Как выглядит модель атома хлора

Строение атома хлора

Общие сведения о строении атома хлора

Относится к элементам p-семейства. Неметалл. Элементы-неметаллы, входящие в эту группу, носят общее название галогены. Обозначение – Cl. Порядковый номер – 17. Относительная атомная масса – 35,453 а.е.м.

Электронное строение атома хлора

Атом хлора состоит из положительно заряженного ядра (+17), состоящего из 17 протонов и 18 нейтронов, вокруг которого по 3-м орбитам движутся 17 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома хлора.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

На внешнем энергетическом уровне атома хлора находится семь электронов, все они считаются валентными. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Этим объясняется наличие у хлора ещё трех степеней окисления: +3, +5 и +7.

Примеры решения задач

Задание	Даны два элемента с зарядами ядер Z=17 и Z=18. Простое вещество, образованное первым элементом, — ядовитый газ с резким запахом, а вторым – не ядовитый, лишенный запаха, не поддерживающий дыхания газ. Напишите электронные формулы атомов обоих элементов. Какой из них образует ядовитый газ?
Решение	Электронные формулы заданных элементов будут записываться следующим образом:

Заряд ядра атома химического элемента равен его порядковому номеру в Периодической таблице. Следовательно, это хлор и аргон. Два атома хлора образуют молекулу простого вещества – Cl₂, которое представляет собой ядовитый газ с резким запахом

ОтветХлор и аргон.

Задание	Назовите элементы, в атомах которых распределение электронов по энергетическим уровням в основном состоянии соответствует рядам чисел: а) 2,8,7; б) 2,8,8,1; в) 2,8,13,1; г)2,8,18,1. Какие из них относятся к одной группе? Какие находятся в одном периоде?
Ответ	Определить положение химического элемента в Периодической таблице можно сложив все электроны, имеющиеся в атоме, не учитывая их распределения по энергетическим уровням:

б) 2+8+8+1 =19. Это калий.

в) 2+8+13+1 = 24. Это хром.

г) 2+8+18+1 = 29. Это медь.

В одной группе –первой, но разных подгруппах расположены калий и медь. Калий и хром находятся в одном периоде – четвертом.

Источник

Хлор Cl

Хлор в таблице менделеева занимает 17 место, в 3 периоде.

Символ	Cl
Номер	17
Атомный вес	35.4460000
Латинское название	Chlorum
Русское название	Хлор

Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь

Электронная схема хлора

Короткая запись:
Cl: [Ne]3s 2 3p 5

Порядок заполнения оболочек атома хлора (Cl) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.

Хлор имеет 17 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

6 электронов на 2p-подуровне

2 электрона на 3s-подуровне

5 электронов на 3p-подуровне

Степень окисления хлора

Ионы хлора

Валентность Cl

Атомы хлора в соединениях проявляют валентность VI, V, IV, III, II, I.

Валентность хлора характеризует способность атома Cl к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа Cl

Видео заполнения электронной конфигурации (gif):

Результат:

Энергия ионизации

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Источник

Хлор, свойства атома, химические и физические свойства

Хлор, свойства атома, химические и физические свойства.

35,446-35,457 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Хлор — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 17. Расположен в 17-й группе (по старой классификации — главной подгруппе седьмой группы), третьем периоде периодической системы.

Общие сведения:

100	Общие сведения
101	Название	Хлор
102	Прежнее название
103	Латинское название	Chlorum
104	Английское название	Chlorine
105	Символ	Cl
106	Атомный номер (номер в таблице)	17
107	Тип	Неметалл
108	Группа	Галоген
109	Открыт	Карл Вильгельм Шееле, Швеция, 1774 г.
110	Год открытия	1774 г.
111	Внешний вид и пр.	Ядовитый газ желтовато-зелёного цвета, тяжелее воздуха, с резким запахом и сладковатым, «металлическим» вкусом
112	Происхождение	Природный материал
113	Модификации
114	Аллотропные модификации	2 аллотропные модификации хлора:

— хлор с простой орторомбической кристаллической решёткой,

— хлор с тетрагональной кристаллической решёткой115Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга— хлор с простой орторомбической кристаллической решёткой существует при температуре выше 100 K и иных стандартных условиях,

— хлор с тетрагональной кристаллической решёткой существует при температуре ниже 100 K и иных стандартных условиях116Конденсат Бозе-Эйнштейна117Двумерные материалы118Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)0 %119Содержание в земной коре (по массе)0,017 %120Содержание в морях и океанах (по массе)2,0 %121Содержание во Вселенной и космосе (по массе)0,0001 %122Содержание в Солнце (по массе)0,0008 %123Содержание в метеоритах (по массе)0,037 %124Содержание в организме человека (по массе)0,12 %

Свойства атома хлора :

200	Свойства атома
201	Атомная масса (молярная масса)*	35,446-35,457 а.е.м. (г/моль)
202	Электронная конфигурация	1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
203	Электронная оболочка	K2 L8 M7 N0 O0 P0 Q0 R0

204Радиус атома (вычисленный)79 пм205Эмпирический радиус атома*100 пм206Ковалентный радиус*102 пм207Радиус иона (кристаллический)Cl —

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)208Радиус Ван-дер-Ваальса175 пм209Электроны, Протоны, Нейтроны17 электронов, 17 протонов, 18 нейтронов210Семейство (блок)элемент p-семейства211Период в периодической таблице3212Группа в периодической таблице17-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 7-ой группы)213Эмиссионный спектр излучения

Химические свойства хлора:

Физические свойства хлора:

400	Физические свойства
401	Плотность*	0,0032 г/см 3 (при 0 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – газ),

Кристаллическая решётка хлора:

500	Кристаллическая решётка
511	Кристаллическая решётка #1
512	Структура решётки	Простая орторомбическая

513Параметры решёткиa = 6,29, b = 4,50 Å, c = 8,21 Å514Отношение c/a515Температура Дебая516Название пространственной группы симметрииCmca517Номер пространственной группы симметрии64521Кристаллическая решётка #2522Структура решёткиТетрагональная523Параметры решёткиa = 8,56 Å, c = 6,12 Å524Отношение c/a0,714525Температура Дебая526Название пространственной группы симметрииP4₂/ncm527Номер пространственной группы симметрии

Дополнительные сведения:

900	Дополнительные сведения
901	Номер CAS	7782-50-5

Примечание:

201* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

205* Эмпирический радиус атома хлора согласно [3] составляет 99 пм.

206* Ковалентный радиус хлора согласно [1] и [3] составляет 102±4 пм.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔH_пл) хлора согласно [3] составляет 6,41 кДж/моль.

410* Молярная теплоемкость хлора [3] составляет 21,838 Дж/(K·моль).

415* Критическая температура хлора согласно [4] составляет 144 °C (417,15 K, 291,2 °F).

416* Критическое давление хлора согласно [4] составляет 7,71 МПа.

Источник

Основные сведения о хлоре как химическом элементе

История открытия хлора

Хлор — химический элемент с атомным номером 17. Принадлежит к 17-й группе периодической таблицы химических элементов, находится в третьем периоде таблицы. Обозначается символом Cl. Активный неметалл. Галоген. Молекула хлора состоит из двух атомов. Кристаллическая решетка хлора ромбическая. Молярная масса хлора (M (Cl)) составляет 35,446-35,457 г/моль.

Ковалентная связь хлора:

В 1772 году Джозеф Пристли впервые получил первое соединение с хлором — газообразный хлороводород.

В 1774 году хлор был получен шведским ученым Вильгельмом Шееле, который описал выделение хлора при взаимодействии пиролюзита с соляной кислотой: 4 H C l + M n O 2 = C l 2 + M n C l 2 + 2 H 2 O

Шееле вывел хлор со следующими характеристиками:

Однако Вильгельм, используя теорию флогистона, сделал предположение о том, что хлор состоит из дефлогистированной муриевой (соляной) кислоты.

В 1810 году Г. Дэви с помощью процесса электролиза разложил поваренную соль на хлор и натрий, тем самым доказав элементарную природу хлора. В 1811 году ученый предложил новое название для элемента — «хлорин». А спустя год Ж. Гей-Люссак доработал окончательное название, которое мы используем по сей день — хлор. В 1811 также Иоганн Швейгер хотел предложить для хлора название галоген, но вскоре для всей 17 группы элементов закрепился этот термин.

В 1826 году химиком Йёнсом Якобом Берцелиусом была определена точная атомная масса хлора 35,446. 35,457 а. е. м

Физические и химические свойства

К физическим свойствам хлора относят:

К химическим свойствам относят:

C l 2 + 2 H B r → B r 2 + 2 H C l — при таких реакциях хлор вытесняет бром из соединений с водородом или металлом;

2 N a + C l 2 → 2 N a C l — при взаимодействии натрия и хлора мы получаем хлорид натрия;

2 F e + 3 C l 2 → 2 F e C l 3 — при взаимодействии железа и хлора мы получим хлорид железа(III);

C l 2 + H 2 O ⇄ H C l + H C l O

C l 2 + 2 N a O H → N a C l + N a C l O + H 2 O ;

H 2 + C l 2 → 2 H C l ;

Строение электронной оболочки

Электронная оболочка — совокупность всех электронов в атоме, которые окружают ядро.

На валентном уровне атома хлора содержится 1 неспаренный электрон: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5. За счет присутствия в атоме хлора незанятой орбитали d-подуровня, атом хлора может проявлять и прочие степени окисления.

Обратимся к схеме возбужденных состояний атомов хлора:

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

Нахождение в природе

Биологическая роль хлора

Ионы хлора жизненно необходимы растениям, потому что они участвуют в энергетическом обмене у растений. Человек потребляет 5-10 г NaCl в сутки. Каждый день с пищей человек получает 3-6 г хлора, что абсолютно покрывает потребность в этом элементе откуда-либо из внешней среды.

Хлорные каналы присутствуют во многих типах митохондриальных мембран, скелетных мышцах и клетках. Эти каналы выполняют исключительные функции в нормализации объема жидкости, участвуют в поддержании кислотно-щелочного баланса — рН клеток. Всасывание хлора происходит в толстой кишке.

Получение и применение хлора

Получение хлора в химии

Хлор, который производят, хранится в специальных «танках» или закачивается в стальные баллоны высокого давления. Баллоны с жидким хлором под давлением имеют специальную окраску — болотный цвет.

В настоящее время химические методы получения хлора не используют, так как они являются очень ресурсозатратными и малоэффективными.

Метод Дикона

В 1867 году ученым химиком Диконом был разработан метод получения хлора каталитическим окислением хлороводорода кислородом воздуха: 4 H C l + O 2 → 2 H 2 O + 2 C l 2 ↑

Современные лабораторные методы

На данный момент хлор используется в лабораториях в баллонах.

Для того чтобы получить небольшое количество хлора, обычно используют процессы, основанные на окислении хлороводорода более сильными окислителями. Чаще всего это перманганат калия или диоксид марганца: 2 K M n O 4 + 16 H C l → 2 K C l + 2 M n C l 2 + 5 C l 2 ↑ + 8 H 2 O

Электрохимические методы

При невозможности использования сжиженного хлора в баллонах, используют электрохимические методы.

В промышленности применяются три варианта электрохимического метода: два из них — электролиз с твердым катодом, третий — электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства). При таких методах качество получаемого хлора почти не отличается.

Мембранный метод

Мембранный метод производства хлора наиболее энергоэффективен, но при этом довольно сложен в организации и эксплуатации.

В мембранном методе катодное и анодное пространства полностью разделены непроницаемой для анионов катионообменной мембраной. Поэтому в мембранном электролизере два потока.

В анодное пространство поступает поток раствора соли. А в катодное — деионизированная вода. Все потоки предварительно очищаются от всевозможных примесей.

Применение хлора

Реакции с органическими веществами

Замещение атомов водорода в молекулах О В :

Ароматические соединения замещают атом водорода на хлор в присутствии катализаторов: C 6 H 6 + C l 2 → C 6 H 5 C l + H C l

Особенности работы с хлором

Источник

Хлор, свойства атома, химические и физические свойства

Хлор, свойства атома, химические и физические свойства.

35,446-35,457* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Хлор — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 17. Расположен в 17-й группе (по старой классификации — главной подгруппе седьмой группы), третьем периоде периодической системы.

Атом и молекула хлора. Формула хлора. Строение атома хлора:

Хлор – неметалл. Относится к группе галогенов.

Хлор обозначается символом Cl.

Как простое вещество хлор при нормальных условиях представляет собой ядовитый газ желтовато-зелёного цвета, тяжелее воздуха, с резким запахом и сладковатым, «металлическим» вкусом.

Молекула хлора двухатомна.

Химическая формула хлора Cl₂.

Строение атома хлора. Атом хлора состоит из положительно заряженного ядра (+17), вокруг которого по трем оболочкам движутся 17 электронов. При этом 10 электронов находятся на внутреннем уровне, а 7 электронов – на внешнем. Поскольку хлор расположен в третьем периоде, оболочек всего три. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлены s- и р-орбиталями. Третья – внешняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. На внешнем энергетическом уровне атома хлора на 3s-орбитали находятся два спаренных электрона, на 3p-орбитали – четыре спаренных и один неспаренный электрон. В свою очередь ядро атома хлора состоит из 17 протонов и 18 нейтронов. Хлор относится к элементам p-семейства.

Радиус атома хлора (вычисленный) составляет 79 пм.

Атомная масса атома хлора составляет 35,446-35,457 а. е. м.

Хлор – химически активный неметалл.

Хлор – токсичный, ядовитый, удушающий газ.

Изотопы и модификации хлора:

Свойства хлора (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

100	Общие сведения
101	Название	Хлор
102	Прежнее название
103	Латинское название	Chlorum
104	Английское название	Chlorine
105	Символ	Cl
106	Атомный номер (номер в таблице)	17
107	Тип	Неметалл
108	Группа	Галоген
109	Открыт	Карл Вильгельм Шееле, Швеция, 1774 г.
110	Год открытия	1774 г.
111	Внешний вид и пр.	Ядовитый газ желтовато-зелёного цвета, тяжелее воздуха, с резким запахом и сладковатым, «металлическим» вкусом
112	Происхождение	Природный материал
113	Модификации
114	Аллотропные модификации	2 аллотропные модификации хлора: – хлор с простой орторомбической кристаллической решёткой, – хлор с тетрагональной кристаллической решёткой
115	Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116	Конденсат Бозе-Эйнштейна
117	Двумерные материалы
118	Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)	0 %
119	Содержание в земной коре (по массе)	0,017 %
120	Содержание в морях и океанах (по массе)	2,0 %
121	Содержание во Вселенной и космосе (по массе)	0,0001 %
122	Содержание в Солнце (по массе)	0,0008 %
123	Содержание в метеоритах (по массе)	0,037 %
124	Содержание в организме человека (по массе)	0,12 %
200	Свойства атома
201	Атомная масса (молярная масса)*	35,446-35,457 а. е. м. (г/моль)
202	Электронная конфигурация	1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
203	Электронная оболочка	K2 L8 M7 N0 O0 P0 Q0 R0
204	Радиус атома (вычисленный)	79 пм
205	Эмпирический радиус атома*	100 пм
206	Ковалентный радиус*	102 пм
207	Радиус иона (кристаллический)	Cl – 0,009 Вт/(м·К) (при 300 K)
500	Кристаллическая решётка
511	Кристаллическая решётка #1
512	Структура решётки	Простая орторомбическая
513	Параметры решётки	a = 6,29, b = 4,50 Å, c = 8,21 Å
514	Отношение c/a
515	Температура Дебая
516	Название пространственной группы симметрии	Cmca
517	Номер пространственной группы симметрии	64
521	Кристаллическая решётка #2
522	Структура решётки	Тетрагональная
523	Параметры решётки	a = 8,56 Å, c = 6,12 Å
524	Отношение c/a	0,714
525	Температура Дебая
526	Название пространственной группы симметрии	P42/ncm
527	Номер пространственной группы симметрии
900	Дополнительные сведения
901	Номер CAS	7782-50-5

201* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

205* Эмпирический радиус атома хлора согласно [3] составляет 99 пм.

206* Ковалентный радиус хлора согласно [1] и [3] составляет 102±4 пм.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔH_пл) хлора согласно [3] составляет 6,41 кДж/моль.

410* Молярная теплоемкость хлора [3] составляет 21,838 Дж/(K·моль).

Источник