Ποιες είναι οι ιδιότητες του χλωρίου;

Το χλώριο είναι ένα στοιχείο με ατομικό αριθμό 17 στον περιοδικό πίνακα και το χημικό σύμβολο Cl. Είναι ένα πρασινωπό κίτρινο αέριο με σημείο βρασμού -29°F (-34°C) σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση και σημείο πήξης -151°F (-101.5°C). Το φυσικό χλώριο αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από τα δύο σταθερά ισότοπα, το χλώριο-35 και το χλώριο-37, που του δίνουν ατομικό βάρος 35.4527. Μεταξύ των άλλων σημαντικών φυσικών ιδιοτήτων του χλωρίου είναι το γεγονός ότι είναι βαρύτερο από τον αέρα και εάν απελευθερωθεί στο περιβάλλον τείνει να συλλέγεται σε περιοχές με χαμηλό υψόμετρο. Το χλώριο είναι μέλος της ομάδας 17 του περιοδικού πίνακα, η οποία περιέχει επίσης φθόριο, βρώμιο, ιώδιο και αστατίνη, γνωστά συλλογικά ως αλογόνα.

Εντός της ομάδας αλογόνου, κατά σειρά αυξανόμενου ατομικού βάρους, αυτό το στοιχείο βρίσκεται μεταξύ φθορίου και βρωμίου. Οι χημικές ιδιότητες του χλωρίου μοιάζουν με εκείνες των άλλων στοιχείων αλογόνου. Έχει επτά ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του κέλυφος και είναι πολύ ηλεκτραρνητικό. Ως εκ τούτου, έχει μια ισχυρή τάση να προσελκύει ηλεκτρόνια από άλλα άτομα, καθιστώντας το έναν ισχυρό οξειδωτικό παράγοντα. Η ηλεκτροαρνητικότητα μειώνεται με την αύξηση του ατομικού βάρους εντός της ομάδας αλογόνου. Επομένως, το χλώριο είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό από το φθόριο, αλλά περισσότερο από το βρώμιο — θα εκτοπίσει το βρώμιο από τις ενώσεις του: 2NaBr + Cl2 -> 2NaCl + Br2.

Το στοιχειακό χλώριο υπάρχει ως μόρια που αποτελούνται από δύο άτομα χλωρίου που συγκρατούνται μεταξύ τους από έναν μόνο ομοιοπολικό δεσμό. Οι περισσότερες ενώσεις χλωρίου διαθέτουν το στοιχείο στην κατάσταση οξείδωσής του -1, όπου δέχεται ένα ηλεκτρόνιο από άλλο άτομο. Ωστόσο, όταν συνδυάζεται με τα πιο ηλεκτραρνητικά στοιχεία οξυγόνο και φθόριο έχει μια θετική κατάσταση οξείδωσης, η οποία για τα οξείδια μπορεί να είναι +1, +3, +4, +5 ή +7. Το οξυγόνο και το χλώριο δεν συνδυάζονται άμεσα, αλλά τα οξείδια του χλωρίου και οι ενώσεις που περιέχουν τα ανιόντα υποχλωριώδους (OCl-), χλωριούχου (ClO2-), χλωρικού (ClO3-) και υπερχλωρικού (ClO4-) μπορούν να παραχθούν με έμμεσα μέσα. Το χλώριο σχηματίζει εύκολα ιοντικούς δεσμούς με μέταλλα, όπου δέχεται ένα ηλεκτρόνιο από το μέταλλο, με αποτέλεσμα ένα ιόν χλωρίου (Cl-) με κατάσταση οξείδωσης -1, για παράδειγμα χλωριούχο νάτριο (NaCl) ή κοινό άλας.

Το αέριο υδρογόνο συνδυάζεται εύκολα με το χλώριο για να σχηματίσει υδροχλώριο (HCl). η αντίδραση είναι εκρηκτική παρουσία ηλιακού φωτός. Είναι αρκετά διαλυτό στο νερό, διαλύεται για να παραχθεί ένα μείγμα υδροχλωρικού οξέος, υποχλωριώδους οξέος και διαλυμένου χλωρίου. Η αμμωνία συνδυάζεται με το χλώριο για να σχηματίσει τις τοξικές ενώσεις μονοχλωραμίνη και διχλωραμίνη ή το εκρηκτικό τριχλωριούχο άζωτο με υψηλή ευαισθησία σε κραδασμούς, ανάλογα με τις σχετικές αναλογίες. Για το λόγο αυτό, τα προϊόντα οικιακού καθαρισμού που περιέχουν χλώριο δεν πρέπει ποτέ να αναμιγνύονται με αυτά που περιέχουν αμμωνία. Το χλώριο αντιδρά εύκολα με πολλές οργανικές ενώσεις και τα οργανικά χλωρίδια είναι σημαντικά για την παραγωγή πλαστικών όπως το πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) και ως μη εύφλεκτοι διαλύτες.

Αν και είναι ένα κοινό στοιχείο στον φλοιό της Γης, που εμφανίζεται σε μια σειρά από ορυκτά, όπως ο αλίτης (NaCl), οι αντιδραστικές ιδιότητες του χλωρίου είναι τέτοιες που δεν βρίσκεται φυσικά σε μη συνδυασμένη κατάσταση. Το χλώριο παράγεται βιομηχανικά κυρίως με ηλεκτρόλυση υδατικού χλωριούχου νατρίου. Αυτό παράγει επίσης υποχλωριώδες νάτριο (NaOCl) σε διάλυμα, πιο γνωστό ως οικιακή χλωρίνη. Το στοιχείο είναι επίσης ένα υποπροϊόν της κατασκευής μετάλλου νατρίου με την ηλεκτρόλυση τετηγμένου χλωριούχου νατρίου. Στο εργαστήριο, μπορεί να παραχθεί με διάφορους τρόπους, για παράδειγμα με την αντίδραση του υποχλωριώδους ασβεστίου με ένα οξύ.

Με τη μορφή του ιόντος χλωρίου, το χλώριο είναι απαραίτητο για την ανθρώπινη ζωή. Ωστόσο, το στοιχειακό χλώριο είναι τοξικό και διαβρωτικό. Έχει μια δυσάρεστη, ασφυκτική μυρωδιά και ερεθίζει την αναπνευστική οδό εάν εισπνευστεί. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, προκαλεί βλάβη στους πνεύμονες που μπορεί να είναι θανατηφόρα και το αέριο χρησιμοποιήθηκε ως χημικό όπλο από τον γερμανικό στρατό κατά τον Α’ Παγκόσμιο Πόλεμο. Οι οξειδωτικές ιδιότητες του χλωρίου το καθιστούν χρήσιμο απολυμαντικό και λευκαντικό. Οι ενώσεις που απελευθερώνουν μικρές ποσότητες χλωρίου χρησιμοποιούνται για την αποστείρωση του πόσιμου νερού και των πισινών και περιλαμβάνονται σε διάφορα προϊόντα καθαρισμού.