А, отже, різну атомну масу.

Ізотопи позначають тими ж символами, що і хімічний елемент, додаючи зверху зліва символу масове число, наприклад, ізотопи хлору позначають: 35 Clі 37 Cl,або масове число слід за назвою або символом елемента, наприклад: уран-233 або Pu-239.

Ізотопи даного хімічного елемента мають однаковий заряд атомного ядра, тобто один порядковий номер, і займають те ж місце в періодичній системі, мають однакову кількість протонів в ядрі атома, але відрізняються один від одного кількістю нейтронів. Так, в атомному ядрі ізотопу хлору 35 Cl міститься 17 протонів, оскільки порядковий номер хлору 17, і 18 нейтронів (35-17 = 18), а в ядрі ізотопу хлору 37 Cl - 17 протонів і 20 нейтронів (37-17 = 20) .

Деякі хімічні елементи мають невелику кількість стабільних ізотопів. Так, для Кисню відомо три стабільних ізотопу: 16 O (ядро складається з 8 протонів і 8 нейтронів), 17 O (ядро складається з 8 протонів і 9 нейтронів) і 18 В (ядро складається з 8 протонів і 10 нейтронів). Для водню відомо теж три ізотопи: 1 H (ядро складається тільки з одного протона), 2 H (ядро складається з одного протона і одного нейтрона), 3 H (ядро складається з одного протона і двох нейтронів). Деякі ж хімічні елементи складаються з досить великої кількості ізотопів. Наприклад, ксенон має 9 ізотопів, олово - 10 і т. Д.

Переважна більшість ізотопів не має спеціальних назв, але для ізотопів деяких елементів, зокрема для ізотопів водню, існують спеціальні назви і навіть спеціальні символи. Так, ізотоп водню 1 H називають протий, ізотоп 2 H - дейтерій і позначають символом Dа ізотоп 3 Н - тритій (символ T).Деякі ізотопи в природі досить поширені, як, наприклад, ізотоп кисню 16 O і ізотоп водню 1 Н, а інші ізотопи зустрічаються в дуже мізерних кількостях, як ізотопи кисню 17 O і 18 O і ізотопи водню 2 H і 3 H.

За хімічними властивостями все ізотопи окремого елемента дуже близькі, тому значної різниці між ними хімічних реакцій не спостерігається. Виняток становлять ізотопи водню, які за своїми властивостями помітно відрізняються один від одного.

Період напіврозпаду нестабільних ізотопів може бути дуже різним, від 1? 10 -24 до значень, що перевищують вік Всесвіту. В останньому випадку слабкої радіоатівність можна зареєструвати точними вимірами, проте ізотоп можна вважати практично стабільним.

Різновиди атомів одного і того ж елемента, які мають один і той же заряд ядра, але різну масу, називаються ізотопами (від слів «изос» - однаковий, «топос» - місце).

Відомості про ізотопи дозволяють дати точне визначення поняття «хімічний елемент». Хімічний елемент - це вид атомів з однаковим зарядом ядра. Ізотоп - це вид атомів з однаковим зарядом ядер і однаковою масою.

Ми дізналися, що атоми подільні і не вічні. Залишається розглянути питання: чи дійсно атоми одного і того ж елемента однакові між собою в усіх відношеннях, зокрема чи дійсно вони мають одну і ту ж масу?

Так як загальна маса електронів, що входять до складу атома, незначна в порівнянні з масою його ядра, атомні ваги елементів повинні бути кратними по відношенню до маси протона або нейтрона, т. Е. Кратними одиниці. Інакше кажучи, атомні ваги всіх елементів повинні виражатися цілими числами (точніше, близькими до цілих чисел). На деяких елементах цей висновок виправдовується. Але існує багато елементів, атомні ваги яких виражаються дробовими числами. Наприклад, атомна вага хлору 35,45. Насправді в природі немає жодного атома хлору, який мав би таку масу. Елемент хлор є сумішшю двох видів атомів: одні атоми хлору мають атомну масу 35, а інші 37. Знайдена хімічними способами атомна маса хлору 35,45 - це лише середня вага його атомів. Легших атомів в хлорі міститься більше, ніж більш важких; тому середня маса атомів хлору 35,45 ближче до атомній вазі легкої різновиди - атомів хлору.

Подібно хлору, більшість хімічних елементів є сумішами атомів, що відрізняються по атомній вазі, але мають один і той же заряд ядра.

Під хімічним знаком хлору Cl мають на увазі природну суміш обох ізотопів хлору. Коли ж доводиться говорити про кожного ізотопі окремо, до знаку хлору приписують чисельне значення маси атома ізотопу, про який йде мова 35 Cl, 37 Cl.

Подібно хлору, більшість хімічних елементів представляє суміші ізотопів. Ядра ізотопів кожного елементу утримуючи г одне і те ж число протонів, але різне число нейтронів. Так, ядра ізотопів 35 Cl і 37 Cl містять по 17 протонів (порядковий номер хлору 17) і різне число нейтронів: ядра 35 Cl містять 18 нейтронів, а ядра 37 Cl - 20 нейтронів.

Атомна маса елемента тим менше, чим більше в склад елемента входить легких ізотопів його. Якщо до складу елемента з меншим порядковим номером входять переважно атоми важких його ізотопів, а до складу наступного за ним елемента - атоми легших його ізотопів, то виявиться, що середня маса атома елемента з великим порядковим номером буде не більше, а менше середньої ваги атома елемента з меншим порядковим номером. Це, наприклад, спостерігається у аргону Ar і калію К.

Надзвичайна схожість хімічних властивостей ізотопів одного і того ж елемента, незважаючи на різну масу їх атомів, підтверджує вже зроблений раніше висновок: властивості хімічних елементів залежать не стільки від атомної ваги, скільки від заряду атомного ядра.

Малюгина8. Зміни в складі ядер. Ізотопи. Хімічний елемент.

Положення хімічного елемента в періодичній системі залежить від величини заряду атомного ядра, т. Е. Від числа протонів в ньому.

Ядерні реактори "href =" / text / category / yadernie_reaktori / "rel =" bookmark "> ядерному реакторі атомної електростанції.

Рис 1. Ядерні реакції на Сонці

Що буде, якщо змінити кількість нейтронів в атомі, Не змінюючи кількість протонів? Заряд ядра, а значить положення елемента в періодичній системі, не зміниться. значить , новий елемент не утворюється. Це буде все той же хімічний елемент, Але атоми його будуть відрізнятися від вихідного своєю масою.

Різновиди атомів одного і того ж хімічного елемента, які мають однакове число протонів, але різну кількість нейтронів називають ізотопами.

12С - вуглець-12 13С - вуглець-12 14С - вуглець-14

слово ізотопвід грецьких слів: изос- "один", топос -«Місце», означає «що займає одне місце» т. Е. Клітку в періодичній системі хімічних елементів.

: ізотопи -різновиди атомів одного і того ж хімічного елемента, які мають однаковий заряд ядра, але різні масові числа.

Ізотопи позначаються символами відповідних елементів, зліва вгорі від яких записують масове число ізотопу, а внизу - порядковий номер (заряд ядра атома) елемента, наприклад,

126с - ізотоп вуглецю з масовим числом 12

188О - ізотоп кисню з масовим числом 18

Іноді в символах ізотопів записують тільки масові числа: 12С, 18О, 27Аl. У назві вказують його масове число: вуглець-12, кисень -18 і т. П.

У природі різні хімічні елементи мають різне число ізотопів з різним процентним вмістом кожного з них. Ізотопи елемента з меншим масовим числом називають легкими, ізотопи з великим масовим числом називають важкими.

Ізотопи так само діляться на стабільні і нестабільні (радіоактивні). Деякі нестабільні ізотопи використовують як «мічені атоми» в наукових дослідженнях.

Ізотопи одного хімічного елемента не відрізняються хімічними властивостями. Виняток становить водень. Через кратного збільшення його маси при зміні в складі ядра числа протонів, властивості ізотопів значно різняться.

Елемент водень має три ізотопи, кожному з яких присвоєно свою назву і позначення:

11Н - проти	21Н (D) - дейтерій	31Н (Т) - тритій
1 протон, нейтронів немає	1 протон, 1 нейтрон	1 протон, 2 нейтрона

Типова задача 1.

Чому дорівнює число нейтронів в атомах наступних ізотопів: 15N, 119Sn, 235U

Рішення

Число нейтронів - це різниця між масовим числом і числом протонів ( N = A - Z, де N-число нейтронів, A - масове число, Z - число протонів).

Число протонів = порядковому номеру.

Для вирішення завдання знайдемо в ПСХЕ порядкові номери елементів і обчислимо кількість нейтронів, як різниця між масовим числом і кількістю протонів:

157N: N = 15-7 = 8; 8 нейтронів

11950Sn: N = 119-50 = 69; 69 нейтронів

23592U: N = 235-92 = 143; 143 нейтрона

Питання для самоконтролю:

1. Від чого залежить стан хімічного елемента в періодичній системі?

2. Чому атом магнію займає клітку ПСХЕ під номером 12?

3. Що станеться з атомом, якщо в його ядрі змінити (збільшити або зменшити) кількість протонів?

4. Як називаються процеси, що протікають зі зміною складу ядер?

5. Що станеться з атомом, якщо в його ядрі змінити кількість нейтронів?

6. Що називають ізотопами?

7. Чим відрізняються атоми ізотопів одного елемента?

8. Скільки ізотопів може мати атом?

9. Як називаються ізотопи водню? Який склад ядер цих ізотопів?

10. Як позначають і як називають ізотопи елементів?

11. Чому ізотопи хлору мають однакові властивості, а ізотопи водню - різні?

12. Як класифікують ізотопи?

13. Чому проявляють різні хімічні властивості частинки 4019К і 4018Ar?

Подивитися відповідь

1. Від величини заряду атомного ядра.

2. Заряд ядра атома магнію дорівнює 12, в ядрі міститься 12 протонів.

3. Чи зміниться заряд ядра, значить вийде інший хімічний елемент.

4. Ядерними реакціями.

5. Чи зміниться маса атома, хімічний елемент залишиться тим же.

6. Різновиди атомів одного і того ж хімічного елемента, які мають однакове число протонів, але різну кількість нейтронів називають ізотопами.

7. Числом нейтронів.

8. У природі елементи мають різне число ізотопів з різним процентним вмістом кожного з них.

9. У водню три ізотопи:

11Н - проти	21Н (D) - дейтерій	31Н (Т) - тритій
1 протон, нейтронів немає	1 протон, 1 нейтрон	1 протон, 2 нейтрона

10. Ізотопи позначаються символами відповідних елементів, зліва вгорі від яких записують масове число ізотопу 12С і вказують його в назві: вуглець-12.

11. Ізотопи хімічних елементів мають, як правило, однакові властивості. Однак, у водню при зміні числа нейтронів кратно збільшується маса. Тому властивості ізотопів водню істотно відрізняються. У зв'язку з цим ізотопи водню отримали індивідуальні назви: протий, дейтерій, тритій.

12. На легкі і важкі, на стабільні і нестабільні (радіоактивні).

13. Тому, що це різні хімічні елементи, вони відрізняються зарядом атомного ядра.

Завдання для самостійного рішення

1. Напишіть символи ізотопів олова, атоми яких містять 66, 68, 69, 71, 72 нейтрона

2. Визначте відносну молекулярну масу води, молекули якої містять важкий ізотоп водню - дейтерій.

3. Чому дорівнює порядковий номер елемента, масове число одного з ізотопів якого дорівнює 31, а число нейтронів дорівнює 16

Подивитися відповідь

1. Ізотопи - атоми з однаковим зарядом атомного ядра, але різним масовим числом. Заряд ядра атома = порядковому номеру. Знаходимо в ПСХЕ порядковий номер хімічного елемента олова (дорівнює 50), обчислюємо масове число (стовпець 3).

число нейтронів	Число протонів = порядковому номеру = 50	Масове число: сума нейтронів і протонів
			11650Sn або 116Sn
		11850Sn або 118Sn
		11950Sn або 119Sn
		12150Sn або 121Sn
		12250Sn або 122Sn

2. Mr (D2О) = 2 · 2 +16 = 20

3. Масове число - це сума протонів і нейтронів. Число протонів в атомі одно 31-16 = 15. Число протонів = порядковому номеру, отже це елемент №15 - фосфорР

Введення ......................................................................................................... 3

1. Символ елемента, положення його в періодичній системі елементів Д.І. Менделєєв. Атомна маса ................................................................................................ .4

2. Будова ядра атома хлору. Можливі ізотопи. Приклади .............................. .5

3. Електронна формула атома: розподіл електронів по рівнях, подуровням, осередкам хунди. Збуджений стан атома хлору ......................................................... .6

4. Валентність атома алюмінію в стаціонарному і збудженому станах. Можливі ступені окислення атома хлору. Окислювально - відновні властивості. Приклади схем переміщення електронів .................................................................................... .8

5. Еквіваленти хлору і його сполук. Приклади розрахунків ................................. ..11

6. Хімічні властивості хлору і його сполук. Приклади реакцій ........................ 12

7. Види концентрацій ................................................................................. .15

8. Електролітична дисоціація. Схема процесу дисоціації гідроксиду. Константа дисоціації ................................................................................................... 17

9. Розрахунок pH, pOH 0.01м розчину гідроксиду або солі елемента ........................... 21

10. Гідроліз ............................................................................................. ..23

11. Якісний аналіз хлору ........................................................................ 24

12. Методи кількісного визначення атома хлору або його сполук ............... 27

12.1. Гравіметричний метод аналізу атома хлору ............................................. ... 27

13. Висновок .......................................................................................... .29

Список літератури .......................................................................................... 32

Вступ

З'єднання з воднем - газоподібний хлороводень - було вперше отримано Джозефом Прістлі 1772 р Хлор був отриманий в1774 г.шведскім хімікомКарлом Вільгельмом Шееле, який описав його виділення при взаімодействііпіролюзітассоляной кіслотойв своєму трактаті про піролюзиті:

Шеєле зазначив запах хлору, схожий з запахом царської горілки, його здатність взаємодіяти сзолотомікіноварью, а також його відбілюючі властивості. Однак Шеєле, відповідно до панувала в хіміітого часу теорііфлогістона, припустив, що хлор є дефлогістрованим муріевую (соляну) кіслоту.БертоллеіЛавуазьев рамках кисневої теорії кислот обгрунтували, що нова речовина має бути оксидом гіпотетіческогоелемента мурія. Однак спроби його виділення залишалися безуспішними аж до робіт Деві, которомуелектролізомудалось разложітьповаренную Солена натрій хлор, довівши елементарну природу останнього.

1. Символ елемента, положення його в періодичній системі елементів Д.І. Менделєєв. атомна маса

Х лор (від грец. χλωρός - «зелений») - елемент 17-ї групи періодичної таблиці хімічних елементів (по застарілої класифікації - елемент головної підгрупи VII групи), третього періоду, з атомним номером 17. Позначається символом Cl (лат. Chlorum). Хімічно активний неметалл. Входить в групу галогенів (спочатку назва «галоген» використовував німецький хімік Швейгер для хлору - дослівно «галоген» перекладається як солерод - але воно не прижилося і згодом стало загальним для 17-й (VIIA) групи елементів, в яку входить і хлор).

Проста речовина хлор (CAS-номер: 7782-50-5) при нормальних умовах - отруйний газ жовтувато-зеленого кольору, важчий за повітря, з різким запахом. Молекула хлору двухатомная (формула Cl2).

атомна маса

(Молярна маса)

[Комм 1] а. е. м. (г / моль)

2. Будова ядра атома хлору. Можливі ізотопи. приклади

У природі зустрічаються 2 стабільних ізотопу хлору: з масовим числом 35 і 37. Частки їх змісту відповідно рівні 75,78% і 24,22%.

ізотоп	Відносна маса, а.е.м.	Період напіврозпаду	Тип розпаду	ядерний спін
		стабільний
			β-распадв 36 Ar
		стабільний
		37,2 хвилини	β-розпад в 38 Ar
		55,6 хвилини	β-розпад в 39 Ar
		1,38 хвилини	β-розпад в 40 Ar

3. Електронна формула атома: розподіл електронів по рівнях, подуровням, осередкам хунди. Збуджений стан атома хлору

Хлор в періодичній системі хімічних елементів знаходиться в 3 періоді, VII групі, головною подгуппе (подгуппа галогенів).

Заряд ядра атома Z = + = + 17

Кількість протонів N (p +) = 17

Кількість електронів N (e-) = 17

У збудженому сотоянии:

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

3 неспарених електрона (2 електрона на 3р-підрівні і 1 електрон на 3d-підрівні), отже валентність дорівнює 3

Приклад з'єднання: HClO2, Cl2O3

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

5 неспарених електронів (3 електрона на 3р-підрівні і 2 електрони на 3d-підрівні), отже валентність дорівнює 5

Приклад з'єднання: HClO3, Cl2O5

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

7 неспарених електронів (1 електрон на 3s-підрівні, 3 електрона на 3р-підрівні і 3 електрона на 3d-підрівні), отже валентність дорівнює 5

4. Валентність атома алюмінію в стаціонарному і збудженому станах. Можливі ступені окислення атома хлору. Окислювально - відновні властивості. Приклади схем переміщення електронів

Валентні електрони: 3s2 3p5

У збудженому стані у атома хлору на 3 енергетичному рівні знаходиться один неспарених електронів, отже, збудженому атом хлору може виявляти валентність 1. Валентність 1 проявляється в наступних сполуках:

Газоподібний хлор Cl2 (або Сl-Cl)

Хлорид натрію NaCl (або Na + Cl-)

Хлороводень HCl (або HCl)

Хлорнуватиста кислота HOCl (або H-O-Cl)

Окислювально - відновні властивості.

HCl - ступінь окислення хлору -1

HClO3 - ступінь окислення хлору +5

HClO4 - ступінь окислення хлору +7

Проміжна ступінь окислення говорить про те, що даний елемент може проявляти як відновні так і окисні властивості, це - HClO3

Окисні властивості проявляють елементи, у яких максимальний ступінь окислення (вона дорівнює номеру групи, в якій знаходиться елемент). Значить, HClO4 - окислювач.

Відновні властивості притаманні елемент з наменьшей ступенем окислення, тобто HCl - відновник.

Хлор є сильним окислювачем. Різні сполуки хлору можуть бути використані в якості окислювачів. Це хлор С12), хлорнуватиста кислота НСЮ, солі хлорнуватистої кислоти - гіпохлорит натрію NaCIO або гіпохлорит кальцію Са (СЮ) 2 і оксид хлору СЮ2.

Хлорування застосовують для видалення зі стічних вод фенолів, крезолів, ціанідів, сірководню. Для боротьби з біологічними обростаннями споруд його використовують в якості біоциду. Застосовують хлор і для знезараження води.

Хлор надходить на виробництво в рідкому вигляді з вмістом не менш як 99,5%. Хлор є високотоксичним газом, він має здатність накопичуватися і концентруватися в невеликих поглибленнях. З ним досить важко працювати. При попаданні у воду відбувається гідроліз хлору з утворенням соляної кислоти. З деякими органічними речовинами, які присутні в розчині, С12 може вступати в реакції хлорування. В результаті утворюються вторинні хлорорганічні продукти, які мають високий ступінь токсичності. Тому застосування хлору прагнуть обмежити.

Хлорнуватиста кислота НСЮ володіє такою ж окисної здатністю, як і хлор. Однак її окисні властивості проявляються тільки в кислому середовищі. Крім того хлорнуватиста кислота є нестабільним продуктом - з часом і на світлі вона розкладається.

Широке застосування отримали солі хлорнуватистої кислоти. Гіпохлорит кальцію Са (СЮ) 2 випускається трьох сортів з концентрацією активного хлору від 32 до 35%. На практиці використовують також двухосновную сіль Са (СЮ) 2 2Са (ОН) г 2Н20.

Найбільш стійка сіль гіпохлориту натрію NaOCl * 5Н20, яку отримують при хімічній взаємодії газоподібного хлору з розчином лугу або при електролізі кухонної солі у ванні без діафрагми.

Оксид хлораСO2 - газ зеленувато-жовтого кольору, добре розчинний у воді, сильний окислювач. Його отримують взаємодією хлорита NaC102 з хлором, соляною кислотою або озоном. При взаємодії оксиду хлору з водою не ротекают реакції хлорування, що виключає утворення хлорорганічних речовин. Останнім часом проводяться широкі розробки щодо з'ясування умов заміни хлору на оксид хлору в якості окислювача. На ряді російських заводів впроваджені передові технології з використанням СO2.

ВИЗНАЧЕННЯ

хлор- сімнадцятий елемент Періодичної таблиці. Позначення - Cl від латинського «chlorum». Розташований в третьому періоді, VIIа групі. Відноситься до неметалів. Заряд ядра дорівнює 17.

Найважливішим природним з'єднанням хлору є хлорид натрію (кухонна сіль) NaCl. Головна маса хлориду натрію знаходиться у воді морів і океанів. Води багатьох озер також містять значну кількість NaCl. Він зустрічається також і в твердому вигляді, утворюючи місцями в земній корі потужні пласти так званої кам'яної солі. У природі поширені і інші сполуки хлору, наприклад хлорид калію у вигляді мінералів карналлита KCl × MgCl 2 × 6H 2 O і Сільвіна KCl.

У звичайних умовах хлор є газ жовто-зеленого кольору (рис. 1), який добре розчиняється в воді. При охолодженні з водних розчинів виділяються кристалогідрати, які є кларатамі приблизного складу Cl 2 × 6H 2 Oі Cl 2 × 8H 2 O.

Мал. 1. Хлор в рідкому стані. Зовнішній вигляд.

Атомна і молекулярна маса хлору

Відносною атомною масою елемента називають відношення маси атома даного елемента до 1/12 маси атома вуглецю. Відносна атомна маса безрозмірна і позначається A r (індекс «r» - початкова буква англійського слова relative, що в перекладі означає «відносний»). Відносна атомна маса атомарного хлору дорівнює 35,457 а.е.м.

Маси молекул, також як маси атомів виражаються в атомних одиницях маси. Молекулярною масою речовини називається маса молекули, виражена в атомних одиницях маси. Відносної молекулярної масою речовини називають відношення маси молекули даної речовини до 1/12 маси атома вуглецю, маса якого дорівнює 12 а.е.м. Відомо, що молекула хлору двоатомний - Cl 2. Відносна молекулярна маса молекули хлору буде дорівнює:

M r (Cl 2) = 35,457 × 2 ≈ 71.

ізотопи хлору

Відомо, що в природі хлор може перебувати у вигляді двох стабільних ізотопів 35 Cl (75,78%) і 37 Cl (24,22%). Їх масові числа рівні 35 і 37 відповідно. Ядро атома ізотопу хлору 35 Cl містить сімнадцять протонів і вісімнадцять нейтронів, а ізотоп 37 Cl- така ж кількість протонів і двадцять нейтронів.

Існують штучні ізотопи хлору з масовими числами від 35-ти до 43-х, серед яких найбільш стабільним є 36 Cl з періодом напіврозпаду рівним 301 тисяча років.

Іони хлору

На зовнішньому енергетичному рівні атома хлору є сім електронів, які є валентними:

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

В результаті хімічної взаємодії хлор може втрачати свої валентні електрони, тобто бути їх донором, і перетворюватися в позитивно заряджені іони або приймати електрони іншого атома, тобто бути їх акцептором, і перетворюватися в негативно заряджені іони:

Cl 0 -7e → Cl 7 +;

Cl 0 -5e → Cl 5+;

Cl 0 -4e → Cl 4+;

Cl 0 -3e → Cl 3+;

Cl 0 -2e → Cl 2 +;

Cl 0 -1e → Cl 1+;

Cl 0 + 1e → Cl 1.

Молекула і атом хлору

Молекула хлору складається з двох атомів - Cl 2. Наведемо деякі властивості, що характеризують атом і молекулу хлору:

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

завдання	Який обсяг хлору треба взяти для реакції з 10 л водню? Гази знаходяться при однакових умовах.
Рішення	Запишемо рівняння реакції взаємодії хлору з воднем: Cl 2 + H 2 = 2HCl. Розрахуємо кількість речовини водню, що вступив у реакцію: n (H 2) = V (H 2) / V m; n (H 2) = 10 / 22,4 = 0,45 моль. Відповідно до рівняння, n (H 2) = n (Cl 2) = 0,45 моль. Тоді, обсяг хлору, що вступив у реакцію взаємодії з воднем дорівнює: