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化学元素 · リファレンス

17Cl

塩素

塩素は原子番号17、元素記号Clの元素です。周期表では第3周期・第17族・pブロックに位置し、室温での基準状態は気体です。電子配置は[Ne] 3s2 3p5です。

原子番号17

標準原子量[35.446, 35.457]

族17

周期3

ブロックp

電子配置[Ne] 3s2 3p5

電子構造

化学的性質を決めるもの

ハロゲンは価電子を7個持ち、あと1個の電子を受け取ると閉殻に近づきます。このため反応性が高く、ハロゲン化物をつくりやすい元素群です。

塩素の電子配置は[Ne] 3s2 3p5です。単体の反応性や化合物での酸化状態は、最外殻電子と結合相手の電気陰性度に強く左右されます。

化学形

化合物・イオン・材料

単体は反応性が高く、化合物ではハロゲン化物イオンが重要です。金属ハロゲン化物、ハロゲン化水素、重い元素では酸素や他のハロゲンとの化合物も知られます。

物理的性質

状態と相変化

室温での基準状態は気体です。掲載している密度は3.2 g/Lです。融点は172.2 K (-100.9 °C)です。沸点は239.1 K (-34.04 °C)です。実際の値は圧力、純度、結晶構造や同素体によって変わることがあります。

存在と用途

塩素はどこにあり、何に使われるか

塩素は化合物、鉱物、合金、または人工的に得られる材料の中で見られます。代表的な用途には「水処理」「PVC」「化学合成」などがあります。実際に利用される形は、元素単体とは限らず、特定の化合物・合金・同位体である場合があります。

具体例

実際の用途

水処理

塩素は水処理に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。

PVC

塩素はPVCに関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。

化学合成

塩素は化学合成に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。

周期表上の位置

周辺元素からわかること

塩素は第3周期・第17族・pブロックにあります。周辺には酸素、フッ素、ネオン、硫黄などが位置し、横・縦に比較すると原子半径、イオン化エネルギー、電気陰性度、結合傾向の周期的変化が見えてきます。

基礎データ

物理・原子データ

分類二原子分子をつくる非金属

室温での状態気体

電子殻2 · 8 · 7

密度3.2 g/L

融点172.2 K (-100.9 °C)

沸点239.1 K (-34.04 °C)

ポーリング電気陰性度3.16

第一イオン化エネルギー1 251 kJ/mol

電子親和力348.6 kJ/mol

値は、該当する場合には中性原子または元素の代表値を示します。物性値は同素体、圧力、測定条件によって変わることがあります。

歴史

発見と同定

塩素の発見はCarl Wilhelm Scheeleと関連付けられています。ただし、元素の認識、純粋な試料の単離、現在の原子番号による定義は、必ずしも同じ時期に成立したわけではありません。

同位体

同位体組成と原子量

塩素の標準原子量は[35.446, 35.457]の範囲で示されます。天然試料では同位体比がわずかに変動するため、一つの小数値だけではその変動を表せません。

塩素には少なくとも一つの安定同位体があります。同位体は陽子数が同じため同じ元素ですが、中性子数が異なるので原子質量が変わります。

安全性

取り扱いと曝露

塩素の安全性は、元素単体か化合物か、量、濃度、曝露経路によって大きく変わります。元素名だけで危険性を判断せず、実際に扱う物質の安全データを確認する必要があります。