Քլոր

17 Ծծումբ ← Քլոր → Արգոն Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 17Cl
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Հեղուկ քլորը փակ անոթում
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Քլոր / Chlorum (Cl), Cl, 17
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	[35, 446; 35,457] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Ne] 3s2 3p5
Ատոմի շառավիղ	100 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	99 պմ
Իոնի շառավիղ	(+7e)27 (-1e)181 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	3,16 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	0
Օքսիդացման աստիճաններ	7, 6, 5, 4, 3, 1, 0, −1
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	1254,9(13,01) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	172,2 Կ
Եռման ջերմաստիճան	238,6 Կ
Կրիտիկական կետ	416,9 Կ, 500 ՄՊա
Մոլային ծավալ	18,7 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	Շեղանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ	a=6,29 b=4,50 c=8,21
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) 0,009 Վտ/(մ·Կ)

17	Քլոր
Cl 35,452
3s23p5

Քլոր (հուն․՝ χλωρός - «կանաչ»), քիմիական տարր է, որի նշանն է Cl և ատոմային համարը՝ 17։ Գտնվում Մենդելեևի պարբերական համակարգի 7-րդ խմբի գլխավոր ենթախմբում։ Քիմիական ակտիվ ոչ մետաղ է։ Մտնում է հալոգենների խմբի մեջ։

Այն դեղնականաչավուն թունավոր գազ է, դեղնականաչավուն գույնով, օդից ծանր t_հալ=-101°С, t_եռ=-34°С։ Քլորի մոլեկուլը երկատոմ է(բանաձևը` Cl₂)։ Բնական քլորը հանդիպում է 2 իզոտոպների ձևով ³⁵Cl և ³⁷Cl։ Քլորի բնական միացություններն են՝

Քլորի հայտնաբերման պատմություն

Քլորը հայտնաբերել է շվեդ քիմիկոս Կ. Շեելեն 1774 թվականին։ Քլոր անունը տրվել է իր գույնի պատճառով (հունարեն՝  «քլորոս» նշանակում է դեղնականաչավուն)։ Մյուս հալոգենները հայտնաբերվել են տասնամյակներ անց։

Լաբորատոր պայմաններում քլորը ստանում են՝ տաքացման պայմաններում աղաթթուն օքսիդացնելով մանգանի երկօքսիդով.

${\mathsf {4HCl+MnO_{2}\rightarrow MnCl_{2}+Cl_{2}\uparrow +2H_{2}O}}$

Քլորը թունավոր գազ է, և որպեսզի անոթից այն չտարածվի լաբորատորիայում, վերջինս որսում են ալկալու (NaOH) լուծույթով։ Ալկալու հետ քլորը փոխազդում և առաջացնում է անվնաս աղեր։

Բնության մեջ

Բնության մեջ հանդիպում է քլորի երկու իզոտոպներ ³⁵Cl և ^37Cl: Հալոգեններից երկիր ընդերքում ամենատարածվածը քլորն է։ Քլորը շատ ակտիվ տարր է, եռանդուն կերպով փոխազդում է բոլոր մետաղների ու բազմաթիվ ոչմետաղների հետ։ Բնության մեջ հանդիպում է բնական միացությունների ձևով՝ հալիտը՝ NaCl, սիլվինը՝ KCl, սիլվինիտը՝ KCl·NaCl, կառնալիտը՝ KCl · MgCl₂ · 6Н₂O: Մարդու օրգանիզմը պարունակում է 0,25 % քլորի իոն։

Իզոտոպներ

Բնության մեջ հանդիպում է քլորի 2 կայուն իզոտոպներ. 35 և 37 զանգվածային թվով։

Իզոտոպ	Հարաբերական զանգված, զ. ա. մ.	Կայունությունը	Քայքայման տեսակը	Միջուկային հետք
35Cl	34,968852721	Կայուն	—	3/2
36Cl	35,9683069	301000 տարի	β-քայքայումը 36Ar	0
37Cl	36,96590262	Կայուն	—	3/2
38Cl	37,9680106	37,2 րոպե	β- քայքայումը 38Ar	2
39Cl	38,968009	55,6 րոպե	β-քայքայումը 39Ar	3/2
40Cl	39,97042	1,38 րոպե	β-քայքայումը 40Ar	2
41Cl	40,9707	34 վրկ	β-քայքայումը в 41Ar
42Cl	41,9732	46,8 վրկ	β-քայքայումը в 42Ar
43Cl	42,9742	3,3 վրկ	β-քայքայումը в 43Ar

Ֆիզիկական հատկություններ

Պինդ քլորը -150 ° C-ում

Պղնձի (I) քլորիդ

Սովորական պայմաններում քլորը սուր, հեղձուցիչ հոտով, դեղնականաչավուն, օդից 2,5 անգամ ծանր գազ է։ Թունավոր է։ Սենյակային ջերմաստիճանում 0,6 ՄՊԱ ճնշման տակ հեղուկանում է։ Սենյակային ջերմաստիճանում 1 ծավալ ջրում լուծվում է 2,5 ծավալ քլոր, ստացված դեղին լուծույթը անվանում են քլորաջուր, t_հալ=-101°С, t_եռ=-34°С, երբ քլորը պնդանում է, առաջացնում է կանաչավուն բյուրեղներ։ Քլորը օդից մոտ 2,5 անգամ ծանր գազ է։ Սենյակային ջերմաստիճանում 1 լ ջրում լուծվում է 2,5 լ քլոր։ Այդ լուծույթը կոչվում է քլորաջուր։ Ոչ մեծ ճնշման տակ քլորը վերածվում է հեղուկի, և այդ ձևով այն պահում ու փոխադրում են պողպատե μալոններով, իսկ մեծ քանակները երկաթուղային ցիստեռններով։

Լուծելիություն

Լուծելիություն	Լուծելիությունը գ/100գ
Բենզոլ	Լուծելի
Ջուր (0 °C)	1,48
Ջուր (20 °C)	0,96
Ջուր (25 °C)	0,65
Ջուր (40 °C)	0,46
Ջուր (60 °C)	0,38
Ջուր (80 °C)	0,22
Տետրաքլորմեթան (0 °C)	31,4
Տետրաքլորմեթան (19 °C)	17,61
Տետրաքլորմեթան (40 °C)	11
Քլորոֆորմ	Լավ լուծելի
TiCl4, SnCl4	Լուծելի

Քլորը օժտված է մեծ էլեկտրաբացասականությամբ։ Քլորի ատոմն ուժգնորեն իրեն է միացնում 1 էլեկտրոն և վերածվում շատ կայուն քլորիդի իոնի։ Անմիջականորեն չի փոխազդում C-ի, N₂-ի, O₂-ի և ազնիվ գազերի հետ։

Քիմիական հատկություններ

Քլորը շատ ռեակցունակ նյութ է և փոխազդում է բազմաթիվ նյութերի հետ։ Բնորոշ է քլորի փոխազդեցությունը մետաղների, օրինակ՝ նատրիումի, պղնձի, երկաթի և մի շարք այլ մետաղների հետ։ Օդից ծանր է 1,19 սմ քառակուսի անգամ։ Կարող է առաջացնել ծուխ առանց կրակի։ Ունի օրգանական նյութերի մոլեկուլներին միանալու հատկություն։

Հեղուկ քլոր

Վալենտականություն	Հնարավոր Օքսիդացման աստիճան	Էլեկտրոնային վիճակ Վալենտային մակարդակ	Միացությունների օրինակ
I	+1, −1, 0	3s2 3p5	NaCl, NaClO, Cl2
III	+3	3s2 3p4 3d1	NaClO2
V	+5	3s2 3p3 3d2	KClO3
VII	+7	3s1 3p3 3d3	KClO4

• Փոխազդում է մետաղների հետ սովորական պայմաններում.

${\mathsf {2Na+Cl_{2}\rightarrow 2NaCl}}$

${\mathsf {2Sb+3Cl_{2}\rightarrow 2SbCl_{3}}}$

${\mathsf {2Fe+3Cl_{2}\rightarrow 2FeCl_{3}}}$

• Փոխազդում է ոչ մետաղների հետ (բացի թթվածնի, ազոտի, ածխածնի)

${\mathsf {5Cl_{2}+2P\rightarrow 2PCl_{5}}},$

${\mathsf {2S+Cl_{2}\rightarrow S_{2}Cl_{2}}}$

կամ

${\mathsf {S+Cl_{2}\rightarrow SCl_{2}}}.$

• Փոխազդում է ջրի հետ.

${\mathsf {Cl_{2}+H_{2}O\rightleftarrows HCl+HClO}}$

${\mathsf {HClO\rightleftarrows HCl+O}}$ (մարէազերծում է ջուրը)

• Փոխազդում է ալկալիների հետ.

${\mathsf {Cl_{2}+2NaOH\rightarrow NaCl+NaClO+H_{2}O}}$

${\mathsf {Cl_{2}+2KOH\rightarrow KCl+KClO+H_{2}O}}$ (ժավելաջուր)

${\mathsf {3Cl_{2}+6KOH\rightarrow 5KCl+KClO_{3}+3H_{2}O}}$

${\mathsf {Cl_{2}+Ca(OH)_{2}OH\rightarrow CaOCL_{2}+H_{2}O}}$

• Փոխազդում են հալոգենիդների և հալոգենաջրածինների հետ.

${\mathsf {Cl_{2}+2HBr\rightarrow 2HCl+Br_{2}}}$

${\mathsf {Cl_{2}+2KJ\rightarrow 2KCl+J_{2}}}$

• Քլորը ուժեղ օքսիդիչ է.

${\mathsf {Cl_{2}+H_{2}S\rightarrow 2HCl+KClO+S}}$

• Փոխազդում է ամոնիակի հետ.

${\mathsf {4NH_{3}+3Cl_{2}\rightarrow NCl_{3}+3NH_{4}Cl}}$

• Փոխազդում է օրգանական նյութերի հետ.

${\mathsf {CH_{3}{\text{-}}CH_{3}+Cl_{2}\rightarrow C_{2}H_{5}Cl+HCl}}$

${\mathsf {CH_{4}+Cl_{2}\rightarrow CH_{3}Cl+HCl}}$

${\mathsf {CH_{2}{\text{=}}CH_{2}+Cl_{2}\rightarrow Cl{\text{-}}CH_{2}{\text{-}}CH_{2}{\text{-}}Cl}}$

${\mathsf {C_{6}H_{6}+Cl_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}Cl+HCl}}$

• Փոխազդելով շմոլ գազի հետ առաջացնում է ֆոսգեն.

${\mathsf {Cl_{2}+CO\rightarrow COCl_{2}}}$

Ստացման եղանակներ

Պատուհանը պատրաստված քլորացված պոլիմերից

• Արդյունաբերության մեջ քլորը ստանում են NaCl-ի հալույթի կամ լուծույթի էլեկտրոլիզից.

$~\mathrm {2Nacl+2H_{2}O{\xrightarrow {electroliz^{\circ }}}\ 2NaOH+Cl_{2}\uparrow +H_{2}\uparrow }$

• Լաբորատորիայում քլորը ստանում են աղաթթվի և ուժեղ օքսիդիչների փոխազդեցությունից.

${\mathsf {4HCl+MnO_{2}\rightarrow MnCl_{2}+Cl_{2}+2H_{2}O}}$

${\mathsf {2KMnO_{4}+16HCl\rightarrow 2KCl+2MnCl_{2}+5Cl_{2}\uparrow +8H_{2}O}}$

Կիրառություն

Քլորը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ։ Այն օգտագործվում է աղաթթվի արդյունաբերական ստացման և այնպիսի նյութերի պատրաստման համար, որոնք օգտագործվում են գործվածքներն սպիտակեցնելու համար։ Խմելու ու կենցաղային նպատակների համար նախատեսված ջուրը մինչև ջրատար խողովակների ցանց մղելը հիվանդաբեր միկրոօրգանիզմներից ախտահանվում է իր մեջ աննշան քանակի քլոր լուծելով՝ քլորելով։ Գյուղատնտեսական բույսերի վնասատուների և հիվանդությունների դեմ պայքարելու համար օգտագործվող կարևորագույն պրեպարատները (ինսեկտոֆունգիցիդները)՝ ԴԴՏ, հեքսաքլորան և գրանոզան, այնպիսի օրգանական նյութեր են, որոնց պատրաստման ժամանակ քլոր է գործադրվում։ Արդյունաբերությունում քլորից ստանում են քլորաջրածին և աղաթթու։ Քլորի ջրային լուծույթի մանրէասպան հատկության վրա է հիմնված բնակչությանը ջուր մատակարարող կայաններում գազային քլորի օգտագործումը, հատկություն, որը պայմանավորված ատոմային թթվածնի գոյացմամբ։ Քլորն օրգանիզմն ստանում է հիմնականում կերակրի աղի ձևով։ Քլորը կուտակվում է մաշկի մեջ, ավելցուկային ընդունման դեպքում պահվում է օրգանիզմում։ Սննդամթերքների մեջ պարունակվում է չնչին քանակությամբ։

Քլորից ստանում են նաև ժավելային հեղուկ, որն օգտագործվում է սպիտակեղենի լվացման համար։ Մեծ քանակներով արտադրվում է քլորակիր, որը կիրառվում է թղթի արդյունաբերությունում՝ մանրաթելերի սպիտակեցման համար։ Քլորակիրը երկու աղի խառնուրդ է, որն առաջանում է հանգած կրի կախույթի մեջ քլորը անցկացնելիս։ Քլորի(IV) օքսիդը՝ ClO₂, օգտագործվում են նաև ախտահանման նպատակներով։ Կալիումի քլորատը՝ KClO₃, ուժեղ օքսիդիչ է, վերականգնիչների հետ առաջացնում է պայթուցիկ խառնուրդներ, օգտագործվում է լուցկու, բենգալյան կրակների և հրավառության համար խառնուրդների արտադրությունում։ Նատրիումի քլորատը՝ NaClO₃, ծառայում է որպես մոլախոտերի դեմ պայքարի միջոց։ Մեծ քանակներով քլոր օգտագործվում է քլոր պարունակող օրգանական նյութեր՝ լուծիչներ, մոնոմերներ և պոլիմերներ, թունաքիմիկատներ, ստանալու համար։255

Քլորի զանգվածային բաժինն օրգանիզմում կազմում է 0,15%։ Քլորիդ իոններ է պարունակում արյան պլազման՝ գերազանցապես NaCl և KCl աղերի լուծույթների ձևով։ Դրանք կարգավորում են օսմոտիկ ճնշումը, ապահովում են իոնների հոսքը բջջային մեմբրանների միջոցով, ակտիվացնում են ֆերմենտները։ Կերակրի աղի օրական պահանջը 5-10 գ է։ Մարդու և կենդանիների ստամոքսում արտադրվում է աղաթթու, որը կազմում է ստամոքսահյութի 0,3%-ը և անհրաժեշտ է սննդի նորմալ մարսողության, ինչպես նաև սննդի հետ օրգանիզմում ներթափանցող հիվանդագին մանրէները ոչնչացնելու համար։ Բժշկության մեջ լայնորեն օգտագործվում են կերակրի աղի ֆիզիոլոգիական և հիպերտոնիկ լուծույթները։

Քլորն արտաբջջային հեղուկների և ստոմոքսահյութի հիմնական անիոնն է։ Քլորի իոնները կարևոր դեր են խաղում թթվահիմնային հավասարակշռության և օսմոտիկ ճնշման պահպանման, ինչպես նաև օրգանիզմում ջրի հավասարակշռության ապահովման մեջ։ Կենսաբանական միջավայրերում հիմնականում հանդիպում է քլորի անիոնայինձևը։ Քլորը պարունակվում է ինչպես արյան պլազմայում, այնպես էլ ավիշում և ողնուղեղային հեղուկում։

Քլորը կարող է բարձր ճնշման, աթերոսկլերոզի, սիրտ-անոթային և այլ հիվանդությունների պատճառ դառնալ։ Այն շատ վատ ազդեցություն է թողնում մազերի և մաշկի վրա, քայքայում է սպիտակուցները։ Քլոր պարունակող միջոցներով մաքրված մակերեսներին առաջանում են քիմիական նյութերի բարակ թաղանթ, որը ցնդելով հայտնվում է օդի մեջ, ապա նաև մարդու շնչուղիներում։ Քիմիական նյութերից շատերը կուտակվելով օրգանիզմում՝ առաջացնում են են քրոնիկ հիվանդություններ։

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ
• Հալոգեններ
• Քլորաջրածին
• Աղաթթու

Գրականություն

Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.

Արտաքին հղումներ

• Քլորը Webelements֊ում
• Քլոր՝ պարզ նյութ։ Քլորի ստացումը։
• Քլորի կիրառությունը և կենսաբանական դերը

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Քլոր» հոդվածին։