此条目页的主題是氯氣（Cl2）的性質。氯元素的性質，請見「**氯**」。

**氯气**是卤族元素氯的单质形式，化学式为Cl2，原子序数为17。氯是卤素中第二轻的，在元素周期表中位于氟和溴之间，其性质也大多处于氟和溴之间。

历史
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瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒（）在1774年使用盐酸与软锰矿通過下述反应制得氯氣：

{\displaystyle {\rm {MnO\_{2}+4\ HCl{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}MnCl\_{2}+2\ H\_{2}O+Cl\_{2}\uparrow }}} （此反应中盐酸为浓盐酸，二氧化锰和稀盐酸不反应）
继舍勒之后，贝托雷对氯气进行了更加深入的研究。发现将氯气通入水中会有盐酸生成同时还伴随着有能使带火星木条复燃的气体（氧气）放出；盐酸通过金属会放出氢气。

所以他认为氯气中含有氧，但尝试用当时已知的还原剂像金属、木炭、磷等还原剂来还原氯却没能得到相应的氧化产物，这又强有力地说明氯气中不含氧元素。后来戴维用白热的木炭仍不能使氯气分解，而且从盐酸和金属的反应中也不能得到氧化物，所以上面提到的氧气应该是由水提供了氧元素，并且他认为应该将这种绿色的气体视为一种新的元素，氯元素就这样被发现了。

性质
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### 物理性質

在常温下，氯氣是一种黃綠色、刺激性氣味、有毒的气体。压力为1.01×105Pa时，氯單質的沸點為−34.4℃，熔点为−101.5℃。氯氣可溶於水和碱性溶液，易溶於二硫化碳和四氯化碳等有機溶劑，难溶于饱和氯化钠溶液，飽和時1體積水溶解2體積氯氣。

氯氣溶於水，生成氫氯酸跟次氯酸，化學式如下：

**{\displaystyle {\rm {Cl\_{2}+H\_{2}O\rightleftharpoons HCl+HClO}}}**

此反應為可逆反應。

### 化学性质

氯气的化学性质很活泼，它是一种活泼的非金属單質。

氯原子的最外电子层有7个电子，在化学反应中容易结合一个电子，使最外电子层达到8个电子的稳定状态，因此氯气具有强氧化性。氯氣的強氧化性表現為以下幾個方面：

铁和氯气的反应
#### 與金屬反應

氯氣可與钠等活泼金属直接化合。也能跟铜等不活泼金属起反应。

{\displaystyle {\rm {2\ Na+Cl\_{2}\rightarrow 2\ NaCl}}}（生成白烟）
{\displaystyle {\rm {Cu+Cl\_{2}{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}CuCl\_{2}}}}（生成棕黄色的烟）
当氯气和铁系元素反应时，只有铁能被氧化至+3价，其余为+2价（FeCl₂不能由单质直接化合生成）：

{\displaystyle {\rm {2\ Fe+3\ Cl\_{2}{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}2\ FeCl\_{3}}}}（生成棕褐色的烟）
{\displaystyle {\rm {Co+Cl\_{2}{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}CoCl\_{2}}}}
{\displaystyle {\rm {Ni+Cl\_{2}{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}NiCl\_{2}}}}
#### 與非金屬反應

氢气可在氯气中点燃并产生氯化氢。反应的化学方程式：

{\displaystyle {\rm {Cl\_{2}+H\_{2}\rightarrow 2\ HCl}}}
值得一提的是反应条件对上述反应的现象有很大影响：

1. 如果氢气与氯气事先充分混合，在光照条件下发生爆炸；
2. 如果氢气在氯气中安静地燃烧，现象为蒼白色火焰，同時伴有白霧（氯化氢溶解于空气中的水形成的盐酸小液滴）生成。

#### 和有机物反应

氯可以和烷烃发生取代反应，如氯和甲烷在光照下反应，生成氯甲烷，随着反应的进行，还会生成二氯甲烷、三氯甲烷，直至四氯化碳。

#### 漂白性

湿润的氯气可用于纸浆和棉布的漂白，不同於SO2的漂白性，氯氣的漂白性為不可還原且較為強烈，因此不宜以此作為絲綢的漂白劑。

之所以强调湿润的是因为

{\displaystyle {\rm {Cl\_{2}+H\_{2}O\rightleftharpoons HCl+HClO}}}
{\displaystyle {\rm {HClO\rightleftharpoons HCl+[O]}}}（生成的{\displaystyle {\rm {[O]}}}是游离氧，正是这个游离氧，氧化了有机染料使之褪色）次氯酸的分解反应在光照或受热时速度加快。
因此干燥的氯气并不具有这个性质。

#### 其它反应

氯气和四甲基氯化铵、氧化铋在浓盐酸中反应，可以得到[(CH3)4N]3{[Bi2Cl9](Cl2)}，这是一种稳定的化合物，在180 °C以上才会放出氯气。

### 毒性

氯气具有强烈的刺激性、窒息气味，可以刺激人体呼吸道黏膜，輕則引起胸部灼熱、疼痛和咳嗽，严重者可导致死亡。

应用
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### 自来水消毒

自来水过去常用氯气消毒，1L水里约通入0.002g氯气，消毒原理是其与水反应生成了次氯酸，它的强氧化性能杀死水里的病菌。因为次氯酸易分解难保存、成本高、毒性较大，用氯气消毒可使水中次氯酸的溶解、分解、合成达到平衡，浓度适宜，水中残余毒性较少，所以不直接用次氯酸为自来水杀菌消毒。自来水现在提倡用二氧化氯消毒。二氧化氯消毒剂是国际上公认的高效消毒灭菌剂，它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体，细菌芽孢，真菌，分枝杆菌和病毒等，并且这些细菌不会产生抗药性。二氧化氯对微生物细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。二氧化氯消毒剂被确认为是医疗卫生、食品加工中的消毒灭菌、食品（肉类、水产品、果蔬）的防腐、保鲜、环境、饮水和工业循环及污水处理等方面杀菌、清毒、除臭的理想药剂，是国际上公认的氯系消毒剂最理想的更新换代产品。

### 医药工业

常用于制药，常参与含氯基化合物的合成。如：马来酸氨氯地平片；N-(2-甲基-2,3-二氢-1H-吲哚基)-3-氨磺酰基-4-氯-苯甲酰胺。

### 农药工业

常用作生产高效杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长刺激剂的原料。

### 冶金工业

主要用于生产金属钛、镁等。

### 化学武器

第二次伊珀尔战役中曾被当作化学武器使用。

参考文献
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1. ↑  王金龙. 甲烷与氯气取代反应实验光照条件的探究[J]. 化学教学, 2006(10):8-10.
2. ↑  Nikita A. Korobeynikov, Andrey N. Usoltsev, Boris A. Kolesov, Pavel A. Abramov, Pavel E. Plyusnin, Maxim N. Sokolov, Sergey A. Adonin.. CrystEngComm. 2022, **24** (17): 3150–3152  [2022-05-14]. ISSN 1466-8033. doi:10.1039/D2CE00210H （英语）.
3. ↑ . （原始内容存档于2012-01-10） （中文（臺灣））.

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| * 
* 论
* 编
用于化学战、失能（英语：）和防暴的化学武器 |
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| 血液性 | 
* 氢氰酸（AC）
* 氯化氰（CK）
* 砷化氢（SA）
* 溴化氰
* 硫化氫
* 磷化氫
* 一氧化碳
* 二甲基氰化胂
* 二甲胂氧
* 三氟化磷
* 氰基甲酸甲酯
* 五羰基铁
* 四羰基镍
* 2,3,7,8-四氯双苯环二𫫇英
* 羟基乙腈
* 锑化氢
* 乳腈
* 丙酮氰醇

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| 糜爛性 | 

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| 砷化合物 | 
* 二氯甲基胂（MD）
* 二氯乙基胂（ED）
* 二氯苯基胂（PD）
* 路易氏剂（L）
* 二(2-氯乙烯基)氯化胂（英语：）（L2）
* 三(2-氯乙烯基)胂（英语：）（L3）

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|  |
| 硫芥类 | 
* 芥子毒气（H）
* 倍半芥子氣（Q）
* 氧联芥子氣（T）（英语：）
* CEES（英语：）

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| 氮芥类 | 
* HN1（英语：）
* HN2
* HN3（英语：）

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|  |
| 其它 | 
* 光氣肟（CX）
* KB-16（英语：）
* 氯甲基二丁基氯化锡
* 二氯氧化硒

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| 神經性 | 

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| G類毒劑 | 
* 塔崩（GA）
* 沙林（GB）
* 梭曼（GD）
* 乙基沙林（GE）
* 环沙林（GF）
* GH（英语：）
* GP（英语：）
* 氟塔崩
* 丁烯沙林

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|  |
| GV類毒劑 | 
* EA-1356
* EA-4352
* EA-5365
* EA-5414
* EA-5488

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|  |
| V類毒劑 | 
* EA-2192
* EA-3148
* EA-3317
* VE
* VG
* VM（英语：）
* VP（英语：）
* VR（英语：）
* VS（英语：）
* VX
* CVX
* Vx（英语：）

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|  |
| 達美林酯 | 
* MFPhCh
* GT-45
* 達美林酯1號
* 達美林酯2號
* 達美林酯3號

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|  |
| 諾維喬克 | 
* A-230（英语：）
* A-232（英语：）
* A-234（英语：）
* A-242（英语：）
* C01-A035（英语：）
* C01-A039（英语：）
* C01-A042（英语：）

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|  |
| 氨基甲酸酯 | 
* EA-3966
* EA-3990（英语：）
* EA-4056（英语：）
* T-1123（英语：）
* 伸辛基-雙(5-甲基硫代膦酸酯溴化物)（英语：）

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|  |
| 其它 | 
* EA-2012
* EA-2054
* EA-2098
* EA-2613
* 2-乙氧甲醯基-1-甲基乙烯基環己基甲基膦酸二乙酯（英语：）
* 2-氟-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷-2-氧化物

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| 前驅物 | 
* 氯沙林（英语：）
* 氯梭曼
* 環己醇
* 1,8-二溴辛烷
* N,N-二甲基磷氨基二氯化物（英语：）
* 二甲基磷氨基二氯化物二氰化物（英语：）
* 2-丙醇
* 二氯甲基膦（英语：）
* 甲基膦酰二氯
* 甲基膦酰二氟
* 频哪醇酮
* 3,3-二甲基-2-丁醇
* 異丙基甲磺酰基亞膦酸酯 (QL)（英语：）
* 3,3,5-三甲基環己醇（英语：）

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|  |
| 窒息性（英语：） | 
* 氯气（Cl2）
* 溴
* 光气（CG）
* 氟气
* 全氟異丁烯（PFIB）
* 氯化苦（PS）
* 二甲基(三氟甲硫基)胂
* 雙光氣（DP）
* 十氟化二硫（Z）
* 丙烯醛
* 溴乙酸乙酯
* 全氯甲硫醇
* 苯胩氯
* 四硝基甲烷
* 四氯二硝基乙烷
* 三氟化氯
* 高氯酰氟
* 氧化镉
* 氯化镉
* 氯化汞
* 二氧化硒
* 二氟二氧化硒
* 三氟亚硝基甲烷
* 三氯亚硝基甲烷
* 一氧化氮
* 二氧化氮
* 四氧化二氮
* 二氧化硫
* 三氯化磷
* 异氰酸甲酯
* 乙烯酮
* 丁烯酮
* 三氟乙酰氯
* 六氟化铀
* 乙硼烷
* 綠十字毒氣

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| 刺激性（英语：） | 

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| 催淚性 | 
* 辣椒素（OC）
* CS
* CN
* CR
* CH
* CNS（英语：）
* 溴代丙酮（BA）
* 溴化甲苄基（英语：）
* 梅西 (噴霧劑)（英语：）
* 氯化苄
* 溴化苄
* 碘化苄
* 二氯硫化碳
* 氯丙酮
* α-溴苯乙酮

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|  |
| 催吐性（英语：） | 
* 二苯氯胂（DA）（英语：）
* 二苯氰胂（DC/DA）
* 亚当氏剂（DM）
* α-溴氰化苄
* 二甲基氰化砷
* 三氯硝基甲烷

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|  |
| 失能性（英语：） | 
* 毕兹（BZ）
* DMHP（英语：）
* EA-3167（英语：）
* EA-3443（英语：）
* EA-3580（英语：）
* EA-3834（英语：）
* Kolokol-1
* LSD（K）
* 苯环己哌啶（SN）
* PAVA 噴霧劑
* 睡氣（英语：）

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| 毒素 | 

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| 植物毒素 | 
* 蓖麻毒素（W）
* 相思子毒素
* 印防己毒素（苦毒宁）（英语：）
* 鱼腥藻毒素a(S）（英语：）
* 蒴莲根毒素（英语：）
* 槲寄生凝集素
* 烏頭鹼

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| 动物毒素 | 
* 石房蛤毒素（SS）
* 环蛇毒素（英语：）
* 集沙群海葵毒素
* 河豚毒素
* 眼镜蛇毒素
* 刺尾鱼毒素
* 西加毒素
* 毒鼠硅（英语：）

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| 微生物毒素 | 
* 肉毒毒素-A（X）
* 葡萄球菌肠毒素-B（PG）（英语：）
* 伊普西隆毒素（英语：）
* T-2毒素（英语：）
* 二乙酸藨草镰刀菌烯醇（英语：）
* 呕吐毒素（DON）
* 黄曲霉毒素
* 破傷風痙攣毒素（英语：）

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| 其它 | 
* 氟乙酸甲酯
* 氟乙酸氟乙酯
* 貧鈾

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| 注：本模板分类以及括号内代码采用美军生化武器军事符号标准（CB military symbol）。 |

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| * 
* 论
* 编
以雙原子分子形式存在的元素單質 |
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| 常見 | 
* 氫氣 H2
* 氮氣 N2
* 氧气 O2
* 氟气 F2
* 氯气 Cl2
* 溴氣 Br2
* 碘氣I2

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| 罕见 | 
* 氦二聚体 He2
* 二鋰 Li2
* 双原子碳 C2
* 氖二聚体 Ne2
* 二鈉（法语：） Na2
* 二磷 P2
* 二硫 S2
* 氩二聚体（法语：） Ar2
* 铬 Cr2
* 二铷（英语：） Rb2
* 钼二聚体（法语：） Mo2
* 钨 W2
* 铀 U2

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| 奇異 | 
* 雙電子偶素 Ps2

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