Phân nhóm chính nhóm VII - Nhóm halogen
a) Clo trong tự nhiên - Tính chất vật lí của clo
Do hoạt động hoá học mạnh nên clo hầu như chỉ tồn tại trong tự nhiên ở dạng hợp chất, chủ yếu là muối clorua. Natri clorua (muối ăn) có nhiều trong nước biển, đại dương, hồ. Cũng thấy natri clorua ở dạng rắn, tạo thành những vỉa lớn rải rác trong vỏ Trái Đất gọi là muối mỏ. Một vài hợp chất khác của clo cũng phổ biến trong tự nhiên, ví dụ kali clorua là thành phần của chất khoáng cacnalit KCl.MgCl2.6H2O. Clo chiếm 0,05% khối lượng vỏ Trái Đất.
Clo là chất khí màu vàng lục, xốc, nặng gấp hai lần rưỡi không khí. Ở 20oC, một thể tích nước hoà tan 2,3 thể tích clo. Clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.
Clo độc. Một lượng nhỏ cũng gây ra sự kích thích mạnh đường hô hấp và viêm các niêm mạc. Hít phải nhiều clo thì bị ngạt và có thể chết.
b) Tính chất hoá học của clo
Để tạo ra lớp ngoài cùng bền vững, hai nguyên tử clo liên kết với nhau bằng một đôi electron góp chung, tạo thành phân tử Cl2 có liên kết cộng hoá trị không phân cực
Lớp ngoài cùng của mỗi nguyên tử clo có 7 electron (s2 p5) trong đó 6 electron đã cặp đôi, 1 electron độc thân. Khi hai nguyên tử clo lại gần nhau, 2 electron độc thân trở nên cặp đôi.
Như vậy trong phân tử clo, mỗi nguyên tử clo có lớp ngoài cùng bền vững với 8 electron, trong đó có một cặp electron thuộc đều cả hai nguyên tử, không bị lệch về nguyên tử nào.
Nhận thêm một electron là tính chất đặc trưng nhất - tính oxi hoá của clo. Tính chất này thể hiện đặc biệt rõ trong phản ứng với kim loại và với hiđro.
1. Tác dụng với kim loại
Clo tác dụng trực tiếp với hầu hết các kim loại, phản ứng xảy ra nhanh, toả nhiều nhiệt.
Natri nóng chảy, cháy trong clo với ngọn lửa sáng chói ; tạo thành natri clorua :
Bột sắt nóng chảy trong clo tạo thành khói màu nâu gồm những hạt rất nhỏ sắt (III) clorua :
Nung đỏ sợi dây đồng mảnh rồi đưa vào bình đựng khí clo, dây đồng cháy sáng, sản phẩm phản ứng là đồng (II) clorua.
2. Tác dụng với hiđro
Trộn clo với hiđro trong một ống đong lớn thành dầy theo tỉ lệ 1 : 1 về thể tích. Đậy bình bằng một miếng bìa cứng và đốt sợi dây magie cạnh ống (hoặc đưa ống ra ngoài ánh sáng mặt trời) thì xảy ra ngay tiếng nổ mạnh do phản ứng giữa hiđro và clo :
Liên kết giữa hiđro với clo là liên kết cộng hoá trị có cực, trong đó electron s của nguyên tử hiđro cặp đôi với electron p của nguyên tử clo.
3. Tác dụng với nước
Khi tan trong nước, một phần clo tác dụng với nước :
Axit clohiđric là axit mạnh. Axit hipoclorơ là axit rất yếu, yếu hơn axit cacbonic H2CO3. Axit hipoclorơ có tính oxi hoá rất mạnh.
Do vậy clo hoàn toàn khô không có tính tẩy trắng, nhưng clo ẩm lại phân huỷ chát màu rất nhanh do có sự tạo thành axit hipoclorơ.
Trong phản ứng với nước, phân tử clo Cl2 vừa là chất khử, vừa là chất oxi hoá, vì một nguyên tử clo nhường electron, một nguyên tử clo nhận electron.
Ứng dụng và điều chế clo
