Хлор має електронну конфігурацію [Ne]3s23p5, причому сім електронів у третій і самій зовнішній оболонці діють як валентні електрони. Як і всі галогени, це так на один електрон менше повного октету, і тому він є сильним окислювачем, реагуючи з багатьма елементами, щоб завершити свою зовнішню оболонку.
Хлор (Cl) дуже реакційноздатний, оскільки він має 7 електронів у своїй зовнішній оболонці, і йому потрібен лише ще один електрон, щоб мати стабільну конфігурацію. Це робить хлор високоактивним, і він легко приймає електрон, щоб стати іоном хлориду (Cl-).
Хлорування є менш вибірковим, ніж бромування, оскільки хлорування має менші відмінності в енергії активації для атаки в положеннях 1°, 2° і 3°. Розглянемо галогенування пропану в положеннях 1° і 2°. Утворення різних галогенпропанів відбувається під час етапів поширення ланцюга.
Будучи членом сімейства галогенів у таблиці Менделєєва, хлор дуже активно реагує з металами та утворює солі. Це відбувається тому галогени мають сім електронів зовнішнього кільця («валентних електронів»), але їм потрібно вісім для формування стабільної конфігурації.
Cl може отримати електрон легше, ніж йод – Cl більш реакційноздатний. Це відбувається тому Cl вище групи 7, ніж йод (Cl: 2,8,7 електронна конфігурація). Зовнішня оболонка Cl ближче до ядра (і менш екранована), ніж зовнішня оболонка йоду. Тому Cl має більше тяжіння для електрона.