氯元素(Chlorine)是一种重要的非金属元素,是元素周期表中的第17号元素,位于第3周期VII A族,属于卤素族,原子量为35.45。
基本性质原子序数:17元素符号:Cl原子量:35.45 g/mol周期表位置:第三周期、第 VIIA 族(卤素家族)电子排布:Ne 3s² 3p⁵(电子层:K=2, L=8, M=7)物理状态:常温常压下为黄绿色双原子气体(Cl₂),有强烈刺激性气味。物理性质外观:常温常压下氯气为黄绿色气体,在低温和加压条件下,氯气可转变为液态和固态。密度:3.214 g/L(气体,标准状况),比空气大。熔点:-101.5°C沸点:-34.04°C味道:有强烈的刺激性气味溶解性:微溶于水(约0.6 g/L,20°C),与水反应生成次氯酸(HClO)和盐酸(HCl)。化学性质强氧化性:极易与其他物质反应,常见反应包括:
与金属反应:如 2Na + Cl₂ → 2NaCl(剧烈放热)。与非金属反应:如 H₂ + Cl₂ → 2HCl(光照下爆炸)。与有机物反应:用于制造塑料(如PVC)、药物和农药。歧化反应:在碱性溶液中歧化为 Cl⁻ 和 ClO⁻(如漂白粉的有效成分)。
制备方法工业制法:电解饱和食盐水(氯碱工业):实验室制法:二氧化锰与浓盐酸加热:主要用途水处理:消毒饮用水和游泳池(次氯酸盐)。化工原料:生产 PVC、塑料、合成橡胶、农药(如 DDT)。漂白剂:用于造纸、纺织业(次氯酸钠 NaClO)。制冷剂:氟利昂(CFCs,因破坏臭氧层已受限)。医药:合成抗生素、麻醉剂等。安全与毒性毒性:吸入高浓度氯气会导致呼吸困难、肺水肿甚至死亡。防护措施:储存于阴凉钢瓶中,泄漏时需通风、使用防毒面具,避免接触水源(生成腐蚀性酸雾)。