Характеристика химических элементов Cl, Al, Mg

Хлор (Cl), алюминий (Al) и магний (Mg) — химические элементы, расположенные в третьем периоде Периодической системы Д. И. Менделеева. Однако они отличаются по строению атомов, физическим и химическим свойствам.

1. Хлор (Cl)

Общая характеристика:

• Название элемента — хлор.

• Химический символ — Cl.

• Порядковый номер — 17.

• Относительная атомная масса — 35,45.

• Период — 3.

• Группа — 17 (VIIA).

• Подгруппа — главная.

• Тип элемента — неметалл, галоген.

• Заряд ядра — +17.

• Число протонов — 17.

• Число электронов — 17.

• Число энергетических уровней — 3.

• Распределение электронов по уровням — 2, 8, 7.

• Электронная конфигурация — 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵.

• Характерные степени окисления — −1, +1, +3, +5, +7, а в простом веществе 0.

Физические свойства:

Хлор в виде простого вещества Cl₂ представляет собой жёлто-зелёный газ с резким удушливым запахом. Он тяжелее воздуха, ядовит и умеренно растворяется в воде. Молекула хлора состоит из двух атомов — Cl₂.

Химические свойства:

Хлор является активным неметаллом и сильным окислителем.

1. Взаимодействует с металлами с образованием хлоридов:

2Na + Cl₂ → 2NaCl

2. Реагирует с водородом:

H₂ + Cl₂ → 2HCl

3. Взаимодействует с водой:

Cl₂ + H₂O ⇄ HCl + HClO

4. Реагирует со щелочами, например с холодным раствором гидроксида натрия:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

Применение: хлор используют для обеззараживания воды, производства соляной кислоты, отбеливающих средств, пластмасс и других химических веществ.

2. Алюминий (Al)

Общая характеристика:

• Название элемента — алюминий.

• Химический символ — Al.

• Порядковый номер — 13.

• Относительная атомная масса — 26,98.

• Период — 3.

• Группа — 13 (IIIA).

• Подгруппа — главная.

• Тип элемента — металл.

• Заряд ядра — +13.

• Число протонов — 13.

• Число электронов — 13.

• Число нейтронов в изотопе ²⁷Al — 14.

• Число энергетических уровней — 3.

• Распределение электронов по уровням — 2, 8, 3.

• Электронная конфигурация — 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹.

• Валентность — III.

• Характерная степень окисления — +3.

Физические свойства:

Алюминий — лёгкий серебристо-белый металл. Он обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью, хорошо поддаётся обработке, пластичен и ковок. На воздухе его поверхность покрывается тонкой защитной плёнкой оксида алюминия, которая препятствует дальнейшему окислению металла.

Химические свойства:

Алюминий является активным металлом и восстановителем, но при обычных условиях защищён оксидной плёнкой.

1. Взаимодействует с кислородом:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

2. Реагирует с соляной кислотой:

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

3. Взаимодействует с хлором:

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

4. Реагирует с растворами щелочей в присутствии воды:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

Характер оксида и гидроксида:

Оксид алюминия Al₂O₃ и гидроксид алюминия Al(OH)₃ обладают амфотерными свойствами, то есть могут взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.

Например:

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

Применение: алюминий применяют в авиационной и автомобильной промышленности, строительстве, электротехнике, производстве посуды, фольги и различных сплавов.

3. Магний (Mg)

Общая характеристика:

• Название элемента — магний.

• Химический символ — Mg.

• Порядковый номер — 12.

• Относительная атомная масса — 24,31.

• Период — 3.

• Группа — 2 (IIA).

• Подгруппа — главная.

• Тип элемента — металл, щёлочноземельный.

• Заряд ядра — +12.

• Число протонов — 12.

• Число электронов — 12.

• Число нейтронов в изотопе ²⁴Mg — 12.

• Число энергетических уровней — 3.

• Распределение электронов по уровням — 2, 8, 2.

• Электронная конфигурация — 1s² 2s² 2p⁶ 3s².

• Валентность — II.

• Характерная степень окисления — +2.

Физические свойства:

Магний — лёгкий серебристо-белый металл. Он достаточно прочный, хорошо проводит тепло и электричество. При горении магний выделяет большое количество тепла и яркий белый свет.

Химические свойства:

Магний — активный металл, который легко отдаёт два электрона и проявляет восстановительные свойства.

1. Реагирует с кислородом:

2Mg + O₂ → 2MgO

2. Взаимодействует с соляной кислотой:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

3. Реагирует с горячей водой с образованием гидроксида магния и водорода:

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂↑

4. Взаимодействует с хлором:

Mg + Cl₂ → MgCl₂

Характер оксида