Introducción…………………………………………………………………………………………………………3

1. El símbolo del elemento, su posición en el sistema periódico de elementos D.I. Mendeleev. Masa atómica……………………………………………………………………………………………….4

2. La estructura del núcleo del átomo de cloro. Posibles isótopos. Ejemplos………………………….5

3. Fórmula electrónica del átomo: distribución de electrones por niveles, subniveles, celdas de Hund. El estado excitado del átomo de cloro………………………………………………………….6

4. Valencia del átomo de aluminio en los estados estacionario y excitado. Posibles estados de oxidación del átomo de cloro. Propiedades redox. Ejemplos de esquemas de movimiento de electrones……………………………………………………………………………….8

5. Equivalentes de cloro y sus compuestos. Ejemplos de cálculo…………………………..11

6. Propiedades químicas del cloro y sus compuestos. Ejemplos de reacciones……………………………………………………12

7. Tipos de concentraciones……………………………………………………………………………….15

8. Disociación electrolítica. Esquema del proceso de disociación de hidróxido. Constante de disociación……………………………………………………………………………………………… 17

9. Cálculo de pH, pOH 0.01m solución de hidróxido o sal de un elemento…………………………21

10. Hidrólisis…………………………………………………………………………………………..23

11. Análisis cualitativo del cloro……………………………………………………………………24

12. Métodos para la determinación cuantitativa del átomo de cloro o sus compuestos………………27

12.1. Método gravimétrico para el análisis del átomo de cloro…………………………………………...27

13. Conclusión…………………………………………………………………………………….29

Referencias…………………………………………………………………………………………32

Introducción

El compuesto con hidrógeno - cloruro de hidrógeno gaseoso - fue obtenido por primera vez por Joseph Priestliv en 1772. El cloro fue obtenido en 1774 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele, quien describió su liberación durante la interacción de la pirolusita con el ácido clorhídrico en su tratado sobre la pirolusita:

Scheele notó el olor a cloro, similar al olor del agua regia, su capacidad para interactuar con el oro cinabrio, así como sus propiedades blanqueadoras. Sin embargo, Scheele, de acuerdo con la teoría del flogisto que dominaba la química de la época, sugirió que el cloro es un ácido múrico (clorhídrico) desflogistizado. Bertholley y Lavoisiev, en el marco de la teoría del oxígeno de los ácidos, probaron que la nueva sustancia debería ser el óxido de un elemento hipotético muría. Sin embargo, los intentos de aislarlo no tuvieron éxito hasta el trabajo de Davy, quien logró descomponer la sal de mesa en cloro sódico por electrólisis, demostrando la naturaleza elemental de este último.

1. El símbolo del elemento, su posición en el sistema periódico de elementos d.I. Mendeleev. Masa atomica

X lor (del griego χλωρός - "verde") - un elemento del grupo 17 de la tabla periódica de elementos químicos (según la clasificación obsoleta - un elemento del subgrupo principal del grupo VII), del tercer período, con número atómico 17. Se designa con el símbolo Cl (lat. Chlorum). No metal reactivo. Pertenece al grupo de los halógenos (originalmente, el nombre "halógeno" fue utilizado por el químico alemán Schweiger para el cloro - literalmente, "halógeno" se traduce como sal - pero no echó raíces y posteriormente se volvió común para el 17 (VIIA ) grupo de elementos, que incluye el cloro).

La sustancia simple cloro (número CAS: 7782-50-5) en condiciones normales es un gas venenoso de color verde amarillento, más pesado que el aire, con un olor acre. La molécula de cloro es diatómica (fórmula Cl2).

Masa atomica

(masa molar)

[comunicación 1] em (g/mol)

2. La estructura del núcleo del átomo de cloro. Posibles isótopos. Ejemplos

En la naturaleza, hay 2 isótopos estables de cloro: con un número de masa de 35 y 37. Las proporciones de su contenido son respectivamente 75,78% y 24,22%.

3. Fórmula electrónica del átomo: distribución de electrones por niveles, subniveles, celdas de Hund. Estado excitado del átomo de cloro.

El cloro en el sistema periódico de elementos químicos se encuentra en el 3er período, grupo VII, el subgrupo principal (subgrupo de halógenos).

La carga del núcleo de un átomo Z = + = + 17

Número de protones N(p+) = 17

Número de electrones N(e-) = 17

En estado excitado:

1) 3s2 3p5 3d0 + hn --> 3s2 3p4 3d1

3 electrones desapareados (2 electrones en el subnivel 3p y 1 electrón en el subnivel 3d), por lo tanto, la valencia es 3

Ejemplo compuesto: HClO2, Cl2O3

2) 3s2 3p4 3d1 + hn --> 3s2 3p3 3d2

5 electrones desapareados (3 electrones en el subnivel 3p y 2 electrones en el subnivel 3d), por lo tanto, la valencia es 5

Ejemplo compuesto: HClO3, Cl2O5

3) 3s2 3p3 3d2 + hn --> 3s1 3p3 3d3

7 electrones desapareados (1 electrón en el subnivel 3s, 3 electrones en el subnivel 3p y 3 electrones en el subnivel 3d), por lo tanto la valencia es 5

4. Valencia del átomo de aluminio en los estados estacionario y excitado. Posibles estados de oxidación del átomo de cloro. Propiedades redox. Ejemplos de esquemas de movimiento de electrones

Electrones de valencia: 3s2 3p5

En el estado no excitado, el átomo de cloro en el tercer nivel de energía tiene un electrón desapareado, por lo tanto, un átomo de cloro no excitado puede exhibir valencia 1. La valencia 1 aparece en los siguientes compuestos:

Cloro gaseoso Cl2 (o Сl-Cl)

Cloruro de sodio NaCl (o Na+ Cl-)

Cloruro de hidrógeno HCl (o H-Cl)

Ácido hipocloroso HOCl (o H-O-Cl)

Propiedades redox.

HCl - estado de oxidación del cloro -1

HClO3 - estado de oxidación del cloro +5

HClO4 - estado de oxidación del cloro +7

Un estado de oxidación intermedio indica que este elemento puede exhibir propiedades tanto reductoras como oxidantes, esto es HClO3

Las propiedades oxidantes son exhibidas por elementos que tienen un estado de oxidación máximo (es igual al número del grupo en el que se encuentra el elemento). Entonces HClO4 es un agente oxidante.

Las propiedades reductoras las posee un elemento con un menor grado de oxidación, es decir, El HCl es un agente reductor.

El cloro es un agente oxidante fuerte. Se pueden usar varios compuestos de cloro como oxidantes. Estos son cloro C12), ácido hipocloroso NSO, sales de ácido hipocloroso - hipoclorito de sodio NaCIO o hipoclorito de calcio Ca (CIO) 2 y óxido de cloro CIO2.

La cloración se utiliza para eliminar fenoles, cresoles, cianuros y sulfuro de hidrógeno de las aguas residuales. Para combatir el ensuciamiento biológico de las estructuras, se utiliza como biocida. El cloro también se utiliza para desinfectar el agua.

El cloro entra en producción en forma líquida con un contenido de al menos 99,5%. El cloro es un gas altamente tóxico, tiene la capacidad de acumularse y concentrarse en pequeñas depresiones. Es bastante difícil trabajar con él. Cuando se libera en el agua, el cloro se hidroliza para formar ácido clorhídrico. Con algunas sustancias orgánicas que están presentes en solución, C12 puede entrar en reacciones de cloración. Como resultado, se forman productos organoclorados secundarios, que tienen un alto grado de toxicidad. Por lo tanto, el uso de cloro tiende a limitar.

El ácido hipocloroso HSO tiene el mismo poder oxidante que el cloro. Sin embargo, sus propiedades oxidantes se manifiestan solo en un ambiente ácido. Además, el ácido hipocloroso es un producto inestable: se descompone con el tiempo y la luz.

Las sales de ácido hipocloroso se han utilizado ampliamente. El hipoclorito de calcio Ca(CJU)2 se produce en tres grados con una concentración de cloro activo del 32 al 35%. En la práctica, también se utiliza la sal dibásica Ca(CIO)2-2Ca(OH)g 2H2O.

La sal de hipoclorito de sodio más estable es NaOCl * 5H20, que se obtiene por interacción química del cloro gaseoso con una solución alcalina o por electrólisis de sal común en un baño sin diafragma.

El óxido de cloro CO2 es un gas de color amarillo verdoso, altamente soluble en agua, un fuerte agente oxidante. Se obtiene haciendo reaccionar clorito NaC102 con cloro, ácido clorhídrico u ozono. Cuando el óxido de cloro interactúa con el agua, no se producen reacciones de cloración, lo que excluye la formación de sustancias organocloradas. Recientemente, se ha llevado a cabo una extensa investigación para aclarar las condiciones para reemplazar el cloro con óxido de cloro como agente oxidante. Varias plantas rusas han introducido tecnologías avanzadas que utilizan CO2.

La mayoría de los elementos que se encuentran en la naturaleza están formados por varios tipos de átomos que difieren en sus masas atómicas relativas.

Ejemplo. El cloro se presenta en la naturaleza como una mezcla de dos tipos de átomos, uno de los cuales contiene 18 y el otro 20 neutrones en el núcleo.

Cada tipo de átomo, independientemente de que pertenezca a un elemento en particular, se describe únicamente por el número de nucleones (la suma de protones y neutrones). Por lo tanto, el número de tipos de átomos excede el número de elementos.

Cada tipo de átomo (tipo de núcleo) se llama nucleido.

Un nucleido es un tipo de átomos y núcleos correspondientes a cierto número de protones y neutrones.

Nucleidos que pertenecen al mismo elemento y se identifican unívocamente
número de protones, pero que difieren en el número de neutrones, se denominan nucleidos isotópicos, o simplemente isótopos.

Los isótopos de un elemento son nucleidos que tienen la misma carga nuclear (número de protones).

Los isótopos de un elemento se diferencian únicamente en el número de neutrones y, por tanto, en el número total de nucleones.

Por ejemplo: los núcleos de dos isótopos naturales de cloro contienen 17 protones cada uno, pero 18 y 20 neutrones, es decir, 35 y 37 nucleones, respectivamente.

Debido al hecho de que es el número de protones en el núcleo lo que determina el número de electrones en la capa de un átomo y las propiedades químicas del elemento, se deduce que los átomos de todos los isótopos del mismo elemento tienen la misma electrónica. estructura, y los isótopos mismos tienen propiedades químicas similares, razón por la cual no se pueden separar por medios químicos.

En la naturaleza, hay elementos que tienen un solo isótopo. Tales elementos se denominan isotópicamente puros. En el sistema periódico moderno, hay 21 elementos isotópicamente puros (se enumeran a continuación en orden ascendente de número de serie): Be, F, Na, Al, P, Sc, Mn, Co, As, Y, Nb, Rh, I , Cs, Pr, Tb, Ho, Tm, Au, Bi, Th.

El resto de elementos naturales son una mezcla de dos o más isótopos cuyos átomos difieren en el número de nucleones. Dichos elementos se denominan isotrópicamente mezclados, se encuentran en su mayoría en el sistema Periódico. Los valores de las masas atómicas relativas de tales elementos corresponden a la mezcla natural de isótopos y se promedian sobre la abundancia de isótopos, por lo tanto, los valores de A r de muchos elementos se desvían fuertemente de los valores enteros. Incluso el carbono, que se toma como punto de referencia para las masas atómicas relativas de otros elementos, es un elemento isotópicamente mezclado (dos isótopos con A, \u003d 12 y A, \u003d 13), y uno de los isótopos de carbono naturales, a saber carbono -12. El elemento estaño tiene el mayor número de isótopos (diez).

Para los nucleidos, los valores exactos de las masas atómicas relativas siempre están cerca de los valores enteros, por lo que las masas de los nucleidos se pueden comparar por estos valores de A, llamados números de masa.

El número de masa de un nucleido es igual al número de nucleones que contiene (la suma de protones y neutrones).

Para designar un nucleido específico, se utilizan símbolos especiales.A la izquierda del símbolo de un elemento químico, el número de masa se indica mediante el superíndice y la carga nuclear se indica mediante el subíndice. Por ejemplo: 6 12 C, 17 35 Cl, etc.

DEFINICIÓN

Cloro- el decimoséptimo elemento de la tabla periódica. Designación - Cl del latín "chlorum". Situada en el tercer periodo, grupo VIIA. Se refiere a los no metales. La carga nuclear es 17.

El compuesto de cloro natural más importante es el cloruro de sodio (sal común) NaCl. La masa principal de cloruro de sodio se encuentra en el agua de los mares y océanos. Las aguas de muchos lagos también contienen cantidades significativas de NaCl. También se encuentra en forma sólida, formando gruesas capas de la llamada sal de roca en lugares de la corteza terrestre. Otros compuestos de cloro también son comunes en la naturaleza, por ejemplo, el cloruro de potasio en la forma de los minerales carnalita KCl × MgCl 2 × 6H 2 O y silvita KCl.

En condiciones normales, el cloro es un gas de color amarillo verdoso (Fig. 1), que es altamente soluble en agua. Al enfriarse, se liberan hidratos cristalinos de las soluciones acuosas, que son claros de composición aproximada Cl 2 × 6H 2 O y Cl 2 × 8H 2 O.

Arroz. 1. Cloro en estado líquido. Apariencia.

Peso atómico y molecular del cloro.

La masa atómica relativa de un elemento es la relación entre la masa de un átomo de un elemento dado y 1/12 de la masa de un átomo de carbono. La masa atómica relativa no tiene dimensiones y se denota por A r (el índice "r" es la letra inicial de la palabra inglesa relativa, que significa "relativa" en la traducción). La masa atómica relativa del cloro atómico es 35.457 amu.

Las masas de las moléculas, al igual que las masas de los átomos, se expresan en unidades de masa atómica. El peso molecular de una sustancia es la masa de una molécula, expresada en unidades de masa atómica. El peso molecular relativo de una sustancia es la relación entre la masa de una molécula de una sustancia determinada y 1/12 de la masa de un átomo de carbono, cuya masa es 12 uma. Se sabe que la molécula de cloro es diatómica - Cl 2 . El peso molecular relativo de una molécula de cloro será igual a:

METRO r (Cl 2) = 35.457 × 2 ≈ 71.

isótopos de cloro

Se sabe que en la naturaleza el cloro puede presentarse en forma de dos isótopos estables 35 Cl (75,78%) y 37 Cl (24,22%). Sus números de masa son 35 y 37, respectivamente. El núcleo del átomo del isótopo de cloro 35 Cl contiene diecisiete protones y dieciocho neutrones, y el isótopo 37 Cl contiene el mismo número de protones y veinte neutrones.

Hay isótopos artificiales de cloro con números de masa de 35 a 43, entre los cuales el más estable es 36 Cl con una vida media de 301 mil años.

Iones de cloro

En el nivel de energía exterior del átomo de cloro, hay siete electrones que son de valencia:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .

Como resultado de la interacción química, el cloro puede perder sus electrones de valencia, es decir, ser su donante, y convertirse en iones cargados positivamente o aceptar electrones de otro átomo, es decir, ser su aceptor, y convertirse en iones cargados negativamente:

Cl0-7e → Cl7+;

Cl0-5e → Cl5+;

Cl0-4e → Cl4+;

Cl0-3e → Cl3+;

Cl0-2e → Cl2+;

Cl0-1e → Cl1+;

Cl 0 +1e → Cl 1-.

Molécula y átomo de cloro

La molécula de cloro consta de dos átomos - Cl 2 . Aquí hay algunas propiedades que caracterizan el átomo y la molécula de cloro:

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

Las variedades de átomos del mismo elemento, que tienen la misma carga nuclear, pero diferentes masas, se denominan isótopos (de las palabras "isos" - lo mismo, "topos" - lugar).

La información sobre los isótopos nos permite dar una definición precisa del concepto de "elemento químico". Un elemento es un tipo de átomo con la misma carga nuclear. Un isótopo es un tipo de átomo con la misma carga nuclear y la misma masa.

Aprendimos que los átomos son divisibles y no eternos. Queda por considerar la pregunta: ¿los átomos del mismo elemento son realmente iguales entre sí en todos los aspectos, en particular, tienen realmente la misma masa?

Dado que la masa total de los electrones que componen el átomo es insignificante comparada con la masa de su núcleo, los pesos atómicos de los elementos deben ser múltiplos de la masa del protón o del neutrón, es decir, múltiplos de la unidad. En otras palabras, los pesos atómicos de todos los elementos deben expresarse como números enteros (más precisamente, cerca de los números enteros). En algunos elementos esta conclusión está justificada. Pero hay muchos elementos cuyos pesos atómicos se expresan como números fraccionarios. Por ejemplo, el peso atómico del cloro es 35,45. De hecho, no hay un solo átomo de cloro en la naturaleza que tenga tal masa. El elemento cloro es una mezcla de dos tipos de átomos: algunos átomos de cloro tienen una masa atómica de 35 y otros 37. La masa atómica del cloro 35.45 encontrada por métodos químicos es solo el peso promedio de sus átomos. Hay más átomos ligeros en el cloro que los más pesados; por lo tanto, la masa promedio de 35,45 átomos de cloro está más cerca del peso atómico de la variedad más ligera, los átomos de cloro.

Como el cloro, la mayoría de los elementos químicos son mezclas de átomos que difieren en peso atómico pero tienen la misma carga nuclear.

El símbolo químico del cloro, Cl, es una mezcla natural de ambos isótopos de cloro. Cuando se trata de hablar de cada isótopo por separado, al signo de cloro se le asigna el valor numérico de la masa del átomo del isótopo, que es 35 Cl, 37 Cl.

Como el cloro, la mayoría de los elementos químicos son mezclas de isótopos. Los núcleos de los isótopos de cada elemento contienen el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. Así, los núcleos de los isótopos 35 Cl y 37 Cl contienen cada uno 17 protones (el número de serie del cloro es 17) y un número diferente de neutrones: los núcleos de 35 Cl contienen 18 neutrones y los núcleos de 37 Cl contienen 20 neutrones.

La masa atómica de un elemento es más pequeña cuanto más isótopos ligeros contiene en la composición del elemento. Si la composición de un elemento con un número de serie más bajo consiste principalmente en átomos de sus isótopos pesados, y la composición del siguiente elemento contiene átomos de sus isótopos más ligeros, resulta que la masa promedio de un átomo de un elemento con un número de serie más alto no será más, pero menos que el peso medio de un átomo el elemento con el número más bajo. Esto se observa, por ejemplo, para el argón Ar y el potasio K.

La extrema similitud de las propiedades químicas de los isótopos de un mismo elemento, a pesar de las diferentes masas de sus átomos, confirma la conclusión ya formulada anteriormente: las propiedades de los elementos químicos dependen no tanto del peso atómico como de la carga del núcleo atómico.