יסוד כימי · דף עיון
17Cl

כלור

כלור הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 17 וסמלו Cl. הוא נמצא במחזור 3, קבוצה 17 ובבלוק p. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Ne] 3s2 3p5.

מספר אטומי17
משקל אטומי תקני[35.446, 35.457]
קבוצה17
מחזור3
בלוקp
תצורת אלקטרונים[Ne] 3s2 3p5
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

לכלור חסר אלקטרון אחד להשלמת קליפת הערכיות, ולכן יונים במטען −1 שכיחים מאוד. ההלוגנים הכבדים יותר מסוגלים גם ליצור תרכובות קוולנטיות ומצבי חמצון חיוביים.

תצורת האלקטרונים של כלור היא [Ne] 3s2 3p5. קליפת ערכיות כמעט מלאה מסבירה את התגובתיות של היסוד ואת השינוי השיטתי בתכונות הפיזיקליות לאורך קבוצה 17.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

כלור כיסוד חופשי תגובתי מאוד, והלידים הם בין הצורות הנפוצות שלו. כימיית הקבוצה כוללת מלחים, מימן-הלידים ותרכובות בין-הלוגניות; אצל היסודות הכבדים מופיעות גם תרכובות חמצן רבות.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז. הצפיפות המופיעה היא 3.2 g/L. נקודת ההתכה היא 171.6 K (-101.5 °C). נקודת הרתיחה היא 239.1 K (-34.04 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא כלור וכיצד משתמשים בו?

בפועל, כלור מופיע ביישומים כגון טיפול במים, PVC וסינתזה כימית. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

טיפול במים

בתחום טיפול במים, כלור או תרכובות שלו משמשים כחומרי מוצא, מגיבים, זרזים או רכיבים שמכוונים את הכימיה של התהליך.

PVC

בתחום PVC, כלור או תרכובות שלו משמשים כדי להתאים חוזק, עמידות, תגובה לחום, קורוזיה או תכונות פני שטח של החומר.

סינתזה כימית

בתחום סינתזה כימית, כלור או תרכובות שלו משמשים כחומרי מוצא, מגיבים, זרזים או רכיבים שמכוונים את הכימיה של התהליך.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

כלור נמצא במחזור 3 ובקבוצה 17. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: חמצן; פלואור; ניאון; גופרית; ארגון; סלניום; ברום; קריפטון. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגאל-מתכת דו-אטומית
מצב בטמפרטורת החדרגז
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 7
צפיפות3.2 g/L
נקודת התכה172.2 K (-100.9 °C)
נקודת רתיחה239.1 K (-34.04 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג3.16
אנרגיית יינון ראשונה1 251 kJ/mol
זיקה אלקטרונית348.6 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי כלור מזוהה עם עבודתו של קרל וילהלם שלה. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני של כלור ניתן כתחום [35.446, 35.457]. היחסים בין האיזוטופים יכולים להשתנות מעט בין דגימות טבעיות, ולכן מספר עשרוני יחיד היה מסתיר שונות אמיתית בין חומרים.

לכלור יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

לצורות מסוימות של כלור או לתרכובותיו יש רעילות משמעותית. הסיכון תלוי במין הכימי, במינון ובדרך החשיפה, ולכן יש להשתמש בנתוני הבטיחות של החומר המסוים.