l{光照或点燃}{=!=!=} 2HCl。与水反应生成盐酸和次氯酸,化学方程式为Cl? + H?O = HCl + HClO。在碱性溶液中发生歧化反应,与冷的稀碱溶液反应生成氯化物和次氯酸盐,与热的浓碱溶液反应生成氯酸盐。
- 常见化合价:最外层电子排布是3s23p?,最外层p轨道有七个电子,未充满,容易得到一个电子,所以在自然界多呈-1价,还有+1、+3、+4、+5、+6和+7价等价态存在。
- 同位素:有24种同位素,其中35Cl和37Cl是两种稳定的同位素,35Cl的原子核含有17个质子和18个中子,在自然界的丰度约占76%,而37Cl含有17个质子和20个中子,在自然界的丰度约占24%。
- 元素周期表内容:位于元素周期表的第3周期ⅶA族,属于卤族元素。卤族元素的最外层电子数均为7个,在化学反应中容易获得一个电子形成稳定的-1价阴离子,因此它们都具有较强的氧化性。在同周期主族元素中,从左到右原子半径逐渐减小,氯的原子半径为99pm。氯元素的电负性较大,在鲍林标度中电负性为3,仅次于氟和氧,说明其在形成化学键时对电子的吸引能力较强。随着周期数的增加,卤族元素的氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强,因此氯的氧化性强于溴和碘。
- 自然界存在形式:氯元素在自然界主要以化合态形式存在,如氯化物形式存在于海水中,海水中含有大量氯化钠(NaCl)及氯化镁(MgCl?)、氯化钙(CaCl?)等氯化物,氯化物总量约占海水溶解物质总量的88.6%左右;存在于盐矿中,盐矿主要成分是氯化钠,还有少量其他氯化物,由古代海洋或盐湖经漫长地质作用,水分蒸发后盐分沉积形成;也存在于陆地的盐湖中,像美国犹他州的大盐湖,湖水含有高浓度氯化钠和其他氯化物。
氯元素对人体健康的影响
- 维持生理功能(有益方面):
- 胃酸成分:氯是人体胃液中盐酸(HCl)的重要组成部分。胃酸能激活胃蛋白酶原,使其转化为有活性的胃蛋白酶,从而帮助消化蛋白质,还可促进铁、钙等矿物质的吸收,以及杀死随食物进入胃内的细菌,保护人体免受有害微生物的侵害。
- 电解质平衡:氯离子(Cl?)是细胞外液中主要的阴离子之一,与钠离子(Na?)等共同维持人体的渗透压和酸碱平衡,在神经冲动传导和肌肉收缩等生理过程中也发挥重要调节作用。
- 毒性作用(有害方面):
- 氯气中毒:人体吸入大量氯气时,会对呼吸道、眼睛和皮肤等造成严重损害,氯气与呼吸道黏膜中的水分反应生成盐酸和次氯酸,引起呼吸道黏膜的强烈刺激和炎症反应,轻度中毒可能出现咳嗽、流涕、咽喉疼痛等症状,严重时会导致呼吸困难、肺水肿,甚至危及生命。
- 饮用水中的氯副产物风险:在饮用水消毒过程中,氯气会与水中的有机物反应生成消毒副产物,如三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)等,长期饮用含有高浓度这些消毒副产物的水,可能与膀胱癌、直肠癌等癌症的发生风险增加有关,也可能对生殖系统和胎儿发育产生不良影响。
氯元素在人体的吸收、代谢与排泄
- 吸收途径:
- 胃肠道吸收:氯主要以氯离子(Cl?)的形式存在于食物和饮水中,在胃肠道中,胃酸(HCl)解离出氢离子(H?)和氯离子,氯离子随食物消化吸收过程通过肠黏膜细胞进入血液循环,肠道中的电解质转运机制(如钠 - 氯协同转运蛋白、氯 - 碳酸氢根交换蛋白等)在氯离子吸收中起关键作用。
- 呼吸道吸收(特殊情况):正常情