كلور: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ط بوت:عنونة مرجع غير معنون (1.3) |
|||
سطر 88:
بوجود محفز طاقي مناسب يمكن للكلور أن يتفاعل مع [[هيدروكربون|الهيدروكربونات]] الأليفاتية، فمع [[ألكان|الألكانات]] يحدث تفاعل [[استبدال جذري]] نتيجة تشكل [[جذر كيميائي|جذور حرة]] من الكلور قادرة على فصم الرابطة C-H مما يفتح الباب لحدوث [[تفاعل استبدال|تفاعلات استبدال]]. بسبب النشاط الكيميائي الكبير للكلور فإن التفاعل مع الألكانات يعاني من ضعف [[انتقائية موضعية|الانتقائية الموضعية]]، لذلك يلاحظ حدوث تعدد في [[هلجنة|الكلورة]].<ref>Reinhard Brückner: ''Reaktionsmechanismen.'' 3. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, München 2004, ISBN 3-8274-1579-9, S. 21–26.</ref> بالمقابل، فإنه لا يمكن حدوث تفاعل جذري مع [[هيدروكربون عطري|الهيدروكربونات العطرية]]؛ بل تحدث عملية الكلورة وفق آلية [[استبدال عطري محب للإلكترونات]] بوجود [[تحفيز|حفاز]] ملائم من [[حمض لويس]] مثل [[كلوريد الألومنيوم]].<ref>Reinhard Brückner: ''Reaktionsmechanismen.'' 3. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, München 2004, ISBN 3-8274-1579-9, S. 217–220.</ref>
=== المركبات الكيميائية ===
يشكل الكلور عدداً كبيراً جداً من [[مركب كيميائي|المركبات الكيميائية]]، ويمكن أن تتفاوت فيها [[حالة الأكسدة]] لهذا العنصر من -1 إلى +7؛ بالرغم من ذلك، تعد حالة الأكسدة -1 هي الأكثر استقراراً وشيوعاً، أما حالات الأكسدة الموجبة فهي مع العناصر ذات الكهرسلبية المرتفعة مثل [[أكسجين|الأكسجين]] و[[فلور|الفلور]].
;الكلوريدات
[[ملف:Copper(I)-chloride-sample.jpg|تصغير|يمين|[[كلوريد النحاس الأحادي]]]]
تسمى [[مركب لاعضوي|المركبات اللاعضوية]] التي يقع فيها الكلور بحالة أكسدة مقدارها -1 (أيون سالب) باسم [[كلوريد|الكلوريدات]]. إذ يستطيع الكلور أن يتفاعل مع الهيدروجين ليشكل [[كلوريد الهيدروجين]] HCl، وهو غاز نشيط كيميائياً، يؤدي انحلاله في الماء إلى الحصول على [[حمض الهيدروكلوريك]]، وهو [[حمض معدني]] معروف. يتفاعل الكلور أيضاً مع [[لافلز|اللافلزات]] ويشكل الكلوريدات الموافقة، وهي كلوريدات ذات طابع [[رابطة تساهمية|تساهمي]]؛ كما يستطيع أن يشكلها حتى بعض الغازات النبيلة، كما هو الحال في مركب [[ثنائي كلوريد الزينون]] XeCl<sub>2</sub>.
يستطيع الكلور أن يشكل أملاح الكلوريدات مع العديد من [[فلز|الفلزات]]، وهي كلوريدات ذات طابع [[رابطة أيونية|أيوني]] ومن أشهر الأمثلة عليها كلوريدات [[فلز قلوي|الفلزات القلوية]] مثل [[كلوريد الصوديوم]] NaCl ([[ملح الطعام]])، وكذلك [[كلوريد البوتاسيوم]] KCl. تختلف طريقة التحضير حسب الفلز، وذلك إما بالتفاعل المباشر مع الفلز، ولكن في هذه الحالة سيتم الحصول على كلوريد الفلز بأعلى حالة أكسدة ممكنة، كما هو الحال عند تفاعل الكلور مع [[قصدير|القصدير]]، حيث يتم الحصول على [[كلوريد القصدير الرباعي]]؛ أما كلوريدات حالات الأكسدة الأدنى فيمكن تحضيرها من اختزال الكلوريدات الأعلى أو التفكك الحراري لها، كما يتم عند تحضير [[كلوريد الذهب الأحادي]]. يمكن تحضير الكلوريدات أيضاً من تفاعل [[أكسيد]] أو [[هيدروكسيد]] أو [[كربونات]] الفلز مع [[حمض الهيدروكلوريك]]. إن الكلوريدات على العموم ذات [[انحلالية]] جيدة في الماء، باستثناء البعض منها مثل [[كلوريد الفضة]] و[[كلوريد الرصاص الثنائي]] غير المنحلة.
;مركبات بين هالوجينية
يشكل الكلور عدداً من [[مركب بين هالوجيني|المركبات بين الهالوجينية]]، خاصة مع الفلور، فتعرف هناك فلوريدات للكلور، مثل مركب [[أحادي فلوريد الكلور]] ClF و[[ثلاثي فلوريد الكلور]] ClF<sub>3</sub>، وهي مركبات ذات قدرة كبيرة على الفلورة والأكسدة. يكون الكلور في هذه المركبات في حالة أكسدة موجبة، قد تصل إلى +5، كما هو الحال في [[خماسي فلوريد الكلور]] ClF<sub>5</sub>. بالمقابل فإن المركبات بين الهالوجينية مع البروم واليود يكون فيها الكلور بحالة أكسدة سالبة؛ ويعرف من تلك المركبات ثلاثة فقط، وهي [[أحادي كلوريد البروم]] BrCl، و[[أحادي كلوريد اليود]] ICl، و[[ثلاثي كلوريد اليود]] ICl<sub>3</sub>.
;مركبات لا عضوية أخرى
يعد [[فلوريد الكلوريل]] ClO<sub>2</sub>F واحداً من خمسة فلوريدات أكسجينية للكلور؛ وهي تتراوح بين المركب ClOF غير المستقر إلى [[فلوريد البيركلوريل]] ClO<sub>3</sub>F؛ أما المركبين المتبقيين فهما F<sub>3</sub>ClO وF<sub>3</sub>ClO<sub>2</sub>؛ وجميعها عوامل مؤكسدة ومفلورة جيدة.<ref name=Greenwood875>Greenwood and Earnshaw, pp. 875–80</ref>
تعرف بعض [[هالوجين زائف|الهاليدات الزائفة]] للكلور، مثل [[كلوريد السيانوجين]] ClCN، وبالإضافة إلى أملاح أخرى مثل [[سيانات|السيانات]] ClNCO و[[ثيوسيانات|الثيوسيانات]] ClSCN و[[أزيد|الأزيد]] ClN<sub>3</sub>.<ref name=Greenwood835>Greenwood and Earnshaw, pp. 835–42</ref>
;الأكاسيد
هناك سلسلة من [[أكاسيد الكلور]]، ولها الصيغة العامة ClO<sub>x</sub> (حيث x تتراوح بين 1–4) وCl<sub>2</sub>O<sub>x</sub> (حيث x تتراوح بين 1–7). تعد أكاسيد الكلور ذات نشاط كيميائي كبير، وهي تتفكك إلى عنصريها المكونين لها بشكل انفجاري؛ من أشهر هذه الأكاسيد [[أحادي أكسيد ثنائي الكلور]] Cl<sub>2</sub>O و[[ثنائي أكسيد الكلور]] ClO<sub>2</sub>.
;الأحماض الأكسجينية
هناك أربعة [[حمض أكسجيني|أحماض أكسجينية]] للكلور، وهي [[حمض الهيبوكلوروز]] HOCl، و[[حمض الكلوروز]] HOClO، و[[حمض الكلوريك]] HOClO<sub>2</sub> و[[حمض البيركلوريك]] HOClO<sub>3</sub>؛ وتعد [[ملح (كيمياء)|أملاح]] هذه الأحماض معروفة وشائعة ومستقرة بشكل أكبر من الأحماض نفسها. يعد حمذ البيركلوريك الوحيد منها الذي يمكن استحصاله على شكل مركب نقي مستقر، أما الأحماض المتبقية فتوجد فقط على شكل محلول. تنخفض قيمة [[ثابت تفكك الحمض]] مع ازدياد عدد ذرات الأكسجين في الحمض، وهو مؤشر على ازدياد [[قوة الحمض]]؛ وذلك يفسر تصنيف حمض البيركلوريك ضمن [[حمض فائق|الأحماض الفائقة]].
{| class="wikitable"
|- style="background:#DCDCDC;"
! حالة أكسدة<br/>ذرّة الكلور !! البنية الجزيئية !! اسم الحمض !! اسم الملح الموافق
|- style="background:#DCDCDC;"
|-
| +I || [[ملف:Hypochlorige_Säure.svg|80px|مركز]] || [[حمض الهيبوكلوروز]] <br/> (أو ''تحت الكلوروز'') <br/> HClO || [[هيبوكلوريت]] <br/> (أو ''تحت كلوريت'')
|-
| +III || [[ملف:Chlorous-acid-2D.png|120px|مركز]] || [[حمض الكلوروز]] <br/> HClO<sub>2</sub> || [[كلوريت]]
|-
| +V || [[ملف:Chloric-acid-2D.png|120px|مركز]] || [[حمض الكلوريك]]<br/> HClO<sub>3</sub> || [[كلورات]]
|-
| +VII || [[ملف:Perchloric-acid-2D.png|80px|مركز]] || [[حمض البيركلوريك]] <br/> (أو ''حمض فوق الكلوريك'') <br/> HClO<sub>4</sub> || [[بيركلورات]] <br/> (أو ''فوق كلورات'')
|- style="background:#DCDCDC;"
|}
; مركبات الكلور العضوية
{{مفصلة|مركب كلور عضوي}}
[[ملف:2,3,7,8-tetrachlorodibenzo(b,e)(1,4)dioxine 200.svg|تصغير|يسار|[[8،7،3،2-رباعي كلورو ثنائي بنزو الديوكسين]]]]
تعد [[رابطة كيميائية|الرابطة الكيميائية]] كربون-كلور شائعة في الكيمياء العضوية؛ إذ يوجد عدد كبير جداً من [[مركب كلور عضوي|مركبات الكلور العضوية]] التي جرى اصطناعها وتحضيرها على شكل [[كربون هالوجيني|كلوريدات عضوية]] سواء [[مركب أليفاتي|الأليفاتية]] منها أو [[هيدروكربون عطري|العطرية]] منها، وذلك بعدة طرق، منها وفق [[تفاعل هالوفورم]]، أو [[تفاعل إضافة|بتفاعل إضافة]] الكلور إلى [[رابطة ثنائية|الرابطة المضاعفة]] أو عبر عوامل مكلورة مثل [[خماسي كلوريد الفوسفور]] أو [[كلوريد الثيونيل]].<ref name=Ullmann/> لهذه المركبات تطبيقات واسعة تشمل [[مذيب|المذيبات]] و[[وسيط تبريد|ووسائط التبريد]] و[[سائل هيدروليكي|السوائل الهيدروليكية]] و[[مبيد آفات|المبيدات]]، وكذلك في [[مكون فعال|صناعة الدواء]]. تؤدي [[هلجنة|الكلورة]] إلى تغيير الخواص الفيزيائية للهيدروكربونات، فهي تجعلها [[كثافة|أكثف]] من الماء؛ كما أنها [[ألكلة|مؤلكلات]] جيدة، إذ أن الكلوريد [[مجموعة مغادرة]].<ref name=Ullmann>M. Rossberg et al. "Chlorinated Hydrocarbons" in ''Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry'' 2006, Wiley-VCH, Weinheim. {{DOI|10.1002/14356007.a06_233.pub2}}</ref> من جهة أخرى، تتميز الرابطة بين الكلور والكربون بقوتها، لذلك فإن هذه المركبات لا تتفكك بسهولة، لذلك فإن البعض منها سام و[[ملوث عضوي ثابت|مقاوم للتحلل العضوي]] وقابل [[تراكم حيوي|للتراكم داخل الكائنات الحية]]، مما يشكل خطراً بيئياً؛ ومن الأمثلة على ذلك [[مركبات ثنائي بنزو الديوكسين متعددة الكلور]]، وهي بالإضافة إلى [[ثنائي كلورو ثنائي فينيل ثلاثي كلورو الإيثان]] (DDT) ضمن عدة مركبات كلور عضوية ممنوعة وفق [[اتفاقية استكهولم بشأن الملوثات العضوية الثابتة]].
بالمقابل، توجد هناك أيضاً في [[محيط حيوي|المحيط الحيوي]] مركبات كلور عضوية طبيعية المنشأ،<ref name="Gribble">{{cite journal | title = Naturally Occurring Organohalogen Compounds | author = Gordon W. Gribble | journal = Acc. Chem. Res. | volume = 31 | issue = 3 | pages = 141–52 | year = 1998 | url = | doi = 10.1021/ar9701777}}</ref><ref name="Gribble99">{{cite journal | title = The diversity of naturally occurring organobromine compounds | author = Gordon W. Gribble | journal = Chemical Society Reviews | volume = 28 | issue = 5 | pages = 335–46| year = 1999 | url = | doi = 10.1039/a900201d}}</ref> وذلك من عدة كائنات حية مثل [[بكتريا|البكتريا]] و[[عفن|العفن]] و[[عشب بحري|الأعشاب البحرية]] و[[أشنيات|الأشنيات]]. تشمل هذه المركبات [[ألكان هالوجيني|هاليدات الألكيل]] مثل [[كلورو الميثان]] و[[هاليد الأريل|هاليدات الأريل]]؛ بالإضافة إلى مشتقات [[حمض أميني|الأحماض الأمينية]] الكلورية. تصطنع هذه المركبات حيوياً بعدة طرق منها أثر هالو [[بيروكسيداز|البيروكسيداز]] بوجود [[بيروكسيد الهيدروجين]].<ref>K. Naumann: ''Chlorchemie in der Natur.'' In: ''Chemie in unserer Zeit.'' 27. Jahrg. Nr. 1, 1993, S. 33–41, [[doi:10.1002/ciuz.19930270105]].</ref>
=== الكشف عن الكلور ===
لغاز الكلور لون أصفر مخضر مميز، كما أنه لديه رائحة مميزة أيضاً، وذلك يمكّن من الكشف عنه ظاهرياً بشكل فيزيائي؛ أمّا كيميائياً فيتم الكشف عنه اعتماداً على خواصه [[مؤكسد|المؤكسدة]]، إذ أن الكلور قادر على أكسدة أيونات [[يوديد|اليوديد]] و[[بروميد|البروميد]] إلى العناصر الموافقة؛ كما أن زوال لون كاشف [[برتقالي الميثيل]] يستخدم دليلاً على وجود الكلور. لكن هذه الأساليب المذكورة ليست انتقائيةً بالشكل الكافي، إذ تتداخل مع مؤكسدات أخرى.<ref name="Haase">L. W. Haase, G. Gad: ''Über die Bestimmung von freiem Chlor in Wasser mit Hilfe von Dimethyl-p-phenylendiamin.'' In: ''Fresenius' Journal of Analytical Chemistry.'' 107, 1–2, 1936, S. 1–8, [[doi:10.1007/BF01388203]].</ref> من الأساليب الانتقائية للكشف عن الكلور القيام بالتفاعل مع [[توليدين|التوليدين]]؛ حيث يتشكل صباغ أصفر، والذذي يمكن [[قياس الألوان|قياسه لونياً]].<ref name="Haase" />
أما أيونات [[كلوريد|الكلوريد]] فيتم الكشف عنها بإجراء [[ترسيب (كيمياء)|تفاعل ترسيب]] بوجود أيونات [[فضة|الفضة]]، حيث يترسب راسب أبيض من [[كلوريد الفضة|كلوريد الفضّة]] ضعيف الانحلالية، وهو يتميز بلونه عن [[بروميد الفضة]] و[[يوديد الفضة]]، اللذان يملكان لوناً أقرب للأصفر. باستخدام أسلوب [[معايرة بالفضة|المعايرة بالفضة]] يمكن قياس محتوى الكلوريد بالعينة.<ref>G. Jander, E. Blasius, J. Strähle: ''Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum.'' 14. Auflage. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1995, ISBN 3-7776-0672-3, S. 136.</ref>
<!-- == الدور الحيوي == -->
== الاستخدامات ==
| |||