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氯的（歷史，產(chǎn)生和分布，物理和化學(xué)性質(zhì)）
Release Time：2021-05-26氯的歷史
巖鹽(普通鹽或氯化鈉)已經(jīng)存在了幾千年。它是溶解在海水中的鹽的主要成分，在古埃及通過蒸發(fā)從鹽中獲得。在羅馬時代，士兵的部分酬勞是鹽(salarium，現(xiàn)代工資一詞的詞根)。1648年，德國化學(xué)家約翰·魯?shù)婪?middot;格勞伯(Johann Rudolf Glauber)通過在木炭爐中加熱潮濕的鹽，并在容器中冷凝煙霧，獲得了一種強酸，他稱之為鹽精。后來，他用硫酸加熱鹽，得到了同樣的產(chǎn)品，即現(xiàn)在已知的鹽酸。1774年，瑞典化學(xué)家卡爾·威廉·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)用鹽酸處理粉狀的黑色錳氧化物，得到了一種黃綠色的氣體，但他沒有認出這是一種元素。1810年，英國化學(xué)家漢弗萊·戴維(Humphry Davy)認識到這種氣體作為一種元素的真實性質(zhì)，他后來將其命名為氯(來自希臘文chloros，意思是“黃綠色”)，并為它的漂白作用提供了解釋。
氯的產(chǎn)生和分布
除了在火山氣體中有非常少量的游離氯(Cl)外，氯通常只以化合物的形式存在。它構(gòu)成了地殼的0.017%。天然氯是兩種穩(wěn)定同位素的混合物:氯-35(75.53%)和氯-37(24.47%)。氯最常見的化合物是氯化鈉，在自然界中以結(jié)晶巖鹽的形式存在，通常會因雜質(zhì)而變色。氯化鈉也存在于海水中，海水的平均濃度約為氯化鈉的2%。某些內(nèi)陸海域，如里海、死海和猶他州的大鹽湖，含有高達33%的溶解鹽。少量的氯化鈉存在于血液和牛奶中。其他含氯礦物有鉀鹽(氯化鉀[KCl])、輝長巖(MgCl2?6H2O)、光鹵石(KCl?MgCl2?6H2O)和輝長巖(KCl?MgSO4?3H2O)。它存在于氯磷灰石和鈉長石等蒸發(fā)巖礦物中。胃中有游離鹽酸。現(xiàn)在的鹽沉積一定是由史前海洋蒸發(fā)形成的，在水中溶解度最低的鹽先結(jié)晶，然后是溶解度較高的鹽。因為氯化鉀比氯化鈉更容易溶于水，所以某些巖鹽沉積——比如在德國的斯塔斯福特——被一層氯化鉀覆蓋。為了獲得氯化鈉，首先要去除作為肥料的鉀鹽。
氯的物理和化學(xué)性質(zhì)
在室溫和常壓下，氯是一種黃綠色氣體。它比空氣重兩倍半。它在−34°C(−29°F)時變成液體。它有一種令人窒息的氣味，吸入會導(dǎo)致窒息、胸部收縮、喉嚨發(fā)悶，嚴重暴露后還會導(dǎo)致肺部水腫(充滿液體)。空氣中即使只有千分之一的含量，也會在幾分鐘內(nèi)導(dǎo)致死亡，但低于百萬分之一的含量是可以忍受的。氯氣是第一次世界大戰(zhàn)中用于化學(xué)戰(zhàn)的第一種氣體。這種氣體很容易通過冷卻或常溫下的幾個大氣壓液化。氯具有高的電負性和高的電子親和能，后者甚至略高于氟。氯對氫的親和力是如此之大，以至于反應(yīng)在光下發(fā)生劇烈爆炸，如下式(其中hν為光)所示:
在木炭的存在下，氯和氫在黑暗中迅速結(jié)合(但沒有爆炸)。氫氣噴射會在氯中燃燒產(chǎn)生銀色火焰。氯對氫的高親和力使它能與許多含氫的化合物反應(yīng)。例如，氯與碳氫化合物反應(yīng)，氯原子依次取代氫原子。然而，如果碳氫化合物是不飽和的，氯原子很容易加到雙鍵或三鍵上。氯分子由兩個原子(Cl2)組成。除較輕的惰性氣體外，氯與幾乎所有的元素結(jié)合生成氯化物;大多數(shù)金屬的晶體是離子晶體，而半金屬和非金屬的晶體主要是分子晶體。與氯反應(yīng)的產(chǎn)物通常是氧化值高的氯化物，如三氯化鐵(FeCl3)、四氯化錫(SnCl4)或五氯化銻(SbCl5)，但需要注意的是，某一特定元素中氧化值最高的氯化物，其氧化態(tài)往往低于氧化值最高的氟化物。因此，釩形成五氟化物，而五氯化物是未知的，硫產(chǎn)生六氟化物，但沒有六氯化物。對于硫，即使是四氯化碳也不穩(wěn)定。除某些氯化物的−1氧化態(tài)外，氯在次氯酸鹽(ClO−)、亞氯酸鹽(ClO−2)、氯酸鹽(ClO−3)和高氯酸鹽(ClO−4)中的氧化態(tài)分別為+1、+3、+5和+7。間接合成了五種氧化物，一氧化氯(Cl2O)，二氧化氯(ClO2)，高氯酸鹽(Cl2O4)，六氧化二氯(Cl2O6)和七氧化二氯(Cl2O7)，它們都是高度活性和不穩(wěn)定的。氯可以與有機化合物發(fā)生加成或取代反應(yīng)。氯取代了化合物中較重的，負電性較低的鹵素，溴和碘。 例如，根據(jù)以下公式發(fā)生溴化物的置換：
此外，它將多種氧化物轉(zhuǎn)化為氯化物。 一個例子是將三氧化鐵轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氯化物：
氯在水中的溶解度適中，會生成氯水。 這種水合物的特征是比冰更開放的結(jié)構(gòu)。晶胞包含46個水分子和6個適合氯分子的腔。當(dāng)水合物靜置時，發(fā)生歧化。也就是說，分子中的一個氯原子被氧化，另一個被還原。 同時，溶液變?yōu)樗嵝裕缫韵碌仁剿荆?br />
其中氧化數(shù)寫在原子符號上方。 由于次氯酸逐漸分解，氯水會失去其作為氧化劑的功效。氯與堿性溶液的反應(yīng)產(chǎn)生含氧酸的鹽。氯的第一電離能很高。 盡管處于正氧化態(tài)的離子不是很穩(wěn)定，但高氧化值主要通過與氧和氟的配位作用得以穩(wěn)定。 在這樣的化合物中，鍵主要是共價鍵，并且氯能夠顯示出+ 1，+ 3，+ 4，+ 5，+ 6和+7的氧化數(shù)。
