Քլոր

Քլոր (հուն․՝ χλωρός - «կանաչ»), քիմիական տարր է, որի նշանն է Cl և ատոմային համարը՝ 17^[2]։ Գտնվում Մենդելեևի պարբերական համակարգի 7-րդ խմբի գլխավոր ենթախմբում։ Քիմիական ակտիվ ոչ մետաղ է։ Մտնում է հալոգենների խմբի մեջ։

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][1] 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

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.

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

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.

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

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

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

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

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

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

կամ

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

• Փոխազդում է ջրի հետ.

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

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

• Փոխազդում է ալկալիների հետ.

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

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

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

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

• Փոխազդում են հալոգենիդների և հալոգենաջրածինների հետ.

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

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

• Քլորը ուժեղ օքսիդիչ է.

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

• Փոխազդում է ամոնիակի հետ.

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

• Փոխազդում է օրգանական նյութերի հետ.

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

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

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

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

• Փոխազդելով շմոլ գազի հետ առաջացնում է ֆոսգեն.

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

Ստացման եղանակներ

Պատուհանը պատրաստված քլորացված պոլիմերից

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

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

• Լաբորատորիայում քլորը ստանում են աղաթթվի և ուժեղ օքսիդիչների փոխազդեցությունից.

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

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

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

Ծանոթագրություններ

1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAc Technical Report)(անգլ.) // Pure and Applied chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — ISSN 0033-4545. — doi:10.1351/PAc-REP-13-03-02
2. Պարբերական համակարգը IUPAC-ում

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։