- F’den I’ya atom yapısını, fiziksel hâli, yükseltgenme gücünü ve HX asitlerinin kuvvetini karşılaştırmak.
- Klorun laboratuvarda ve sanayide elde edilmesinin, su ve (soğuk ve sıcak) alkalilerle tepkimelerinin denklemlerini yazmak ve bunlarla hesaplama yapmak.
- Hidrojen klorürün, hidroklorik asidin ve klorun oksijenli asitlerinin özelliklerini ve adlarını bilmek.
- Halojenür iyonlarını AgNO₃ ile tanımak ve hangi halojen yer değiştirme tepkimelerinin gerçekleştiğini belirlemek.
Havuz suyunun keskin kokusu, çamaşır suyu, mide özsuyundaki asit, iyotlu tuz ve diş macunundaki florür aynı ailenin üyeleridir. Halojen, Yunanca «tuz oluşturan» demektir: bu elementler metallerle doğrudan tuz oluşturur (2Na + Cl₂ → 2NaCl). 2026 DİM sınavlarında halojenlerle ilgili üç soru vardı: klorlu suyun elde edilmesi, metallerin hidroklorik asitle tepkimesi ve halojenlerin karşılaştırılması.
Halojenlerin genel özellikleri
Halojenler VIIA grubunun elementleridir: flor F, klor Cl, brom Br, iyot I (ve radyoaktif astatin At). Son katmanlarında 7 elektron vardır (ns²np⁵): oktete bir elektron eksiktir, bu yüzden tipik ametaller ve güçlü yükseltgenlerdir. Elementel hâlleri iki atomlu moleküllerdir (F₂, Cl₂, Br₂, I₂); doğada halojenler yalnızca bileşikler hâlinde bulunur. Klorun elektron dizilimi: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.
| Element | Son katman | Element (oda koşulları) | Yükseltgenme basamakları |
|---|---|---|---|
| F | 2s²2p⁵ | açık sarı gaz | −1 |
| Cl | 3s²3p⁵ | sarı-yeşil gaz | −1, +1, +3, +5, +7 |
| Br | 4s²4p⁵ | kırmızı-kahverengi sıvı | −1, +1, +3, +5, +7 |
| I | 5s²5p⁵ | koyu mor kristaller, süblimleşir | −1, +1, +3, +5, +7 |
- F → I: atom yarıçapı, bağıl atom kütlesi, erime ve kaynama noktaları artar (gaz → sıvı → katı).
- Elektronegatiflik ve yükseltgenme gücü azalır (F en güçlü yükseltgendir), X⁻ iyonlarının indirgenme gücü ise artar (I⁻ en güçlü indirgendir).
- H–X bağı zayıflar, asit kuvveti artar: HF zayıf, HI en kuvvetli asittir.
- Florun d-alt katmanı yoktur, yalnızca −1 gösterir. Cl, Br ve I uyarılmış hâlde 3, 5 veya 7 eşleşmemiş elektron oluşturur: +3, +5, +7 buradan gelir.
Eşit kütlede (a g) alınan tuzlarla tamamen tepkimeye giren AgNO₃ kütleleri:
NaCl — a g — m₁
NaI — a g — m₂
NaBr — a g — m₃
m₁, m₂ ve m₃ arasındaki doğru ilişkiyi belirleyin. Mr(NaCl) = 58,5, Mr(NaBr) = 103, Mr(NaI) = 150
A) m₁ = m₂ = m₃ B) m₂ > m₃ > m₁ C) m₁ > m₃ > m₂ D) m₃ > m₁ > m₂ E) m₁ > m₂ > m₃
Çözümü gösterÇözümü gizle
Yani n(AgNO₃) = n(NaX) = a / M: tuzun mol kütlesi ne kadar küçükse o kadar çok AgNO₃ harcanır.
M: NaCl (58,5) < NaBr (103) < NaI (150) → m₁ > m₃ > m₂.
Doğru cevap: C.
Klorun elde edilmesi
Laboratuvarda klor, derişik hidroklorik asidin güçlü yükseltgenlerle yükseltgenmesiyle elde edilir (Cl⁻ → Cl₂):
MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O (ısıtılarak)
2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂↑ + 8H₂O
K₂Cr₂O₇ + 14HCl → 2KCl + 2CrCl₃ + 3Cl₂↑ + 7H₂O
KClO₃ + 6HCl → KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O
Sanayide klor, NaCl çözeltisinin elektroliziyle üretilir: 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑ (Cl₂ anotta, H₂ katotta oluşur). Eriyiğin elektrolizi metalik sodyum da verir: 2NaCl → 2Na + Cl₂↑.
- n(yükseltgen)yükseltgenin miktarı, mol
- zbir formül biriminin aldığı elektron sayısı: MnO₂ → 2, KMnO₄ → 5, K₂Cr₂O₇ → 6
Derişik HCl’nin yükseltgenmesinden elde edilen klor (yükseltgen klor içermiyorsa). KClO₃ istisnadır: kendi kloru da Cl₂’ye geçer, 1 mol KClO₃ → 3 mol Cl₂.
1) 17,4 g MnO₂, aşırı derişik hidroklorik asitle ısıtıldı. NK’de kaç litre klor elde edilir? Harcanan HCl’nin kaç molü indirgen olarak davranmıştır? Mr(MnO₂) = 87
2) 15,8 g KMnO₄’ten NK’de kaç litre klor elde edilir? Mr(KMnO₄) = 158
Çözümü gösterÇözümü gizle
Denkleme göre 0,2 mol MnO₂, 0,8 mol HCl harcar; bunun yarısı — 0,4 mol — Cl₂’ye yükseltgenir (indirgen), kalan 0,4 mol MnCl₂’nin yapısına girer.
2) n(KMnO₄) = 15,8 / 158 = 0,1 mol; Mn⁺⁷ → Mn⁺², z = 5: n(Cl₂) = 0,1 · 5 / 2 = 0,25 mol → V = 5,6 L.
Klorun kimyasal özellikleri
Klor güçlü bir yükseltgendir. Metallerle klorürler oluşturur; değişken değerlikli metaller en yüksek yükseltgenme basamağına kadar yükseltgenir: 2Na + Cl₂ → 2NaCl, 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃, Cu + Cl₂ → CuCl₂. Işıkta hidrojenle patlayarak birleşir: H₂ + Cl₂ → 2HCl. Fosforla PCl₃ ve PCl₅ verir; oksijen, azot ve karbonla doğrudan tepkimeye girmez. Bileşikleri de yükseltger: 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃, H₂S + Cl₂ → S↓ + 2HCl.
Su ve alkalilerle tepkimelerde klor hem yükseltgen hem indirgendir: atomlarının bir kısmı Cl⁻¹’e, diğer kısmı Cl⁺¹’e veya Cl⁺⁵’e dönüşür.
- Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO — klorlu su. Hipokloröz asit bozunur: HClO → HCl + [O]; atomik oksijen boyaları ağartır ve mikropları öldürür. Işıkta: 2HClO → 2HCl + O₂↑.
- Soğuk alkali: Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O (çamaşır suyu).
- Sıcak alkali: 3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O (potasyum klorat KClO₃).
- Kuru sönmüş kireçle: Cl₂ + Ca(OH)₂ → CaOCl₂ + H₂O (kireç kaymağı, ağartıcı ve dezenfektan).
Daha aktif bir halojenin, daha az aktif olanı tuz çözeltisinden serbest hâlde açığa çıkarması: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂, Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂, Br₂ + 2KI → 2KBr + I₂. İyot hiçbirinin yerini alamaz. Flor ise çözeltide halojenürle değil, suyla tepkimeye girer: 2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂.
3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O
Tepkimeyle ilgili doğru ifadeleri belirleyin.
1. Klor hem yükseltgen hem indirgendir
2. Potasyum klorat (Berthollet tuzu) oluşur
3. İndirgen ve yükseltgen olarak davranan klor atomlarının sayısı 5 : 1 oranındadır
4. Tepkime soğukta gerçekleşir
5. Ürünlerden birinde klorun yükseltgenme basamağı +5’tir
Çözümü gösterÇözümü gizle
2 doğrudur: KClO₃ Berthollet tuzudur; 5 doğrudur: KClO₃’te klor Cl⁺⁵’tir.
3 yanlıştır: indirgen : yükseltgen = 1 : 5.
4 yanlıştır: klorat sıcak alkalide, hipoklorit soğukta oluşur.
Cevap: 1, 2, 5.
Hangi tepkimeler gerçekleşir?
I. Br₂ + 2NaCl →
II. Cl₂ + 2NaI →
III. I₂ + 2KBr →
IV. Br₂ + 2KI →
A) I, II B) II, IV C) I, III D) III, IV E) II, III
Çözümü gösterÇözümü gizle
II: Cl₂ + 2NaI → 2NaCl + I₂ — gerçekleşir. IV: Br₂ + 2KI → 2KBr + I₂ — gerçekleşir.
I: brom klordan zayıftır; III: iyot bromdan zayıftır — gerçekleşmez.
Doğru cevap: B.
Hidrojen klorür ve hidroklorik asit
Hidrojen klorür HCl renksiz, keskin kokulu, havadan ağır bir gazdır ve suda çok iyi çözünür: 0 °C’de 1 hacim su yaklaşık 500 hacim HCl çözer. Çözeltisi hidroklorik asittir (tuz ruhu); derişik asitte HCl’nin kütlece yüzdesi yaklaşık %37’dir ve havada «tüter». Laboratuvarda katı sofra tuzuna derişik sülfürik asit eklenir: NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl↑ (hafif ısıtmayla; güçlü ısıtmada 2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl↑). Sanayide HCl, hidrojenin klor içinde yakılmasıyla sentezlenir ve suda çözülür.
Hidroklorik asit kuvvetli, tek protonlu bir asittir: hidrojenden önce gelen metallerle hidrojen açığa çıkarır (Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑; demir FeCl₂ verir), Cu, Ag ve Hg ile tepkimeye girmez; bazik oksitleri ve bazları nötrleştirir, zayıf ve uçucu asitlerin tuzlarını bozar: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O, FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑. Mide özsuyunda da hidroklorik asit vardır. Tuzlarına klorürler denir: NaCl (sofra tuzu), KCl (gübre), CaCl₂ (kurutucu), AgCl.
- n(Me)metalin miktarı, mol
- vmetalin klorürdeki değerliği (Na → 1, Mg, Zn, Fe → 2, Al → 3)
Metal + HCl: bir mol metal, değerliği kadar mol HCl harcar ve bunun yarısı kadar mol H₂ açığa çıkarır
1) Eşit kütlede alınan hangi metal, aşırı hidroklorik asitle en çok hidrojen açığa çıkarır?
A) Mg B) Zn C) Fe D) Al E) Ca
2) 20 g Fe ve Cu karışımına aşırı hidroklorik asit etki ettirildiğinde NK’de 4,48 L hidrojen çıktı. Karışımdaki bakırın kütlece yüzdesini ve harcanan HCl’nin kütlesini (g) hesaplayın. Ar(Fe) = 56, Mr(HCl) = 36,5
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) Bakır HCl ile tepkimeye girmez, hidrojeni yalnızca demir açığa çıkarır: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑.
n(H₂) = 4,48 / 22,4 = 0,2 mol → n(Fe) = 0,2 mol, m(Fe) = 0,2 · 56 = 11,2 g.
m(Cu) = 20 − 11,2 = 8,8 g → bakırın oranı 8,8 / 20 = 0,44, yani %44.
n(HCl) = 2 · 0,2 = 0,4 mol → m = 0,4 · 36,5 = 14,6 g.
Klorun oksijenli asitleri. Halojenür iyonlarının tanınması
| Asit | Cl’nin yükseltgenme basamağı | Adı | Tuzları |
|---|---|---|---|
| HClO | +1 | hipokloröz asit | hipokloritler: NaClO, Ca(ClO)₂ |
| HClO₂ | +3 | kloröz asit | kloritler: NaClO₂ |
| HClO₃ | +5 | klorik asit | kloratlar: KClO₃ |
| HClO₄ | +7 | perklorik asit | perkloratlar: KClO₄ |
Potasyum klorat KClO₃ ısıtılınca bozunur: katalizörle (MnO₂) 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑ — laboratuvarda oksijen böyle elde edilir; katalizörsüz 4KClO₃ → 3KClO₄ + KCl. Kibrit başlarında da KClO₃ bulunur. Halojenür iyonları AgNO₃ ile tanınır: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓ (beyaz, peynirimsi), Ag⁺ + Br⁻ → AgBr↓ (açık sarı), Ag⁺ + I⁻ → AgI↓ (sarı). AgF suda çözünür, bu yüzden F⁻ iyonu Ca²⁺ ile tanınır: Ca²⁺ + 2F⁻ → CaF₂↓. Serbest iyot nişastayı maviye boyar.
- Kullanım: klor — suyun dezenfeksiyonu, HCl, PVC ve ağartıcılar; flor — teflon, diş macunu; HF camı aşındırır (SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O); AgBr — fotoğrafçılık; %5’lik iyot tentürü, iyotlu tuz.
- Doğada: klor — NaCl (kaya tuzu, deniz suyu) ve KCl, flor — florit CaF₂; Azerbaycan’da iyot ve brom petrol yataklarının formasyon sularından elde edilir.
X tuzunun çözeltisine AgNO₃ eklenince sarı çökelek oluşur. X çözeltisine klorlu su eklenince çözelti kahverengileşir, ardından nişasta eklenince maviye döner. X maddesini belirleyin.
A) KCl B) KBr C) KI D) KF E) KNO₃
Çözümü gösterÇözümü gizle
KBr açık sarı AgBr verir ama brom nişastayı maviye boyamaz; KCl beyaz çökelek verir; KF ve KNO₃, AgNO₃ ile çökelek vermez.
Doğru cevap: C) KI.
Önemli noktalar
- Halojenler (ns²np⁵) güçlü yükseltgenlerdir; F’den I’ya yarıçap artar, yükseltgenme gücü azalır, HX asitlerinin kuvveti artar.
- Laboratuvarda Cl₂, derişik HCl’nin MnO₂, KMnO₄, K₂Cr₂O₇ veya KClO₃ ile yükseltgenmesinden; sanayide NaCl çözeltisinin elektrolizinden elde edilir.
- Su ve alkalilerle klor hem yükseltgen hem indirgendir: klorlu su (HCl + HClO), soğuk alkali — hipoklorit, sıcak alkali — klorat (KClO₃), sönmüş kireç — CaOCl₂.
- Aktif halojen daha az aktif olanı tuzundan çıkarır (Cl₂ > Br₂ > I₂); demir klorla FeCl₃, hidroklorik asitle FeCl₂ verir.
- HClO, HClO₂, HClO₃, HClO₄ — hipokloröz, kloröz, klorik, perklorik asitler; kuvvet artar. Halojenürler AgNO₃ ile: AgCl beyaz, AgBr açık sarı, AgI sarı.
Kendini test et
12 soru. Her doğru cevap XP kazandırır.