Дать характеристику элемента №17.

Элемент № 17 — хлор (Cl).

Положение в Периодической системе: группа 17 (главная подгруппа галогенов), период 3. Относительная атомная масса ≈ 35,45. Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ (или [Ne] 3s² 3p⁵). Высокая электроотрицательность (по Полингу ~ 3,16), большое сродство к электрону.

Физические свойства: при нормальных условиях — желтовато-зелёный ядовитый газ с резким удушливым запахом, двухатомные молекулы Cl₂. t_пл ≈ −101,5 °C, t_кип ≈ −34,0 °C. Плотность газа при 0 °C и 1 атм ~ 3,2 г/л (тяжелее воздуха). Хорошо растворяется в воде (порядка 0,7 г на 100 г воды при 20 °C) с частичным гидролизом.

Химические свойства: сильный окислитель, активнее брома и йода, но слабее фтора. Легко присоединяет электрон до Cl⁻, в соединениях проявляет степени окисления −1, +1, +3, +5, +7. Вытесняет Br₂ и I₂ из их солей. С водородом образует HCl (при горении), с металлами — кристаллические хлориды (NaCl, CaCl₂ и т. д.), с неметаллами — ковалентные хлориды (PCl₃, PCl₅, SO₂Cl₂ и др.). С водой даёт смесь HCl и HOCl; существуют оксокислоты: HClO, HClO₂, HClO₃, HClO₄ (и их соли — гипохлориты, хлориты, хлораты, перхлораты). Реагирует со щёлочами: холодная разб. щёлочь → смесь хлорида и гипохлорита; горячая концентрированная → хлорид и хлорат.

Нахождение в природе: в свободном виде не встречается; широко распространён в виде хлоридов — хлористый натрий (галит/каменная соль), сильвин (KCl), карналлит (KCl·MgCl₂·6H₂O). Большие количества растворены в морской воде (NaCl).

Получение (промышленность): главным образом электролиз растворов NaCl (рапа, рассолы): на аноде выделяется Cl₂, побочные продукты — H₂ (катод) и NaOH (в растворе). Также получают окислением HCl (например, процесс Дикона: из HCl и O₂ на Cu-катализаторе) и в реакциях с хлоратами/перманганатом в лаборатории.

Применение:
• Дезинфекция и обеззараживание воды (Cl₂, HOCl, растворы гипохлоритов).
• Производство полимеров и мономеров (винилхлорид → ПВХ), широкого спектра органических промежуточных продуктов.
• Отбеливание целлюлозы и тканей (сейчас чаще — диоксидом хлора/гипохлоритами).
• Производство неорганических солей (FeCl₃ — коагулянт, AlCl₃ — катализатор, CaCl₂ — противогололёдный реагент и осушитель).
• Синтез соляной кислоты (HCl) и хлорсодержащих окислителей (например, ClO₂).

Токсичность и безопасность: токсичный удушающий газ; раздражает дыхательные пути, глаза и кожу; высокие концентрации опасны для жизни. Сильный окислитель; реагирует с органикой и восстановителями, повышая риск пожара/взрыва. Исторически применялся как боевое отравляющее вещество (Первая мировая война). Работают в хорошо вентилируемых системах, с газоанализом и СИЗ.

Изотопы: два стабильных изотопа — ³⁵Cl (~ 75,8 %) и ³⁷Cl (~ 24,2 %); применяются в изотопном анализе и ЯМР (ядро ³⁵Cl/³⁷Cl — квадрупольные, используют, например, в химии растворов солей).

Краткие характеристики: неметалл-галоген; формула простого вещества — Cl₂; цвет — жёлто-зелёный; валентные состояния чаще −1 (в солях) и +1/+3/+5/+7 (в оксо-соединениях); сильный окислитель; широко используется в водоподготовке и химической промышленности.