Kimyasal Türler Arası Etkileşimler → 3. Bölüm

Dersin Özellikleri:

• Seviye: Hiç Bilmeyenler İçin
• Gerekli Bilgiler:
  • 2. BÖLÜM – Kimyasal Türler Arası Etkileşimlerin Sınıflandırılması
• Öğretmen:
  • Muzaffer KAYA

Anlatılacak Başlıklar*:

• Güçlü Etkileşimler
  • Lewis Elektron Nokta Yapısı
  • Atomlar Neden Kimyasal Bağlar Kurar?
  • İyonik Bağ
  • Kovalent Bağ
  • Metalik Bağ

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

Lewis Elektron Nokta Yapısı Nedir?

• Değerlik elektron sayısını, atomun sembolü etrafına noktalar şeklinde gösterme işlemine denir.
  • Değerlik elektron sayısı; atomun son yörüngesindeki elektron sayısıdır.

Lewis Elektron Nokta Yapısı Nasıl Oluşturulur?

• Sembolün dört kenarı olduğu hayal edilir.
• Sembolün kenarlarına, değerlik elektronları kadar nokta konulur.
• Önce her kenara birer tane konulur.
  • Hangi sırada gittiğimiz önemli değildir.

Örnek:

₁₂Mg, ₇N, ₁H, ₁₀Ne ve ₁₇Cl atomlarının Lewis Elektron Nokta Yapılarını gösteriniz.

Örnek:

₁₃X atomunun Lewis elektron nokta yapısı aşağdakilerden hangisindeki gibidir?

Aynı Kenardaki İki Noktayı Bir Çizgi ile Gösterebiliriz

• Aynı kenara koyduğumuz iki noktayı bir tane kısa çizgi olarak (—) gösterme hakkımız vardır.
  • İstediğimiz zaman bu hakkımızı kullanabiliriz.

Anyonların Lewis Nokta Yapısı

• Anyonların son yörüngedeki elektron sayısı nokta konularak Lewis Nokta Yapısını yazabiliriz.

Örnek:

₁₇Cl^– iyonunun Lewis Nokta Yapısını yapalım:

Elektron dağılımı:
₁₇Cl^-1₁₈ )2e^– )8e^– )8e^–

Lewis yapısı da 8 noktalı olur:

Katyonların Lewis Nokta Yapısı

• Atomdan, katyonun yükü kadar nokta silinir.

Örnek:

₁₃Al atomunun +1, +2 ve +3 yüklü iken Lewis yapısını gösteriniz.

Çözüm:

₁₃Al₁₃ )2e^– )8e^– )3e^– (Temel hali)

• Atomların iyonik veya kovalent bağ kurarken, amaçları kararlı olmaktır.
• Atomlar, kendilerine an yakın asal gaz atomunun elektron düzenine sahip olduklarında kararlı olurlar:
  • He₂    )2e^–   
  • Ne₁₀    )2e^–   )8e^–   
  • Ar₁₈    )2e^–   )8e^–   )8e^–
  • Kr₃₆    )2e^–   )8e^–   )18e^–   )8e^–
• Asal gazların bütün yörüngeleri tam doludur.

• Elektron düzeni:
  • He atomuna benzeyen atomlar dubletini tamamlamış,
  • Diğer asal gazlara benzeyen atomlara oktetini tamamlamış denir.
• Oktet ya da dubletini tamamlayan atomlara kararlı atomlar denir.
  • Kararlı demek, kimyasal tepkime verme isteğini kaybetmiş demektir.

Örnek:

Aşağıda verilen atom ve iyonlardan hangisi karalı değildir?

A) ₁₂Mg²⁺

B) ₁₈Ar

C) ₉F^–

D) ₇N^3-

E) ₈O²⁺

İyonik Bağ Nedir?

• En az bir metal atomu ile en az bir ametal atomu arasında kurulur.
  • Metal atomlarının son yörüngesinde genellikle 1, 2 veya 3 elektron vardır.
    • ₂₀Ca₂₀    )2e^–   )8e^–   )8e^–   )2e^–
  • Ametal atomlarının son yörüngesinde, genellikle 5, 6 ve 7 elektron vardır.
    • ₁₇Cl₁₇    )2e^–   )8e^–   )7e^–
• Kimyasal bağdır.
  • İyonik bağ oluşuyor ya da kırılıyorsa kimyasal olay (tepkime) gerçekleşmiş demektir.
• İyonik bağ kurulduğunda iyonik bağlı bir bileşik oluşur.

İyonik Bağ Nasıl Kurulur?

• Atomlar elektron alış-verişi yapar.
• Alınan verilen elektron sayısı şöyle anlaşılır:
  • Metal atomu, son yörüngesindeki bütün elektronları verir.
    • Kararlı bir katyon olur.
  • Ametal atomu, son yörüngesini tamamen doldurur.
    • Kararlı bir anyon olur.

İyonik bağın oluşumu 3 farklı şekilde gösterilebilir:

• Metal atomu son yörüngesini boşaltır, ametal doldurur.
• Metal katyona dönüşür, ametal anyona dönüşür.

1. Zıt yükler çapraz olarak birbirinin altına iner ve işaretleri kaybolur.
   • Elementin altına inen sayı 1 ise yazılmaz.

Örnek: Al⁺³ ile O^-2 iyonlarının çaprazlanması:

2. Çaprazlanan sayılar sadeleşebiliyorsa mutlaka sadeleştirilir.

Örnek: Pb⁴⁺ ve O^2- iyonlarının çaprazlanması:

+1 Yüklü Katyonlar

+2 Yüklü Katyonlar

+3 ve +4 Yüklü Katyonlar

-1 Yüklü Anyonlar

-2 Yüklü Anyonlar

-3, -4 Yüklü Anyonlar

Örnek:

I) ₂₀Ca ve ₇N
II) ₁₁Na ve ₁₇Cl
III) ₁₂Mg ve ₈O
IV) ₁₃Al ve ₁₅P

Verilen elementler arasında kurulacak bileşiklerin formüllerini bulunuz.

• En güçlü kimyasal bağdır. Bu yüzden:
  • Erime ve kaynama noktaların yüksektir.
  • Tabiatta katı halde bulunurlar.
• Suda iyonlarına ayrışarak çözünürler.
  • Bu yüzden sulu çözeltileri elektrik akımını iletir (elektrolit çözeltilerdir).
• Sıvı halde de elektriği iletirler.

• Katı halde iken, kristallerden meydana gelirler.
  • Kristaller, atom ya da iyonların düzgün bir şekilde istiflenmesiyle oluşur.

• Sırasıyla, bileşikteki katyon ve anyonların adı söylenir.

• Sistematik adlandırılma demek, bilimsel adlandırma demektir.
  • Bazı bileşiklerin yaygın adları daha çok bilinir.
    • NaCl: Yemek tuzu

Örnekler:

• NaCl : Sodyum klorür
• NaCN : Sodyum siyanür
• NH₄NO₃ : Amonyum nitrat
• CaCO₃ : Kalsiyum karbonat
• MgH₂ : Magnezyum hidrür
• Hg₂O : Cıva(I) oksit
• BaSO₄ : Baryum sülfat

Örnekler:

• Ca(OH)₂ : Kalsiyum hidroksit
• Al₄C₃ : Alüminyum karbür
• Ca(NO₃)₂ : Kalsiyum nitrat
• Ba₃(PO₄)₂ : Baryum fosfat
• PbI₂ : Kurşun(II) iyodür
• Fe₂(SO₄)₃ : Demir(III) sülfat
• FeSO₄ : Demir(II) sülfat
• PbO : Kurşun(II) oksit

Kovalent Bağ Nedir?

• Ametal atomları arasında kurulur.
• Güçlü bir etkileşimdir.
• Kimyasal bağdır.
• Kovalent bağ kurmuş atomlar molekül adını alırlar:
  • Element molekülleri: O₂, H₂, S₈…
  • Bileşik molekülleri: H₂O, CO₂, CH₄…

Kovalent Bağ Nasıl Kurulur?

• Ametal, son yörüngesini fullemek için kaç tane elektrona ihtiyaç duyuyorsa o kadar elektronunu ortaklaşa kullanır.
• İki ametal atomu birer elektronunu ortaklaşa kullanınca, 1 kovalent bağ kurulmuş olur.

Kovalent bağın oluşumu 2 farklı şekilde gösterilebilir:

• Ametaller:
  • C, O, P, H, S, N, 7A (F, Cl, Br, I)

• Atomlar, son yörüngelerini kesiştirerek, ihtiyaç duydukları kadar değerlik elektronu paylaşırlar.
• Karşılıklı olarak 1’er elektron ortaklaşa kullanılırsa 1 kovalent bağ kurulmuş olur.
  • Yani ortaya konulan 2 elektron 1 kovalent bağ demektir.

Örnek:

H₂ molekülünün oluşumu (₁H)

• Atomlar ihtiyaç duydukları kadar değerlik elektronunu paylaşırlar.
• Ametal atomları arasına konulan 2 nokta:
  • 1 çizgi veya
  • 1 kovalent bağ demektir.

Örnek:

H₂ molekülünün Lewis yapısı (₁H)

Cl₂ molekülünün Lewis yapısı (₁₇Cl)

HCl molekülünün Lewis yapısı (₁H, ₁₇Cl)

CH₄ molekülünün Lewis yapısı (₁H, ₆C)

Örnek:

Moleküllerinin Lewis Yapılarını gösteriniz. (₁H, ₅B, ₆C, ₇N, ₈O )

Tekli Kovalent Bağlar

• Tek bir çizgi ya da iki nokta ile gösterilen kovalent bağdır.
  • H₂ molekülü tekli kovalent bağ ile kurulur:

İkili Kovalent Bağlar

• 2 çizgi ya da 4 nokta ile gösterilen kovalent bağdır.
  • O₂ molekülü ikili kovalent bağ ile kurulur:

Üçlü Kovalent Bağlar

• 3 tane çizgi veya 6 tane nokta ile gösterilen kovalent bağdır.
  • N₂ molekülü üçlü kovalent bağ ile kurulur:

Örnek:

Yukarıda Lewis formülü verilen N₂ molekülü için, şu soruları cevaplayınız:

• Ortaklanmış (bağlayıcı) elektron çifti sayısı kaçtır?
• Ortaklanmamış elektron çifti sayısı kaçtır?
• Ortaklanmış (bağlayıcı) elektron sayısı kaçtır?
• Ortaklanmamış elektron sayısı kaçtır?

Apolar Kovalent Bağ

• Aynı ametal atomları arasında kurulur.
• Apolar kelimesi “kutupsuz” demektir.
• Toplam elektronegatiflik kuvveti sıfırdır.

Polar Kovalent Bağ

• Farklı atomlar arasında kurulan kovalent bağlar polar kovalent bağlardır.
• Polar kelimesi, “kutuplu” demektir.
• Toplam elektronegatiflik kuvveti sıfırdan büyüktür.

Örnek:

Yukarıda verilen molekülde, kovalent bağlar numaralar ile etiketlenmiştir.

Buna göre bu kovalent bağları polar ve apolar olarak sınıflandırınız.

• Bileşik formülündeki sayılar da Latince olarak söylenir.

• Bileşiğin sonundaki ametal aşağıdaki gibi okunur:

• Önce ametalin adı söylenir, sonra Latince olarak sayısı söylenir.
  • Bileşikteki ilk ametalin sayısı 1 ise, bu sayı söylenmez, sadece ametalin adı söylenir.

Örnek:

Metalik Bağ Nedir?

• Metal atomlarını bir arada tutan güçlü bir etkileşimdir.
  • Metaller katı ve sıvı hallerini metalik bağa borçludur.
• Kimyasal bağ değildir.

Metalik Bağ Nasıl Kurulur?

• Metallerin, zayıf bağlı değerlik elektronları ile kurulur.
  • Zayıf bağlı değerlik elektronları, metal atomları arasında bir elektron denizi oluştururlar.
  • Elektron denizinde, metal atomları katyonlar halindedir.
• Bu elektron denizi, metalik bağın kurulmasına sebep olur.
  • İşte bu şekilde kurulan bağa metalik bağ denir.

• Değerlik elektron sayısı arttıkça ve çap azaldıkça genellikle, metalik bağın kuvveti artar.

Metalik Bağ Sayesinde Metaller:

• Isı ve elektriği iletirler.
• Yüzeyleri parlaktır.
• Tel ve levha hâline getirilebilirler.
• Esnektirler, dövülebilir ve şekillendirilebilirler.

Örnek:

Metalik bağ için aşağıdaki ifadelerden hangisi doğru değildir?

A) Metal atomları arasında oluşan güçlü bir bağdır.
B) Etkileşimler, katyonlar ve anyonlar arasında kurulur.
C) Metalik bağ sayesinde, metallerin yüzeyi parlaktır.
D) Bağın sebebi serbest hareket eden değerlik elektronlarıdır.
E) Değerlik elektronlarının sayısı arttıkça metalik bağ kuvveti artar.