Il cloro è un gas giallo verdastro a temperatura ambiente e pressione atmosferica. È due volte e mezzo più pesante dell’aria. Diventa un liquido a -34 ° C (-29 °F). Ha un odore soffocante e l’inalazione provoca soffocamento, costrizione del torace, oppressione alla gola e—dopo una grave esposizione—edema (riempimento di liquido) dei polmoni. Solo una parte per mille nell’aria causa la morte in pochi minuti, ma meno di una parte per milione può essere tollerata., Il cloro è stato il primo gas utilizzato nella guerra chimica nella prima guerra mondiale.Il gas è facilmente liquefatto dal raffreddamento o da pressioni di poche atmosfere a temperatura normale.
Il cloro ha un’elevata elettronegatività e un’elevata affinità elettronica, quest’ultima addirittura leggermente superiore a quella del fluoro., L’affinità di cloro per l’idrogeno è così grande che la reazione procede con un’esplosione di violenza in luce, come nella seguente equazione (dove hv è luce):
In presenza di carbone, la combinazione di cloro e idrogeno avviene rapidamente (ma senza esplosioni) nel buio. Un getto di idrogeno brucerà nel cloro con una fiamma argentea. La sua elevata affinità per l’idrogeno consente al cloro di reagire con molti composti contenenti idrogeno., Il cloro reagisce con gli idrocarburi, ad esempio, sostituendo successivamente gli atomi di cloro per gli atomi di idrogeno. Se l’idrocarburo è insaturo, tuttavia, gli atomi di cloro si aggiungono prontamente al doppio o triplo legame.
Le molecole di cloro sono composte da due atomi (Cl2). Il cloro si combina con quasi tutti gli elementi, ad eccezione dei gas nobili più leggeri, per dare cloruri; quelli della maggior parte dei metalli sono cristalli ionici, mentre quelli dei semimetali e dei non metalli sono prevalentemente molecolari.,
I prodotti di reazione con cloro di solito sono cloruri con alti numeri di ossidazione, come il tricloruro di ferro (FeCl3), il tetracloruro di stagno (SnCl4) o il pentacloruro di antimonio (SbCl5), ma va notato che il cloruro di più alto numero di ossidazione di un particolare elemento è spesso in uno stato di ossidazione inferiore rispetto al Quindi, il vanadio forma un pentafluoruro, mentre il pentacloruro è sconosciuto e lo zolfo dà un esafluoruro ma nessun esacloruro. Con lo zolfo, anche il tetracloruro è instabile.,
Aside from the −1 oxidation states of some chlorides, chlorine exhibits +1, +3, +5, and +7 oxidation states, respectively, in the following ions: hypochlorite (ClO−), chlorite (ClO−2), chlorate (ClO−3), and perchlorate (ClO−4). Five oxides—chlorine monoxide (Cl2O), chlorine dioxide (ClO2), chlorine perchlorate (Cl2O4), dichlorine hexoxide (Cl2O6), and dichlorine heptoxide (Cl2O7)—all highly reactive and unstable, have been indirectly synthesized. Chlorine can undergo addition or substitution reactions with organic compounds.,
Il cloro sposta gli alogeni più pesanti, meno elettronegativi, il bromo e lo iodio, dai composti. Lo spostamento dei bromuri, ad esempio, avviene secondo la seguente equazione:
Inoltre, converte diversi ossidi in cloruri. Un esempio è la conversione del triossido di ferro nel corrispondente cloruro:
Il cloro è moderatamente solubile in acqua, producendo acqua di cloro, e da questa soluzione si ottiene un idrato solido di composizione ideale, Cl2∙7.66H2O., Questo idrato è caratterizzato da una struttura più aperta di quella del ghiaccio; la cellula unitaria contiene 46 molecole di acqua e 6 cavità adatte alle molecole di cloro. Quando l’idrato si alza, avviene la sproporzione; cioè, un atomo di cloro nella molecola viene ossidato e l’altro viene ridotto. Allo stesso tempo, la soluzione diventa acida, come mostrato nella seguente equazione:
in cui i numeri di ossidazione sono scritti sopra i simboli atomici., L’acqua di cloro perde la sua efficienza come agente ossidante in piedi, perché l’acido ipocloroso si decompone gradualmente. La reazione del cloro con soluzioni alcaline produce sali di ossiacidi.
La prima energia di ionizzazione del cloro è alta. Sebbene gli ioni in stati di ossidazione positivi non siano molto stabili, gli alti numeri di ossidazione sono stabilizzati dalla coordinazione, principalmente con ossigeno e fluoro. In tali composti il legame è prevalentemente covalente e il cloro è in grado di esibire i numeri di ossidazione+1, +3, +4, +5, +6, e + 7.