skjvcscspwiki - User contributions [en]

Germanio

2025-08-24T06:35:54Z

95.233.176.127: /* Bibliografia */Completati I dati bibliografici del libro citato.

{{elemento chimico
|Nome = germanio
|Serie_chimica = [[Metalloide|Metalloidi]]
|Nucleoni =
|Precedente = [[Gallio (elemento chimico)|gallio]]
|Successivo = [[arsenico]]
|Simbolo = Ge
|Numero_atomico = 32
|Gruppo = [[Gruppo del carbonio|14 (IVA)]]
|Periodo = [[elementi del periodo 4|4]]
|Blocco = [[Elementi del blocco p|p]]
|Densità = 5 323 kg/m³
|Durezza = 6,0
|Aspetto = Germanium.jpg
|Didascalia = bianco-grigiastro
|Spettro = Germanium_spectrum_visible.png
|Massa_atomica = {{M|72,64|ul=uma}}
|Raggio_atomico = {{Val|125|(125)|ul=pm}}
|Raggio_covalente = 122 pm
|Raggio_di_van_der_Waals =
|Configurazione_elettronica =<nowiki>[</nowiki>[[argon|Ar]]<nowiki>]</nowiki>3d10 4s2 4p2
|Termine_spettroscopico = 3P0
|Elettroni = 2, 8, 18, 4
|Numero_di_ossidazione = 4 ([[anfotero]]), 2, 0, -4
|Struttura_cristallina = [[Reticolo cubico a facce centrate|cubica a facce centrate]]
|Stato = solido
|Fusione = {{Converti|1211,4|K|lk=on}}
|Ebollizione = {{Converti|3093|K}}
|Punto_critico =
|Punto_triplo =
|Volume_molare = {{M|13,63|e=−6}} m³/mol
|Calore_di_evaporazione = {{M|330,9|ul=kJ/mol}}
|Calore_di_fusione = 36,94 kJ/mol
|Tensione_di_vapore = {{M|74,6|ul=µPa}} a 1 210 K
|Velocità_del_suono = {{M|5400|ul=m/s}} a 293,15 K
|Numero_CAS = 7440-56-4
|Elettronegatività = 2,01 ([[Scala di Pauling]])
|Calore_specifico = 320 [[Calore specifico|J/(kg·K)]]
|Conducibilità_elettrica = 1,45/(m·[[ohm|Ω]])
|Conducibilità_termica = 59,9 [[Conducibilità termica#Unità di misura|W/(m·K)]]
|Energia_1a_ionizzazione = 762 kJ/mol
|Energia_2a_ionizzazione = 1 537,5 kJ/mol
|Energia_3a_ionizzazione = 3 302,1 kJ/mol
|Energia_4a_ionizzazione = 4 411 kJ/mol
|Energia_5a_ionizzazione = 9 020 kJ/mol
|Isotopo_1 = 70Ge
|NA_1 = 20,52%
|TD_1 = Ge è stabile con 38 [[neutrone|neutroni]]
|Isotopo_2 = 72Ge
|NA_2 = 27,45%
|TD_2 = Ge è stabile con 40 neutroni
|Isotopo_3 = 73Ge
|NA_3 = 7,76%
|TD_3 = Ge è stabile con 41 neutroni
|Isotopo_4 = 74Ge
|NA_4 = '''36,52%'''
|TD_4 = Ge è stabile con 42 neutroni
|NA_5=7,75%|TD_5=2 β-; 1,78×10^21 a
|Isotopo_5=76Ge}}

Il '''germanio''' è l'[[elemento chimico]] di [[numero atomico]] 32 e il suo simbolo è '''Ge'''. È un elemento del quarto periodo e il terzo nel [[gruppo del carbonio]], collocato tra [[silicio]] e [[Stagno (elemento chimico)|stagno]], la cui esistenza fu prevista da [[Dmitrij Ivanovič Mendeleev|Mendeleev]].<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Masanori Kaji|anno=2002|titolo=D. I. Mendeleev's Concept of Chemical Elements and the principles of Chemistry|rivista=Bull. Hist. Chem.|volume=27|numero=1|pp=4–16|lingua=en}}</ref>

È un [[metalloide]] lucido, [[Durezza|duro]], [[Fragilità|fragile]], bianco-argenteo, dal comportamento chimico intermedio tra quello di Si e quello di Sn.<ref>{{Cita libro|nome=John|cognome=Emsley|titolo=Nature's building blocks: an A - Z guide to the elements|anno=2002|url=https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl_b5w6|edizione=Repr. (with corr.)|data=2002|editore=Oxford University Press|pp=[https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl_b5w6/page/506 506]-510|ISBN=978-0-19-850341-5}}</ref> Come quest'ultimo, forma un gran numero di [[Chimica metallorganica|composti organometallici]]. Come il silicio, è un [[semiconduttore]] e per questo in passato fu largamente usato in [[elettronica]] per la fabbricazione di [[Diodo|diodi]] e [[transistor]]. Insieme al vicino [[Gallio (elemento chimico)|gallio]] e all'[[indio]], è considerato un elemento di importanza critica in [[tecnologia]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Katri|cognome=Avarmaa|nome2=Lassi|cognome2=Klemettinen|nome3=Hugh|cognome3=O’Brien|data=2019-06|titolo=Critical Metals Ga, Ge and In: Experimental Evidence for Smelter Recovery Improvements|rivista=Minerals|volume=9|numero=6|p=367|lingua=en|accesso=11 luglio 2024|doi=10.3390/min9060367|url=https://www.mdpi.com/2075-163X/9/6/367}}</ref>

Fu trovato per la prima volta nel 1886 nel [[minerale]] [[argirodite]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Klaus|cognome=Volke|data=2004-10|titolo=Clemens Winkler – zum 100. Todestag|rivista=Chemie in unserer Zeit|volume=38|numero=5|pp=360–361|lingua=en|accesso=11 luglio 2024|doi=10.1002/ciuz.200490078|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ciuz.200490078}}</ref>

== Caratteristiche ==
Il germanio ha un aspetto metallico lucido, ha la stessa struttura cristallina del [[diamante]] ed è un [[semiconduttore]]. Allo stato puro il germanio è cristallino, fragile e mantiene il suo aspetto lustro se esposto all'aria a temperatura ambiente. Tecniche di [[raffinamento a zona]] hanno permesso la creazione di germanio cristallino per semiconduttori con solo una parte di impurità su 10 milioni.

== Storia ==
[[File:GermaniumUSGOV.jpg|thumb|left|Ciotola in germanio.]]

Nel 1871 il germanio (dal [[lingua latina|latino]] ''[[Germania]]'') fu uno degli elementi di cui [[Dmitrij Ivanovič Mendeleev|Dmitrij Mendeleev]] predisse l'esistenza; poiché nella sua [[Tavola periodica degli elementi|tavola periodica]] la casella dell'analogo del [[silicio]] era vuota, egli predisse che si sarebbe trovato un nuovo elemento che in via provvisoria battezzò ''ekasilicio''. L'elemento in questione fu più tardi scoperto da [[Clemens Winkler]] nel 1886. Questa scoperta fu un'importante conferma dell'idea di Mendeleev della periodicità degli elementi.

{|class="wikitable" align="left" style="text-align:right"
|-
!Proprietà !! Ekasilicio !! Germanio
|-
|massa atomica
|72,64
|72,63
|-
|volume atomico
|13
|13,22
|-
|densità (g/cm³)
|5,5
|5,35
|-
|punto di fusione (°C)
|alto
|947 °C
|-
|colore
|grigio
|grigio
|-
|calore specifico
|0,073
|0,076
|-
|Tipo di ossido
|EsO2, refrattario
|GeO2, refrattario
|-
|densità dell'ossido (g/cm³)
|4,7
|4,7
|-
|punto ebollizione del tetracloruro
|< 100 °C
|86 °C
|-
|densità del tetracloruro
|1,9
|1,9
|}

Lo sviluppo del transistor al germanio aprì la porta a tantissime applicazioni dell'elettronica allo [[Solido|stato solido]]: dal 1950 fino al 1970 circa il mercato del germanio per semiconduttori crebbe costantemente. Durante gli [[Anni 1970|anni settanta]] venne gradualmente sostituito dal [[silicio]], le cui prestazioni come semiconduttore sono superiori anche se richiede cristalli molto più puri, che non potevano essere fabbricati facilmente nei primi anni del dopoguerra. Nel frattempo aumentò moltissimo la domanda di germanio per [[fibra ottica|fibre ottiche]] per reti di comunicazioni, per sistemi di [[visione notturna]] agli [[Radiazione infrarossa|infrarossi]] e catalizzatori per reazioni di polimerizzazione; questi tre usi hanno rappresentato l'85% del consumo mondiale di germanio nel 2000.
== Applicazioni ==
Diversamente dalla maggior parte dei semiconduttori, il germanio ha un piccolo intervallo di banda proibita, cosa che gli permette di rispondere in modo efficiente anche alla luce infrarossa. Viene quindi usato nella [[spettroscopia]] infrarossa e in altri equipaggiamenti ottici che necessitano di rivelatori di infrarossi estremamente sensibili. Le più notevoli caratteristiche fisiche dell'[[ossido di germanio]] (GeO2) sono il suo elevato [[indice di rifrazione]] e la sua bassa [[dispersione ottica]], che lo rendono specialmente utile nelle lenti degli [[Obiettivo fotografico|obiettivi]] [[Grandangolo|grandangolari]] delle [[Fotocamera|macchine fotografiche]], in [[Microscopio|microscopia]] e per il nucleo centrale (''core'') delle [[Fibra ottica|fibre ottiche]].

I [[transistor]] al germanio sono ancora utilizzati nella costruzione di alcuni [[Effetto musicale|effetti a pedale]] per [[chitarra elettrica]] (principalmente riconducibili alla categoria dei [[Fuzz]]) dai musicisti che vogliono ricreare il carattere autentico di certe sonorità tipiche del [[rock]] degli [[Anni 1960|anni sessanta]] e [[Anni 1970|settanta]].

La lega [[germaniuro di silicio]] (SiGe) sta diventando rapidamente un importante materiale semiconduttore per l'uso in circuiti integrati ad alta velocità: i circuiti integrati basati su giunzioni Si-SiGe possono essere molto più veloci di quelli che usano solo silicio. Un'applicazione attuale del germanio è nell'ambito delle [[Memoria a cambiamento di fase|memorie a cambiamento di fase]], come elemento della lega [[GeSbTe]].

Un'altra applicazione tecnologica del germanio come cristallo singolo ad alta purezza (Hyperpure Germanium, HpGe) è nei rivelatori per [[spettroscopia gamma]], in cui il suo ridotto [[Banda proibita|band gap]] lo rende più adatto del [[silicio]] per rilevare radiazioni gamma ottenendo maggiori risoluzione e sensibilità; tuttavia, al contrario del silicio, il germanio deve essere mantenuto raffreddato alla temperatura dell'[[azoto liquido]] (77 K).

Altri usi:
* Come agente legante;
* Come fosforo in [[lampada fluorescente|lampade fluorescenti]];
* Come [[catalizzatore]].

Alcuni composti del germanio hanno bassa tossicità per i mammiferi e molto alta per certi [[Bacteria|batteri]]: perciò sono stati creati [[farmaco|medicinali]] basati su questi composti.

== Isotopi ==
Il germanio (32Ge) è il 53º elemento per abbondanza sulla crosta terrestre (≈ 1,5 ppm).<ref>{{Cita libro|autore=N. N. Greenwood|autore2=A. Earnshaw|titolo=Chemistry of the Elements|ed=2|anno=1997|editore=Butterworth - Heinemann|p=368|ISBN=0-7506-3365-4}}</ref>

Di questo elemento si conoscono almeno 32 [[Isotopo|isotopi]], con [[Numero di massa|numeri di massa]] che vanno da ''[[Numero di massa|A]]'' = 58, ad ''A'' = 89. Tra questi, quelli presenti In natura sono i cinque isotopi che seguono, 70Ge (20,37%, spin 0, ) e 72Ge (27,31%, spin 0), 73Ge (7,76%, spin 9/2), 74Ge (36,73%, spin 0, il più [[Abbondanza isotopica|abbondante]]), 76Ge (7,83%, spin 0).<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.74/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-74 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

=== Isotopi naturali ===
I primi quattro isotopi naturali sono stabili; l'ultimo, il 76Ge (spin 0), sebbene sia quasi osservativamente stabile, è soggetto al [[Doppio decadimento beta|doppio decadimento beta negativo]] (2''β''−), che lo trasforma in [[selenio]]-76, stabile; l'energia di decadimento [[Q valore|Q]] è di 2.039 k[[Elettronvolt|eV]],<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.76/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-76 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref> con un'emivita stimata in 2,022×1021 anni,<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=GERDA Collaboration|nome2=M.|cognome2=Agostini|nome3=A.|cognome3=Alexander|data=2023-10-03|titolo=Final Results of GERDA on the Two-Neutrino Double-$\ensuremath{\beta}$ Decay Half-Life of $^{76}\mathrm{Ge}$|rivista=Physical Review Letters|volume=131|numero=14|pp=142501|accesso=2025-03-10|doi=10.1103/PhysRevLett.131.142501|url=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.142501}}</ref> circa 100 miliardi di volte l'età stimata dell'[[Universo]].

Dal primo all'ultimo, l'eccesso dei [[Neutrone|neutroni]] sui [[Protone|protoni]] va da 6 a 12.

Il 70Ge è prodotto dai decadimenti di altri [[Nuclide|nuclidi]] [[Radioattività|radioattivi]], quali [[Zinco|Zn]]-70 (2''β''−,1,3×1016 anni) [[Gallio (elemento chimico)|Ga]]-70 (''β−'', 21,1 minuti) e [[Arsenico|As]]-70 (''ε''/''β''+), 52,7 minuti.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.70/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-70 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 72Ge è usato per produrre, tramite reazioni nucleari, i radioisotopi arsenico-72 e selenio-73, che sono usati in abito farmaceutico o medico.<ref>{{Cita web|lingua=en|autore=Petr Vasiliev|url=https://www.buyisotope.com/germanium-72-isotope.php|titolo=Germanium-72, Germanium-72 Isotope, Enriched Germanium-72|sito=www.buyisotope.com|accesso=2025-03-10}}</ref> Di questo isotopo è noto uno [[stato metastabile]], eccitato di 691,43 keV rispetto al livello fondamentale (72mGa, spin 0, [[Isomeria nucleare|isomero nucleare]]) che decade allo stato fondamentale emettendo radiazione ''γ'' ([[decadimento gamma]]), con un'emivita brevissima, 444,2 nanosecondi.<ref>{{Cita web|url=https://chemlin.org/isotope/germanium-72m|titolo=Germanium-72m - isotopic data and properties|sito=chemlin.org|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 73Ge è l'unico isotopo ad avere uno spin nucleare e, in quanto tale, può essere usato per la [[risonanza magnetica nucleare]] del germanio (73Ge-RMN). Tuttavia, il nuclide 73Ge mostra bassa sensitività e il valore del suo spin, maggiore di 1/2, comporta la presenza di [[momento di quadrupolo]] nucleare, che non permette di avere alta risoluzione negli spettri, per cui le indagini sono limitate di fatto a molecole molto simmetriche.<ref>{{Cita web|url=https://chem.ch.huji.ac.il/nmr/techniques/1d/row4/ge.html|titolo=(73Ge) Germanium NMR|sito=chem.ch.huji.ac.il|accesso=2025-03-10}}</ref> Di questo isotopo sono noti due stati metastabili, il 73m1Ge, di 13,2845 keV sopra lo stato fondamentale, che si diseccita con emivita di 2,91 microsecondi<ref>{{Cita web|url=https://chemlin.org/isotope/germanium-73m1|titolo=Germanium-73m1 - isotopic data and properties|sito=chemlin.org|accesso=2025-03-10}}</ref> e il 73m2Ge, di 66,725 keV sopra lo stato fondamentale, che si diseccita con emivita di 499 millisecondi.<ref>{{Cita web|url=https://chemlin.org/isotope/germanium-73m2|titolo=Germanium-73m2 - isotopic data and properties|sito=chemlin.org|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 74Ge è il più abbondante tra gli isotopi del germanio. La sua irradiazione con neutroni veloci (14-15 MeV) ha due esiti: il germanio-73 (reazione nucleare n,2n) e il gallio-74 (reazione nucleare n,p); reazioni analoghe sono state studiate anche per gli altri isotopi e in tutti i casi sono state acquisite le relative [[Sezione d'urto|sezioni d'urto]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=M.|cognome=Şahan|nome2=E.|cognome2=Tel|nome3=H.|cognome3=Şahan|data=2016-10|titolo=Cross Section Calculations of (n,2n) and (n,p) Nuclear Reactions on Germanium Isotopes at 14–15 MeV|rivista=Journal of Fusion Energy|volume=35|numero=5|pp=730–742|lingua=en|accesso=2025-03-10|doi=10.1007/s10894-016-0101-2|url=http://link.springer.com/10.1007/s10894-016-0101-2}}</ref>

=== Isotopi radioattivi ===
Il 66Ge (spin 0) decade in modalità mista, [[cattura elettronica]] o emissione di [[positrone]] (''ε/β''+, 76,4% / 23,6%),<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?Ge-66%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=2025-03-10}}</ref> a gallio-66 (Q = 1.077,8 keV; T1/2 = 2,261 ore); il gallio-66 così prodotto è instabile e decade a sua volta in modalità mista (''ε/β''+) a zinco-66, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/031.66/index.full.dm.html|titolo=Isotope data for gallium-66 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 67Ge (spin 1/2-) decade in modalità mista (''ε/β''+, 6,7% / 90,3%),<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?Ge-67%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=2025-03-10}}</ref> a gallio-67 (Q = 3.200 keV; T1/2 = 18,9 minuti); il gallio-67 così prodotto è instabile e decade a sua volta per sola cattura elettronica (''ε''), a zinco-67, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.67/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-67 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 68Ge (spin 0) decade per cattura elettronica (''ε'') a gallio-68 (Q = 106,34 keV; T1/2 = 270,95 giorni); il gallio-68 così prodotto è instabile e decade a sua volta in modalità mista, cattura elettronica o emissione di positrone (''ε/β''+), a zinco-68, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.68/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-68 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 69Ge (spin 5/2-) decade in modalità mista (''ε/β''+) a gallio-69, stabile (Q = 1.205 keV; T1/2 = 1,627 giorni).<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.69/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-69 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 71Ge (spin 1/2-) decade per cattura elettronica (''ε'') a gallio-71, stabile (Q = 232,51 keV; T1/2 = 11,43 giorni).<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.71/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-71 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 75Ge (spin 1/2-) [[Decadimento beta|decade beta negativo]] (''β''−) a arsenico-75, stabile (Q = 1.175,98 keV; T1/2 = 1,380 ore = 82,8 minuti).<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.75/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-75 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 77Ge (spin 7/2) decade beta negativo (''β''−) ad arsenico-77 (Q = 2.702,5 keV; T1/2 = 11,305 ore); l'arsenico-77 così prodotto è instabile e decade a sua volta ''β''− a selenio-77, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.77/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-77 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 78Ge (spin 0) decade beta negativo (''β''−) ad arsenico-78 (Q = 955,2 keV; T1/2 = 1,472 ore = 88,32 minuti); l'arsenico-78 così prodotto è instabile e decade a sua volta ''β''− a selenio-78, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.78/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-78 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 79Ge (spin 1/2-) decade beta negativo (''β''−) ad arsenico-79 (Q = 4.148 keV; T1/2 = 18,98 secondi); l'arsenico-79 così prodotto è instabile e decade a sua volta ''β''− a selenio-79, che poi decade ancora ''β''− a [[bromo]]-79, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.79/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-79 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

Il 80Ge (spin 0) decade beta negativo (''β''−) ad arsenico-80 (Q = 2.644,1 keV; T1/2 = 29,5 secondi); l'arsenico-80 così prodotto è instabile e decade a sua volta ''β''− a selenio-80, che poi decade ancora (doppio decadimento beta negativo, 2''β''−) a [[kripton]]-80, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/032.80/index.dm.html|titolo=Isotope data for germanium-80 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-10}}</ref>

== Disponibilità ==
Il germanio si trova nell'[[argirodite]] ([[Solfuri|solfuro]] di germanio e [[argento]]), nel [[carbone]], nella [[germanite]], in minerali di [[zinco]] e in altri [[minerale|minerali]] ancora.

Il germanio si ricava commercialmente dalla polvere di lavorazione dei minerali di zinco e dai sottoprodotti di [[combustione]] di certi tipi di carbone. Una grande riserva di germanio è costituita dalle miniere di carbone.

Lo si può estrarre anche da altri minerali per [[distillazione]] frazionata del suo tetracloruro volatile. Questa tecnica permette la produzione di germanio ultrapuro. Nel 1997 il costo commerciale del germanio è stato di 3 [[dollaro statunitense|dollari]] al [[grammo]]. Nel 2000 il prezzo del germanio era 1,15 dollari al grammo (o di {{formatnum:1150}} dollari per [[chilogrammo]]).

== Note ==
<references/>

== Bibliografia ==
* {{cita libro | nome= Francesco | cognome= Borgese | titolo= Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico | editore= CISU | città= Roma | anno= 1993 | isbn= 88-7975-077-1 | url= http://books.google.it/books?id=9uNyAAAACAAJ}}
* {{cita libro | autore= R. Barbucci | autore2= A. Sabatini | autore3= P. Dapporto | titolo= Tavola periodica e proprietà degli elementi | editore= Edizioni V. Morelli | città= Firenze | anno= 1998 | cid= Tavola periodica e proprietà degli elementi | url= http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20101022060832/http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html }}
* Kenneth S. Krane, ''Introductory Nuclear Physics'', Hoboken (New Jersey, U.S.), John Wiley & Sons, Inc., 1988, ISBN 978-0-471-80553-3.

== Voci correlate ==
* [[Germanato]]

== Altri progetti ==
{{interprogetto|wikt=germanio|wikt_etichetta=germanio}}

== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{Cita web|url=http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ge/index.html|sito=WebElements.com|titolo=Germanio|lingua=en}}
* {{Cita web|url=http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ge.html|sito=EnvironmentalChemistry.com|titolo=Germanio|lingua=en}}
* {{Cita web|url=http://periodic.lanl.gov/elements/32.html|titolo=Germanio|lingua=en|editore=[[Los Alamos National Laboratory]]|accesso=29 gennaio 2005|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20080610172934/http://periodic.lanl.gov/elements/32.html|urlmorto=sì}}

{{Elementi chimici}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|chimica}}

[[Categoria:Germanio| ]]

Cloro

2025-08-23T15:07:42Z

95.233.176.127: /* Bibliografia */Completati i dati bibliografici del libro citato.

{{Nota disambigua}}

{{N|chimica|marzo 2020}}
{{elemento chimico
|Nome = cloro
|Serie_chimica = [[alogeni]]
|Nucleoni =
|Precedente = [[zolfo]]
|Successivo = [[argon]]
|Simbolo = Cl
|Numero_atomico = 17
|Gruppo = [[Alogeni|17 (VIIA)]]
|Periodo = [[elementi del periodo 3|3]]
|Blocco = [[orbitale atomico|p]]
|Densità = 3,214 kg/m³ a {{M|273|ul=K}}
|Durezza =
|Aspetto = Chlorine-sample-flip.jpg
|Didascalia = Gas giallo verdastro
|Spettro = Chlorine_spectrum_visible.png
|Massa_atomica = {{M|35,453|u=uma}}
|Raggio_atomico = {{M|100|ul=pm}}
|Raggio_covalente = 99 pm
|Raggio_di_van_der_Waals = 175 pm
|Configurazione_elettronica = [Ne]3s23p5
|Termine_spettroscopico = 2Po3/2
|Elettroni = 2, 8, 7
|Numero_di_ossidazione = '''±1''',3,5,7 (acido forte)
|Struttura_cristallina = [[Sistema ortorombico|ortorombica]]
|Stato = [[gas]] (non magnetico)
|Fusione = {{Converti|171,6|K|°C|lk=on}}
|Ebollizione = {{converti|239,11|K|C}}
|Punto critico = {{M|142,85|ul=°C}} a {{M|7,991|ul=MPa}}
|Volume_molare = {{Val|17,39e-6|ul=m3/mol}}
|Calore_di_evaporazione = {{M|10,2|ul=kJ/mol}}
|Calore_di_fusione = 3,203 kJ/mol
|Tensione_di_vapore = {{M|586|ul=kPa}} a {{M|298|ul=K}}
|Velocità_del_suono =
|Numero_CAS = 7782-50-5
|Elettronegatività = 3,16
|Calore_specifico = 480 J/(kg·K)
|Conducibilità_elettrica =
|Conducibilità_termica = 0,0089 W/(m·K)
|Energia_1a_ionizzazione = 1 251,2 kJ/mol
|Energia_2a_ionizzazione = 2 298 kJ/mol
|Energia_3a_ionizzazione = 3 822 kJ/mol
|Energia_4a_ionizzazione = 5 158,6 kJ/mol
|Energia_5a_ionizzazione = 6 542 kJ/mol
|Energia_6a_ionizzazione = 9 362 kJ/mol
|Energia_7a_ionizzazione = 11 018 kJ/mol
|Energia_8a_ionizzazione = 33 604 kJ/mol
|Energia_9a_ionizzazione = 38 600 kJ/mol
|Energia_10a_ionizzazione = 43 961 kJ/mol
|Isotopo_1 = 35Cl
|NA_1 = '''75,77%'''
|TD_1 = È stabile con 18 neutroni
|Isotopo_2 = 36Cl
|NA_2 = sintetico
|TD_2 = {{Val|301000|u=anni}}
|DM_2 = β− ε|DE_2 = 0,709 1,142
|DP_2 = 36Ar 36S
|Isotopo_3 = 37Cl
|NA_3 = 24,23%
|TD_3 = È stabile con 20 neutroni
}}
Il '''cloro''' ({{greco antico|da=x|nopunti=x|parentesi=x|χλωρός|chlōrós|verde, verdeggiante}}<ref>{{Cita web|url=https://www.grecoantico.com/dizionario-greco-antico.php?parola=%CF%87%CE%BB%CF%89%CF%81%CF%8C%CF%82|titolo=DIZIONARIO GRECO ANTICO - Greco antico - Italiano|sito=www.grecoantico.com|accesso=2022-05-28}}</ref>) è l'[[elemento chimico]] della [[Tavola periodica degli elementi|tavola periodica]] con [[numero atomico]] 17 e simbolo '''Cl'''. È il secondo elemento nel [[Gruppo della tavola periodica|gruppo]] degli [[alogeni]], situato nel gruppo 17 della [[Tavola periodica degli elementi|tavola periodica]] tra il [[fluoro]] e il [[bromo]] ed ha proprietà in gran parte intermedie tra questi elementi.

Il cloro gassoso è di colore verde giallastro, due volte e mezzo più [[Densità|denso]] dell'aria; ha un odore soffocante estremamente sgradevole ed è molto [[veleno]]so. In [[condizioni standard]] ed in un ampio intervallo di temperature e pressioni il cloro è costituito da molecole biatomiche Cl2 ([[numero CAS]] {{CAS|7782-50-5}}).

È estremamente reattivo e un potente agente [[ossidazione|ossidante]], che manifesta quindi spiccate proprietà [[Decolorante|sbiancant]]<nowiki/>i e [[Disinfezione|disinfettanti]]. Il suo anione Cl− (ione [[cloruro]]) è presente nel comune [[Cloruro di sodio|sale da cucina]] (o cloruro di sodio) e in molti altri composti, è molto abbondante in natura ed è necessario a quasi tutte le forme di vita, compreso l'organismo umano (il sangue umano contiene infatti una discreta quantità di anione [[cloruro]]).

L'atomo di cloro ha il primato di avere la più alta [[affinità elettronica]] nel sistema periodico (3,61 [[Elettronvolt|eV]])<ref>{{Cita web|url=https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C22537151&Units=SI&Mask=20#Ion-Energetics|titolo=Chlorine atom|sito=webbook.nist.gov|lingua=en|accesso=2022-05-28}}</ref> ed è seguito in questo da quello di [[fluoro]] (3,40 eV).<ref>{{Cita web|url=https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C14762948&Units=SI&Mask=20#Ion-Energetics|titolo=Fluorine atom|sito=webbook.nist.gov|lingua=en|accesso=2022-05-28}}</ref>

== Storia ==
Il composto più comune del cloro, il [[cloruro di sodio]] è conosciuto dall'antichità, gli archeologi hanno scoperto che il sale veniva usato già prima del 3000 a.C. 
L'[[acido cloridrico]] era già conosciuto nell'800 d.C. dall'alchimista [[Jabir ibn Hayyan|Jābir ibn Hayyān]]. Una miscela di acido cloridrico e [[acido nitrico]], chiamata "[[acqua regia]]", fu scoperta dopo il 1300 d.C.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=V.|cognome=Karpenko|nome2=J. A.|cognome2=Norris|data=2002|titolo=Vitriol in the History of Chemistry|rivista=Chemické listy|volume=96|numero=12|lingua=en|accesso=2025-03-04|url=http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/article/view/2266|urlarchivio=http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/article/view/2266}}</ref> e fu usata per sciogliere l'oro, che però è inattaccabile da questi due acidi presi singolarmente. L'acqua regia ha tale nome proprio per questa sua proprietà di sciogliere il più "nobile" dei metalli.

Il cloro fu scoperto nel [[1774]] da [[Carl Scheele|Carl Wilhelm Scheele]], che erroneamente però lo ritenne un composto dell'[[ossigeno]]. Fu battezzato ''cloro'' come elemento chimico nel [[1810]] da [[Humphry Davy]], che lo riconobbe finalmente come tale. In precedenza era chiamato anche "spirito di sale".

Il nome «cloro», proveniente dal francese «chlore», è presente in italiano dal 1820.<ref>{{Cita web|lingua=it|url=https://dizionario.internazionale.it/parola/cloro|titolo=Cloro > significato - Dizionario italiano De Mauro|sito=Internazionale|accesso=2025-03-04}}</ref>

== Disponibilità ==
In natura il cloro si trova soltanto combinato sotto forma di [[ione]] cloruro. I cloruri costituiscono la gran parte di tutti i sali sciolti nei [[mare|mari]] e negli [[Oceano|oceani]] della Terra; in effetti, l'1,9% della massa di tutti gli oceani è dovuta agli ioni cloruro. Concentrazioni ancora più alte di cloruro si trovano nel [[Mar Morto]] e in depositi sotterranei.

La gran parte dei cloruri è solubile in acqua, perciò i cloruri allo stato solido si trovano soltanto nelle regioni più aride o in giacimenti sotterranei profondi. Minerali comuni di cloro sono il salgemma o [[halite]] ([[cloruro di sodio]]), la [[silvite]] ([[cloruro di potassio]]) e la [[carnallite]] (cloruro esaidrato di potassio e magnesio).

Industrialmente, il cloro elementare è prodotto solitamente per elettrolisi di cloruro di sodio sciolto in acqua. Insieme al cloro, il processo genera anche [[idrogeno]] e [[idrossido di sodio]], secondo l'[[equazione chimica]]

:2 [[cloruro di sodio|NaCl]] + 2 [[acqua|H2O]] → Cl2 + [[idrogeno|H2]] + 2 [[idrossido di sodio|NaOH]]

In laboratorio si può invece ottenere tramite il riscaldamento del biossido di manganese con acido cloridrico attraverso una reazione di ossido-riduzione:<ref>{{Cita libro|titolo=Orizzonti della chimica|autore=Aurelio Alterio|anno=1977|editore=G.B.Petrini|città=Torino|p=322}}</ref>

:[[diossido di manganese|MnO2]] + 4 [[acido cloridrico|HCl]] → [[cloruro manganoso|MnCl2]] + 2 [[acqua|H2O]] + Cl2

== Produzione industriale ==
{{Vedi anche|Processo cloro-soda}}

Il cloro viene prodotto per [[elettrolisi]] di [[soluzione (chimica)|soluzioni]] di [[cloruro di sodio]],<ref>{{Cita|Rolla|p. 297}}.</ref> dette anche ''salamoie''. A livello industriale l'elettrolisi viene condotta principalmente secondo tre processi.

=== Cella a mercurio ===
Si tratta del primo metodo usato per la produzione industriale. La cella elettrolitica consiste di un [[anodo]] di [[titanio]] ed un [[catodo]] di [[Mercurio (elemento chimico)|mercurio]]. All'anodo si sviluppa cloro gassoso; al catodo il [[sodio]] forma un [[amalgama]] con il mercurio: l'amalgama viene poi trattato con acqua per rigenerare il mercurio e convertire il sodio metallico in [[idrossido di sodio]] e [[idrogeno]] gassoso.
Tale metodologia è oggi considerata altamente inquinante a causa del mercurio che tende a disperdersi nell'ambiente, pertanto tutti gli impianti che la utilizzano in Italia sono stati messi fuori servizio o sono in via di dismissione e/o riconversione verso la tecnologia a membrana.

=== Cella a diaframma ===
Un setto di [[amianto]] è posto sul catodo, costituito da una griglia di [[ferro]]. In questo modo, il cloro che viene a formarsi viene tenuto separato dal resto della salamoia, che si arricchisce di idrossido di sodio.

È un processo più conveniente del precedente, anche se l'idrossido di sodio che si ottiene è diluito. Inoltre ha un elevato contenuto residuo di cloruro di sodio, che costringe ad un costoso trattamento per la separazione via evaporativa. È considerata una tecnologia obsoleta, anche a causa della cessazione dell'impiego dell'[[amianto]], che peraltro viene sostituito da altri materiali fibrosi.

=== Cella a membrana ===
{{P|frase su De Nora da riscrivere|ingegneria|luglio 2025}}
{{L|ingegneria|luglio 2025}}

La cella elettrolitica è divisa in due sezioni da una membrana semipermeabile agli ioni cloruro; nella sezione dell'anodo si trova la salamoia, in quella del catodo [[acqua distillata]]. L'efficienza energetica è simile a quella delle celle a diaframma, col vantaggio di ottenere idrossido di sodio di elevata purezza.
Questa tecnologia è oggi considerata lo stato dell'arte e non presenta problemi di inquinamento. Tra i leader mondiali nella costruzione di celle a membrana vi è l'italiana De Nora S.p.A.

In Italia un impianto funzionante con questa tecnologia è lo stabilimento [[Eni Rewind]] (ex Syndial) di Assemini (Cagliari). Un secondo impianto, di recente costruzione, è la Halo Industry di Torviscosa (Udine).

== Applicazioni ==
[[File:US Navy 060220-M-2061L-058 U.S. Marines add chlorine crystals to the water in order to create a water-purification solution.jpg|thumb|right|Impiego del cloro per la depurazione delle acque.]]

Il cloro è un importante agente chimico utilizzato nella [[Disinfezione dell'acqua potabile|depurazione dell'acqua]], nei [[Disinfezione|disinfettanti]], come [[Decolorante|sbiancante]]; è stato fra le prime [[armi chimiche]] impiegate su vasta scala, in forma gassosa. Si usa inoltre nella fabbricazione di molti oggetti di uso quotidiano, come carta, antisettici, tinture, alimenti, insetticidi, vernici, prodotti petroliferi, plastica, medicinali, tessuti, solventi. Si usa come battericida ([[acido ipocloroso]] HClO, [[ipoclorito di sodio]] NaClO, [[clorito di sodio]] NaClO2) nell'acqua potabile e nelle piscine. Anche piccoli depositi d'acqua potabile sono abitualmente trattati con questa sostanza.

La [[chimica organica]] sfrutta estesamente questo elemento come ossidante e per sostituire atomi di [[idrogeno]] nelle molecole, come nella produzione della [[Elastomero|gomma sintetica]]; il cloro infatti conferisce spesso molte proprietà utili ai composti organici con cui viene combinato. Altri usi sono la produzione di [[Clorato|clorati]], [[cloroformio]], [[tetracloruro di carbonio]] e nell'[[estrazione del bromo]].

Il cloro è stato il primo elemento chimico ad essere stato impiegato in forma organica nei rilevatori di [[neutrino|neutrini]] solari. Sotto forma di composti come [[tetracloruro di carbonio]], [[tricloroetilene]], [[soluzione acquosa]] satura di cloruro di [[Gallio (elemento chimico)|gallio]] è usato per lo studio dei "neutrini elettronici solari". Si è visto infatti che l'atomo di cloro, colpito da un neutrino si trasforma in [[argon]] ([[gas]]) ed emette un [[elettrone]]. Questo elettrone viene rilevato dai [[fotomoltiplicatore|fotomoltiplicatori]] e la sua energia, direzione, ecc., vengono studiate per trarne informazioni.

È possibile che la quantità di argon presente nell'atmosfera (nella quale è presente come "gas raro", ovvero a bassa concentrazione) sia venuta a formarsi in [[era geologica|ere]] [[preistoria|preistoriche]]<ref>{{Cita web|url=https://scied.ucar.edu/learning-zone/air-quality/argon|titolo=Argon {{!}} Center for Science Education|sito=scied.ucar.edu|accesso=2024-10-25}}</ref> per azione del bombardamento neutrinico solare del cloro presente nelle acque degli [[oceano|oceani]] o emesso dalle eruzioni [[vulcano|vulcaniche]]. Non esiste ancora prova che gli altri gas nobili possano derivare per bombardamento neutrinico degli alogeni che li precedono nella tavola periodica (il [[neon]] dal [[fluoro]]; il [[kripton]] dal [[bromo]] ed infine lo [[xeno]] dallo [[iodio]]).

== Isotopi ==
Dell'elemento cloro (''[[Numero atomico|Z]]'' = 17) si conoscono almeno 24 [[Isotopo|isotopi]], con [[Numero di massa|numeri di massa]] che vanno da ''[[Numero di massa|A]]'' = 28, ad ''A'' = 51. Tra questi, quelli presenti in natura, e che sono stabili, sono i 2 isotopi che seguono, con le loro abbondanze relative in parentesi: 35Cl (75,77%, il più [[Abbondanza isotopica|abbondante]], con ''[[Numero neutronico|N]]'' = 18, un neutrone in più dei protoni) e 37Cl (24,23%, 3 neutroni in più).<ref name=":0">{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/017.35/index.dm.html|titolo=Isotope data for chlorine-35 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref>

=== Isotopi stabili ===
Il 35Cl (spin 3/2) è il primo dei due isotopi stabili del cloro e il più abbondante; la sua [[massa atomica]] è 34,968852682 u e l'[[Energia di legame|energia di legame per nucleone]] è pari a 8,520278 M[[Elettronvolt|eV]].<ref name=":0" /> Questo isotopo ha una notevole capacità di assorbire neutroni lenti: la sua [[sezione d'urto]] in tal senso è di 44 [[barn]]; si sfrutta questo fatto per la produzione dell'isotopo radioattivo 36Cl, importante per la ricerca.<ref>{{Cita web|url=https://www.chemlin.org/isotope/chlorine-35|titolo=Chlorine-35 - isotopic data and properties|sito=www.chemlin.org|accesso=2025-03-04}}</ref>

Il 37Cl (spin 3/2) è il secondo e ultimo isotopo stabile del cloro, circa tre volte meno abbondante dell'altro; la sua massa atomica è 36,965902591 u e l'energia di legame per nucleone è pari a 8,57028 MeV, maggiore dell'altro.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/017.37/index.dm.html|titolo=Isotope data for chlorine-37 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref>

Entrambi gli isotopi sono dotati di spin nucleare e sono pertanto assoggettabili alla [[risonanza magnetica nucleare]], sebbene il valore maggiore di 1/2 dello spin comporta presenza di [[momento di quadrupolo]] nucleare che causa segnali allagati, limitando la risoluzioni degli spettri.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Bryan E. G.|cognome=Lucier|nome2=Victor V.|cognome2=Terskikh|nome3=Jiacheng|cognome3=Guo|data=2020-09-21|titolo=Chlorine-35 Solid-State Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy as an Indirect Probe of the Oxidation Number of Tin in Tin Chlorides|rivista=Inorganic Chemistry|volume=59|numero=18|pp=13651–13670|accesso=2025-03-04|doi=10.1021/acs.inorgchem.0c02025|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.inorgchem.0c02025}}</ref> Dei due, in genere viene preferito il cloro-35 (35Cl-RMN) per la sua maggiore abbondanza.<ref>{{Cita web|url=https://chem.ch.huji.ac.il/nmr/techniques/1d/row3/cl.html|titolo=(Cl) Chlorine NMR|sito=chem.ch.huji.ac.il|accesso=2025-03-04}}</ref>

{| class="wikitable" style="text-align: center"
|-
! [[Nuclide]]
! Abbondanza
! Massa
! Spin
! Emivita
! Decadimento
|-
| 32Cl
| —
| 31,9857
| 1
| 298 ms
| [[Cattura elettronica|''ε'']]
|-
| 33Cl
| —
| 32,9775
| 3/2
| 2,51 s
| ''ε''
|-
| 34Cl
| —
| 33,9738
| 0
| 1,53 s
| ''ε''
|-
| 35Cl
| 75,77
| 34,9689
| 3/2
| —
| —
|-
| 36Cl
| —
| 35,9683
| 2
| 301 243 anni
| ''[[Cattura elettronica|ε]]/[[Decadimento beta|β]]''+ (2%), [[Decadimento beta|''β''−]]
|-
| 37Cl
| 24,23
| 36,9659
| 3/2
| —
| —
|-
| 38Cl
| —
| 37,9680
| 2
| 37,23 min
| ''β''−
|-
| 39Cl
| —
| 38,9680
| 3/2
| 56,2 min
| ''β''−
|-
| 40Cl
| —
| 39,9704
| 2
| 1,38 min
| ''β''−
|-
| 41Cl
| —
| 40,9707
| n. m.
| 38,4 s
| ''β''−
|-
| 42Cl
| —
| 41,9732
| n. m.
| 6,8 s
| ''β''−
|-
| 43Cl
| —
| 42,9742
| n. m.
| 3,13 s
| ''β''−
|}

=== Isotopi radioattivi ===
Gli isotopi che precedono il cloro-35 hanno [[Emivita (fisica)|emivite]] molto brevi, dell'ordine dei secondi o anche millisecondi. Tra i due isotopi stabili c'è il 36Cl, l'isotopo radioattivo più longevo. Quelli che seguono il cloro-37 hanno emivite che partono dall'ordine dell'ora per poi diminuire velocemente.

Il 33Cl (spin 3/2) decade in modalità mista, [[cattura elettronica]]/[[Decadimento beta|emissione di positrone]] (''ε/β+''; 0,083% / ≈99,9%),<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?Cl-33%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=2025-03-04}}</ref> in realtà quasi solo in quest'ultima modalità, con emissione di un [[neutrino elettronico]], per dare [[zolfo]]-33, stabile ([[Q valore|Q]]''β''+ = 4.560 k[[Elettronvolt|eV]], [[Emivita (fisica)|T1/2]] = 2,511 secondi).<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/017.33/index.dm.html|titolo=Isotope data for chlorine-33 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref>

Il 34Cl (spin 0) decade in modalità mista, cattura elettronica/emissione di positrone (''ε/β+''; 0,079% / ≈99,9%),<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?Cl-34%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=2025-03-04}}</ref> in realtà quasi solo in quest'ultima modalità, con emissione di un [[neutrino elettronico]], per dare zolfo-34, stabile (Q''β''+ = 4.470 keV, T1/2 = 1,526 secondi).<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/017.34/index.dm.html|titolo=Isotope data for chlorine-34 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref>

Il 36Cl (spin 2) decade secondo due modalità opposte, sebbene alquanto sbilanciate tra loro: per 1,9% dei casi decade ''ε/β+'' dando zolfo-36 (stabile, Q''β''+ = 120,02 keV) e, per il restante 98,1% dei casi, decade ''β''− dando [[argon]]-36 (instabile, Q''β''− = 709,68 keV); l'emivita complessiva è 301.243 anni.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/017.36/index.dm.html|titolo=Isotope data for chlorine-36 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref> L'argon-36 così prodotto, che è osservativamente stabile, è però soggetto a decadere per [[doppia cattura elettronica]], per dare zolfo-36, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/018.36/index.dm.html|titolo=Isotope data for argon-36 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref>

Nell'[[Atmosfera terrestre|atmosfera]], il 36Cl viene prodotto per reazione tra 36[[argon|Ar]] ed i raggi cosmici; a livello del suolo il 36Cl è invece prodotto per [[cattura neutronica]] dal 35Cl in prossimità di centrali nucleari o provenienti da scorie di esplosioni nucleari, ed anche per [[cattura muonica]] dal 40[[Calcio (elemento chimico)|Ca]]. L'emivita così lunga rende questo isotopo utile per la datazione geologica di reperti di età compresa tra i 60 000 anni ed il milione di anni.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Mahmoud I.|cognome=Sherif|nome2=Mohamed|cognome2=Sultan|nome3=Neil C.|cognome3=Sturchio|data=2019-03-15|titolo=Chlorine isotopes as tracers of solute origin and age of groundwaters from the Eastern Desert of Egypt|rivista=Earth and Planetary Science Letters|volume=510|pp=37–44|accesso=2025-03-04|doi=10.1016/j.epsl.2018.12.035|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0012821X19300056}}</ref>

Grandi quantità di 36Cl si sono inoltre formate per irraggiamento delle acque marine durante le [[bomba atomica|esplosioni nucleari]] condotte in atmosfera negli anni tra il [[1952]] ed il [[1958]]. Il 36Cl permane nell'atmosfera per circa una settimana, quindi il tenore di 36Cl nei suoli e nelle acque è utile per datare reperti recenti – fino a 50 anni. Il 36Cl trova uso anche in altre applicazioni, quali la datazione di ghiacci e sedimenti.

Il 38Cl (spin 2-) decade in modalità ''[[Decadimento beta|β−]]'' (Q = 4.916 keV, T1/2 = 37,23 minuti) per dare argon-38, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/017.38/index.dm.html|titolo=Isotope data for chlorine-38 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref>

Il 39Cl (spin 3/2) decade in modalità ''β−'' (Q = 3.442 keV, T1/2 = 56,2 minuti) per dare argon-39; questo è instabile e decade anch'esso ''β−'' per dare [[potassio]]-39, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/017.39/index.dm.html|titolo=Isotope data for chlorine-39 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref> Questo nuclide viene formato in atmosfera dall'impatto dei raggi cosmici e del vento solare sui nuclei di argon-40.<ref>{{Cita web|lingua=en|autore=Andreas Jaeck|url=https://www.chemlin.org/isotope/chlorine-39|titolo=Chlorine-39 - isotopic data and properties|sito=www.chemlin.org|accesso=2025-03-04}}</ref>

Il 40Cl (spin 2-) decade in modalità ''β−'' (Q = 7.482 keV, T1/2 = 1,35 minuti) per dare argon-40, stabile.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/017.40/index.dm.html|titolo=Isotope data for chlorine-40 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-04}}</ref>

== Valenze e stati di ossidazione ==
Come tutti gli alogeni, il cloro forma composti covalenti e ionici con valenza 1 e stato di ossidazione −1 (acido cloridrico e cloruri metallici). Inoltre, a differenza del fluoro (il capostipite degli alogeni) il cloro può assumere nei suoi composti con l'ossigeno [[Valenza (chimica)|valenze]] principali da 1 a 7 e questo impiegando formalmente fino a tutti e sette i suoi elettroni di valenza (3''s''2 3''p''5). I principali [[Stato di ossidazione|stati di ossidazione]] sono +1, +3, +5 o +7. Le specie chimiche corrispondenti sono gli anioni ClO− ([[ipoclorito]]), ClO{{apici e pedici|p=−|b=2}} ([[clorito]]), ClO{{apici e pedici|p=−|b=3}} ([[clorato]]) e ClO{{apici e pedici|p=−|b=4}} ([[perclorato]]) e i relativi acidi, [[Acido ipocloroso|HClO]], [[Acido cloroso|HClO2]], [[Acido clorico|HClO3]] e [[Acido perclorico|HClO4]]; di questi sono note anche le anidridi [[Anidride ipoclorosa|Cl2O]] e [[Anidride perclorica|Cl2O7]].<ref name=":03">{{Cita libro|autore=A. F. Holleman|autore2=E. Wiberg|autore3=N. Wiberg|titolo=Anorganische Chemie|ed=103|anno=2016|editore=De Gruyter|pp=478-484|capitolo=XII. Die Gruppe der Halogene|ISBN=978-3-11-026932-1}}</ref>

{| class="wikitable"
|-
! numero di ossidazione
| −1
| +1
| +3
| +5
| +7
|-
! anione
| cloruro
| ipoclorito
| clorito
| clorato
| perclorato
|-
! formula
| Cl−
| Cl−O−
| O=Cl−O−
| (O=)2Cl−O−
| (O=)3Cl−O−
|-
! struttura
| [[File:Chloride-ion-3D-vdW.png|50px|Lo ione cloruro]]
| [[File:Hypochlorite-3D-vdW.png|50px|Lo ione ipoclorito]]
| [[File:Chlorite-3D-vdW.png|50px|Lo ione clorito]]
| [[File:Chlorate-3D-vdW.png|50px|Lo ione clorato]]
| [[File:Perchlorate-3D-vdW.png|50px|Lo ione perclorato]]
|}
Nei [[Composto binario|composti binari]] con il fluoro, il cloro arriva fino alla pentavalenza, con stati di ossidazione di +1, +3, +5: [[Monofluoruro di cloro|ClF]], [[Trifluoruro di cloro|ClF3]] e [[Pentafluoruro di cloro|ClF5]]. L'eptavalenza e il corrispondente stato di ossidazione +7 sono tuttavia noti negli ioni [[Ottaedro|ottaedrici]] ClF6+ presenti in composti di tipo [[Sale|salino]], accoppiati ad anioni di [[Superacido|superacidi]], quali ClF6AsF6 e ClF6SbF6.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=K. O.|cognome=Christe|nome2=W. W.|cognome2=Wilson|data=1983-11-01|titolo=Synthesis of coordinatively saturated complex fluoro cations|rivista=Journal of Fluorine Chemistry|volume=23|numero=5|pp=424|accesso=2025-04-01|doi=10.1016/S0022-1139(00)85499-8|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0022113900854998}}</ref>

== Composti ==
I composti utilizzati del cloro sono tantissimi: le famiglie più note sono i cloruri, gli ipocloriti, i clorati, i perclorati in campo inorganico, le [[clorammine]] e tutti gli [[alogenuro|alogenuri]] [[composto organico|organici]] in campo organico.

{{div col}}
* [[Anidride ipoclorosa]] (Cl2O)
* [[Triossido di dicloro]] (Cl2O3)
* [[Anidride perclorica]] (Cl2O7)
* [[Acido ipocloroso]] (HClO) (valenza 1)
* [[Acido cloroso]] (HClO2) (valenza 3);
* [[Acido clorico]] (HClO3) (valenza 5);
* [[Acido perclorico]] (HClO4) (valenza 7);
* [[Acido cloridrico]] (HCl);
* [[Cloruro di sodio]] (NaCl);
* [[Cloruro di potassio]] (KCl);
* [[Cloruro di calcio]] (CaCl2);
* [[Cloruro d'argento|Cloruro di argento]] (AgCl);
* [[Cloruro ferroso]] (FeCl2);
* [[Cloruro ferrico]] (FeCl3);
* [[Cloruro d'ammonio|Cloruro di ammonio]] (NH4Cl);
* [[Clorato di potassio]] (KClO3);
* [[Clorato di sodio]] (NaClO3);
* [[Ipoclorito di sodio]] (NaClO);
* [[Perclorato di bario]] (Ba(ClO4)2);
* [[Perclorato di magnesio]] (Mg(ClO4)2);
* [[Perclorato di potassio]] (KClO4);
* [[Perclorato di sodio]] (NaClO4);
{{div col end}}

== Precauzioni ==
{{vedi anche|Freon}}
{{EtichettaUE
|simbolo1=tossico
|simbolo2=pericoloso in ambiente
|simbolo3=comburente
|simbolo4=gas compresso
|simbolo5=
|avvertenza=pericolo
|frasiR=23-36/37/38-50
|frasiS=1/2-9-45-61<ref>{{Cita web|url=http://ecb.jrc.ec.europa.eu/esis/?LANG=fr&GENRE=CASNO&ENTREE=7782-50-5|titolo=http://ecb.jrc.ec.europa.eu|urlmorto=sì}}</ref>
|frasiH={{FrasiH|270|280|330|315|319|335|400|EUH071}}
|consigliP={{ConsigliP|260|220|280|244|273|304+340|305+351+338|332+313|370+376|302+352|315|405|403}}<ref>scheda del cloro su {{Cita web | 1 = http://gestis-en.itrust.de | 2 = IFA-GESTIS | accesso = 18 giugno 2021 | dataarchivio = 16 ottobre 2019 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20191016183546/http://gestis-en.itrust.de/ | urlmorto = sì }}</ref>
}}

Il cloro irrita il sistema respiratorio, soprattutto in bambini e anziani. Allo stato gassoso irrita le [[Mucosa|mucose]], e allo stato liquido provoca ustioni cutanee. La presenza del cloro è rilevabile elettronicamente alla concentrazione di 0,2 [[parti per milione|ppm]] mentre l'odore di cloro viene avvertito a concentrazioni di 3,0-3,5 ppm, ma la concentrazione letale è di circa 1000 ppm o più (il cloro fu per questo impiegato nella [[prima guerra mondiale]] come [[guerra chimica|arma chimica]]). L'esposizione a questo gas non dovrebbe quindi superare concentrazioni di 0,5 ppm ([[Threshold Limit Value|TLV-TWA]], tempo medio di 8 ore per 40 ore settimanali). 
Anche l'esposizione cronica a dosi non letali di cloro può provocare malessere: 30 ppm possono provocare irritazione agli occhi, danni anche rilevanti all'[[apparato respiratorio]] e nausea, mentre 60 ppm possono provocare danni a lungo termine come ad esempio [[Edema polmonare acuto|edema polmonare]]. L'esposizione cronica a bassi livelli di cloro indebolisce i polmoni a causa dei suoi effetti corrosivi, rendendoli vulnerabili ad altre malattie.

Esperimenti condotti sui ratti mostrano che 293 ppm di Cl2 causano la morte del 50% delle cavie.<ref>{{Cita web | 1 = http://www.ping.be/chlorophiles/It/CloroTox.html | 2 = Cloro e tossicità | accesso = 8 agosto 2012 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20120828024714/http://www.ping.be/chlorophiles/It/CloroTox.html | dataarchivio = 28 agosto 2012 | urlmorto = sì }}</ref>

In ambiente domestico, il cloro si sviluppa quando l'[[ipoclorito di sodio]] (o candeggina) viene miscelata con l'[[acido cloridrico|acido muriatico]]. Per contatto tra candeggina ed [[urina]] ([[urea]]), [[ammoniaca]] o altri prodotti sbiancanti possono svilupparsi vapori tossici contenenti gas cloro o [[tricloruro di azoto]].

== Considerazioni ambientali ==
[[File:Sources of stratospheric chlorine.es.png|thumb|Le principali fonti di cloro nell'atmosfera (''WMO Global Ozone Research and Monitoring Project'' - Report No. 44, Ginevra, 1998).]]
{{...|chimica}}
== Note ==
<references />

== Bibliografia ==
* {{cita libro | nome= Francesco | cognome= Borgese | titolo= Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico | editore= CISU | città= Roma | anno= 1993 | isbn= 88-7975-077-1 | url= http://books.google.it/books?id=9uNyAAAACAAJ}}
* {{cita libro | autore= R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto | titolo= Tavola periodica e proprietà degli elementi | editore= Edizioni V. Morelli | città= Firenze | anno= 1998 | cid= Tavola periodica e proprietà degli elementi | url= http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20101022060832/http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | dataarchivio= 22 ottobre 2010 }}
* {{cita libro | cognome= Rolla | nome= Luigi | titolo= Chimica e mineralogia. Per le Scuole superiori |città=Roma| editore= Società Editrice Dante Alighieri |ed= 29 | anno= 1987|ISBN=9788853403902|cid= Rolla }}
* {{cita web | 1 = http://periodic.lanl.gov/elements/17.html | 2 = Los Alamos National Laboratory - Cloro | accesso = 27 dicembre 2004 | dataarchivio = 27 febbraio 2011 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20110227082319/http://periodic.lanl.gov/elements/17.html | urlmorto = sì }}

== Voci correlate ==
* [[Processo cloro-soda]]
* [[Ossicloruri]]
* [[Analisi dei cloruri]]
* [[N,N-dietil-p-fenilendiammina]]

== Altri progetti ==
{{interprogetto|wikt=cloro|wikt_etichetta=cloro|preposizione=sul}}

== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{Cita web|http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Cl/index.html|Cloro|lingua=en|sito=WebElements.com}}
* {{Cita web|http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Cl.html|Cloro|lingua=en|sito=EnvironmentalChemistry.com}}
* {{Cita web|http://www.itchiavari.org/chimica/lab/prepcl2.html|Preparazione del cloro}}
* {{Cita web|http://www.cloro.org|Sito sul cloro in italiano}}
* {{Cita web|1=http://www.tecnologiesostenibili.it/images/ilcloro.pdf|2=Il cloro|autore=Giorgio Nebbia|formato=PDF|accesso=22 novembre 2009|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120127044923/http://www.tecnologiesostenibili.it/images/ilcloro.pdf|dataarchivio=27 gennaio 2012|urlmorto=sì}}

{{Elementi chimici}}
{{Cloruri}}
{{Armi chimiche}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|agricoltura|chimica|guerra}}

[[Categoria:Cloro| ]]
[[Categoria:Armi chimiche]]
[[Categoria:Fumiganti]]
[[Categoria:Medicinali essenziali secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità]]