Quel est le symbole chimique du chlore ?

Sciences · Tableau périodique

Le symbole chimique du chlore est Cl. Il occupe la case 17 du tableau périodique, avec 17 protons dans son noyau. Chef de file des halogènes aux côtés du fluor, du brome et de l’iode, il existe à l’état pur sous forme de dichlore (Cl₂), un gaz jaune-vert 2,5 fois plus dense que l’air, à l’odeur suffocante et extrêmement toxique.

Cl
Symbole chimique
17
Numéro atomique
1774
Isolement par Scheele
35,45
Masse atomique (u)

La lettre C seule désigne le carbone. Le chlore prend donc les deux premières lettres de son nom, Cl, un choix fixé par le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius en 1813. Le nom vient du grec khlôros, « vert pâle », en référence à la couleur du gaz.

Ce même élément a tué plus d’un millier de soldats en un après-midi à Ypres en 1915 et sauve aujourd’hui des millions de vies en désinfectant l’eau potable. Sa réactivité extrême explique ce double visage.

Ce fait et des centaines d’autres à retenir durablement sur l’app Kultra.

Cl : ce que dit le symbole du chlore

Anatomie d’un symbole

Cl
C majuscule
Première lettre du nom. Seule, elle appartient déjà au carbone, d’où l’ajout d’une seconde lettre.
l minuscule
Deuxième lettre distinctive, tirée de « chlore ». Toujours en minuscule, règle de tous les symboles à deux lettres.

Convention Berzelius, 1813 : majuscule pour l’initiale, minuscule pour la lettre de désambiguïsation. Le Ch était exclu car réservé aux composés hydrogénés.

Le symbole Cl condense deux informations. La majuscule C ouvre le nom, la minuscule l le distingue du carbone, qui monopolise le C isolé. Cette règle de la seconde lettre s’applique à tous les éléments dont l’initiale est déjà prise.

Pourquoi Cl et pas Ch

Humphry Davy nomme l’élément en 1810 d’après le grec khlôros. Trois ans plus tard, Berzelius impose un système universel de symboles fondés sur le nom latin ou grec. Le chlore hérite de Cl. La combinaison Ch était impraticable : elle évoquait les hydrocarbures et les groupements organiques déjà notés avec un H. La lettre L, présente dans khlôros, tranche sans ambiguïté.

Le numéro atomique 17

Le noyau du chlore contient 17 protons. Ce chiffre le place au groupe 17, période 3 du tableau périodique, juste après le soufre et avant l’argon. Sa configuration électronique s’écrit [Ne] 3s² 3p⁵. Il lui manque un seul électron pour atteindre la structure stable du gaz noble voisin, le néon.

Une masse atomique atypique

La masse atomique standard du chlore vaut 35,45 u. Cette valeur non entière surprend souvent. Elle résulte du mélange de deux isotopes stables : le chlore 35, présent à 75,77 %, et le chlore 37, à 24,23 %. La moyenne pondérée des deux donne 35,45, un chiffre qui ne correspond à aucun atome réel mais à la composition naturelle.

Un halogène parmi les plus réactifs

La quête du huitième électron

Avec 7 électrons de valence, le chlore cherche en permanence l’électron qui lui manque. Il l’arrache aux métaux et forme des chlorures. Cette avidité le classe parmi les oxydants les plus puissants du tableau, juste derrière le fluor.

Ampoule de verre scellée contenant du chlore liquide jaune-vert, posée sur un support quadrillé
Chlore liquide scellé en ampoule de quartz. Wikimedia Commons

Le chlore appartient à la famille des halogènes, du grec signifiant « générateur de sels ». Ces éléments captent facilement un électron pour se stabiliser, ce qui les rend voraces. Le chlore n’existe jamais libre dans la nature : il se cache dans des composés, principalement le chlorure de sodium.

La quête de l’électron manquant

Avec 7 électrons de valence, le chlore cherche en permanence le huitième. Il l’arrache aux métaux pour former des chlorures, comme le sel de table. Cette avidité le classe parmi les oxydants les plus puissants du tableau, juste derrière le fluor. La liaison Cl-Cl du dichlore reste fragile, ce qui rend la molécule prompte à réagir.

Le sel de mer, réservoir planétaire

L’ion chlorure représente 1,9 % de la masse de l’eau de mer, soit le principal anion des océans. Chaque litre d’eau de mer contient environ 19 grammes de chlorure. Les gisements de sel gemme, vestiges de mers asséchées, constituent l’autre grande réserve exploitée par l’industrie.

De Scheele à Davy : l’histoire de la découverte

Trente-six ans pour comprendre un élément

1774

Scheele isole le gaz, à Uppsala

En versant de l’acide chlorhydrique sur du dioxyde de manganèse, il recueille un gaz vert suffocant. Il croit à tort tenir un composé oxygéné.

1810

Davy prouve que c’est un élément

Le Britannique démontre l’absence d’oxygène et nomme le corps simple chlorine, d’après le grec khlôros, « vert pâle ».

1813

Berzelius fixe le symbole Cl

Son système de notation par lettres latines ou grecques attribue au chlore les deux lettres Cl, encore utilisées aujourd’hui.

Portrait gravé de Carl Wilhelm Scheele, chimiste suédois qui isola le dichlore en 1774
Carl Wilhelm Scheele (1742-1786). Wikimedia Commons

L’erreur d’un apothicaire

Scheele meurt en 1786 convaincu d’avoir manipulé un composé oxygéné. La théorie de l’époque liait tout acide à l’oxygène. Il faudra Davy pour rétablir la vérité, trois décennies plus tard.

Le dichlore est isolé en 1774 par Carl Wilhelm Scheele, à Uppsala. Le chimiste suédois verse de l’acide chlorhydrique sur du dioxyde de manganèse et recueille un gaz vert suffocant. Il commet toutefois une erreur d’interprétation qui retardera la compréhension de l’élément pendant trente-six ans.

L’erreur de Scheele

Scheele croit avoir affaire à un composé contenant de l’oxygène, qu’il baptise « air déphlogistiqué de l’acide marin ». La théorie dominante de l’époque associait tout acide à l’oxygène. Il passe donc à côté de la vraie nature de sa découverte : un corps simple, indivisible.

Davy tranche en 1810

Le Britannique Humphry Davy reprend le dossier et démontre en 1810 qu’aucun oxygène n’est présent. Le gaz est un élément à part entière. Il le nomme chlorine d’après khlôros. En français, le terme devient chlore. La correction de Davy réécrit la chimie des acides et ouvre la voie à la classification moderne.

Le point d’ébullition du chlore illustre sa volatilité. D’après L’Élémentarium (Société Chimique de France), le dichlore bout à −34 °C et fond à −101 °C. Liquéfié sous 7 bars, il se transporte en bouteilles métalliques, une contrainte majeure pour un gaz aussi corrosif.

Le chlore, première arme chimique de masse

22 avril 1915

Seconde bataille d’Ypres, Belgique

5 730
bonbonnes ouvertes
168 t
de dichlore libérées
> 1 000
morts, ~15 000 intoxiqués

Libéré vers 17 h dans une brise d’est, plus dense que l’air, le gaz s’infiltre au fond des tranchées. L’attaque précipite la course aux armes chimiques et mène au protocole de Genève de 1925.

Nuage de gaz de combat dérivant sur un champ de bataille des Flandres pendant la Première Guerre mondiale
Attaque au gaz dans les Flandres, Première Guerre mondiale. Wikimedia Commons

Le 22 avril 1915, vers 17 h près d’Ypres en Belgique, l’armée allemande ouvre 5 730 bonbonnes et libère environ 168 tonnes de dichlore sur les lignes franco-britanniques. Le nuage vert dérive avec la brise vers les tranchées. C’est la première attaque chimique à grande échelle de l’histoire militaire.

Le mécanisme de l’asphyxie

Plus dense que l’air, le chlore s’infiltre au fond des tranchées et des abris. Au contact des muqueuses humides, il forme de l’acide chlorhydrique qui brûle les poumons. Un œdème pulmonaire fatal survient dès 1 000 ppm. Les premières victimes, sans protection, meurent en quelques minutes.

Le bilan d’Ypres

Plus d’un millier de soldats périssent, environ 15 000 autres sont intoxiqués selon les bilans retenus. L’événement précipite la course aux armes chimiques et aboutira, huit ans plus tard, au protocole de Genève de 1925 interdisant les gaz de combat. Le chimiste Fritz Haber, superviseur de l’opération, recevra pourtant le prix Nobel de chimie la même année pour la synthèse de l’ammoniac.

Un désinfectant qui protège des milliards de personnes

3,5 ppm

Le seuil de détection du chlore par l’odorat humain, une alarme biologique naturelle. Mais l’écart avec la dose mortelle, 1 000 ppm, reste faible.

La chloration de l’eau

Appliqué à l’eau potable dès la fin du XIXe siècle, le pouvoir oxydant du chlore a fait chuter la mortalité par typhoïde et choléra dans les villes industrielles. Il reste le procédé de désinfection le plus répandu au monde.

Bassins de coagulation et de filtration dans une usine de traitement de l'eau potable
Traitement de l’eau potable, coagulation et filtration. Wikimedia Commons

Le pouvoir oxydant du chlore détruit les micro-organismes. Cette propriété, appliquée à l’eau potable dès la fin du XIXe siècle, a fait chuter la mortalité par typhoïde et choléra dans les villes industrielles. La chloration reste aujourd’hui le procédé de désinfection le plus répandu au monde.

L’eau de Javel, invention parisienne

L’eau de Javel est une solution d’hypochlorite de sodium (NaClO), obtenue en faisant réagir le dichlore sur la soude. Le chimiste Claude Louis Berthollet la met au point vers 1789 dans le quartier de Javel, à Paris, d’où son nom. Elle libère lentement de l’acide hypochloreux, l’agent qui tue bactéries et virus.

La vérité sur l’odeur des piscines

L’odeur âcre des piscines ne vient pas du chlore lui-même. Elle provient des chloramines, formées quand le chlore réagit avec l’ammoniaque de la sueur, de la salive et de l’urine. Une piscine bien traitée sent peu. Une odeur forte trahit au contraire un excès de matière organique et une eau à renouveler.

Les usages industriels du chlore

Où part le chlore une fois produit

Du procédé chlore-alcali aux produits du quotidien

Saumure
Point de départ. L’électrolyse de l’eau salée sépare le chlore, la soude et l’hydrogène, procédé chlore-alcali.
PVC
Premier débouché. Le polychlorure de vinyle sert aux tuyaux, fenêtres, câbles et revêtements de sol.
Pharma
Une large part des médicaments passe par une étape de synthèse impliquant un composé chloré.
CFC
Débouché révolu. Un atome de chlore issu des CFC détruit jusqu’à 100 000 molécules d’ozone en chaîne.
Tuyaux en PVC, polychlorure de vinyle, premier débouché industriel du chlore dans le monde
Tuyaux en PVC (polychlorure de vinyle). Wikimedia Commons

Du plastique aux médicaments

Au-delà du PVC, le chlore intervient dans la synthèse de milliers de composés pharmaceutiques et de solvants. Un pilier discret de la chimie lourde mondiale.

Au-delà de la désinfection, le chlore est un pilier de la chimie lourde. Il entre dans la fabrication de milliers de composés, du plastique aux médicaments. Sa production mondiale se compte en dizaines de millions de tonnes chaque année.

Le PVC et les plastiques

Le premier débouché du chlore reste le polychlorure de vinyle, le PVC, utilisé pour les tuyaux, les fenêtres et les revêtements.

La demande industrielle explique l’ampleur de la production. D’après L’Usine Nouvelle, la capacité mondiale de production de chlore avoisine 75 millions de tonnes par an, dont environ 35 millions absorbées par le seul marché du PVC. La Chine concentre à elle seule près de 40 % de cette capacité.

La menace sur la couche d’ozone

Les chlorofluorocarbures (CFC), fluides frigorigènes des années 1970-1980, libèrent des atomes de chlore dans la stratosphère. Chaque atome peut détruire jusqu’à 100 000 molécules d’ozone par réaction en chaîne. Le protocole de Montréal de 1987 a interdit les CFC, permettant à la couche d’ozone d’amorcer une régénération observée depuis les années 2000.

Astuce de mémorisation

Clé stylisée Une clé évoquant la prononciation Cl comme clé et le rôle du chlore dans la désinfection de l’eau

Astuce de mémorisation

Associer Cl à une clé de piscine. Le symbole se prononce « clé », et le chlore est depuis plus d’un siècle la clé de la désinfection de l’eau. Visualiser une clé plongée dans l’eau bleu-vert d’un bassin : la couleur rappelle le gaz jaune-vert, le son « clé » verrouille les deux lettres C et L. Le piège classique consiste à écrire C seul, qui désigne le carbone. La minuscule L ferme la porte à toute confusion.

Le savais-tu

Un fait à retenir

Le nez humain détecte le chlore dès 3,5 ppm dans l’air, soit trois molécules et demie par million. Cette sensibilité olfactive, héritée de l’évolution pour fuir les composés toxiques, fonctionne comme une alarme biologique. Pourtant l’écart avec la dose mortelle reste faible : à 1 000 ppm, une seule inspiration d’environ une minute suffit à provoquer un œdème pulmonaire fatal.

Questions fréquentes sur le symbole du chlore

Pourquoi le chlore a-t-il le symbole Cl

Le symbole reprend les deux premières lettres du mot chlore, C et l. La majuscule seule était impossible car le C désigne déjà le carbone. Berzelius fixe cette notation en 1813 à partir du nom grec khlôros. La minuscule L évite aussi la confusion avec les composés hydrogénés notés CH. Cette logique de seconde lettre régit tous les éléments dont l’initiale est occupée.

Quel est le numéro atomique du chlore

Le chlore porte le numéro atomique 17, ce qui signifie que son noyau compte 17 protons. Ce nombre le situe au groupe 17 et à la période 3 du tableau périodique, dans la famille des halogènes. Sa configuration électronique [Ne] 3s² 3p⁵ montre qu’un seul électron lui manque pour atteindre la stabilité du néon, d’où sa réactivité intense.

Pourquoi la masse atomique du chlore vaut 35,45

Cette valeur non entière vient du mélange naturel de deux isotopes stables. Le chlore 35 représente 75,77 % des atomes, le chlore 37 les 24,23 % restants. La moyenne pondérée de leurs masses donne 35,45 u. Aucun atome individuel ne pèse 35,45 : ce chiffre traduit la composition isotopique moyenne mesurée dans la nature.

Pourquoi le chlore est essentiel au corps humain

Sous forme d’ion chlorure Cl⁻, il constitue l’anion principal des liquides extracellulaires. Il régule la pression osmotique, maintient l’équilibre acido-basique du sang et active la pepsine gastrique via l’acide chlorhydrique. Un adulte en contient environ 95 grammes. Les apports quotidiens, de 2 à 3 grammes, sont couverts par la consommation normale de sel.

Qu’est-ce que l’eau de Javel exactement

Il s’agit d’une solution aqueuse d’hypochlorite de sodium (NaClO), produite par action du dichlore sur la soude. Berthollet l’invente vers 1789 dans le quartier de Javel à Paris. Son pouvoir désinfectant vient de l’acide hypochloreux libéré progressivement. Elle ne contient pas de dichlore gazeux libre, mais son mélange avec un acide ou de l’ammoniac dégage des vapeurs toxiques.

Combien d’isotopes du chlore existent

Vingt-quatre isotopes sont connus, avec des nombres de masse de 28 à 51. Seuls deux sont stables : le chlore 35, dont le noyau contient 18 neutrons, et le chlore 37, qui en compte 20. Le chlore 36, radioactif, a une demi-vie de 301 000 ans et sert à dater les eaux souterraines et les glaces polaires en géologie.

Pourquoi le chlore attaque la couche d’ozone

Les CFC libèrent des atomes de chlore quand ils atteignent la stratosphère. Chaque atome détruit jusqu’à 100 000 molécules d’ozone par réaction catalytique en chaîne, sans être consommé. Le protocole de Montréal de 1987 a interdit ces gaz. La couche d’ozone se régénère lentement depuis, un des rares succès environnementaux planétaires mesurables.

Le chlore existe-t-il à l’état pur dans la nature

Non, jamais. Sa réactivité extrême l’empêche de subsister libre : il réagit immédiatement avec l’environnement. On le trouve toujours combiné, surtout en chlorure de sodium dans les océans et les gisements de sel. L’industrie l’extrait de la saumure par électrolyse, un procédé qui sépare le chlore du sodium sous l’effet du courant électrique.

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