Slayt 1 - WordPress.com

KİMYASAL BAĞLAR
KİMYASAL BAĞLAR
 İYONİK BAĞ
 KOVALENT BAĞ
 MOLKÜLLERİN POLARLIĞI
 MOLEKÜL GEOMETRİLERİ
 HİBRİTLEŞME KURAMI İLE
MOLEKÜL GEOMETRİLERİ
 REZONANS
 METALİK BAĞ
 AĞ ÖRGÜSÜ
 İYONİK BİLEŞİKLER
 MOLEKÜL YAPILI BİLEŞİKLER
DEĞERLİK ELEKTRONLARI
KİMYASAL BAĞ ÇEŞİTLERİ

İYONİK BAĞ: İyonik bağ, metal atomları ile ametal atomları
arasında Elektron Transferi ile oluşan kimyasal bağdır.
Metallerin iyonlaşma enerjisinin düşük, ametallerin (soy gazlar
hariç)
elektron ilgileri yüksektir. Bu iki grup arasındaki
bileşiklerin büyük çoğunluğunda, metalden ametale elektron
aktarımına dayanan iyonik bağ görülür.
İyonik bağ modelinde, metal atomunun elektron vererek pozitif;
ametal atomunun da verilen elektronları alarak negatif iyonlara
dönüşür.
1A ve 2A grubu metallerinin
ametallerle yaptığı iyonik
bileşiklerde iyonlar oktet ve dublet kuralına uyarlar.
Örneğin; Sezyum (Cs) ve klor (CI) dan CsCI oluşumu:
Cs, iyonlaşma enerjisi çok düşük olan bir alkali metaldir. Klor
da elektron ilgisi ve elektronegatifliği yüksek olan bir halojendir
İYON BAĞI ÖRNEKLERI
NaCl
MgO
CaF2
CsCl
H
2.1
Li
1.0
Be
1.5
Na
0.9
Mg
1.2
K
0.8
Ca
1.0
Rb
0.8
He
O
3.5
F
4.0
Ne
-
Cl
3.0
Ar
-
Br
2.8
Kr
-
Sr
1.0
I
2.5
Xe
-
Cs
0.7
Ba
0.9
At
2.2
Rn
-
Fr
0.7
Ra
0.9
Ti
1.5
Cr
1.6
Fe
1.8
Elektron verirler
Ni
1.8
Zn
1.8
As
2.0
Elektron alırlar
ÖRNEKLER
Hidrojen Klorür
H − Cl
•
•
HCl
•
•
•
•
•
•
••
•
•
•
•
CO Karbon monoksit
CO
•
•
O=C=O
•
•
CO2 Karbon dioksit
19
NOT:
İki atom arasındaki elektronegatiflik farkı büyüdükçe bağın polarlığı
(dipol momenti de büyür. Elektronegatiflik farkı 1.7 den büyük olan
atomlar arasındaki kovalent bağların çoğu, iyonik nitelik taşır (HF, bu
genellemenin dışındadır.)
MOLEKÜL GEOMETRİLERİ

Molekül geometrileri,”değerlik elektron çiftlerinin itmelerine”
dayanan bir modelle tasarlanabilir. Bu modele göre, her
molekülün bir merkez atomu (molekülde en çok bağ yapabilen
atom) vardır, diğer atomlar bu merkeze birli, ikili ya da üçlü bir
kovalent bağla bağlanmıştır.
Molekül geometrisini, sigma bağları (iki atom arasında
oluşan ilk kimyasal bağdır) ile serbest elektron çiftlerinin sayısı
belirler. Pi bağları (iki atom arsında oluşan ikinci ve üçüncü
kimyasal bağlar) geometride etkili değildir.
Merkez atomu çevresindeki elektron çiftleri, birbirlerinden
olabildiğince uzak duracak açılara, yani elektron çiftleri arasındaki
itmeleri en aza indirebilecek açılara yerleşir. Bu düşüncenin
ışığında bir molekülün geometrisi öngörülebilir.
Merkez atomu çevresinde iki tip değerlik elektron çifti olabilir:
kovalent bağ yapmış elektron çiftleri, bağ yapmamış elektron çiftleri
(serbest elektron çifti).
Merkez atomu çevresinde tüm değerlik elektron çiftleri bağ yapmış ise;
geometrik şekiller aşağıdaki gibidir.
Merkez atomu çevresinde bir elektron çifti bağ yapmamış ise,
molekülün geometrisi üçgen piramit, iki elektron çifti bağ yapmamış ise,
molekülün geometrisi kırık çizgi şeklindedir
Bağ yapmamış elektron çiftleri, bağ yapmışlara göre daha
"oynak"tır. Nitekim serbest elektron çiftleri arasındaki itme, bağ
yapmışlara göre daha fazladır. Bu nedenle H₂O molekülündeki H-O-H
açısı 109.5° den daha düşük 104.5° dir. Sonuç olarak HOH, kırık çizgi
şeklindedir.
HİBRİTLEŞME KURAMI İLE MOLEKÜL
GEOMETRİLERİ:

Hibritleşme;
Merkez
atomdaki
değerlik
kaynaşarak eşdeğer orbitaller oluşturmasıdır.
Örneğin; CH₄ molekülünün oluşumu:
orbitallerinin
atom olan karbon atomu için;
Temel durum: 1s² 2s² 2p²
Uyarılmış durum: 1s² 2s¹ 2p³ şeklindedir.
 Merkezi


(Hidrojen atomları, karbon atomunun 2s ve 2p orbitallerine
bağlanmış ise C - H bağları özdeş uzunlukta ve özdeş bağ
enerjisinde değildir. Çünkü 2s ve 2p orbitallerinin enerjileri yakın;
ama aynı değildir. Yine bu durumda moleküldeki hidrojen atomları
arasında 90° lik açılar olmalıdır; çünkü 2p orbitalleri (2px' 2py.
2pz) birbirine diktir. Deneysel gerçekler, bu varsayımlarla
uyuşmamaktadır.)
Deneyler, CH₄ molekülünde 4 (C - H) bağının aynı uzunlukta, 2s
ile 2p nin enerjisi arasında aynı bağ enerjisinde olduğunu,
molekülde tek bir tipik açı (109.5°) bulunduğunu göstermektedir.
Bu durum ancak hibritleşme kuramı ile açıklanabilmektedir. Bu
kurama göre;
1. Hibrit bağları, sigma bağı niteliğindeki kovalent bağlardır. Pi
bağları hibrit bağları değildir.
2. Her molekül, genel olarak, bir merkez atomuna başka atomların
bağlandığı kararlı bir kümedir. Moleküllerin oluşumu ve biçimi,
atomlardaki değerlik orbitallerinin kaynaşarak hibrit orbitalleri
oluşturmalarıyla açıklanır.
3. Merkezi atomunda kaç değerlik orbitali kaynaşıyorsa aynı
sayıda hibrit orbitali oluşur.
4. s ve p orbitalleri arasında üç farklı hibritleşme olabilir: sp, sp² ,
sp³. Hibritleşmeye d orbitalleri de katılabilir.
önemlileri sp³d ve sp³d² hibritleridir.
Bunların en
Bu kuramlara göre CH₄ molekülünde merkezi atom karbondur
ve molekülde hidrojenlerin bağlandığı, birbirine eşdeğer 4 bağ
bulunmaktadır. Kaynaşmayı sağlayan merkezi atomun bir tane s üç
tane p orbitalidir. Hibrit orbitalleri kaynaşmaya katılan orbitallerin
cins ve sayıları ile belirtilir. Buna göre CH₄ molekülü 4 adet sp³
hibriti oluşturmuştur.
Bu dört eşdeğer hibrit orbitalinin herbiri bir düzgün
dörtyüzlünün (tetrahedral) köşelerine doğru yönlenmiştir. Hibrit
orbitallerine de hidrojen atomları bağlanarak metan oluşur. Bu
nedenle metan molekülünde bağ orbitallerinin, karbondaki sp³
hibrit atomik orbitalleri ile hidrojen atomlarının 1s orbitallerinden
oluştuğu söylenebilir.
İki çekirdeği doğrudan doğruya bağlayan temel bağa sigma bağı
denir. CH₄ de C - H bağları, aynı zamanda sigma bağlarıdır. Buna göre
CH₄ de 4 adet sigma bağı vardır.
sp³ hibritleşmesi; H₂0 ve NH₃ bileşiklerindeki bağ açılarını da
açıklar. Bu moleküllerde bağ açıları, düzgün dörtyüzlü açısına
(109°) oldukça yakındır (suda 104.5°; amonyakta 107°). Öyleyse
suda oksijen, amonyakta da azotun sp³ hibritleri oluşturur.
(Eğer iki hidrojenin 1s elektronları oksijenin 2p orbitallerine
bağlanmış olsaydı; p orbitallerinin birbirine dik olmaları nedeniyle
sudaki bağ açısı 90° olurdu. Ama bu açı dik değil 104.5° dir.)
H₂0
daki
oksijen
atomunun
2s
ve
2p
değerlik
orbitallerinden oksijen atomu etrafında dört sp³ hibrit orbitali
oluşturulur. Bunlardan iki tanesi doludur; (bunlar bağ yapmaya
katılmayanlardır); diğer ikisi yarı doludur ve bunlara birer
hidrojen atomu bağlanır. Bu durumda dört sp³ hibrit
orbitalinden 2'si eşdeğerdir.
sp³ hibritlerinin dördü eşdeğer olmadığı için H₂0 deki
açı düzgün dörtyüzlünün karakteristik açısından biraz sapar.
Burada bağ yapmayan iki çift elektronun, bağ elektronları
üzerinde itici etkisi bağ açısını küçültür.
NH₃ molekülünde de durum aynıdır. Ancak NH₃ molekülünde azot
atomunun 2s ve 2p değerlik orbitallerinden oluşan dört sp³ hibrit
orbitallerinden bir tanesi doludur (bağ yapımına katılmaz), diğer üçü yarı
doludur ve bunlara birer hidrojen atomu bağlanır. Bu durumda dört sp³
hibrit orbitalinden 3'ü eşdeğerdir. sp³ hibritlerinin dördü eşdeğer
olmadığı için NH₃ deki açı düzgün dörtyüzlünün karakteristik açısından
biraz sapar. Burada bağ yapmayan bir çift elektronun, bağ elektronları
üzerinde itici etkisi H₂0 molekülüne göre daha az olur.
Bu sebeple su molekülünde bağ açısı 104.5°; amonyakta
ise 107° dir ve düzgün dörtyüzlünün bağ açısından (109°)
daha küçüktür.
sp² hibritleşmesinde, merkez atomu çevresinde özdeş
nitelikte üç hibrit orbitali (üç sp²) oluşur. Merkez atomu
çevresindeki üç elektron çiftini en uzağa savuran açı 120° dir.
sp hibritleşmesinde, merkez atomu çevresinde özdeş nitelikte
iki hibrit orbitali (iki sp) oluşur; bunların her biri de zıt spinli
iki elektron çiftini en uzağa savuran açı 180°’dir.
Hibritleşme ve hibrit orbitalleri (animasyon)
Merkez atomunun hibrit tipi ve hibritin geometrisi:
(Merkez Atomu (A) Üzerinde Serbest Elektron Çift Bulunan
Moleküllerin Şekli ve Hibriti)
Hidrojen Bağı
Su Molekülü ve Hidrojen Bağı