Каталог статей /

Хлор :: Химические свойства

Хлор · История открытия хлора · Распространение в природе · Изотопный состав · Физические и химические свойства · Химические свойства · Способы получения · Хранение хлора · Стандарты качества хлора · Применение · Биологическая роль · Токсичность · Литература · Близкие статьи · Комментарии · Примечания · Официальный сайт ·

Строение электронной оболочки

На валентном уровне атома хлора содержится 1 неспаренный электрон: 1s2 2s2 2p6 3s2 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 прочие степени окисления. Схема образования возбуждённых состояний атома:

Валентность Возможные
степени окисления		 Электронное состояние
валентного уровня		 Пример соединений
I +1, 1, 0 3s2 3p5 NaCl, NaClO, Cl2
III +3 3s2 3p4 3d1 NaClO2
V +5 3s2 3p3 3d2 KClO3
VII +7 3s1 3p3 3d3 KClO4

Также известны соединения хлора, в которых атом хлора формально проявляет валентность 4 и 6, к примеру ClO2 и Cl2O6. В тоже время, эти соединения являются радикалами, то есть у них есть один неспаренный электрон.

Взаимодействие с металлами

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

{\mathsf {2Na+Cl_{2}\rightarrow 2NaCl}}
{\mathsf {2Sb+3Cl_{2}\rightarrow 2SbCl_{3}}}
{\mathsf {2Fe+3Cl_{2}\rightarrow 2FeCl_{3}}}

Взаимодействие с неметаллами

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

На свету или при нагревании быстро реагирует (в некоторых случаях со взрывом) с водородом по радикальному механизму. Смеси хлора с водородом, содержащие от 5,8 до 88,3 % водорода, взрываются при облучении с образованием хлороводорода. Смесь хлора с водородом в небольших концентрациях горит бесцветным или желто-зелёным пламенем. Максимальная температура водородно-хлорного пламени 2200 °C.:

{\mathsf {H_{2}+Cl_{2}\rightarrow 2HCl}}
{\mathsf {5Cl_{2}+2P\rightarrow 2PCl_{5}}}
{\mathsf {2S+Cl_{2}\rightarrow S_{2}Cl_{2}}}

или

{\mathsf {S+Cl_{2}\rightarrow SCl_{2}}}

С кислородом хлор образует оксиды в которых он проявляет степень окисления от +1 до +7: Cl2O, ClO2, Cl2O5, Cl2O7. Они имеют резкий запах, термически и фотохимически нестабильны, склонны к взрывному распаду.

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

{\mathsf {Cl_{2}+3F_{2}\rightarrow 2ClF_{3}}}

Другие свойства

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

{\mathsf {Cl_{2}+2HBr\rightarrow Br_{2}+2HCl}}
{\mathsf {Cl_{2}+2NaI\rightarrow I_{2}+2NaCl}}

При реакции с монооксидом углерода образуется фосген:

{\mathsf {Cl_{2}+CO\rightarrow COCl_{2}}}

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

{\mathsf {Cl_{2}+H_{2}O\rightarrow HCl+HClO}}
{\mathsf {Cl_{2}+2NaOH\rightarrow NaCl+NaClO+H_{2}O}}
{\mathsf {3Cl_{2}+6NaOH\rightarrow 5NaCl+NaClO_{3}+3H_{2}O}} (при нагревании)

Хлорированием сухого гидроксида кальция получают хлорную известь:

{\mathsf {Cl_{2}+Ca(OH)_{2}\rightarrow CaCl(OCl)+H_{2}O}}

Действием хлора на аммиак можно получить трихлорид азота:

{\mathsf {4NH_{3}+3Cl_{2}\rightarrow NCl_{3}+3NH_{4}Cl}}

Окислительные свойства хлора

Хлор — очень сильный окислитель:

{\mathsf {Cl_{2}+H_{2}S\rightarrow 2HCl+S}}

Раствор хлора в воде используется для отбеливания тканей и бумаги.

Реакции с органическими веществами

С насыщенными соединениями:

{\mathsf {CH_{3}{\text{-}}CH_{3}+Cl_{2}\rightarrow C_{2}H_{5}Cl+HCl}}
{\mathsf {CH_{4}+Cl_{2}\rightarrow CH_{3}Cl+HCl}} (получение хлороформа, реакция идет многоступенчато с образованием тетрахлорметана CCl4)

Присоединяется к ненасыщенным соединениям по кратным связям:

{\mathsf {CH_{2}{\text{=}}CH_{2}+Cl_{2}\rightarrow Cl{\text{-}}CH_{2}{\text{-}}CH_{2}{\text{-}}Cl}}

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

{\mathsf {C_{6}H_{6}+Cl_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}Cl+HCl}}

Часть информации на сайте получена из открытых источников. Основа ВикипедиЯ. | Пожалуйста, внимательно прочитайте эту страницу! |