क्लोरीन के गुण क्या हैं? क्लोरीन के भौतिक और रासायनिक गुण

डीआई मेंडेलीव की आवर्त सारणी के उपसमूह का तत्व VII। बाहरी स्तर पर - 7 इलेक्ट्रॉन, इसलिए, कम करने वाले एजेंटों के साथ बातचीत करते समय, क्लोरीन अपने ऑक्सीकरण गुण दिखाता है, धातु इलेक्ट्रॉन को अपनी ओर आकर्षित करता है।

क्लोरीन के भौतिक गुण।

क्लोरीन एक पीली गैस है। तीखी गंध होती है।

क्लोरीन के रासायनिक गुण।

मुक्त क्लोरीनबहुत सक्रिय। यह ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और महान गैसों को छोड़कर सभी साधारण पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है:

सी + 2 क्लोरीन 2 = SiCl 4 + क्यू.

कमरे के तापमान पर हाइड्रोजन के साथ बातचीत करते समय व्यावहारिक रूप से कोई प्रतिक्रिया नहीं होती है, लेकिन जैसे ही रोशनी बाहरी प्रभाव के रूप में कार्य करती है, एक चेन रिएक्शन होता है, जिसने कार्बनिक रसायन विज्ञान में अपना आवेदन पाया है।

गर्म होने पर, क्लोरीन अपने अम्लों से आयोडीन या ब्रोमीन को विस्थापित करने में सक्षम होता है:

क्लोरीन 2 + 2 एचबीआर = 2 एचसीएल + बीआर 2 .

क्लोरीन पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, इसमें आंशिक रूप से घुल जाता है। इस मिश्रण को क्लोरीन जल कहते हैं।

क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है:

Cl 2 + 2NaOH \u003d NaCl + NaClO + H 2 O (ठंडा),

Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3 H2O (गर्मी).

क्लोरीन मिल रही है।

1. सोडियम क्लोराइड का इलेक्ट्रोलिसिस पिघलता है, जो निम्नलिखित योजना के अनुसार आगे बढ़ता है:

2. क्लोरीन प्राप्त करने की प्रयोगशाला विधि:

एमएनओ 2 + 4 एचसीएल \u003d एमएनसीएल 2 + सीएल 2 + 2 एच 2 ओ।

परिभाषा

क्लोरीन- आवर्त सारणी का सत्रहवाँ तत्व। पदनाम - लैटिन "क्लोरम" से सीएल। तीसरी अवधि में स्थित, VIIA समूह। गैर-धातुओं को संदर्भित करता है। परमाणु प्रभार 17 है।

सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक क्लोरीन यौगिक सोडियम क्लोराइड (सामान्य नमक) NaCl है। सोडियम क्लोराइड का मुख्य द्रव्यमान समुद्रों और महासागरों के पानी में पाया जाता है। कई झीलों के पानी में भी काफी मात्रा में NaCl होता है। यह ठोस रूप में भी पाया जाता है, जो पृथ्वी की पपड़ी में स्थानों पर तथाकथित सेंधा नमक की मोटी परतें बनाता है। अन्य क्लोरीन यौगिक भी प्रकृति में आम हैं, उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोराइड खनिज कार्नेलाइट KCl × MgCl 2 × 6H 2 O और सिल्वेट KCl के रूप में।

सामान्य परिस्थितियों में, क्लोरीन एक पीली-हरी गैस (चित्र 1) है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है। ठंडा होने पर, क्रिस्टलीय हाइड्रेट जलीय घोल से निकलते हैं, जो अनुमानित रचना Cl 2 × 6H 2 O और Cl 2 × 8H 2 O के स्पष्ट होते हैं।

चावल। 1. तरल अवस्था में क्लोरीन। उपस्थिति।

क्लोरीन का परमाणु और आणविक भार

किसी तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान किसी दिए गए तत्व के परमाणु के द्रव्यमान का अनुपात कार्बन परमाणु के द्रव्यमान का 1/12 होता है। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान आयाम रहित है और इसे A r द्वारा दर्शाया गया है (सूचकांक "r" अंग्रेजी शब्द सापेक्ष का प्रारंभिक अक्षर है, जिसका अर्थ अनुवाद में "सापेक्ष" है)। परमाणु क्लोरीन का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 35.457 एमू है।

अणुओं के द्रव्यमान, परमाणुओं के द्रव्यमान की तरह, परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं। किसी पदार्थ का आणविक भार अणु का द्रव्यमान होता है, जिसे परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। किसी पदार्थ का सापेक्ष आणविक भार किसी दिए गए पदार्थ के अणु के द्रव्यमान का अनुपात कार्बन परमाणु के द्रव्यमान का 1/12 होता है, जिसका द्रव्यमान 12 एमू है। यह ज्ञात है कि क्लोरीन अणु द्विपरमाणुक है - Cl2। एक क्लोरीन अणु का आपेक्षिक आणविक भार इसके बराबर होगा:

एम आर (सीएल 2) = 35.457 × 2 ≈ 71।

क्लोरीन के समस्थानिक

यह ज्ञात है कि प्रकृति में क्लोरीन दो स्थिर आइसोटोप 35 सीएल (75.78%) और 37 सीएल (24.22%) के रूप में हो सकता है। उनकी द्रव्यमान संख्या क्रमशः 35 और 37 है। क्लोरीन आइसोटोप 35 सीएल के परमाणु के नाभिक में सत्रह प्रोटॉन और अठारह न्यूट्रॉन होते हैं, और आइसोटोप 37 सीएल में समान संख्या में प्रोटॉन और बीस न्यूट्रॉन होते हैं।

35 से 43 की द्रव्यमान संख्या वाले क्लोरीन के कृत्रिम समस्थानिक हैं, जिनमें से सबसे स्थिर 36 सीएल है, जिसमें 301 हजार वर्ष का आधा जीवन है।

क्लोरीन आयन

क्लोरीन परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर पर, सात इलेक्ट्रॉन होते हैं जो वैलेंस होते हैं:

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

रासायनिक अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप, क्लोरीन अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को खो सकता है, अर्थात। उनके दाता बनें, और सकारात्मक रूप से आवेशित आयनों में बदल जाएँ या किसी अन्य परमाणु से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करें, अर्थात उनके स्वीकर्ता बनें, और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों में बदल जाएँ:

सीएल 0 -7e → सीएल 7+;

सीएल 0 -5e → सीएल 5+;

सीएल 0 -4e → सीएल 4+;

सीएल 0 -3e → सीएल 3+;

सीएल 0 -2 ई → सीएल 2+;

सीएल 0 -1e → सीएल 1+;

Cl 0 +1e → Cl 1-।

अणु और क्लोरीन का परमाणु

क्लोरीन अणु में दो परमाणु होते हैं - Cl2। यहाँ कुछ गुण हैं जो क्लोरीन के परमाणु और अणु की विशेषता बताते हैं:

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	10 लीटर हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए क्लोरीन की कितनी मात्रा लेनी चाहिए? गैसें समान परिस्थितियों में होती हैं।
समाधान	आइए हाइड्रोजन के साथ क्लोरीन की अन्योन्यक्रिया के लिए प्रतिक्रिया समीकरण लिखें: सीएल 2 + एच 2 \u003d 2एचसीएल। प्रतिक्रिया करने वाले हाइड्रोजन पदार्थ की मात्रा की गणना करें: एन (एच 2)=वी (एच 2) / वी एम ; एन (एच 2) \u003d 10 / 22.4 \u003d 0.45 मोल। समीकरण के अनुसार, n (H 2) \u003d n (Cl 2) \u003d 0.45 mol। फिर, हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया की प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले क्लोरीन की मात्रा है:

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम सार्वजनिक शौचालयों के बारे में कितना नकारात्मक महसूस करते हैं, प्रकृति अपने नियम खुद तय करती है, और आपको उनके पास जाना होगा। प्राकृतिक (इस जगह के लिए) गंधों के अलावा, एक अन्य परिचित सुगंध ब्लीच है जिसका उपयोग कमरे को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है। इसमें मुख्य सक्रिय संघटक - Cl के कारण इसे इसका नाम मिला। आइए इस रासायनिक तत्व और इसके गुणों के बारे में जानें, और आवर्त प्रणाली में स्थिति के अनुसार क्लोरीन का विवरण भी दें।

इस वस्तु की खोज कैसे हुई

पहली बार 1772 में ब्रिटिश पुजारी जोसेफ प्रिस्टले द्वारा क्लोरीन युक्त यौगिक (एचसीएल) को संश्लेषित किया गया था।

2 वर्षों के बाद, उनके स्वीडिश सहयोगी कार्ल शीले हाइड्रोक्लोरिक एसिड और मैंगनीज डाइऑक्साइड के बीच प्रतिक्रिया का उपयोग करके सीएल को अलग करने के लिए एक विधि का वर्णन करने में कामयाब रहे। हालांकि, इस रसायनज्ञ को यह समझ में नहीं आया कि इसके परिणामस्वरूप एक नए रासायनिक तत्व का संश्लेषण किया जा रहा था।

अभ्यास में क्लोरीन निकालने का तरीका सीखने में वैज्ञानिकों को लगभग 40 साल लग गए। यह पहली बार 1811 में ब्रिटिश हम्फ्री डेवी द्वारा किया गया था। ऐसा करने में, उन्होंने अपने सैद्धांतिक पूर्ववर्तियों की तुलना में एक अलग प्रतिक्रिया का इस्तेमाल किया। डेवी ने इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा NaCl (ज्यादातर टेबल सॉल्ट के रूप में जाना जाता है) को तोड़ दिया।

परिणामी पदार्थ का अध्ययन करने के बाद, ब्रिटिश रसायनज्ञ ने महसूस किया कि यह तात्विक था। इस खोज के बाद, डेवी ने न केवल इसे क्लोरीन (क्लोरीन) नाम दिया, बल्कि क्लोरीन को चिह्नित करने में भी सक्षम था, हालांकि यह बहुत ही आदिम था।

जोसेफ गे-लुसाक की बदौलत क्लोरीन क्लोरीन (क्लोर) में बदल गया और आज फ्रेंच, जर्मन, रूसी, बेलारूसी, यूक्रेनी, चेक, बल्गेरियाई और कुछ अन्य भाषाओं में इस रूप में मौजूद है। अंग्रेजी में आज तक, "क्लोरिन" नाम का उपयोग किया जाता है, और इतालवी और स्पेनिश में "क्लोरो"।

1826 में जेन्स बर्जेलियस द्वारा विचाराधीन तत्व का अधिक विस्तार से वर्णन किया गया था। यह वह था जो इसके परमाणु द्रव्यमान को निर्धारित करने में सक्षम था।

क्लोरीन (Cl) क्या है

इस रासायनिक तत्व की खोज के इतिहास पर विचार करने के बाद, इसके बारे में अधिक जानने लायक है।

क्लोरीन नाम ग्रीक शब्द χλωρός ("हरा") से लिया गया था। यह इस पदार्थ के पीले-हरे रंग के कारण दिया गया था।

क्लोरीन अपने आप में एक डायटोमिक गैस सीएल 2 के रूप में मौजूद है, लेकिन इस रूप में यह प्रकृति में व्यावहारिक रूप से नहीं होता है। अधिक बार यह विभिन्न यौगिकों में प्रकट होता है।

विशिष्ट छाया के अलावा, क्लोरीन की एक मीठी-तीखी गंध होती है। यह एक बहुत ही विषैला पदार्थ है, इसलिए, यदि यह हवा में प्रवेश करता है और किसी व्यक्ति या जानवर द्वारा साँस लिया जाता है, तो यह कुछ ही मिनटों में उनकी मृत्यु का कारण बन सकता है (सीएल की एकाग्रता के आधार पर)।

चूंकि क्लोरीन हवा से लगभग 2.5 गुना भारी है, इसलिए यह हमेशा इसके नीचे यानी जमीन के पास ही रहेगी। इस कारण से, यदि आपको सीएल की उपस्थिति पर संदेह है, तो आपको जितना संभव हो उतना ऊपर चढ़ना चाहिए, क्योंकि इस गैस की कम सांद्रता होगी।

इसके अलावा, कुछ अन्य विषाक्त पदार्थों के विपरीत, क्लोरीन युक्त पदार्थों का एक विशिष्ट रंग होता है, जो उन्हें दृष्टिगत रूप से पहचानने और उन पर कार्य करने की अनुमति दे सकता है। अधिकांश मानक गैस मास्क श्वसन अंगों और श्लेष्म झिल्ली को सीएल क्षति से बचाने में मदद करते हैं। हालांकि, पूर्ण सुरक्षा के लिए, अधिक गंभीर उपाय किए जाने चाहिए, जहरीले पदार्थ के निष्प्रभावीकरण तक।

यह ध्यान देने योग्य है कि यह 1915 में जर्मनों द्वारा जहरीली गैस के रूप में क्लोरीन के उपयोग के साथ था कि रासायनिक हथियारों ने अपना इतिहास शुरू किया। लगभग 200 टन पदार्थ के उपयोग के परिणामस्वरूप, कुछ ही मिनटों में 15 हजार लोगों को जहर दे दिया गया। उनमें से एक तिहाई की लगभग तुरंत मृत्यु हो गई, तीसरे को स्थायी क्षति हुई और केवल 5 हजार ही बच पाए।

इतने खतरनाक पदार्थ पर अभी भी प्रतिबंध क्यों नहीं लगाया गया और सालाना लाखों टन खनन किया जाता है? यह इसके विशेष गुणों के बारे में है, और उन्हें समझने के लिए क्लोरीन की विशेषताओं पर विचार करना उचित है। ऐसा करने का सबसे आसान तरीका आवर्त सारणी है।

आवर्त प्रणाली में क्लोरीन की विशेषता

हैलोजन के रूप में क्लोरीन

अत्यधिक विषाक्तता और तीखी गंध (इस समूह के सभी प्रतिनिधियों की विशेषता) के अलावा, सीएल पानी में अत्यधिक घुलनशील है। इसकी एक व्यावहारिक पुष्टि पूल के पानी में क्लोरीन युक्त डिटर्जेंट मिलाना है।

नम हवा के संपर्क में आने पर, विचाराधीन पदार्थ धूम्रपान करना शुरू कर देता है।

अधातु के रूप में Cl के गुण

क्लोरीन की रासायनिक विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, इसके गैर-धातु गुणों पर ध्यान देने योग्य है।

इसमें लगभग सभी धातुओं और अधातुओं के साथ यौगिक बनाने की क्षमता होती है। एक उदाहरण लोहे के परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया है: 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3।

प्रतिक्रियाओं को करने के लिए अक्सर उत्प्रेरक का उपयोग करना आवश्यक होता है। यह भूमिका H2O द्वारा निभाई जा सकती है।

अक्सर, सीएल के साथ प्रतिक्रियाएं एंडोथर्मिक होती हैं (वे गर्मी को अवशोषित करती हैं)।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि क्रिस्टलीय रूप में (पाउडर के रूप में), क्लोरीन उच्च तापमान पर गर्म होने पर ही धातुओं के साथ संपर्क करता है।

अन्य गैर-धातुओं (O 2, N, F, C और अक्रिय गैसों को छोड़कर) के साथ प्रतिक्रिया करके, Cl यौगिक - क्लोराइड बनाता है।

O2 के साथ प्रतिक्रिया करने पर, ऑक्साइड बनते हैं जो बेहद अस्थिर होते हैं और सड़ने के लिए प्रवण होते हैं। उनमें, Cl का ऑक्सीकरण अवस्था +1 से +7 तक प्रकट हो सकता है।

एफ के साथ बातचीत करने पर फ्लोराइड बनते हैं। उनके ऑक्सीकरण की डिग्री अलग हो सकती है।

क्लोरीन: इसके भौतिक गुणों के संदर्भ में किसी पदार्थ की विशेषता

रासायनिक गुणों के अतिरिक्त, विचाराधीन तत्व में भौतिक गुण भी होते हैं।

सीएल की कुल स्थिति पर तापमान का प्रभाव

क्लोरीन तत्व की भौतिक विशेषताओं पर विचार करने के बाद, हम समझते हैं कि यह एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में जाने में सक्षम है। यह सब तापमान शासन पर निर्भर करता है।

अपनी सामान्य अवस्था में, Cl अत्यधिक संक्षारक गैस है। हालाँकि, वह आसानी से द्रवीभूत हो सकता है। यह तापमान और दबाव से प्रभावित होता है। उदाहरण के लिए, यदि यह 8 वायुमंडल के बराबर है, और तापमान +20 डिग्री सेल्सियस है, तो Cl2 एक अम्लीय पीला तरल है। यदि दबाव भी बढ़ना जारी रहता है, तो यह एकत्रीकरण की इस स्थिति को +143 डिग्री तक बनाए रखने में सक्षम है।

-32 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने पर, क्लोरीन की स्थिति दबाव पर निर्भर रहना बंद कर देती है, और यह तरल बनी रहती है।

किसी पदार्थ का क्रिस्टलीकरण (ठोस अवस्था) -101 डिग्री पर होता है।

जहां प्रकृति में सीएल मौजूद है

क्लोरीन की सामान्य विशेषताओं पर विचार करने के बाद, यह पता लगाने योग्य है कि प्रकृति में ऐसा कठिन तत्व कहाँ पाया जा सकता है।

इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, यह अपने शुद्ध रूप में लगभग कभी नहीं पाया जाता है (इसलिए, इस तत्व के अध्ययन की शुरुआत में, वैज्ञानिकों को यह सीखने में वर्षों लग गए कि इसे कैसे संश्लेषित किया जाए)। आमतौर पर Cl विभिन्न खनिजों में यौगिकों में पाया जाता है: हैलाइट, सिल्विन, केनाइट, बिस्कोफाइट, आदि।

सबसे अधिक, यह समुद्र या समुद्र के पानी से निकाले गए लवणों में पाया जाता है।

शरीर पर प्रभाव

क्लोरीन की विशेषताओं पर विचार करते समय, यह पहले ही एक से अधिक बार कहा जा चुका है कि यह बेहद जहरीला है। इसी समय, पदार्थ के परमाणु न केवल खनिजों में, बल्कि पौधों से लेकर मनुष्यों तक लगभग सभी जीवों में पाए जाते हैं।

अपने विशेष गुणों के कारण, Cl आयन कोशिका झिल्लियों में दूसरों की तुलना में बेहतर प्रवेश करते हैं (इसलिए, मानव शरीर में सभी क्लोरीन का 80% से अधिक अंतरकोशिकीय स्थान में स्थित है)।

K के साथ मिलकर, Cl जल-नमक संतुलन के नियमन के लिए जिम्मेदार है और, परिणामस्वरूप, आसमाटिक समानता के लिए।

शरीर में इतनी महत्वपूर्ण भूमिका के बावजूद, शुद्ध सीएल 2 सभी जीवित चीजों को मारता है - कोशिकाओं से लेकर पूरे जीवों तक। हालांकि, नियंत्रित खुराक में और अल्पकालिक जोखिम के साथ, इसके पास नुकसान का कारण बनने का समय नहीं है।

अंतिम कथन का एक ज्वलंत उदाहरण कोई पूल है। जैसा कि आप जानते हैं, ऐसे संस्थानों में पानी सीएल से कीटाणुरहित होता है। उसी समय, यदि कोई व्यक्ति शायद ही कभी ऐसी संस्था (सप्ताह या महीने में एक बार) का दौरा करता है, तो यह संभावना नहीं है कि वह पानी में इस पदार्थ की उपस्थिति से पीड़ित होगा। हालांकि, ऐसे संस्थानों के कर्मचारी, विशेष रूप से वे जो लगभग पूरे दिन पानी में रहते हैं (बचावकर्ता, प्रशिक्षक) अक्सर त्वचा रोगों से पीड़ित होते हैं या उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली कमजोर होती है।

इस सब के संबंध में, पूल का दौरा करने के बाद, त्वचा और बालों से संभावित क्लोरीन अवशेषों को धोने के लिए स्नान करना जरूरी है।

सीएल का मानव उपयोग

क्लोरीन के लक्षण वर्णन को ध्यान में रखते हुए कि यह एक "मज़बूत" तत्व है (जब यह अन्य पदार्थों के साथ बातचीत करने की बात आती है), तो यह जानना दिलचस्प होगा कि यह अक्सर उद्योग में प्रयोग किया जाता है।

सबसे पहले, इसका उपयोग कई पदार्थों को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है।

Cl का उपयोग कुछ प्रकार के कीटनाशकों के निर्माण में भी किया जाता है, जो फसलों को कीटों से बचाने में मदद करता है।

इस पदार्थ की आवर्त सारणी के लगभग सभी तत्वों (गैर-धातु के रूप में क्लोरीन की एक विशेषता) के साथ बातचीत करने की क्षमता कुछ प्रकार की धातुओं (Ti, Ta और Nb) के साथ-साथ इसके साथ चूना और हाइड्रोक्लोरिक एसिड निकालने में मदद करती है। मदद करना।

उपरोक्त सभी के अलावा, Cl का उपयोग औद्योगिक पदार्थों (पॉलीविनाइल क्लोराइड) और दवाओं (क्लोरहेक्सिडिन) के उत्पादन में किया जाता है।

गौरतलब है कि आज एक अधिक प्रभावी और सुरक्षित कीटाणुनाशक पाया गया है - ओजोन (O3)। हालाँकि, इसका उत्पादन क्लोरीन की तुलना में अधिक महंगा है, और यह गैस क्लोरीन से भी अधिक अस्थिर है (6-7 पी में भौतिक गुणों का संक्षिप्त विवरण)। इसलिए, कुछ क्लोरीनीकरण के बजाय ओजोनेशन का उपयोग कर सकते हैं।

क्लोरीन का उत्पादन कैसे होता है?

आज इस पदार्थ के संश्लेषण के लिए कई विधियाँ ज्ञात हैं। ये सभी दो श्रेणियों में आते हैं:

• रासायनिक।
• इलेक्ट्रोकेमिकल।

पहले मामले में, रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप सीएल प्राप्त होता है। हालांकि, व्यवहार में वे बहुत महंगे और अक्षम हैं।

इसलिए, उद्योग में विद्युत रासायनिक विधियों (इलेक्ट्रोलिसिस) को प्राथमिकता दी जाती है। उनमें से तीन हैं: डायाफ्राम, झिल्ली और पारा इलेक्ट्रोलिसिस।

परिभाषा

क्लोरीनआवर्त सारणी के मुख्य (ए) उपसमूह के VII समूह की तीसरी अवधि में है।

पी-परिवार के तत्वों को संदर्भित करता है। अधातु। इस समूह में शामिल गैर-धातु तत्वों को सामूहिक रूप से हैलोजन कहा जाता है। पदनाम - सीएल। क्रमवाचक संख्या - 17. आपेक्षिक परमाणु भार - 35.453 a.m.u.

क्लोरीन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना

क्लोरीन परमाणु में एक सकारात्मक रूप से आवेशित नाभिक (+17) होता है, जिसमें 17 प्रोटॉन और 18 न्यूट्रॉन होते हैं, जिसके चारों ओर 17 इलेक्ट्रॉन 3 कक्षाओं में घूमते हैं।

चित्र .1। क्लोरीन परमाणु की योजनाबद्ध संरचना।

कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का वितरण इस प्रकार है:

17Cl) 2) 8) 7;

1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 5 .

क्लोरीन परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में सात इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिनमें से सभी को वैलेंस माना जाता है। जमीनी स्थिति का ऊर्जा आरेख निम्नलिखित रूप लेता है:

एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति इंगित करती है कि क्लोरीन +1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करने में सक्षम है। रिक्त 3 की उपस्थिति के कारण कई उत्तेजित अवस्थाएँ भी संभव हैं डी-ऑर्बिटल्स। सबसे पहले, इलेक्ट्रॉनों को धमाकेदार बनाया जाता है 3 पी-उपस्तर और मुक्त पर कब्जा डी-ऑर्बिटल्स, और उसके बाद - इलेक्ट्रॉन 3 एस- उपस्तर:

यह तीन और ऑक्सीकरण अवस्थाओं में क्लोरीन की उपस्थिति की व्याख्या करता है: +3, +5 और +7।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	परमाणु आवेशों वाले दो तत्वों Z=17 और Z=18 को देखते हुए। पहले तत्व से बनने वाला सरल पदार्थ एक तीखी गंध वाली जहरीली गैस है, और दूसरी एक गैर-जहरीली, गंधहीन, गैर-श्वसन गैस है। दोनों तत्वों के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखिए। कौन सी जहरीली गैस बनाती है?
समाधान	दिए गए तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र इस प्रकार लिखे जाएंगे: 17 जेड 1 एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 5 ; 18 जेड 1 एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6 . किसी रासायनिक तत्व के परमाणु के नाभिक का आवेश आवर्त सारणी में उसकी क्रम संख्या के बराबर होता है। इसलिए, यह क्लोरीन और आर्गन है। दो क्लोरीन परमाणु एक साधारण पदार्थ का अणु बनाते हैं - Cl2, जो एक तीखी गंध वाली जहरीली गैस है
उत्तर	क्लोरीन और आर्गन।

फ़्लैंडर्स के पश्चिम में एक छोटा सा शहर है। फिर भी, इसका नाम पूरी दुनिया में जाना जाता है और मानवता के खिलाफ सबसे बड़े अपराधों में से एक के प्रतीक के रूप में लंबे समय तक मानव जाति की याद में रहेगा। यह शहर Ypres है। क्रेसी - Ypres - हिरोशिमा - युद्ध को विनाश की एक विशाल मशीन में बदलने के रास्ते में मील के पत्थर।

1915 की शुरुआत में, पश्चिमी सीमा रेखा पर तथाकथित Ypres का गठन हुआ। Ypres के उत्तर-पूर्व में संबद्ध एंग्लो-फ्रांसीसी सैनिकों ने जर्मन सेना के कब्जे वाले क्षेत्र में प्रवेश किया। जर्मन कमांड ने पलटवार शुरू करने और फ्रंट लाइन को समतल करने का फैसला किया। 22 अप्रैल की सुबह, जब एक सपाट उत्तर-पूर्व उड़ा, जर्मनों ने आक्रामक के लिए एक असामान्य तैयारी शुरू की - उन्होंने युद्धों के इतिहास में पहला गैस हमला किया। फ्रंट के Ypres सेक्टर पर क्लोरीन के 6,000 सिलेंडर एक साथ खोले गए। पांच मिनट के भीतर, एक विशाल, 180 टन वजनी, जहरीला पीला-हरा बादल बन गया, जो धीरे-धीरे दुश्मन की खाइयों की ओर बढ़ गया।

ऐसे किसी को उम्मीद नहीं थी। फ्रांसीसी और ब्रिटिश सैनिक हमले की तैयारी कर रहे थे, तोपखाने की गोलाबारी के लिए, सैनिकों ने सुरक्षित रूप से खोदा, लेकिन विनाशकारी क्लोरीन बादल के सामने वे बिल्कुल निहत्थे थे। घातक गैस सभी आश्रयों में, सभी दरारों में घुस गई। पहले रासायनिक हमले के परिणाम (और जहरीले पदार्थों के गैर-उपयोग पर 1907 हेग कन्वेंशन का पहला उल्लंघन!) आश्चर्यजनक थे - क्लोरीनकरीब 15 हजार लोगों को मारा और करीब 5 हजार को मौत के घाट उतार दिया। और यह सब - 6 किमी लंबी फ्रंट लाइन को समतल करने के लिए! दो महीने बाद, जर्मनों ने पूर्वी मोर्चे पर भी क्लोरीन का हमला किया। और दो साल बाद, Ypres ने अपनी बदनामी बढ़ा दी। 12 जुलाई, 1917 को एक भारी लड़ाई के दौरान, इस शहर के क्षेत्र में पहली बार एक जहरीला पदार्थ, जिसे बाद में मस्टर्ड गैस कहा गया, का उपयोग किया गया था। सरसों क्लोरीन, डाइक्लोरोडायथाइल सल्फाइड का व्युत्पन्न है।

हमने एक छोटे से शहर और एक रासायनिक तत्व से जुड़े इतिहास के इन प्रसंगों को याद किया, ताकि यह दिखाया जा सके कि उग्रवादी पागलों के हाथों में कितना खतरनाक तत्व नंबर 17 हो सकता है। यह क्लोरीन के इतिहास का सबसे काला पन्ना है। लेकिन क्लोरीन में केवल एक जहरीला पदार्थ और अन्य जहरीले पदार्थों के उत्पादन के लिए कच्चे माल को देखना पूरी तरह से गलत होगा...

तात्विक क्लोरीन का इतिहास अपेक्षाकृत छोटा है, जो 1774 से पहले का है। क्लोरीन यौगिकों का इतिहास दुनिया जितना ही पुराना है। यह याद करने के लिए पर्याप्त है कि सोडियम क्लोराइड टेबल नमक है। और, जाहिरा तौर पर, प्रागैतिहासिक काल में भी, नमक की मांस और मछली को संरक्षित करने की क्षमता देखी गई थी।

सबसे प्राचीन पुरातात्विक खोज - मनुष्य द्वारा नमक के उपयोग के प्रमाण लगभग 3-4 सहस्राब्दी ईसा पूर्व के हैं। लेकिन सेंधा नमक की निकासी का सबसे प्राचीन वर्णन ग्रीक इतिहासकार हेरोडोटस (वी शताब्दी ईसा पूर्व) के लेखन में मिलता है। हेरोडोटस लीबिया में सेंधा नमक के खनन का वर्णन करता है। लीबिया के रेगिस्तान के केंद्र में सीना के नखलिस्तान में भगवान अम्मोन-रा का प्रसिद्ध मंदिर था। इसीलिए लीबिया को "अमोनिया" कहा जाता था, और सेंधा नमक का पहला नाम "साल अमोनियाकम" था। बाद में, तेरहवीं शताब्दी के आसपास शुरू हुआ। एडी, यह नाम अमोनियम क्लोराइड को सौंपा गया था।

प्लिनी द एल्डर का प्राकृतिक इतिहास नमक और मिट्टी के साथ कैल्सिनिंग द्वारा आधार धातुओं से सोने को अलग करने की एक विधि का वर्णन करता है। और सोडियम क्लोराइड के शुद्धिकरण के पहले विवरणों में से एक महान अरब चिकित्सक और कीमियागर जाबिर इब्न हैयान (यूरोपीय वर्तनी में - गेबर) के लेखन में पाया जाता है।

यह बहुत संभावना है कि अल्केमिस्ट्स ने भी मौलिक क्लोरीन का सामना किया, क्योंकि पूर्व के देशों में पहले से ही 9 वीं और यूरोप में 13 वीं शताब्दी में। "रॉयल वोदका" ज्ञात था - हाइड्रोक्लोरिक और नाइट्रिक एसिड का मिश्रण। 1668 में प्रकाशित डचमैन वैन हेलमॉन्ट की किताब हॉर्टस मेडिसिनाई कहती है कि जब अमोनियम क्लोराइड और नाइट्रिक एसिड को एक साथ गर्म किया जाता है, तो एक निश्चित गैस प्राप्त होती है। विवरण के आधार पर, यह गैस क्लोरीन के समान ही है।

विस्तार से क्लोरीन का वर्णन सर्वप्रथम स्वीडिश रसायनशास्त्री शेहेल ने किया थापायरोलुसाइट पर अपने ग्रंथ में। हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ खनिज पायरोलुसाइट को गर्म करके, शेहेल ने एक्वा रेजिया की गंध की विशेषता को देखा, इस गंध को जन्म देने वाली पीली-हरी गैस को एकत्र किया और उसका अध्ययन किया और कुछ पदार्थों के साथ इसकी बातचीत का अध्ययन किया। Scheele सोने और सिनाबार पर क्लोरीन के प्रभाव की खोज करने वाला पहला व्यक्ति था (बाद के मामले में, सब्लिमेट बनता है) और क्लोरीन के ब्लीचिंग गुण।

Scheele ने नई खोजी गई गैस को एक साधारण पदार्थ नहीं माना और इसे "डीफ़्लोगिस्टिनेटेड हाइड्रोक्लोरिक एसिड" कहा। आधुनिक शब्दों में, शीले और उसके बाद उस समय के अन्य वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि नई गैस हाइड्रोक्लोरिक एसिड ऑक्साइड थी।

कुछ समय बाद, बर्थोलेट और लेवोज़ियर ने सुझाव दिया कि इस गैस को किसी नए तत्व, म्यूरियम का ऑक्साइड माना जाए। साढ़े तीन दशकों से रसायनशास्त्रियों ने अज्ञात म्यूरियम को अलग करने का असफल प्रयास किया है।

"म्यूरियम ऑक्साइड" के एक समर्थक पहले डेवी भी थे, जिन्होंने 1807 में क्षार धातु सोडियम और पीले-हरे गैस में विद्युत प्रवाह के साथ टेबल नमक को विघटित कर दिया था। हालांकि, तीन साल बाद, मुरिया प्राप्त करने के कई असफल प्रयासों के बाद, डेवी इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि शीले द्वारा खोजी गई गैस एक साधारण पदार्थ, एक तत्व थी, और इसे क्लोरिक गैस या क्लोरीन (ग्रीक से - पीला-हरा) कहा जाता है। और तीन साल बाद गे-लुसाक ने नए तत्व को एक छोटा नाम दिया - क्लोरीन। सच है, 1811 में वापस, जर्मन रसायनज्ञ श्वेइगर ने क्लोरीन के लिए एक और नाम प्रस्तावित किया - "हैलोजन" (शाब्दिक रूप से यह नमक के रूप में अनुवाद करता है), लेकिन यह नाम पहले जड़ नहीं लेता था, और बाद में तत्वों के एक पूरे समूह के लिए आम हो गया, जिसमें शामिल हैं क्लोरीन।

क्लोरीन का "व्यक्तिगत कार्ड"

प्रश्न क्लोरीन क्या है, आप कम से कम एक दर्जन उत्तर दे सकते हैं। सबसे पहले, यह हलोजन है; दूसरे, सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों में से एक; तीसरा, एक अत्यंत जहरीली गैस; चौथा, मुख्य रासायनिक उद्योग का सबसे महत्वपूर्ण उत्पाद; पाँचवाँ, प्लास्टिक और कीटनाशकों, रबर और कृत्रिम रेशों, रंगों और दवाओं के उत्पादन के लिए कच्चा माल; छठा, पदार्थ जिसके साथ टाइटेनियम और सिलिकॉन प्राप्त होते हैं, ग्लिसरीन और फ्लोरोप्लास्ट; सातवाँ, पीने के पानी को शुद्ध करने और कपड़ों को ब्लीच करने का एक साधन ...

यह लिस्टिंग जारी रखी जा सकती है।

सामान्य परिस्थितियों में, मौलिक क्लोरीन एक तेज, विशिष्ट गंध के साथ एक भारी, पीले-हरे रंग की गैस है। क्लोरीन का परमाणु भार 35.453 है, और आणविक भार 70.906 है, क्योंकि क्लोरीन अणु द्विपरमाणुक है। सामान्य परिस्थितियों में एक लीटर गैसीय क्लोरीन (तापमान 0 ° C और दबाव 760 mmHg) का वजन 3.214 ग्राम होता है। - 34.05 ° C के तापमान तक ठंडा होने पर, क्लोरीन एक पीले तरल (घनत्व 1.56 g / cm 3) में संघनित होता है, और पर -101.6 डिग्री सेल्सियस का तापमान कठोर हो जाता है। बढ़े हुए दबाव में, क्लोरीन को तरल में और उच्च तापमान पर +144 डिग्री सेल्सियस तक बदला जा सकता है। क्लोरीन डाइक्लोरोइथेन और कुछ अन्य क्लोरीन युक्त कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अत्यधिक घुलनशील है।

तत्व संख्या 17 बहुत सक्रिय है - यह आवर्त प्रणाली के लगभग सभी तत्वों से सीधे जुड़ता है। इसलिए, प्रकृति में, यह केवल यौगिकों के रूप में होता है। सबसे आम खनिजों में क्लोरीन, हैलाइट NaCl, सिल्विनाइट KCl NaCl, बिस्कोफाइट MgCl 2 -6H 2 O, कार्नेलाइट KCl-MgCl 2 -6H 2 O, केनाइट KCl-MgSO 4 -3H 2 O शामिल हैं। यह उनकी पहली "शराब" है ( या "क्रेडिट") कि पृथ्वी की पपड़ी की क्लोरीन सामग्री वजन से 0.20% है। अलौह धातु विज्ञान के लिए, कुछ अपेक्षाकृत दुर्लभ क्लोरीन युक्त खनिज बहुत महत्वपूर्ण हैं, उदाहरण के लिए, हॉर्न सिल्वर एजीसीएल।

विद्युत चालकता के संदर्भ में, तरल क्लोरीन सबसे मजबूत इंसुलेटर में शुमार है: यह आसुत जल से लगभग एक अरब गुना खराब और चांदी से 1022 गुना खराब है।

क्लोरीन में ध्वनि की गति हवा की तुलना में लगभग डेढ़ गुना कम होती है।

और अंत में - क्लोरीन के समस्थानिकों के बारे में।

अब इस तत्व के दस समस्थानिक ज्ञात हैं, लेकिन प्रकृति में केवल दो ही पाए जाते हैं - क्लोरीन-35 और क्लोरीन-37। पहला दूसरे से लगभग तीन गुना अधिक है।

शेष आठ समस्थानिक कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए थे। उनमें से सबसे कम उम्र वाले - 32 Cl का आधा जीवन 0.306 सेकंड है, और सबसे लंबे समय तक रहने वाला - 36 Cl - 310 हजार वर्ष है।

प्रारंभिक गणना। जब सोडियम क्लोराइड समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा क्लोरीन प्राप्त किया जाता है, तो हाइड्रोजन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड एक साथ प्राप्त होते हैं: 2NaCl + 2H 2 O \u003d H 2 + Cl 2 + 2NaOH। बेशक, हाइड्रोजन एक बहुत ही महत्वपूर्ण रासायनिक उत्पाद है, लेकिन इस पदार्थ का उत्पादन करने के सस्ते और अधिक सुविधाजनक तरीके हैं, जैसे कि प्राकृतिक गैस का रूपांतरण ... लेकिन कास्टिक सोडा लगभग अनन्य रूप से सोडियम क्लोराइड समाधानों के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है - अन्य तरीके 10% से कम खाता है। चूँकि क्लोरीन और NaOH का उत्पादन पूरी तरह से परस्पर जुड़ा हुआ है (जैसा कि प्रतिक्रिया समीकरण से होता है, एक ग्राम-अणु का उत्पादन - 71 ग्राम क्लोरीन - दो ग्राम-अणुओं के उत्पादन के साथ-साथ इलेक्ट्रोलाइटिक क्षार का 80 ग्राम होता है), क्षार के संदर्भ में कार्यशाला (या संयंत्र, या राज्य) की उत्पादकता जानने के बाद, आप आसानी से गणना कर सकते हैं कि यह कितना क्लोरीन पैदा करता है। प्रत्येक टन NaOH के साथ 890 किग्रा क्लोरीन होता है।

ओह और स्नेहक! केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड व्यावहारिक रूप से एकमात्र तरल है जो क्लोरीन के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है। इसलिए, क्लोरीन को संपीड़ित करने और पंप करने के लिए, कारखाने पंपों का उपयोग करते हैं जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड एक काम करने वाले तरल पदार्थ की भूमिका निभाता है और साथ ही एक स्नेहक भी।

फ्रेडरिक वोहलर का छद्म नाम। XIX सदी के फ्रांसीसी रसायनज्ञ, क्लोरीन के साथ कार्बनिक पदार्थों की बातचीत की जांच। जीन डुमास ने एक अद्भुत खोज की: क्लोरीन कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में हाइड्रोजन को बदलने में सक्षम है। उदाहरण के लिए, जब एसिटिक एसिड का क्लोरीनीकरण किया जाता है, तो पहले मिथाइल समूह के एक हाइड्रोजन को क्लोरीन से बदल दिया जाता है, फिर दूसरे, तीसरे को। लेकिन सबसे खास बात यह थी कि क्लोरोएसेटिक एसिड के रासायनिक गुण एसिटिक एसिड से बहुत अलग नहीं थे। डुमास द्वारा खोजी गई प्रतिक्रियाओं का वर्ग तत्कालीन प्रमुख विद्युत रासायनिक परिकल्पना और बर्जेलियस रेडिकल्स के सिद्धांत द्वारा पूरी तरह से अकथनीय था। बर्जेलियस, उनके छात्रों और अनुयायियों ने डुमास के काम की शुद्धता पर जोरदार विवाद किया। जर्मन पत्रिका एनालेन डेर केमी अंड फ़ार्मेसी में, छद्म नाम S.C.H. विंडियर (जर्मन में, "शविंडलर" का अर्थ है "झूठा", "धोखेबाज") के तहत प्रसिद्ध जर्मन रसायनज्ञ फ्रेडरिक वोहलर का एक नकली पत्र सामने आया। इसने बताया कि लेखक फाइबर (C 6 H 10 O 5) में सभी कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं को क्लोरीन से बदलने में कामयाब रहा, और फाइबर के गुण नहीं बदले। और यह कि अब लंदन में वे शुद्ध क्लोरीन से बने रूई के फाहे से गर्म करधनी बनाते हैं।

क्लोरीन और पानी। क्लोरीन पानी में स्पष्ट रूप से घुलनशील है। 20 डिग्री सेल्सियस पर, क्लोरीन की 2.3 मात्रा पानी की एक मात्रा में घुल जाती है। क्लोरीन (क्लोरीन पानी) का जलीय घोल - पीला। लेकिन समय के साथ, विशेष रूप से जब प्रकाश में संग्रहीत किया जाता है, तो वे धीरे-धीरे फीके पड़ जाते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि घुलित क्लोरीन आंशिक रूप से पानी के साथ परस्पर क्रिया करता है, हाइड्रोक्लोरिक और हाइपोक्लोरस एसिड बनते हैं: Cl 2 + H 2 O → HCl + HOCl। उत्तरार्द्ध अस्थिर है और धीरे-धीरे एचसीएल और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है। इसलिए, पानी में क्लोरीन का घोल धीरे-धीरे हाइड्रोक्लोरिक एसिड के घोल में बदल जाता है।

लेकिन कम तापमान पर, क्लोरीन और आयोडीन एक असामान्य संरचना का एक क्रिस्टलीय हाइड्रेट बनाते हैं - सीएल 2 * 5 3/4 एच 2 ओ। बर्फ का पानी। असामान्य सूत्र को क्रिस्टलीय हाइड्रेट की संरचना द्वारा समझाया गया है, और यह मुख्य रूप से बर्फ की संरचना से निर्धारित होता है। बर्फ के क्रिस्टल जाली में, एच 2 ओ अणु इस तरह से स्थित हो सकते हैं कि उनके बीच नियमित रूप से रिक्त स्थान दिखाई देते हैं। प्राथमिक क्यूबिक सेल में 46 पानी के अणु होते हैं, जिनके बीच आठ सूक्ष्म छिद्र होते हैं। इन रिक्तियों में क्लोरीन के अणु बसते हैं। इसलिए क्लोरीन हाइड्रेट का सटीक सूत्र इस प्रकार लिखा जाना चाहिए: 8Cl 2 * 46H 2 O.

क्लोरीन के साथ जहर। हवा में लगभग 0.0001% क्लोरीन की उपस्थिति श्लेष्मा झिल्ली को परेशान करती है। इस तरह के वातावरण के लगातार संपर्क में आने से ब्रोन्कियल रोग हो सकता है, तेजी से भूख कम हो सकती है और त्वचा को हरा रंग दे सकता है। यदि हवा में क्लोरीन की मात्रा 0.1% है, तो तीव्र विषाक्तता हो सकती है, जिसका पहला संकेत गंभीर खांसी है। क्लोरीन विषाक्तता के मामले में पूर्ण आराम आवश्यक है; यह ऑक्सीजन या अमोनिया (अमोनिया की महक), या ईथर के साथ अल्कोहल के वाष्प को अंदर लेने के लिए उपयोगी है। मौजूदा सैनिटरी मानकों के अनुसार, औद्योगिक परिसर की हवा में क्लोरीन की मात्रा 0.001 mg / l, यानी 0.00003% से अधिक नहीं होनी चाहिए।

वह केवल जहर। "हर कोई जानता है कि भेड़िये लालची होते हैं।" वह क्लोरीन भी जहरीली होती है। हालांकि, छोटी मात्रा में जहरीली क्लोरीन कभी-कभी मारक के रूप में काम कर सकती है। तो, हाइड्रोजन सल्फाइड के पीड़ितों को अस्थिर ब्लीच सूंघने के लिए दिया जाता है। परस्पर क्रिया करके, दो विष परस्पर निष्प्रभावी हो जाते हैं।

क्लोरीन के लिए विश्लेषण। क्लोरीन सामग्री का निर्धारण करने के लिए, पोटेशियम आयोडाइड के एक अम्लीय समाधान के साथ अवशोषक के माध्यम से एक हवा का नमूना पारित किया जाता है। (क्लोरीन पॉड को विस्थापित करता है, बाद की मात्रा आसानी से Na 2 S 2 O 3 के घोल के साथ निस्पंदन द्वारा निर्धारित की जाती है।) हवा में क्लोरीन की सूक्ष्म मात्रा निर्धारित करने के लिए, एक तेज परिवर्तन के आधार पर, एक वर्णमिति विधि का अक्सर उपयोग किया जाता है। क्लोरीन के साथ उनके ऑक्सीकरण के दौरान कुछ यौगिकों (बेंज़िडाइन, ऑर्थोटोलुइडिन, मिथाइल ऑरेंज) का रंग। उदाहरण के लिए, बेंज़िडाइन का एक रंगहीन अम्लीय घोल पीला हो जाता है, और एक तटस्थ नीला हो जाता है। रंग की तीव्रता क्लोरीन की मात्रा के समानुपाती होती है।