Chlór

Chemické vlastnosti

Chlór je veľmi reaktívny prvok, priamo sa zlučuje s väčšinou prvkov periodickej tabuľky. S vodíkom reaguje za vzniku chlorovodíka, reakcia je katalyzovaná svetlom. Rovnako odoberá vodík z uhľovodíkov, až napokon ostáva iba elementárny uhlík. Viaceré prvky sa v chlóre spaľujú (napr. fosfor, antimón, niektoré kovy). Reakciu medi, resp. železa iniciujú už stopové množstvá vody, v suchom stave tieto prvky s chlórom nereagujú.

Spôsob väzby

Elektrónová konfigurácia chlóru je [Ne]3s²3p⁵, do zaplnenia valenčnej vrstvy a teda dosiahnutia konfigurácie najbližšieho vzácneho plynu argónu mu chýba iba jeden elektrón. To predurčuje jeho chemické vlastnosti - vysokú hodnotu elektronegativity a elektrónovej afinity. Elektronegativita je po fluóre a kyslíku tretia najvyššia spomedzi prvkov a afinita je dokonca vyššia ako pri fluóre (opať je príčinou silnejšie odpudzovanie pristupujúceho elektrónu do kompaktnej valenčnej vrstvy fluóru). Maximálne oxidačné číslo chlóru je VII, v kladnom oxidačnom stupni sa vyskytuje len v zlúčeninách s elektronegatívnejšími prvkami, teda s fluórom a kyslíkom.

Izotopy

Chlór sa v prírode nachádza v dvoch izotopoch ³⁵Cl a ³⁷Cl. Oba sú stabilné, pričom 75,77 % prírodného chlóru pripadá na izotop ³⁵Cl a zvyšok, t.j. 24,23 %, izotopu ³⁷Cl. Najstabilnejším rádioaktívnym izotopom je ³⁶Cl s polčasom rozpadu 3,01·10⁵ roka a v laboratóriách sa používa aj ³⁸Cl s polčasom rozpadu 37,1 min.

Výskyt v prírode

Na Zemi sa chlór vďaka svojej reaktívnosti nachádza iba vo forme zlúčenín v oxidačnom stupni -I, väčšinou rozpustných vo vode. Celkové zastúpenie chlóru v zemskej kôre je 126 ppm, v oceánoch a moriach je koncentrácia chloridových iónov 1,9 %. Menšie množstvá chloridov, aj keď s oveľa vyššími koncentráciami, sa nachádzajú vo vnútrozemských slaných jazerách (napr. v Mŕtvom mori je koncentrácia chloridov cca 24 %).
Medzi najbežnejšie minerály chlóru patria halit (kamenná soľ - NaCl), sylvín (KCl), carnallit (KMgCl₃·6H₂O) a kainit (MgSO₄·KCl·3H₂O), ktoré vznikli odparením slaných vôd v minulosti Zeme a často sú sprevádzané aj inými, vo vode rozpustnými minerálmi. Významné ložiská kamennej soli v Európe sa nachádzajú v Poľsku pri Bochni a Veličke, v Rumunsku pri Slaníku, v Rakúsku v Soľnej komore pri Salzburgu, v Rusku pri Astrachanských jazerách.
Na Slovensku sa kamenná soľ nachádza v Solivare pri Prešove, v Zbudzi a Zalužiciach pri Michalovciach a v obci Soľ v okrese Vranov nad Topľou. Všetky slovenské ložiská sú treťohorného pôvodu. V Solivare sa soľ ťažila už od 15. storočia, najskôr banským spôsobom a neskôr, keď v roku 1752 došlo k zatopeniu baní, sa ťažila už len soľanka. V súčasnosti je komplex objektov na čerpanie a varenie soli (šachta Leopold, varňa, sklad soli, kováčske dielne a klopačka) národná kultúrna pamiatka a patrí medzi najvýznamnejšie technické pamiatky na Slovensku. V priestoroch varne je od roku 2001 zriadená expozícia Slovenského technického múzea pod názvom Dejiny ťažby a výroby soli v Solivare.

Interhalogénové zlúčeniny

V zlúčeninách s fluórom vystupuje chlór v kladnom oxidačnom stupni, sú známe fluoridy chlórny, chloritý a chlorečný. Sú to veľmi reaktívne látky, ochotne sa zlučujúce s mnohými prvkami a zlúčeninami, v prípade organických molekúl často reagujú explozívne. Využívajú sa ako fluoračné činidlá, fluorid chloritý aj pri spracovaní nukleárneho paliva, ako oxidačný agent uránu na fluorid uránový, ktorý sa následne používa na obohatenie uránu o izotop ²³⁵U.
Fluorid chloritý sa pripravuje priamou reakciou daných prvkov pri teplote 200 - 300 °C. Pri nadbytku chlóru sa dá reakciou pripraviť fluorid chlórny a pri nadbytku fluóru naopak fluorid chlorečný. Fluorid chlórny je tepelne stály bezfarebný plyn, reaguje s väčšinou kovov aj nekovov už pri izbovej teplote za uvoľnenia chlóru a vzniku fluoridu príslušného prvku. Florid chloritý je bezfarebná prchavá kvapalina, ktorá reaguje aj s materiálmi, všeobecne považovanými za inertné, ako azbest, betón a piesok. Rovnako za zvýšenej teploty reaguje aj s prvkami ako xenón a radón a nereaktívnymi kovmi ako paládium, platina a zlato. Transportuje sa v nádobách z niklu, nakoľko jeho povrch sa pokrýva kompaktnou vrstvou fluoridu nikelnatého, ktorá zabraňuje ďalšej oxidácii.