Sevgili öğrencim, ünitenin adında geçen “etkileşim” kavramının “bağ” anlamına geldiğinden daha önce bahsetmiştik. Bu yüzden, kimyasal türler arası etkileşimlerin sınıflandırılması demek, kimyasal türler arasında kurulan bağları sınıflandırmak demektir.

• Bu derste işimiz;
  • bağların temel mantığını,
  • isimlerini ve
  • hangi sınıfa ait olduklarını öğrenmek olacaktır.

Bağların nasıl kurulduğu ile ilgili ayrıntılar ilerleyen derslerin konusudur.

Etkileşimleri Kimyasal Türlere Göre Sınıflandırma

• Kimyasal türler arası etkileşimlerin sınıflandırılması için kullanılan kriterlerden biri, etkileşimi kuran türlerdir.
• Etkileşimi kuran türlere göre, kimyasal türler arası etkileşimler ikiye ayrılır:
  1. Atomlar arası etkileşimler: Sadece atomlar ve iyonlar arasında kurulan bağlardır.
  2. Moleküller arası etkileşimler: Sadece moleküller arasında kurulan bağlardır.
• Etkileşimleri, “Atomlar Arası” ve “Moleküller Arası” olarak sınıflandırmanın bazı güçlükleri vardır. Mesela;
  • Yemek tuzunda (NaCl), atomlar değil iyonlar arasında bir etkileşim kurulmuştur.
  • Tuzlu suda; tuz iyonları ile su molekülleri arasında bir etkileşim kurulmuştur. Yani bir iyon ile bir molekül etkileşimi kurulmuştur.
  • Suya Na metali attığımızda, H2 gazı oluşur. Bu olayda da Na atomları ile su molekülleri arasında bir etkileşim kurulmuştur.
  • Soy gaz atomlarının katı veya sıvı halde iken kurdukları etkileşim atomlar arasıdır fakat, moleküller arası etkileşimler gibi zayıftır.
• Görüldüğü gibi, etkileşimler sadece atomlar arası ya da moleküller arasında kurulmamaktadır.
• Bu yüzden, etkileşimleri sağlamlığına göre sınıflandırmak daha doğru bir yoldur.

Etkileşimleri Sağlamlığına Göre Sınıflandırma

Sağlamlığına göre, kimyasal türler arası etkileşimler ikiye ayrılır:

1. Güçlü etkileşimler:
   • Bu sınıfa giren bağları koparmak daha zordur, daha çok enerji gerektirir.
   • Güçlü etkileşimlere “kimyasal bağlar” da denir.
2. Zayıf etkileşimler:
   • Bu sınıfa giren bağlar daha zayıftır ve daha kolay koparlar.
   • Zayıf etkileşimlere “fiziksel bağlar” da denir.

Aşağıdaki şema, güçlü ve zayıf etkileşimleri detaylı olarak göstermektedir:

• Van der Waals Etkileşimleri‘ne;
  • “Van der Waals Kuvvetleri” veya “Van der Waals Bağları” da denir.

• Bir etkileşimin güçlü mü zayıf mı olduğu bağ enerjisinden anlaşılır.

Bağ Enerjisi ve Etkileşimler

• Bağ enerjisi; bir bağı koparmak için gereken enerjidir.
• Bir etkileşimin bağ enerjisi ne kadar yüksekse, bağ o kadar sağlam demektir.
• Bağ enerjisinde 40 kj/mol değeri bir sınır olarak kabul edilir.
  • Buna göre; bağ enerjisi değeri 40 kj/mol veya daha büyük olan bağlar güçlü etkileşim olarak sınıflandırılır.
  • Bağ enerjisi 40 kj/mol değerinden daha küçük olan bağlar da zayıf etkileşim olarak sınıflandırılır.

Etkileşimler (Bağlar) Nasıl Kurulur?

• Bütün kimyasal türlerde proton ve elektronlar vardır.
• Protonlar pozitif (+), elektron ise negatif (-) yüklü taneciklerdir.
• Aynı yükler birbirini iter, zıt yükler çeker.
• Elektronlar birbirine yaklaşırsa aralarında bir itme kuvveti oluşur. Protonlar için de aynı şey geçerlidir.
• Fakat bir elektron ile bir proton birbirine yaklaşırsa, aralarında bir çekim kuvveti oluşur ve birbirlerini çekerler.
• İşte bu temel kural bir etkileşimin oluşmasında sağlayan şeydir.

• Bir etkileşimin kurulması için, iki kimyasal türün birbirine yeterince yaklaşması gerekir.
• Birbirine yaklaşan iki kimyasal tür arasına hem itme kuvvetleri oluşur hem de çekme.
• Eğer birbirine yaklaşan iki kimyasal tür arasında oluşan itme kuvvetleri daha baskın gelirse, bu iki tür yollarına devam ederler ve aralarında herhangi bir bağ oluşmaz.
• Yaklaşan kimyasal türler arasında; çekme kuvvetleri daha baskın gelirse kimyasal türler birbirini çeken iki mıknatıs gibi yapışırlar ve aralarında bir bağ kurulmuş olur.
• İki kimyasal tür arasındaki çekim kuvveti ne kadar güçlü ise o kadar güçlü bir etkleşim oluşur ve oluşan bu güçlü etkileşim zor kopar.

Etkileşimlerin Genel Özellikleri

• Güçlü ve zayıf etkileşimler olmasaydı, bütün evren 118 elementin gazından oluşurdu. Evrende, ne katı bir madde, ne sıvı bir madde, ne de bir bileşik göremezdik. Çünkü; bütün katılar, sıvılar ve bileşikler varlığını etkileşimlere borçludur.
• Bütün güçlü ve zayıf bağlar, yeterince yaklaşmış iki atomun elektronları ile protonları arasındaki karşılıklı çekim kuvvetinden başka bir şey değildir (İki mıknatısın zıt kutuplarının birbirini çekmesi gibi).
• Atomlar arasında oluşan karşılıklı çekim kuvveti, güçlü olursa güçlü bir etkileşim kurulur, zayıf olursa da zayıf bir etkileşim kurulur.
• Bir metal ile bir ametal atomu arasında oluşan güçlü etkileşim adı iyonik bağdır.
• İki ametal atomu arasında oluşan güçlü etkileşimin adı kovalent bağdır.
• İki metal atomu arasında kurulan güçlü etkileşimin adı metalik bağdır.
• Bileşikler oluşurken, iyonik ya da kovalent bağlar kurulur. Metalik bağ güçlü bir bağ olmasına rağmen bileşik oluşumunda bir rolü yoktur.
• Kovalent bağ, molekülleri oluşturan güçlü bir etkileşimdir.
• İyonik bağ, kristalleri oluşturan bir güçlü bağdır.
• İyonik bileşiklerin kimyasal türleri iyonlardır.
• Moleküller birbirine bağlanmak isterlerse zayıf etkileşimleri tercih ederler. İki molekülü güçlü bir etkileşim ile bağlayamazsınız.
• Zayıf etkileşimler, moleküller arasına çizilen kesikli çizgiler ile gösterilir.
  • Aşağıdaki resimde, su moleküllerini bir arada tutan hidrojen bağları gösterilmiştir.

• Zayıf etkileşimler, maddelerin katı ya da sıvı halde olmasını sağlar.
• Maddelerin birbiri içinde çözünmesini sağlayan bağlar da zayıf etkileşimlerdir. Yani tuz ve su birbirinde çözünürken, tuz iyonları ile su melekülleri arasına bir zayıf bağ kurulur.
• Fiziksel olaylarda fiziksel bağlar oluşur veya kopar. Kimyasal olaylarda kimyasal bağlar oluşur ya da kopar.
• Metalik bağ güçlü bir bağdır fakat metalik bağın oluşması ya da kopması kimyasal bir olay değildir.

Örnek:

Onur, performans ödevi olarak, yukarıdaki şekli hazırlamıştır. Şekilde, üç tane NH₃ (Amonyak) molekülünün top-çubuk modeli ve bağları göstermiştir.

Kimya dersinde, tahtaya kalkan Onur, bu şekli sınıf arkadaşlarına anlatmaktadır.

Buna göre, Onur, bu şekil ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisini söylerse arkadaşlarını yanıltmış olur?

A) 4 numaralı bağ bir zayıf etkileşimdir.
B) 1, 2 ve 3 numaralı bağlar kovalent bağlardır.
C) Şekil katı ya da sıvı NH₃ maddesinin kimyasal türlerini gösteriyor.
D) 4 numaralı bağı koparsa, madde gaz haline geçer.
E) 4 numaralı bağı koparmak, 1 numaralı bağı koparmaktan daha zordur.

Cevabı göster

Cevap

E

Çözümü göster

Örneğin çözümü:

• Top-çubuk modelinde:
  • Toplar, moleküldeki atomları gösterir:
    • 1 tane N atomu 3 tane H atomu var.
    • O zaman molekül, NH₃ molekülüdür.
  • Toplar arasındaki çubuklar kovalent bağları gösterir:
    • 1, 2 ve 3 nolu çubuklar kovalent bağlardır. (B şıkkı doğrudur.)
    • Kovalent bağlar güçlü etkileşimlerdir.
• Moleküller arasındaki kesikli çizgiler zayıf etkileşimleri gösterir:
  • 4 numaralı çizgiler. (A şıkkı doğrudur.)
• Zayıf etkileşimler, maddeleri katı ya da sıvı halde tutar. (C şıkkı doğrudur.)
• Zayıf etkileşimler koparsa madde gaz haline geçer. (D şıkkı doğrudur.)
• Zayıf etkileşimler daha kolay kopar. Yani 4 numaralı bağ 1, 2 ve 3 numaralı bağlardan daha kolay kopar. (E şıkkı yanlıştır.)

Cevap E şıkkıdır.

Konu Özeti

Kimyasal Türler Arası Etkileşimlerin Sınıflandırılması konusunda bilememiz gerekenler şunlardır:

• Kimyasal türler arası etkilelşimler demek, kimyasal türlerin aralarında kurdukları bağlar demektir.
• Kimyasal türler arası etkileşimler, bağı kuran kimyasal türlere göre ikiye ayrılır:
  1. Atomlar arası etkileşimler: Sadece atomlar ve iyonlar arasında kurulan bağlardır.
  2. Moleküller arası etkileşimler: Sadece moleküller arasında kurulan bağlardır.
• Kimyasal türler arası etkileşimler, bağın sağlamlığına göre de ikiye arılır:
  1. Güçlü etkileşimler: Bu sınıfa giren bağları koparmak daha zordur, daha çok enerji gerektirir. Güçlü etkileşimlere “kimyasal bağlar” da denir.
  2. Zayıf etkileşimler: Bu sınıfa giren bağlar daha zayıftır ve daha kolay koparlar. Zayıf etkileşimlere “fiziksel bağlar” da denir.
• Güçlü etkileşimler 3 tanedir:
  1. İyonik bağ
  2. Kovalent bağ
  3. Metalik bağ
• Zayıf etkileşimler 2 tanedir:
  1. Van der Waals Kuvvetleri
  2. Hidrojen Bağı
• Van der Waals Kuvvetleri 6 tanedir:
  1. Dipol – iyon etkileşimleri
  2. Dipol – dipol etkileşimler
  3. Dipol – indüklenmiş dipol etkileşimleri
  4. İyon – indüklenmiş dipol etkileşimleri
  5. İndüklenmiş dipol – indüklenmiş dipol etkilemişleri (Bu etkileşimlere London Kuvvetleri de denir.)
• Bütün etkileşimler, elektronlar ve protonlar arasındaki çekim kuvvetinden başka bir şey değildir.
• İki kimyasal tür birbirine yaklaştığınıda, aralarında itme kuvvetleri de oluşur çekme kuvvetleri de. Bağ kurulabilmesi için, kimyasal türler arasındaki çekim kuvvetlerinin daha güçlü olması gerekir.
• Kimyasal bağlar, güçlü etkileşimlerdir. Kimyasal olaylarda, güçlü etkileşimler oluşur ya da kopar.
• Zayıf etkileşimlerin hepsi fiziksel bağdır. Fiziksel olaylarda, zayıf etkileşiler oluşur ya da kopar.
• Zayıf etkileşimler maddelerin katı ve sıvı halde olabilmesini sağlar.
• Zayıf etkileşimler, maddelerin birbiri içinde çözünebilmesini sağlar.
• Güçlü etkileşimler, bileşiklerin oluşmasını sağlar. İyonik bağ ile iyonik bileşikler oluşur, kovalent bağ ile de kovalent bileşikler oluşur.
• İyonik bağ iyonik bileşiklerin kristallerini, kovalent bağ kovalent bileşiklerin moleküllerini oluşturur.
• Zayıf etkileşimler, molekküler arasına çizilen kesikli çizgilerle gösterilir.