Ümumi xarakteristika

Halogen atomlarının xarici təbəqəsində 7 elektron var ( $ns^2np^5$ ). Oktetə bir elektron çatmadığı üçün onlar elektronu asanlıqla qəbul edir və güclü oksidləşdiricidir. Molekulları ikiatomludur ( $\mathrm{F_2}$ , $\mathrm{Cl_2}$ , $\mathrm{Br_2}$ , $\mathrm{I_2}$ ), rabitə kovalent qeyri-polyardır, kristal qəfəs molekulyardır.

Flüordan yoda doğru atom radiusu artır, elektromənfilik və oksidləşdirici aktivlik azalır, ərimə və qaynama temperaturları artır: $\mathrm{F_2}$ açıq-sarı qaz, $\mathrm{Cl_2}$ sarı-yaşıl qaz, $\mathrm{Br_2}$ qırmızı-qonur maye, $\mathrm{I_2}$ tünd-bənövşəyi kristallardır (qızdırdıqda sublimasiya edir).

Flüor ən elektromənfi elementdir və birləşmələrində yalnız −1 oksidləşmə dərəcəsi göstərir. Xlor, brom və yod −1, +1, +3, +5, +7 oksidləşmə dərəcələrinə malik ola bilir.

Xlor 3-cü dövrdə, VII qrupun əsas yarımqrupunda yerləşir, sıra nömrəsi 17-dir: $1s^22s^22p^63s^23p^5$ . Boş 3d-orbitallar hesabına həyəcanlanmış halda onun 3, 5 və 7 tək elektronu ola bilir. Flüorda d-orbital yoxdur.

Xlorun alınması və xassələri

Laboratoriyada qatı xlorid turşusunu güclü oksidləşdiricilərlə oksidləşdirirlər:

$\mathrm{MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O}$ (t);
$\mathrm{2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2\uparrow + 8H_2O}$ .

Sənayedə xloru natrium-xlorid məhlulunun elektrolizi ilə alırlar: $\mathrm{2NaCl + 2H_2O \rightarrow H_2\uparrow + Cl_2\uparrow + 2NaOH}$ .

Xlor kəskin iyli, zəhərli, havadan təxminən 2,5 dəfə ağır qazdır. Kimyəvi xassələri:

metallarla: $\mathrm{2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl}$ , $\mathrm{Cu + Cl_2 \rightarrow CuCl_2}$ , $\mathrm{2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}$ (dəmir +3-ə qədər oksidləşir);
hidrogenlə işıqda partlayışla: $\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl}$ ;
su ilə: $\mathrm{Cl_2 + H_2O \rightleftarrows HCl + HClO}$ . Hipoxlorit turşusu güclü oksidləşdiricidir, boyaları ağardır və mikrobları məhv edir;
qələvilərlə: soyuqda $\mathrm{Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O}$ , qızdırdıqda $\mathrm{3Cl_2 + 6KOH \rightarrow 5KCl + KClO_3 + 3H_2O}$ ;
az aktiv halogenləri duzlarından sıxışdırır: $\mathrm{Cl_2 + 2KI \rightarrow 2KCl + I_2}$ .

Hidrogen-xlorid, xlorid turşusu və onun duzları

Hidrogen-xlorid $\mathrm{HCl}$ rəngsiz, kəskin iyli qazdır, suda çox yaxşı həll olur; onun sulu məhlulu xlorid turşusudur. Laboratoriyada bərk $\mathrm{NaCl}$ -ə qatı sulfat turşusu ilə təsir edirlər: $\mathrm{NaCl + H_2SO_4 \rightarrow NaHSO_4 + HCl\uparrow}$ . Sənayedə hidrogeni xlorda yandırırlar: $\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl}$ .

Xlorid turşusu qüvvətli turşudur:

gərginlik sırasında hidrogenə qədər olan metallarla reaksiyaya girir: $\mathrm{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow}$ , $\mathrm{Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow}$ (burada dəmir +2 olur); mis reaksiyaya girmir;
əsasi oksidlər, əsaslar və zəif turşuların duzları ilə: $\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow}$ .

Onun duzları xloridlərdir: $\mathrm{NaCl}$ xörək duzu, $\mathrm{KCl}$ kalium gübrəsidir. Xloridlərin əksəriyyəti suda həll olur, $\mathrm{AgCl}$ isə həll olmur.

Xlorun oksigenli turşuları

$\mathrm{HClO}$ hipoxlorit turşusu (xlor +1), duzları hipoxloritlər;
$\mathrm{HClO_2}$ xlorit turşusu (+3), duzları xloritlər;
$\mathrm{HClO_3}$ xlorat turşusu (+5), duzları xloratlar;
$\mathrm{HClO_4}$ perxlorat turşusu (+7), duzları perxloratlar.

Xlorun oksidləşmə dərəcəsi artdıqca turşuların davamlılığı və qüvvəsi artır, oksidləşdirici xassəsi isə zəifləyir. $\mathrm{HClO}$ zəif turşudur, $\mathrm{HClO_4}$ isə ən qüvvətli qeyri-üzvi turşulardandır. Kalium-xlorat $\mathrm{KClO_3}$ (Bertole duzu) kibrit istehsalında işlədilir, $\mathrm{MnO_2}$ iştirakı ilə qızdırdıqda oksigen ayırır: $\mathrm{2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2}$ .

Halogenlərin alınması, müqayisəsi, təyini və tətbiqi

Alınması: flüoru yalnız ərinmiş flüoridlərin elektrolizi ilə alırlar. Brom və yodu bromid və yodidlərdən xlorla sıxışdırıb çıxarırlar: $\mathrm{Cl_2 + 2NaBr \rightarrow 2NaCl + Br_2}$ . Onların mənbəyi dəniz suyu və neft buruqlarının sularıdır.
Müqayisə: aktivlik $\mathrm{F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2}$ , hər halogen özündən sonra gələnləri duzlarından sıxışdırır. Halogenid ionlarının reduksiyaedici xassəsi $\mathrm{F^-}$ -dan $\mathrm{I^-}$ -a doğru güclənir. $\mathrm{HF}$ zəif turşudur və şüşəni aşındırır: $\mathrm{SiO_2 + 4HF \rightarrow SiF_4 + 2H_2O}$ . $\mathrm{HCl}$ , $\mathrm{HBr}$ , $\mathrm{HI}$ qüvvətli turşulardır, qüvvə $\mathrm{HCl < HBr < HI}$ sırası ilə artır.
Təyini: $\mathrm{AgNO_3}$ ilə $\mathrm{Cl^-}$ ağ, $\mathrm{Br^-}$ açıq-sarı, $\mathrm{I^-}$ sarı çöküntü verir: $\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}$ . $\mathrm{AgF}$ suda həll olduğu üçün $\mathrm{F^-}$ ionunu $\mathrm{Ca^{2+}}$ ionu ilə ( $\mathrm{CaF_2}$ çöküntüsü) aşkar edirlər. Sərbəst yod nişastanı göy rəngə boyayır.
Təbiətdə və tətbiqi: halogenlər təbiətdə yalnız birləşmələr şəklində olur: $\mathrm{CaF_2}$ (flüorit), $\mathrm{NaCl}$ (daş duzu, dəniz suyu), $\mathrm{KCl}$ (silvin). Xlor suyun zərərsizləşdirilməsində, $\mathrm{HCl}$ , ağardıcılar və polivinilxlorid istehsalında, flüor birləşmələri teflon və diş pastalarında, yod tibbdə işlədilir.

Yadda saxla

Halogenlərin xarici təbəqəsi $ns^2np^5$ -dir; aktivlik və elektromənfilik flüordan yoda doğru azalır.
Flüor birləşmələrində yalnız −1, xlor, brom və yod isə −1, +1, +3, +5, +7 oksidləşmə dərəcələri göstərir.
$\mathrm{2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}$ , lakin $\mathrm{Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2}$ .
$\mathrm{HClO}$ -dan $\mathrm{HClO_4}$ -ə doğru turşu qüvvəsi artır, oksidləşdirici xassə azalır.
$\mathrm{Ag^+}$ ilə: $\mathrm{AgCl}$ ağ, $\mathrm{AgBr}$ açıq-sarı, $\mathrm{AgI}$ sarı çöküntüdür; $\mathrm{AgF}$ həll olur.

Həll olunmuş misallar

Misal 1
8,7 q manqan(IV)-oksid qatı xlorid turşusunun artığı ilə qızdırılmışdır. Normal şəraitdə neçə litr xlor ayrılar? Neçə mol $\mathrm{HCl}$ sərf olunar?
Həlli
1. $\mathrm{MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O}$ .
2. $M(\mathrm{MnO_2}) = 55 + 2 \cdot 16 = 87$ q/mol, $n = \frac{8{,}7}{87} = 0{,}1$ mol.
3. $n(\mathrm{Cl_2}) = 0{,}1$ mol, $V = 0{,}1 \cdot 22{,}4 = 2{,}24$ l.
4. $n(\mathrm{HCl}) = 4 \cdot 0{,}1 = 0{,}4$ mol. Bunun yalnız yarısı (0,2 mol) xlora oksidləşir, qalanı $\mathrm{MnCl_2}$ -nin tərkibinə keçir.
Cavab: 2,24 l $\mathrm{Cl_2}$ ; 0,4 mol $\mathrm{HCl}$ .
Misal 2
Üç sınaq şüşəsində $\mathrm{NaCl}$ , $\mathrm{NaBr}$ və $\mathrm{NaI}$ məhlulları var. Onları necə fərqləndirmək olar? Tərkibində 5,85 q $\mathrm{NaCl}$ olan məhlula $\mathrm{AgNO_3}$ -ün artığını əlavə etdikdə neçə qram çöküntü alınar?
Həlli
1. Hər şüşəyə $\mathrm{AgNO_3}$ məhlulu əlavə edilir: $\mathrm{NaCl}$ ağ ( $\mathrm{AgCl}$ ), $\mathrm{NaBr}$ açıq-sarı ( $\mathrm{AgBr}$ ), $\mathrm{NaI}$ sarı ( $\mathrm{AgI}$ ) çöküntü verir.
2. $\mathrm{NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3}$ .
3. $n(\mathrm{NaCl}) = \frac{5{,}85}{58{,}5} = 0{,}1$ mol $= n(\mathrm{AgCl})$ .
4. $M(\mathrm{AgCl}) = 108 + 35{,}5 = 143{,}5$ q/mol, $m = 0{,}1 \cdot 143{,}5 = 14{,}35$ q.
Cavab: çöküntülərin rənginə görə; 14,35 q $\mathrm{AgCl}$ .

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

Hansı reaksiya baş vermir?
1. $\mathrm{Cl_2 + 2KBr \rightarrow}$
2. $\mathrm{Br_2 + 2KI \rightarrow}$
3. $\mathrm{Cl_2 + 2NaI \rightarrow}$
4. $\mathrm{I_2 + 2KCl \rightarrow}$
5. $\mathrm{F_2 + H_2 \rightarrow}$
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: D $\mathrm{I_2 + 2KCl \rightarrow}$
Yod xlordan az aktivdir və onu xloridlərdən sıxışdıra bilmir. A, B və C-də daha aktiv halogen az aktiv halogeni duzundan sıxışdırır, flüor isə hidrogenlə hətta qaranlıqda və soyuqda partlayışla birləşir.
Hansı turşu ən qüvvətlidir?
1. $\mathrm{HF}$
2. $\mathrm{HClO}$
3. $\mathrm{HClO_4}$
4. $\mathrm{HClO_3}$
5. $\mathrm{HClO_2}$
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: C $\mathrm{HClO_4}$
Xlorun oksigenli turşularında xlorun oksidləşmə dərəcəsi artdıqca turşunun qüvvəsi artır; $\mathrm{HClO_4}$ -də o, maksimaldır (+7). $\mathrm{HF}$ isə zəif turşudur.
5,6 q dəmir xlorun artığında yandırıldıqda neçə qram duz alınar?
1. 12,7 q
2. 16,25 q
3. 25,4 q
4. 32,5 q
5. 8,125 q
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: B 16,25 q
$\mathrm{2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}$ . $n(\mathrm{Fe}) = \frac{5{,}6}{56} = 0{,}1$ mol $= n(\mathrm{FeCl_3})$ . $M(\mathrm{FeCl_3}) = 56 + 3 \cdot 35{,}5 = 162{,}5$ q/mol, $m = 0{,}1 \cdot 162{,}5 = 16{,}25$ q. 12,7 q cavabı məhsulu səhvən $\mathrm{FeCl_2}$ yazdıqda alınır.

Tipik səhvlər

Dəmirin xlorla reaksiyasında $\mathrm{FeCl_2}$ yazmaq (düzgünü $\mathrm{FeCl_3}$ -dür), xlorid turşusu ilə reaksiyasında isə $\mathrm{FeCl_3}$ yazmaq (düzgünü $\mathrm{FeCl_2}$ -dir).
Flüorid ionunu $\mathrm{AgNO_3}$ ilə aşkar etməyə çalışmaq: $\mathrm{AgF}$ suda həll olur, çöküntü alınmır.
$\mathrm{HF}$ -i $\mathrm{HCl}$ kimi qüvvətli turşu hesab etmək və ya flüora müsbət oksidləşmə dərəcəsi yazmaq.

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.

Bu mövzunu Canlı Müəllimlə öyrən Məsələni şəkillə həll et