元素中不安分的三兄弟上氯气

主题：元素中不安分的三兄弟（上）——氯气

作者：历史学的还不错 糖衣化学系列——同时欢迎志同道合的朋友加入我们。

上回我们讲到石膏是豆腐制备过程中的凝固剂，人们称他们为卤水。在汉语中，天然生成的盐也称为"卤"。有一类元素被称为卤素，这些元素的形成的单质大多有着比较活泼的化学性质，说的通俗一点就是有点不安分守己，今天我们就来一一了解其中的三个"不安分的兄弟"。

1774年，舍勒和往常一样在自己的实验室里做着有关软锰矿的化学研究。这个少年时代就是药房学徒的化学家，一生迷恋实验室的工作，虽然当时的实验条件非常简陋，但是舍勒做了大量的化学实验，此时虽仅30多岁，但是舍勒已经使誉满欧洲的科学家。

实验如往常一样的顺利的进行着，当舍勒把浓盐酸和软锰矿（二氧化锰）混合并加热时，意想不到的事情发生了，反应容器中产生一种有着强烈刺激性气味的黄绿色气体。虽然身体感觉非常的难受，舍勒还是抑制不住的兴奋，这种气体他从来没有见过，自己制得了一种新的气体。他把这种气体溶于水，发现其水溶液对纸张和蔬菜等有永久性的漂白作用，他还发现这种气体可以与金属发生剧烈的化学反应。但是舍勒并不清楚这种气体是游离态的单质合适化合物。

后来，法国科学家贝托雷将这种气体储存在一个冷的空玻璃瓶中，通过降温分离出其中额氯化氢气体，然后依次把这种黄绿色的气体通入到水中，他发现——这种气体溶于水，并且在光照的条件下这个水溶液可以变成盐酸和氧气。但是因为当时理论的限制，人们一直认为这种气体是一种化合物——氧化盐酸，这其中就包括盖▪吕萨克和泰纳。一直到舍勒发现这种气体的36年后，英国化学家戴维正式提出这是一种新的元素形成的单质。戴维以无可辩驳的事实证明了氧化盐酸不是化合物，而是一种单质，他爸形成这种单质的元素命名为chlorine，元素符号是Cl。因为铁丝、铜丝等金属可以在氯气中剧烈地燃烧，戴维指出，氧化反应不一定要有氧气参加，氯气一定可以助燃，剧烈的发光、发热的反应都是燃烧反应。这是对拉瓦锡学说的继承也是创新。说到这里大家一定明白了舍勒发现的这种的黄绿色的气体就高中学生常见的气体——氯气。

因为氯气是黄绿色的，一开始我们国内就把这种气体译作"绿气"，后来才慢慢的改为"氯气"。舍勒当年获得氯气的方法，现在依然被广泛的应用于实验室制备少量的氯气。1868年狄肯和洪特发明了用氯化铜作催化剂，在加热时，用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法，又译为地康法。曾经被广泛用于制氯，但是它们与电解法生产氯气相比，无论从经济效益还是从生产规模上，都大为逊色．当电解法在生产上付诸实用时，地康法就逐渐被淘汰了。目前工业一般采用电解氯化钠溶液的方法制备烧碱和氯气。

一开始我们就说了氯气是一种非常不安分的分子。他不仅可以在加热条件可以与金属燃烧，而且这些金属还会被压榨到极限——一般失电子变为最高价，而氯气就是电子的掠夺者。不仅金属，很多非金属也不能幸免，比如氢气和氯气的混合气在光照条件下回会发生爆炸，工业上会利用氯气在氢气中燃烧来制备盐酸。舍勒和贝托雷都发现氯气可以溶于水，并且发现了这种溶液具有漂白性，能见光分解产生氧气。现在我们把氯气的水溶液称为氯水，舍勒发现的氯水有漂白性是因为氯气和水反应产生了次氯酸，次氯酸具有比氯气更强的氧化性，具有漂白性和杀菌消毒的作用。现在我们日常饮用的自来水就是利用氯气来消毒的，正如贝托雷实验的一样，次氯酸不稳定受热或见光会分解产生氧气和氯化氢，为了解决这个问题，工业上人们利用氯气和氢氧化钠反应制备次氯酸钠用作消毒剂，利用氯气与氢氧化钙反应制备次氯酸钙制备漂白剂，因为次氯酸盐比次氯酸要稳定，并且次氯酸盐可以和空气中的二氧化碳和水蒸气转化为次氯酸。

正是因为氯气的不安分，自然界中没有游离态的氯气，但是自从氯元素被人们认识以后它在我们的生产和生活中的用途越来越广泛。海水中所蕴藏的巨大含量的氯元素就成为了人们获得氯气的主要来源。

然而海水中除了含有丰富的氯元素以外还含有很多种元素，卤素种的另两种就也蕴藏在海水中。未完待续……

一家之言，对"如何才能把化学知识处理的让学生喜闻乐见"您怎么看，留言区见！

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24元素周期表顺口溜精选_化学元素周期表口诀

　　元素周期表顺口溜
　　我是氢，我最轻，火箭靠我运卫星;

　　我是氦，我无赖，得失电子我最菜;

　　我是锂，密度低，遇水遇酸把泡起;

　　我是铍，耍赖皮，虽是金属难电离;

　　我是硼，有点红，论起电子我很穷;

　　我是碳，反应慢，既能成链又成环;

　　我是氮，我阻燃，加氢可以合成氨;

　　我是氧，不用想，离开我就憋得慌;

　　我是氟，最恶毒，抢个电子就满足;

　　我是氖，也不赖，通电红光放出来;

　　我是钠，脾气大，遇酸遇水就火大;

　　我是镁，最爱美，摄影烟花放光辉;

　　我是铝，常温里，浓硫酸里把澡洗;

　　我是硅，色黑灰，信息元件把我堆;

　　我是磷，害人精，剧毒列表有我名;

　　我是硫，来历久，沉淀金属最拿手;

　　我是氯，色黄绿，金属电子我抢去;

　　我是氩，活性差，霓虹紫光我来发;

　　我是钾，把火加，超氧化物来当家;

　　我是钙，身体爱，骨头牙齿我都在;

　　我是钛，过渡来，航天飞机我来盖;

　　我是铬，正六铬，酒精过来变绿色;

　　我是锰，价态多，七氧化物爆炸猛;

　　我是铁，用途广，不锈钢喊我叫爷;

　　我是铜，色紫红，投入硝酸气棕红;

　　我是砷，颜色深，三价元素夺你魂;

　　我是溴，挥发臭，液态非金我来秀;

　　我是铷，碱金属，沾水烟花钾不如;

　　我是碘，升华烟，遇到淀粉蓝点点;

　　我是铯，金黄色，入水爆炸容器破;

　　我是钨，高温度，其他金属早呜呼;

　　我是金，很稳定，扔进王水影无形;

　　我是汞，有剧毒，液态金属我为独;

　　我是铀，浓缩后，造原子弹我最牛;

　　我是镓，易融化，沸点很高难蒸发;

　　我是铟，软如金，轻微放射宜小心;

　　我是铊，能脱发，投毒出名看清华;

　　我是锗，可晶格，红外窗口能当壳;

　　我是硒，补人体，口服液里有玄机;

　　我是铅，能储电，子弹头里也出现。

　　青害李皮朋，探丹阳付奶。(氢氦锂铍硼，碳氮氧氟氖) 那美女桂林，流露押嫁该。(钠镁铝硅磷，硫氯氩钾钙) 抗台反革命，提供难题新。(钪钛钒铬锰，铁钴镍铜锌) 假者生喜羞，可入肆意搞。(镓锗砷硒溴，氪铷锶钇锆) 你母得了痨，八音阁隐息。(铌钼锝钌铑，钯银镉铟锡) 替弟点仙色，贝兰是普女。(锑碲碘氙铯，钡镧铈铺钕) 破杉诱扎特，弟火而丢意。(钷钐铕钆铽，镝钬铒铥镱) 虏获贪污赖，我一并进攻。(镥铪钽钨铼，锇铱铂金汞) 他钱必不安，东方雷阿土。(铊铅铋钚砹，氡钫镭锕钍) 普诱那不美，惧怕可爱肥。(镤铀镎钚镅，锔锫锎锿镄) 们若老，炉肚喜波黑，卖Uun Uuu Uub!
　　元素周期表的深层规律
　　1.同一主族元素，最外层电子数相同。随着原子序数增大，原子层数递增，核对外吸引力减小，原子半径增大，元素金属性增强，还原性增强。

　　2.同一周期元素，原子层数相同。随着原子序数递增，最外层电子数递增，核对外吸引力增大，原子半径减小，元素非金属性增强，氧化性增强。

　　3.相似相邻规律

　　在元素周期表中上下、左右相邻的元素，性质差别不大。

　　如上下相邻的氧和硫，氧有氧化物Na2O和Na2 O2，硫有硫化物Na2S和Na2S2;氧有醇CH3-O-H,硫有醇CH3-S-H。

　　如左右相邻的铝和硅，都能和强碱溶液反应生成氢气：

　　2Al 2NaOH 2H2O = 2NaAlO2 3 H2↑

　　Si 2NaOH H2O = Na2SiO3 3 H2↑

　　如斜相邻的铍和铝, 铍和铝既有金属性又有非金属性，氧化铍和氧化铝、氢氧化铍和氢氧化铝都有两性：

　　BeO 2NaOH = Na2BeO2 H2O

　　Al2O3 2NaOH = 2NaAlO2 H2O

　　4.奇偶规律

　　在元素周期表的主族中，族序数为偶数(或奇数)，元素原子的序数、核电核数(质子数)、最外层电子数(价电子数)以及元素的主要化合价，都是偶数(或奇数)。

　　5.周期的序数(n)与其中的元素种数之间的规律

　　若n为奇数，则第n周期中最多容纳(n 1)2/2种元素，如第1周期有2种元素、第3周期有8种元素、第5周期有18种元素等，预计“第9周期”中最多容纳50种元素;

　　若n为偶数，则第n周期中最多容纳(n 2)2/2种元素，如第2周期有8种元素、第4周期有18种元素、第6周期有32种元素等，预计“第8周期”最多能容纳50种元素。
　　元素周期表6大知识点
　　1、原子结构

　　(1)所有元素的原子核都由质子和中子构成。

　　正例：612C 、613C 、614C三原子质子数相同都是6，中子数不同，分别为6、7、8。

　　反例1：只有氕(11H)原子中没有中子，中子数为0。

　　(2)所有原子的中子数都大于质子数。

　　正例1：613C 、614C 、13H 等大多数原子的中子数大于质子数。

　　正例2：绝大多数元素的相对原子质量(近似等于质子数与中子数之和)都大于质子数的2倍。

　　反例1：氕(11H)没有中子，中子数小于质子数。

　　反例2：氘(11H)、氦(24He)、硼(510B)、碳(612C)、氮(714N)、氧(816O)、氖(1020Ne)、镁(1224Mg)、硅(1428Si)、硫(1632S)、钙

　　(3)具有相同质子数的微粒一定属于同一种元素。

　　正例：同一元素的不同微粒质子数相同：H+ 、H- 、H等。

　　反例1：不同的中性分子可以质子数相同，如：Ne、HF、H2O、NH3、CH4 。

　　反例2：不同的阳离子可以质子数相同，如：Na+、H3O+、NH4+ 。

　　反例3：不同的阴离子可以质子数相同，如：NH4+ 、OH-和F-、Cl和HS。

　　2、电子云

　　(4)氢原子电子云图中，一个小黑点就表示有一个电子。

　　含义纠错：小黑点只表示电子在核外该处空间出现的机会。

　　3、元素周期律

　　(5)元素周期律是指元素的性质随着相对原子质量的递增而呈周期性变化的规律。

　　概念纠错：元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。

　　(6)难失电子的元素一定得电子能力强。

　　反例1：稀有气体元素很少与 其它 元素反应，即便和氟气反应也生成共价化合物，不会失电子，得电子能力也不强。反例2：IVA的非金属元素，既不容易失电子，也不容易得电子，主要形成共价化合物，也不会得失电子。

　　说明：IVA的非金属元素是形成原子晶体的主力军，既可以形成单质类的原子晶体：金刚石、硅晶体;也可以形成化合物类的原子晶体：二氧化硅(水晶、石英)、碳化硅(金刚砂)。

　　(7)微粒电子层数多的半径就一定大。

　　正例1：同主族元素的原子，电子层数多的原子半径就一定大，r(I)>r(Br)>r(Cl)>r(F)。

　　正例2：同主族元素的离子，电子层数多的离子半径就一定大，r(Cs+)>r(Rb+)>r(K+)>r(Na+)>r(Li+)。

　　反例1：锂离子半径大于铝离子半径。

　　(8)所有非金属元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于8。

　　正例1：前20号元素中C、N 、Si、P 、S、Cl 元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于8。

　　反例1：前20号元素中H、B、O、F例外。

　　(9)所有主族元素的最高正化合价等于该元素原子的最外层电子数(即元素所在的主族序数)。

　　正例1：前10号元素中H、Li 、Be、B 、C、N 等主族元素最高正化合价等于该元素原子的最外层电子数(即元素所在的主族序数)。

　　反例1：前10号元素中O、F例外。

　　(10)含氧酸盐中若含有氢，该盐一定是酸式盐。

　　正例1：常见的酸式盐：NaHCO3 、NaHC2O4、NaH2PO4 、Na2HPO4 、NaHS、NaHSO3、NaHSO4 。

　　反例1：Na2HPO3为正盐，因为H3PO3为二元酸，NaH2PO3为酸式盐。

　　反例2：NaH2PO2为正盐，因为H3PO2为一元酸。

　　(11)酸式盐水溶液一定显酸性。

　　正例1：NaHC2O4 、NaH2PO4 、NaHSO3 、NaHSO4等酸式盐水溶液电离呈酸性。

　　反例1：NaHCO3 、Na2HPO4、NaHS等酸式盐水溶液都会因发生水解而呈碱性。

　　4、元素周期表

　　(12)最外层只有1个电子的元素一定是IA元素。

　　正例1：氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫等元素原子的最外层只有1个电子，排布在IA 。

　　反例1：最外层只有1个电子的元素可能是IB元素如Cu、Ag、Au 。

　　反例2：最外层只有1个电子的元素也可能是VIB族的Cr、Mo 。

　　(13)最外层只有2个电子的元素一定IIA族元素。

　　正例1：铍、镁、钙、锶、钡、镭等元素的最外层只有2个电子，排布在IIA。

　　反例1：最外层只有2个电子的元素可能是IIB族元素，如：Zn、Cd、Hg 。

　　反例2：最外层只有2个电子的元素也可能是Sc(IIIB)、Ti(IVB)、V(VB)、Mn(VIIB)、Fe(VIII)、Co(VIII)、Ni(VIII)等。

　　(14)第8、9、10列是VIIIB。

　　定义纠错：只由长周期元素构成的族是副族，由于其原子结构的特殊性，规定第8、9、10列为VIII族，而不是VIIIB。

　　(15)第18列是VIIIA 。

　　定义纠错：由短周期元素和长周期元素构成的族是主族，该列成员有：氦、氖、氩、氪、氙、氡，由于其化学性质的非凡的惰性，曾一度称其为惰性气体族，后改为稀有气体族，根据其化学惰性，不易形成化合物，通常呈0价，现在称其为零族。

　　5、化学键

　　(16)只由同种元素构成的物质一定是纯净物。

　　正例：H2 、D2 、T2 混在一起通常被认为是纯净物。

　　反例：同素异形体之间构成的是混合物，如：金刚石和石墨、红磷和白磷、O2和O3等构成的是混合物。

　　(17)共价化合物可能含有离子键。

　　概念纠错：共价化合物一定不含有离子键，因为既含离子键又含共价键的化合物叫离子化合物。

　　(18)有非极性键的化合物一定是共价化合物。

　　正例：含有非极性键的共价化合物，如：H2O2 、C2H4 、C2H2 等含有两个碳原子以上的有机非金属化合物。

　　反例：Na2O2 、CaC2、CH3CH2ONa、CH3COONa等含有两个以上碳原子的有机金属化合物就含有非极性键，但它们是离子化合物。

　　(19)氢化物一定是共价化合物。

　　正例：非金属氢化物一定是共价化合物，如：CH4 、NH3、H2O 、HF等。

　　反例：固态金属氢化物NaH、CaH2 是离子化合物。

　　(20)键能越大，含该键的分子一定就越稳定。

　　正例1：HF的键能比HI的键能大，HF比HI稳定。

　　正例2：MgO的键能比NaF的键能大，MgO比NaF稳定，熔沸点MgO比NaF的高。

　　正例3：Al的键能比Na的键能大，Al比Na稳定，熔沸点Al比Na的高。

　　反例：叠氮酸HN3中氮氮三键键能很大，但是HN3却很不稳定。

　　(21)只由非金属元素构成的化合物一定是共价化合物。

　　正例：非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸、烃、烃的含氧衍生物、单糖、双糖等只由非金属元素构成的化合物一定是共价化合物。

　　反例：铵盐类(NH4Cl)、类铵盐(PH4I)是离子化合物。

　　(22)活泼金属与活泼非金属形成的化合物一定属于离子化合物。

　　正例：氯化钠、氯化镁、氟化钠、氟化钙等活泼非金属与活泼金属形成的化合物一定属于离子化合物。

　　反例：AlCl3例外不是离子化合物。

　　(23)非金属单质中一定存在非极性键。

　　正例：氢气、金刚石、石墨、氮气、氧气、臭氧、氟气、氯气、红磷、白磷、单斜硫等非金属单质中一定存在非极性键。

　　反例：稀有气体都是单原子分子，单质内不存在非极性键。

　　(24)非金属单质一般是非极性分子。

　　正例：同核双原子分子：氢气、氮气、氧气、氟气、氯气，同核多原子分子：白磷(正四面体结构)都是非极性分子。

　　反例：臭氧分子是极性分子。

　　(25)非极性键形成的分子一定是非极性分子。

　　正例：非极性键形成的双原子分子一定是非极性分子，非极性键形成的多原子分子如果分子空间结构对称，就是非极性分子。

　　反例：臭氧分子是非极性键构成的角型分子，空间结构不对称，所以臭氧分子是极性分子。

　　6、晶体结构

　　(26)晶体中有阳离子就一定含有阴离子。

　　正例：离子晶体中有阳离子一定同时有阴离子。

　　反例：金属晶体有阳离子和自由电子，却没有其它的阴离子。

　　(27)有金属光泽能导电的单质一定是金属单质。

　　正例：金属的物理共性是都有金属光泽、不透明、具有导电性、导热性、延展性。

　　反例：石墨、硅晶体虽然有金属光泽，但却是非金属单质，并且石墨是导体，硅晶体是半导体。

　　(28)固体一定是晶体。

　　正例：食盐固体是晶体，食盐晶体具有一定规则的几何形状。

　　反例：CuSO4 和.Na2CO3虽然是离子化合物，但CuSO4和Na2CO3是粉末，CuSO4?5H2O和Na2CO3?10H2O是晶体。

　　(29)组成和结构相似的物质相对分子质量越大，熔沸点一定越高。

　　正例：组成和结构相似的分子晶体(卤素、烷烃的同系物)相对分子质量越大，熔沸点一定越高。

　　反例：同族非金属氢化物含氢键的化合物的熔沸点会出现反常现象，如：HF>HI ，NH3 >AsH3 ，H2O>H2Te 。

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氯元素对身体有害吗？

人体吸入氯气会使呼吸道和皮肤粘膜中毒。轻度中毒时有灼烧、压迫感，喉炎发痒，呼吸困难，眼刺痛流泪。高浓度的氯气(氯化氢)会引起人慢性中毒，产生鼻炎、支气管炎、肺气肿等，有的还会过敏，出现皮炎、湿疹等。氯挥发性极强，空气中的水蒸汽即可与之反应生成盐酸雾及次氯酸，而于所到之处腐蚀物品、危害人体和动植物。当氯和有机酸反应，就会产生许多致癌的副产品，比如三卤甲烷等。超过一定量的氯，本身也会对人体产生许多危害，且带有难闻的气味，俗称“漂白粉味”。现在，大多数的专家达成共识，使用氯化水和饮用水中有氯化物的确和得癌几率有一定的关系。 中毒临床表现：急性中毒。轻度中毒时，病人出现眩晕、头痛、恶心、胸闷、嗜睡、步态蹒跚等；严重中毒者，神志不清，或呈昏睡状，甚至昏迷、抽搐，更严重者会造成死亡。
慢性中毒主要表现为神经衰弱综合征、肝脏损伤、消化功能障碍、肢端溶骨症、皮肤损伤等。本品为致癌物，可致肝血管肉瘤。
神经系统：表现为眩晕、头痛、乏力、失眠或嗜睡、多梦、易惊醒、记忆力减退、烦躁不安等。有时呈头重感、定向障碍、性情改变、四肢酸痛、手掌多汗，手指、舌和眼睑震颤等。
消化系统：食欲不振、恶心、呃逆、腹胀、便秘等。肝肿大，肝功能异常。
皮肤改变：有皮肤干燥、皲裂、丘疹、粉刺，或有手掌角化、指甲变薄等改变。
肢端溶骨症：聚氯乙烯制造的清釜工多见。表现为手指发麻，指尖有刺痛或酸痛感。手部x线拍片显示，末节指骨的一个或多个粗隆边缘有半月形缺损，甚至骨干有溶骨性缺损。有时指关节排列不齐。
致癌：氯乙烯致肝血管肉瘤已列为国家法定职业病名单