氯在常温下是一种黄绿色的气体 气压 .它比空气重两倍半。它在 -34 °C (-29 °F) 时变成液体。它有窒息的气味,吸入会导致窒息、胸闷、喉咙发紧,严重接触后会导致肺部水肿(充满液体)。空气中只要千分之一就会在几分钟内导致死亡,但可以容忍低于百万分之一。氯是第一种用于化学战的气体 第一次世界大战 .气体在常温下通过冷却或几个大气压的压力很容易液化。
氯具有高电负性和高电子亲和力,后者甚至略高于氟。这 亲和力 氯对氢的转化率是如此之大,以至于反应在光下以爆炸性暴力进行,如下面的等式(其中 H ν 为轻):
在木炭存在的情况下,氯和氢在黑暗中迅速化合(但不会爆炸)。氢气射流会在氯气中燃烧并产生银色火焰。它对氢的高亲和力允许氯与许多反应 化合物 含氢。氯与烃反应,例如,氯原子相继取代氢原子。然而,如果烃是不饱和的,氯原子很容易加到双键或三键上。
氯分子由两个原子(Cl二)。氯与几乎所有元素结合,除了较轻的惰性气体,生成氯化物;大多数金属是离子的 水晶 ,而半金属和非金属主要是分子。
与氯反应的产物通常是具有高氧化值的氯化物,如三氯化铁(FeCl )。3), 相信 四氯化物 (SnCl4),或五氯化锑 (SbCl5),但应该注意的是,特定元素的最高氧化值的氯化物通常比具有最高氧化值的氟化物处于较低的氧化态。因此,钒形成五氟化物,而五氯化物是未知的,而硫产生六氟化物但没有六氯化物。对于硫,即使是四氯化物也不稳定。
除了某些氯化物的 -1 氧化态外,氯在以下离子中分别呈现 +1、+3、+5 和 +7 氧化态:次氯酸盐 (ClO——), 亚氯酸盐 (ClO——二), 氯酸盐 (ClO——3) 和高氯酸盐 (ClO——4)。五氧化物——一氧化氯(Cl二O)、二氧化氯 (ClO二), 高氯酸氯 (Cl二或者4), 六氧化二氯 (Cl二或者6) 和七氧化二氯 (Cl二或者7)——所有高反应性和不稳定的,都是间接合成的。氯可以与有机化合物发生加成或取代反应。
氯取代了更重、负电性更低的物质 卤素 , 溴 和碘,来自化合物。例如,溴化物的置换根据以下等式发生:
此外,它还可以将几种氧化物转化为氯化物。一个例子是三氧化铁转化为相应的氯化物:
氯中等溶解于 水 ,产生氯水,并从该溶液中形成理想的固体水合物 作品 ,氯二∙ 7.66H二O,得到。这种水合物的特点是结构比冰更开放;晶胞包含 46 个水分子和 6 个适合氯分子的空腔。当水合物静止时,发生歧化;即分子中的一个氯原子被氧化,另一个被还原。同时,溶液变成酸性,如下式所示:
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其中氧化数写在原子符号上方。氯水失去它的 效率 放置时作为氧化剂,因为次氯酸会逐渐分解。氯与碱性溶液反应生成含氧酸盐。
氯的第一电离能高。虽然处于正氧化态的离子不是很稳定,但高氧化数是通过配位稳定的,主要是与氧和氟配位。在此类化合物中,键合主要是共价键,而氯能够表现出 +1、+3、+4、+5、+6 和 +7 的氧化数。
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