Vilka egenskaper har klor?

Klor är ett grundämne med atomnummer 17 i det periodiska systemet och den kemiska symbolen Cl. Det är en gröngul gas med en kokpunkt på -29°F (-34°C) vid normalt atmosfärstryck och en fryspunkt på -151°F (-101.5°C). Naturligt förekommande klor består nästan helt av de två stabila isotoper, klor-35 och klor-37, vilket ger det en atomvikt på 35.4527. Bland de andra viktiga fysikaliska egenskaperna hos klor är det faktum att det är tyngre än luft och om det släpps ut i miljön tenderar det att samlas i låglänta områden. Klor är en medlem av grupp 17 i det periodiska systemet, som också innehåller fluor, brom, jod och astatin, gemensamt kända som halogenerna.

Inom halogengruppen, i ordning efter ökande atomvikt, ligger detta element mellan fluor och brom. De kemiska egenskaperna hos klor liknar de andra halogenelementen. Den har sju elektroner i sitt yttersta skal och är mycket elektronegativ; den har därför en stark tendens att attrahera elektroner från andra atomer, vilket gör den till ett kraftfullt oxidationsmedel. Elektronegativiteten avtar med ökande atomvikt inom halogengruppen. Klor är därför mindre elektronegativt än fluor, men mer än brom – det kommer att ersätta brom från dess föreningar: 2NaBr + Cl2 -> 2NaCl + Br2.

Elementärt klor existerar som molekyler som består av två kloratomer som hålls samman av en enda kovalent bindning. De flesta klorföreningar har elementet i dess -1 oxidationstillstånd, där det accepterar en elektron från en annan atom; men i kombination med de mer elektronegativa elementen syre och fluor har det ett positivt oxidationstillstånd, vilket för oxider kan vara +1, +3, +4, +5 eller +7. Syre och klor kombineras inte direkt, men kloroxider och föreningar som innehåller hypoklorit (OCl-), klorit (ClO2-), klorat (ClO3-) och perklorat (ClO4-) anjoner kan framställas med indirekta medel. Klor bildar lätt jonbindningar med metaller, där det tar emot en elektron från metallen, vilket resulterar i en kloridjon (Cl-) med ett oxidationstillstånd på -1, till exempel natriumklorid (NaCl), eller koksalt.

Vätgas kombineras lätt med klor för att bilda väteklorid (HCl); reaktionen är explosiv i närvaro av solljus. Det är ganska lösligt i vatten och löser sig för att producera en blandning av saltsyra, underklorsyrlighet och löst klor. Ammoniak kombineras med klor för att bilda de giftiga föreningarna monokloramin och dikloramin, eller det mycket stötkänsliga explosiva kvävetriklorid, beroende på de relativa proportionerna. Av denna anledning bör hushållsrengöringsprodukter som innehåller klor aldrig blandas med sådana som innehåller ammoniak. Klor reagerar lätt med många organiska föreningar och organiska klorider är viktiga vid tillverkning av plaster som polyvinylklorid (PVC) och som icke brandfarliga lösningsmedel.

Även om det är ett vanligt grundämne i jordskorpan, som förekommer i ett antal mineraler, såsom halit (NaCl), är de reaktiva egenskaperna hos klor sådana att det inte finns naturligt i okombinerat tillstånd. Klor framställs industriellt huvudsakligen genom elektrolys av vattenhaltig natriumklorid. Detta producerar också natriumhypoklorit (NaOCl) i lösning, mer känd som hushållsblekmedel. Grundämnet är också en biprodukt av tillverkning av natriummetall genom elektrolys av smält natriumklorid. I laboratoriet kan det framställas på ett antal sätt, till exempel genom reaktion av kalciumhypoklorit med en syra.

I form av kloridjonen är klor väsentligt för människors liv; elementärt klor är dock giftigt och frätande. Den har en obehaglig, kvävande lukt och irriterar luftvägarna vid inandning. Vid höga koncentrationer orsakar den lungskador som kan vara dödliga och gasen användes som ett kemiskt vapen av den tyska armén under första världskriget. Klorens oxiderande egenskaper gör det till ett användbart desinfektionsmedel och blekmedel. Föreningar som avger små mängder klor används för att sterilisera dricksvatten och simbassänger och ingår i olika rengöringsprodukter.