярной массы.
Символом Cl — от латинского названия Chlorum. Стоит он на 17-м месте, в VII группе (17-я по современной нумерации) третьего периода, между серой (№16) и аргоном (№18). Слева от хлора в третьем периоде — сера, справа — аргон, а прямо под аргоном в четвёртом периоде начинается калий (№19).
В хлоридах и соляной кислоте HCl хлор одновалентен (валентность I) — это его основное состояние. В кислородсодержащих соединениях он проявляет валентность III (HClO₂), V (HClO₃) и VII (HClO₄, перхлораты). Валентность IV и VI у хлора не характерны, потому что электроны на внешнем уровне распариваются по два.
По шкале Полинга — 3,16. Это третье место после фтора (3,98) и кислорода (3,44), поэтому в соединениях почти со всеми элементами, кроме них, хлор притягивает электроны к себе и получает степень окисления −1.
Основная −1 (в хлоридах и HCl). В соединениях с кислородом хлор бывает +1, +3, +5 и +7 (например, в хлорной кислоте HClO₄). Это делает его химически разнообразным.
Семь: конфигурация внешнего уровня — 3s² 3p⁵, всего у атома 17 электронов по схеме 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. До устойчивой восьмёрки не хватает одного электрона, поэтому хлор легко принимает его и превращается в ион Cl⁻.
Хлор — сильный окислитель, он уничтожает бактерии и вирусы, поэтому его добавляют в питьевую воду и бассейны. Используют малые безопасные концентрации и соединения хлора.
Газообразный хлор ядовит: он раздражает дыхательные пути и в высокой концентрации опасен для жизни. В связанном виде (соль, хлориды) хлор безопасен и даже необходим организму.
Пластик ПВХ, растворители, отбеливатели, пестициды, лекарства, соляную кислоту. Хлор — важнейшее сырьё химической промышленности.
Атом хлора крупнее, его внешние электроны дальше от ядра и слабее притягиваются, поэтому электроотрицательность и окислительная способность у хлора ниже, чем у фтора. Фтор вытесняет хлор из хлоридов.
В соли NaCl хлор находится в виде иона Cl⁻ — это устойчивое связанное состояние, совершенно не похожее на ядовитый газ Cl₂. Свойства простого вещества и иона различаются полностью.