kimyasal türle arası etkileşimler

KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER
Zayıf ve güçlü etkileşimler olmak üzere iki türdür. Zayıf etkileşimler fiziksel özelliklerin,
güçlü etkileşimler ise kimyasal özellikleri belirler.
Moleküller, atomlar, iyonlar ve radikaller kimyasal türleri meydana getirirler bu tanecikler
etkileşerek yeni maddeleri oluşturur veya maddenin fiziksel hallerini belirler.
ATOMLAR: Bir maddenin bütün özelliklerini gösteren en küçük yapı taşlarıdır. Soygaz
grubundaki elementler doğada atomik halde bulunurlar.
MOLEKÜLLER: En az iki atomun kimyasal bağ ile bağlanmasıyla oluşan maddelere denir.
Moleküller aynı cins atomlardan veya farklı cins atomlardan da oluşabilir. Ametallar doğada
moleküler halde bulunurlar.
Atomik Moleküller; O2, N2, F2 , Cl2 , P4, S8, O3 … gibi.
Bileşik Moleküller: CO2, NO2, SO2, HCl...gibi.
NOT: NaCl, AlCl3, NaNO3 gibi iyonik bileşikler esasen molekül değil iyonik kristaller
olarak bilinirler. Kovalent bağlı bileşiklere molekül denir.
İYONLAR: Negatif veya pozitif yüklü olan bir atom veya atomlar grubuna iyon denir.
Tuzlar iyonik bileşiklerdir.
Tek atomlu iyonlar ; N-3 ,S-2 ,F-1…
Çok atomlu iyonlar ; OH-,NH4+, CO3-2…
RADİKALLER: Oktetini tamamlamamış bir ya da daha fazla ortaklaşmamış elektronu
bulunan kimyasal türlere radikaller denir. Radikaller yüksek enerjili ve kararsız ara
ürünlerdir. Ortaklaşmamış elektronlar tek bir noktayla gösterilir.
Örnek:
I - .CH3
IINa+
III - N2
IV Verilen maddelerden hangileri radikal gruptur?
Çözüm: Atom veya atom grupları bir veya birden fazla eşleşmemiş elektron bulunduruyorsa
radikal denir.
Cevap:I ve IV
Abdullahsivari.com
GÜÇLÜ ETKİLEŞİMLER
Atomları bir arada tutan çekim kuvvetine kimyasal bağ denir. Bağ oluşumları ekzotermik (
ısı veren ) bağ kopmaları endotermiktir ( ısı alan ).
Kimyasal bağ üç türdür:
1. iyonik bağ
2. kovelent bağ
3. metalik bağ
İYONİK BAĞ: Metal ve ametal atomların elektron alışverişiyle oluşturduğu bağa iyonik bağ
denir. Yani zıt yüklü katyon ve anyoların arasındaki çekim kuvvetleridir.
11Na:
1s22s2p63s1
17Cl:
1s22s22p63s23p5
KOVALENT BAĞLAR VE ORBİTAL ÖRTÜŞMELERİ
Ametal atomlarının elektron ortaklaşması sonucu oluşturduğu bağa kovalent bağ denir.
Kovalent bağ oluşurken en az iki elektron ortaklaşa kullanılır ve kullanılan bu elektronlar zıt
sipinlidir. Ortaklaşa kullanılan elektron çifti tek çizgiyle ( - ) gösterilir.
H2 molekülü oluşurken her bir hidrojen elektronu birbirini iter. Fakat bu elektronlar itme
kuvvetini yenecek şekilde hızlanarak çarpışırlar. Yani yarı dolu s orbitalleri örtüşür.
Çekirdekler arasındaki elektronlar bir çekim kuvveti oluşturur ve bu olaya orbital örtüşmesi
denir.
Kovalent bağlar orbitallarin örtüşmesiyle oluşur. Örneğin HCl bileşiği oluşurken s ve p
orbitalleri örtüşür, F2 molekülleri oluşurken de s-s orbitalleri örtüşür.
A ) Apolar kovalent bağ : Aynı ametal atomlarının elektron ortaklaşması yaparak
oluşturduğu bağa denir. Ortaklaşa kullanılan elektronlar her iki atom tarafından eşit oranda
çekilir ve bir kutuplaşma meydana gelmez. H2, N2, O2, Cl2 ve O3 moleküllerinde apoler
Abdullahsivari.com
kovalent bağ bulunur. Atomlar arasındaki tekli bağlar sigma bağıdır. Sigma bağları
oluşmadan pi bağları oluşmaz. Sigma bağları pi bağlarından kuvvetlidir. Kimyasal
tepkimelerde önce pi bağları kopar. Açık zincirli moleküllerde sigma bağ sayısı atom
sayısından 1 eksiktir. Siklo ( halkalı ) bileşiklerde ise atom sayısına eşittir.
B ) Polar kovalent bağ : Farklı ametal atomlarının elektron ortaklaşması yaparak
oluşturduğu bağa denir. Ortaklaşa kullanılan elektronlar her bir atom tarafından farklı bir
kuvvetle çekildğinden kutuplaşma meydana gelir. CO2, HCl, H2O, NH3, BF3 ve CH4 gibi
moleküllerde polar kovalent bağ oluşturur.
BF3 molekülünde atomlar arası polar
kovalent bağ vardır. F atomlarının
elekronegatifliği daha fazla olduğundan bağ
elektronları flora daha yakındır ve flor
atomları kısmi negatif yüklenir. Bor atomu
ise kısmi pozitif yüklenir.
C) Koordine kovalent bağ:
Kovalent bağ iki elektronun ortaklaşa kullanılmasıyla oluşur. Ortaklaşa kullanılan
elektronların her ikisini de aynı atom veriyorsa oluşan bağa koordine kovalent bağ denir
N ve H arasında ortak kullanılan elektronların her ikisine de N atomu vermiştir.
NH4+ , BF4- , SO2, H3O+ taneciklerinde koordine kovalent bağ bulunur.
Kovalent ağ örgüsü:
Grafit,elmas ve katı silisyumda ağ örgülü kovalent yapı vardır. Kovalent ağ örgüsü bulunan
katıları erime noktaları yüksektir. .Elmasta her karbon atomuna 4 karbon atomu bağlıdır.
Grafitde ise karbon atomları altıgen halkalar şeklinde bulunur.
Abdullahsivari.com
MOLEKÜLLERDE POLARLIK VE APOLARLIK
Merkez atomun çevresindeki atomların çekim kuvvetleri birbirini nötürlüyorsa
( dipolmoment=0) molekül apolar, şayet çekim kuvvetleri nötürlemiyorsa ve bir kutuplaşma
oluyorsa ( dipolmoment ≠ 0) molekül polardır.
Örneğin: CH4, BF3, CO2,N2,H2 apolar ; NH3,H2O,CH3Cl,HF,HBr..polar moleküllerdir.
H
H
C
H
CH4 molekülünde;
C: Merkez atom
H: Yan atom
Merkez atomun çevresindeki yan atomların çekim
kuvvetleri birbirlerini nötrlediğinden
molekül apolar özellik gösterir.fakat kimyasal bağ
olarak atomlar arası bağ polar kovalent bağ içerir.
Molekülün polarlığı ile atomlar arası polarlık
karıştırılmamalıdır.
H
HF molekülü polardır ve dipol moment
yönelmesi elektronegatifliği yüksek olan flor
atomuna doğrudur.Dipol moment yönelmesi
okla gösterilmiştir.
METALİK BAĞ
Metal atomların kendi aralarında elektron alışverişi veya ortaklaşması yaparak bağ
oluşturamazlar. Metaller son yörüngedeki değerlik elektronlarına fazla bir çekim kuvveti
uygulayamaz. Metaller bu elektronları vererek soygaz elektron düzeyine ulaşmaya çalışırlar.
Metallerin son yörüngelerindeki orbitallerin çoğunluğu boştur, bu da elektronların rahat bir
şekilde hareket etmesini sağlar.
Birden fazla metal atomu bir arada bulunduğunda komşu atomların değerlik elektronları
karşılıklı eş enerjili orbitallere geçiş yapmaya başlar. Böylece hareketli elektronlar bir
elektron denizi oluşturur. Oluşan bu elektron denizi metallerin bir arada tutulmasını sağlar. Bu
elektron denizi ile pozitif metal iyonlar arasındaki elektriksel çekime metalik bağ denir.
Metallerde değerlik elekton sayısı arttıkça metalik bağ kuvveti artar.
ZAYIF ETKİLEŞİMLER
Molekülle arası etkileşimlere zayıf etkileşimler denir. Zayıf etkileşimler maddenin katı, sıvı
ve gaz halinde olmasını belirler.
1. Van der Waals bağları
a. Dipol-dipol bağları
b. İyon-dipol bağları
Abdullahsivari.com
2. Hidrojen bağı
c. İndüklenmiş dipol bağları
KALICI VE GEÇİCİ ( İNDÜKLENMİŞ ) DİPOLLER
Polar moleküllerde kalıcı dipoller olşur. Örneğin ; HCl, HBr, NH3 ve H2O da kalıcı dipoller
oluşur. Apolar moleküllerde ( N2, O2, CH4, BF3 ) geçici dipoller oluşur.
Apolar moleküllerde ve soygaz atomlarında elektron yoğunluğu eşit olarak dağılmıştır.
Bundan dolayı kalıcı dipoller oluşmaz. Bu tür maddelere dışarıdan elektriksel etki
yapıldığında elektronlar atomun veya molekülün bir bölgesinde toplanır. Bu sayede apolar
moleküller veya soygazlar polar yapı kazanır. Bu şekilde oluşan dipollere indüklenmiş
( geçici dipol ) denir.
1. VANDER WAALS ETKİLEŞİMİ :
Polar veya apolar moleküllerin hem kendi aralarında hemde başka taneciklerle
yapmış olduğu fiziksel bağlar(hidrojen bağı hariç) vander waals bağı olarak
adlandırılır. Bu bağlar maddenin yoğun fazında (katı ve sıvı) etkilidir.
A) DİPOL DİPOL ETKİLEŞİMİ
Polar moleküller arasında oluşan etkileşimlere denir. Bir molekülün artı(+) kutbu ile diğer
molekülün eksi (–) kutbu arasında gerçekleşen çekim kuvvetleridir. H2S ,HCl ve HBr..vb
bileşiklerde dipol dipol etkileşimi etkindir.Dipol dipol bağlarında hem çekme hemde itme
kuvvetleri bulunur.
B) İYON- DİPOL BAĞLARI
Kalıcı dipollerin pozitif kutbu ile negatif iyonlar ve kalıcı dipolün negatif kutbu ile pozitif
iyonlar arasında bir elektriksel çekim kuvveti oluşur. Bu çekim kuvvetine iyon-dipol bağları
denir.
İyonik katıların ( NaCl, KF, CaBr2… ), su gibi polar çözücülerde çözündüğünde iyon kalıcı dipol etkileşimleri oluşur
C) İNDÜKLENMİŞ DİPOLLER ARASINDAKİ BAĞLAR
Apolar moleküllerin ve soygazların uygun koşullar sağlandığında sıvı veya katı hale geçe
bildiği görülmüştür. Buda apolar moleküller ve soygaz atomları arasında bir etkileşim
oluştuğunu gösterir.Apolar moleküllerde ve soygazlarda anlık geçici dipoller oluşur. Farklı
atom veya moleküllerin anlık kısmi yükleri birbirini çeker ve böylece moleküller arası bağlar
oluşur. Oluşan bu etkileşime indüklenmiş dipol-indiklenmiş dipol etkileşimi denir.
İndüklenmiş dipoller arasındaki çekim kuvveti ilk kez FRİTT London tarafından açıklandığı
için bu kuvvetlere London kuvvetleri de denir. Londan kuvvetleri moleküller arası
etkileşimin en zayıfıdır.
İyon-indüklenmiş dipol etkileşimi:
Geçici indüklenmiş moleküller (apolar molekül) ile iyonik bir maddenin iyonları arasında
oluşan anlık çekim kuvvetlerine denir. Bu etkileşim çok zayıftır ve iyonları birbirinden
ayırarak çözmeye yeterli değildir. Örneğin apolar olan CH4 molekülü ile iyonik yapılı NaCl
karıştırıldığında anlık çok zayıf iyon-indüklenmiş dipol bağları oluşur . fakat bu bağlar Na+
ve Cl- arasındaki kuvvetli iyonik bağları koparamadığından çözünme gerçekleşmez.
Dipol- indüklenmiş dipol etkileşimi :
Polar moleküller ile indüklenmiş dipoller rasında oluşan anlık çekim kuvvetleri dipolindüklenmiş dipol bağlarıdır..dipol- indüklenmiş dipol bağları, polar moleküller arasındaki
ğüçlü dipol –dipol bağlarını koparmaya yetmediğinden çözünme olmaz.
Örneğin, polar H2O ve apolar CH4 molekülleri birbiri içinde çözünmez.
Abdullahsivari.com
Abdullahsivari.com