يمثل العدد الذري والكتلي للكلور خصائص حيوية تُميز هذا العنصر الكيميائي، والذي يُشار إليه بالرمز Cl في الجدول الدوري. ينتمي الكلور إلى مجموعة غازات الهالوجينات، ويحتل المركز الثاني تحت عنصر الفلور وأعلى عنصر البروم.
ويُصنف الكلور في الدورة الثالثة من الجدول الدوري. يعتمد تحديد ترتيب الكلور في الجدول الدوري على معرفتنا بعدده الذري والكتلي.
تعريف العدد الذري
- العدد الذري يُعرف أيضًا برقم العنصر ويرمز له بالرمز (Z).
- يمثل العدد الذري عدد البروتونات، وهي جسيمات شبه ذرية موجودة داخل نواة كل ذرة.
- كما يتساوى العدد الذري مع عدد الإلكترونات التي تدور في مدارات حول النواة، فقط إذا كانت الذرة متعادلة الشحنة، مما يعني أن عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات.
تعريف العدد الكتلي
- يُعبر العدد الكتلي عن مجموع عدد البروتونات (الجسيمات ذات الشحنة الموجبة) وعدد النيوترونات (الجسيمات عديمة الشحنة) الموجودة في نواة ذرة العنصر.
- يرمز له بالرمز (A).
- العدد الكتلي يعد محددًا بشكل خاص لكل نظير من العنصر، ولا يساوي أي نظير في العدد الكتلي.
- يتم كتابة العدد الكتلي في أعلى يسار الرمز الكيميائي للعنصر وبحجم صغير أو بجانب الاسم الكيميائي.
أهمية العدد الذري والكتلي للعنصر الكيميائي
- على الرغم من أن الحاجة لاستخدام العدد الذري والكتلي قد تكون نادرة، إلا أن هذه الأعداد تصبح ضرورية عند محاولة معرفة التركيب الداخلي لنواة الذرة، مثل عدد البروتونات والنيوترونات.
- تظهر أهمية العددين أيضًا عند القيام بتفاعلات كيميائية خاصة تتعلق بدراسة النواة، والتي قد تؤدي إلى تغيير في عدد البروتونات والنيوترونات.
تفيد معرفة العدد الذري والكتلي للعنصر في استعمالات متعددة، منها:
ترتيب عناصر الجدول الدوري
- يتم تنظيم العناصر الكيميائية في جدول يُعرف باسم الجدول الدوري، الذي سُمي بهذا الاسم نسبةً للعالم مندليف الذي قام بترتيب العناصر فيه وفقًا لخصائصها.
- يستند الترتيب إلى العدد الذري لكل عنصر، نظرًا لأن الترتيب وفقًا للعدد الكتلي قد يؤدي إلى نتائج خاطئة بسبب اختلاف خصائص العناصر.
- مثلاً، عند ترتيب عنصر اليود مع عنصر التيلوريم بحسب العدد الكتلي، يظهر تراص غير صحيح بسبب اختلاف خواصهما الكيميائية، بينما عند استخدام العدد الذري تظهر النتائج بدقة متوافقة مع الخصائص الكيميائية.
استقرار النواة
- تُعد استقرار النواة من الخصائص الأساسية التي يجب أن تتمتع بها كل ذرة في العناصر الكيميائية.
- عندما تبدو نواة ذرة العنصر غير مستقرة، يصبح العنصر مشعًا.
- تحقيق التوازن بين أعداد البروتونات والنيوترونات يضمن استقرار نواة الذرة.
- العناصر العشرون الأولى في الجدول الدوري تتسم باستقرار نواتها.
- عند العناصر اللاحقة، تحتاج النواة إلى عدد أكبر من النيوترونات لتعويض قوة التنافر الناتجة عن البروتونات المتشابهة.
- تظهر نظائر متعددة لعناصر كيميائية، بعضها مستقر والآخر غير مستقر ويظهر نشاطًا إشعاعيًّا؛ كعنصر الكربون على سبيل المثال.
العدد الذري والكتلي للكلور
قبل دراسة العدد الذري والكتلي للكلور، ينبغي النظر إلى بعض خصائصه المهمة:
- الكلور يظهر في الطبيعة كغاز أخضر مائل للاصفرار.
- يمتاز بنظام بلوري خاص وصفات مغناطيسية معاكسة، وله العديد من النظائر.
- يُعتبر غاز الكلور سامًا للغاية ويتميز برائحة قوية.
العدد الذري لعنصر الكلور
- العدد الذري للكلور هو 17، مما يعني أن نواة الذرة تحتوي على 17 بروتونًا.
- مع توزيع الإلكترونات، نجد أن آخر مستوى يوجد به إلكترون واحد، مما يعني أن ذرة الكلور بحاجة لتكوين روابط مع عناصر أخرى.
- يعتبر ذلك سببًا رئيسيًا في كون ذرة الكلور نشطة كيميائيًا.
العدد الكتلي لعنصر الكلور
- يتفاوت العدد الكتلي لذرة عنصر الكلور بناءً على نظائره المختلفة، والتي تصل إلى تسعة نظائر.
- تتساوى النظائر في العدد الذري لكنها تختلف في العدد الكتلي.
- على سبيل المثال، تشمل نظائر الكلور بالتعاقب العدد الكتلي 35 و36 و37.
معلومات إضافية عن عنصر الكلور
يمتلك عنصر الكلور مجموعة من الخصائص التي تحددها أعداده الذرية والكتلية، ومن أهم هذه الخصائص:
تاريخ اكتشاف الكلور
- تم اكتشاف عنصر الكلور عن طريق العالم كارل ولِيهلم شيلي بشكل غير متعمد عام 1774.
- أطلق عليه اسم الكلور العالم همفري دَايفي، مأخوذًا من الكلمة اليونانية (خُولوروس).
- استخدم عنصر الكلور كسلاح كيميائي خلال الحرب العالمية الأولى.
الوفرة الطبيعية للكلور
- يوجد الكلور بكثرة في الطبيعة على شكل غاز ثنائي الذرة (Cl2).
- كما يتواجد الكلور على شكل أيون الكلوريد في المياه المالحة.
مركبات الكلور
- يعتبر الكلور عنصرًا مكونًا للعديد من المركبات الكيميائية مثل الكلورامينات والكلوريد والكلوريتات.
طرق الحصول على الكلور
- يمكن استخراج الكلور بطرق متعددة، مثل عمليات الأكسدة أو التحليل الكهربائي.
تُعتبر الأعداد الذرية والكتلية للكلور مجموعةً من الخصائص الحصرية التي تسهم في فهم طبيعة هذا العنصر الكيميائي وخصائصه الفريدة.