يعد العدد الذري والكتلي من الخصائص الأساسية التي تميز عنصر الكلور. الكلور هو عنصر كيميائي يُرمز له بالرمز Cl في الجدول الدوري، حيث ينتمي إلى مجموعة عناصر الهالوجينات، فهو يقع أسفل عنصر الفلور وأعلى عنصر البروم.
يحتل الكلور المركز الثاني بين مجموعة الهالوجينات ويصنف في الدورة الثالثة. يتم تحديد ترتيب الكلور في الجدول الدوري من خلال معرفتنا بالعدد الذري والكتلي له.
التعريف العام للعدد الذري
- العدد الذري يعرف أيضًا بالرقم الذري ويرمز له بالرمز (Z).
- يمثل العدد الذري عدد البروتونات الموجودة داخل نواة كل ذرة، حيث تعتبر البروتونات جسيمات متناهية الصغر.
- كما يعادل العدد الذري عدد الإلكترونات المتواجدة حول النواة، بشرط أن تكون الذرة متعادلة الشحنة، مما يعني أن عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات.
التعريف العام للعدد الكتلي
- يعرف العدد الكتلي بأنه مجموع عدد البروتونات والنيوترونات داخل نواة ذرة العنصر، حيث البروتونات تحمل شحنة موجبة والنيوترونات متعادلة الشحنة.
- يرمز للعدد الكتلي بالرمز (A).
- يشير العدد الكتلي إلى خصائص كل نظير من نظائر العنصر، حيث لا تتساوى النظائر في العدد الكتلي.
- يتم كتابة العدد الكتلي في الزاوية العليا اليسرى من الرمز الكيميائي للعنصر أو بعد اسمه.
أهمية العدد الذري والكتلي للعنصر الكيميائي
- على الرغم من أن الحاجة لاستخدام العدد الذري والكتلي ليست شائعة، إلا أنها تصبح ضرورية عند دراسة عدد البروتونات أو النيوترونات في نواة عنصر معين.
- تزداد الحاجة لفهم العدد الذري والكتلي عند إجراء تفاعلات خاصة تتعلق بالنواة، والتي قد تؤدي إلى تغيير عدد البروتونات والنيوترونات.
معرفة العدد الذري والكتلي لعنصر معين تفيد في عدة مجالات، ومنها:
ترتيب عناصر الجدول الدوري
- تم تنظيم العناصر الكيميائية في ما يعرف بالجدول الدوري، والذي يُنسب إلى العالم مندليف الذي وضع الترتيب الحالي للعناصر.
- استند الترتيب على العدد الذري لكل عنصر، حيث اتضح أن الترتيب بناءً على العدد الكتلي قد يؤدي إلى ترتيب خاطئ بسبب الاختلاف في الخصائص.
- على سبيل المثال، عند ترتيب عنصر اليود وعنصر التيلوريوم حسب العدد الكتلي، يُكتشف أن وضعيتهما غير صحيحة مقارنة بخصائصهما الكيميائية؛ لكن باستخدام العدد الذري يصبح الترتيب متوافقاً مع الصفات الكيميائية.
استقرار النواة
- تعتبر استقرار النواة من الخصائص الأساسية التي يجب أن تتحلى بها نواة كل ذرة.
- في حال عدم استقرار نواة ذرة العنصر، فإن العنصر يُعتبر مشعاً.
- تحقيق تساوي عدد البروتونات مع عدد النيوترونات يضمن استقرار نواة الذرة.
- تتميز العناصر العشرون الأولى في الجدول الدوري باستقرار نواتها، بينما تحتاج العناصر الأخرى إلى عدد أكبر من النيوترونات لتحقيق هذا الاستقرار بسبب القوى المتزايدة الناتجة عن التنافر بين البروتونات.
- يمكن أن توجد نظائر لعناصر معينة، بعضها مستقر والبعض الآخر غير مستقر ويظهر نشاطاً إشعاعياً.
- على سبيل المثال، نظير العنصر الكربوني ذو العدد الكتلي (-12) مستقر، بينما نظير الكربون ذو العدد الكتلي (-14) يعتبر غير مستقر نتيجة لزيادة عدد النيوترونات.
العدد الذري والكتلي للكلور
قبل مناقشة العدد الذري والكتلي للكلور، من المهم التعرف على بعض الخصائص المميزة لهذا العنصر:
- الكلور هو عنصر كيميائي يتواجد في الطبيعة كغاز أخضر يميل للاصفرار.
- يمتاز بنظام بلوري خاص وخصائص مغناطيسية معينة، ويحتوي على عدة نظائر.
- يعتبر غاز الكلور شديد السمية وله رائحة كريهة، كما أنه يعتبر من العوامل القوية في عملية الأكسدة.
العدد الذري لعنصر الكلور
- عدد الكلور الذري، كما تمت الإشارة سابقًا، هو سبعة عشر.
- ويعني ذلك أن نواة ذرة الكلور تحتوي على سبعة عشر بروتونًا.
- عند توزيع الإلكترونات حول نواة الكلور، نجد أن آخر مستوى يحمل إلكترونًا واحدًا، مما يجعل الذرة بحاجة إلى تكوين روابط مع ذرات أخرى.
- هذا هو السبب وراء كون ذرات الكلور ذات نشاط كيميائي مرتفع.
العدد الكتلي لعنصر الكلور
- يختلف العدد الكتلي لذرات الكلور بناءً على النظائر المختلفة المتاحة، والتي تبلغ تسعة نظائر.
- تتساوى نظائر عنصر الكلور في العدد الذري لكن تختلف في العدد الكتلي.
- من بين نظائر الكلور: الكلور ذو العدد الكتلي خمسة وثلاثين، والكلور ذو العدد الكتلي ستة وثلاثين، والكلور ذو العدد الكتلي سبعة وثلاثين.
معلومات إضافية عن عنصر الكلور
يمتلك عنصر الكلور مجموعة من الخصائص التي تحددها قيمته للعدد الذري والكتلي. من أبرز هذه الخصائص:
تاريخ اكتشاف عنصر الكلور
- تم اكتشاف الكلور بالصدفة من قِبل العالم كارل ولهيلم شيلي في العام 1774.
- كما أطلق العالم همفري دافي اسم “كلور” على هذا العنصر بناءً على الكلمة اليونانية (خُولوروس).
- استُخدم الكلور كسلاح في الحرب العالمية الثانية عندما تم إلقاؤه بكميات كبيرة من الطائرات على مواقع القوات الفرنسية، مما أدى إلى تراجعها.
الوفرة الطبيعية
- الكلور يتوفر بكثرة في الطبيعة في صورته الغازية ثنائية الذرة (Cl2).
- كما يتواجد كأيون كلوريد في الطبيعة، حيث تحتوي مياه البحار على نسب عالية من أيونات الكلوريد.
مركبات الكلور
- يمتلك الكلور العديد من المركبات، مثل: مركبات الكلورامينات، مركب الكلوريد، الكلوريتات، الهيبوكلوريتات، والبيروكلورات، ومركبات الهيدروكلوريك.
طرق الحصول على الكلور
- يمكن الحصول على عنصر الكلور من خلال عدة طرق مثل: الأكسدة، عمليات التحليل الكهربائي (باستخدام خلايا الزئبق، أو الأقطاب، أو الأغشية).
إن العدد الذري والكتلي للكلور يمثلان مجموعة من القيم الفريدة التي تحدد خصائص هذا العنصر، مما يتيح لنا فهم طبيعته بشكل أفضل.
