GÜÇLÜ ETKİLEŞİMLER - Kimyasal Bağ - Kimya Budur - TYT Kimya - 9. Sınıf Kimya -

GÜÇLÜ ETKİLEŞİMLER – Kimyasal Bağ

*Güçlü Etkileşimler konusuna ait PDF Ders Notu için TIKLAYIN!

Atom veya iyonlar arasında gerçekleşen, molekül içi kuvvetler olarak kabul edilen etkileşimlere güçlü etkileşim (kimyasal bağ) denir. Güçlü etkileşimler maddenin kimyasal özelliğini (kimliğini) belirler. İyonik bağ, kovalent bağ ve metalik bağ güçlü etkileşim sınıfındadır.

İYONİK BAĞ

İyonik bağ; metal atomları ile ametal atomları arasında elektron alışverişi sonucu meydana gelen elektrostatik çekim kuvvetidir. Metal atomu elektron vererek pozitif yüklü iyon (katyon), ametal atomu elektron alarak negatif yüklü iyon (anyon) oluşturur. NaCl, MgO, Na2SO4, NH4NO3 gibi bileşikler iyonik bileşiklere örnektir.

Genellikle bir metal katyonu ve bir ametal anyonundan oluşan tuzlar iyonik bileşiklere örnektir.

İki kural: İyonik ve kovalent bağ oluşumu sırasında iki kural geçerlidir.
Dublet: Atomun son katmanındaki elektronlarını 2’ ye tamamlayarak kararlı soygaz (He) düzenine ulaşmasıdır. H, Li, Be, B, C elementleri oktet kuralına uyar.
Oktet: Atomun son katmanındaki elektronlarını 8’ e tamamlayarak kararlı soygaz düzenine ulaşmasıdır. O, N, Mg, Ca, gibi

İyonik Bağın Oluşumu

İyonik bağ oluşurken elektron alış verişi atomun değerlik katmanında (en dış katman) gerçekleşir. Değerlik katmanındaki bu elektronlara değerlik elektronları denir. Bağ oluşumunda bir atomun elektron alışverişinde kullanacağı elektron sayısı oktet ve dublet kuralına uyacak şekilde değerlik katmanı tarafından belirlenir. Değerlik elektronlarının hareketi üzerinden gerçekleşen bağ oluşumu “Lewis Gösterimi” ile kolaylıkla açıklanabilir.

Lewis Yapısı

Elementlerin değerlik elektronlarının element sembolü üzerinde noktalarla gösterimi ile oluşan yapıdır. Bir elementin Lewis Yapısı yazılırken değerlik elektronları element sembolünün dört tarafına tek tek yerleştirilir. 4 den fazla değerlik elektronu varsa elektronlar en fazla ikili olacak şekilde eşleştirilir.

İyonik Bileşiklerin Örgü Yapısı

İyonik bileşikler kovalent bağlı bileşikler gibi molekül olarak adlandırılmaz. İyonik bileşiklerde sonsuz sayıda zıt yüklü iyon itme

Sodyum klorür bileşiğinin kristal örgü yapısı. İyonik bileşikler molekül olarak adlandırılmaz.

ve çekme kuvvetlerini dengeleyecek şekilde bir araya gelir ve belirli bir geometriye sahip ağ örgüsü oluşturur.

Örneğin, sodyum klorürde her Naiyonu 6 Cl– iyonu tarafından ve her Cl–  iyonu da 6 Na+ iyonu tarafından çekilerek sodyum

klorür iyonik kristal yapısını oluşturur. İyonik kristalde tekrarlayan bu yapısal birimlere birim hücre adı verilir.

İyonik Bileşiklerin Özellikleri

* Tamamı oda koşullarında katıdır.
* Erime noktaları çok yüksektir.
* İyonik bileşiklerde erime noktası yük/yarıçap oranı arttıkça artar.
* Katı halde elektriği iletmez. Sıvı ve çözeltileri elektriği iletir.
* Kristal örgü biçimindedir. Molekül değildir.

İYONİK BİLEŞİKLERİN SİSTEMATİK ADLANDIRILMASI

İyonik bileşiklerin doğru adlandırılması için yaygın kullanılan bazı iyonların adları ve yükleri bilinmesi gerekir.

İyonik Bileşiklerin Formüllerinin Yazılması

1. Önce metal iyonu (katyon) sonra ametal iyonu (anyon) yazılır.
2. İyonların yükleri diğer elementin sağ alt köşesine çaprazlanır. Çaprazlama yapılırken yük işaretleri yazılmaz. Çaprazlama işleminde amaç toplam yükü sıfır yapmaktır.

3. Eğer iyonların yükleri eşit veya birbirinin katı ise sadeleştirme yapılır.

Ca2+ O2-     CaO şeklinde yazılır. Ca2O2 şeklinde yazılmaz.

4. Peroksit bileşiklerinde sadeleştirme yapılmaz.

H2O2, K2O2…. gibi bileşikler peroksit bileşikleridir ve sadeleştirme yapılmadan yazılır.

5. Katyon ve çok atomlu iyondan (kök) oluşan bileşiklerde, kökün altına
sayı yazılacaksa kök parantez içine alınır.

Cr3+    SO4 2-  iyonlarından oluşan bileşik; Cr2(SO4)3 şeklinde yazılır.

X ve Y elementlerinden oluşan bir iyonik bileşiğin formülü:

İYONİK BİLEŞİKLERİN ADLANDIRILMASI

İyonik bileşikler adlandırılırken önce katyon adı sonra anyon adı okunur. İyonik bileşikler metal-ametal, metal-kök, kök-kök ve kök-ametal ikililerinden oluşabilir.

1. Metal + Ametal Bileşiklerinin Adlandırılması

Metalin adı + ametal iyonunun adı yazılır.
Metal atomu birden fazla değerlik alıyorsa, adın sonuna değerlik
parantez içinde romen rakamıyla belirtilir.

MgBr2                   Magnezyum bromür (Mg2+ ve Br iyonlarından oluşur)

Al2S3                         Alüminyum sülfür (Al3+ ve Cliyonlarından oluşur)

FeO                       Demir(II) oksit (Fe2+ ve O2- iyonlarından oluşur)

Fe2O3                   Demir(III) oksit (Fe3+ ve O2– iyonlarından oluşur)

CuCl                      Bakır(I) klorür (Cu+ ve Cl iyonlarından oluşur)

CuCl2                    Bakır(II) klorür (Cu2+ ve Cl iyonlarından oluşur)

2. Metal + KÖK Bileşiklerinin Adlandırılması

Metalin adı + KÖK adı yazılır. KÖK’ün birim sayısı “1” değilse
paranteze alınır.

K2SO4                        Potasyum sülfat (K+ ve SO42- iyonlarından oluşur)

Ca3(PO4)2                Kalsiyum fosfat (Ca2+ ve PO42- iyonlarından oluşur)

FeCO3                         Demir(II) karbonat (Fe2+ ve CO32- iyonlarından oluşur)

Fe(OH)3                     Demir (III) hidroksit (Fe3+ ve OH iyonlarından oluşur)

3. KÖK + KÖK Bileşiklerinin Adlandırılması

Katyon olan KÖK + anyon olan KÖK adı yazılır.

NH4OH                  Amonyum hidroksit

NH4NO3                    Amonyum nitrat

(NH4)2SO4               Amonyum sülfat

(NH4)3PO4               Amonyum fosfat

4. KÖK + Ametal Bileşiklerinin Adlandırılması

KÖK + ametal adı yazılır.

NH4Cl                     Amonyum klorür

(NH4)2S                  Amonyum sülfür

 

KOVALENT BAĞ

 

KOVALENT BAĞIN OLUŞUMU

Ametal atomları arasında elektron ortaklaşması ile meydana gelen bağa kovalent bağ denir. Kovalent bağ oluşurken elementlerin değerlik elektronlarının bir kısmı bağa katılmaz. Bağ yapımına katılmayan elektron çiftlerine ortaklanmamış elektron çifti denir.

Kovalent bileşiklerin Lewis yapısı yazılırken iki elektronun ortaklanmasıyla oluşan bağ elektronları genellikle çizgi (-) ile gösterilir.

H2 (apolar kovalent bağ) ve HCl (polar kovalent bağ) bileşiklerinde kovalent bağ oluşumu

Hmolekülünde ortak kullanılan elektron çifti (bağlayıcı elektron çifti) bir tane olduğu için hidrojen atomları arasında tekli bağ oluşur. H2 molekülünde 1H atomları değerlik elektronlarını ortaklaşa kullanarak son katmanını ikiye tamamlar (dublet) ve kararlı 2He soygazının elektron düzenine ulaşır.

HCl molekülünün Lewis yapısını incelediğimizde hidrojen ve klor atomları arasında ortak kullanılan 1 çift bağlayıcı elektron, klor atomunda ise ortaklanmamış 3 çift elektron bulunur. HCl molekülünde ortak kullanılan elektron çifti bir tane olduğu için hidrojen ve klor atomları arasında tekli bağ oluşur. Elektron ortaklaşması sonucu hidrojen atomunun son katmanındaki elektron sayısını 2 ye tamamlarken (dublet), klor atomu 8 e tamamlar (oktet).

*İki ametal atomu arasında oluşan kovalent bağ tekli olabileceği gibi ikili ve üçlü de olabilir. İkili ve üçlü bağlarla ilgili geniş bilgi ileri konularda verilecektir.

Kovalent bağ, aynı atomlar arasında gerçekleşiyorsa (H2, N2, P4…) apolar kovalent bağ, farklı atomlar arasında gerçekleşiyorsa (HCl, H2O…) polar kovalent bağ adını alır.

Polar Kovalent Bağ

Farklı iki ametal atomunun  bağ elektronlarına sahip çıkma isteği (elektronegatiflik) farklıdır.  Bağ elektronları elektronegatifliği yüksek olan atom tarafından daha çok çekilir ve yük atomlar üzerinde eşit dağılmaz. Böylelikle elektronegatifliği yüksek olan atom kısmı negatif (-δ) yükle yüklenirken elektronegatifliği düşük olan atom kısmi pozitif (+δ) yükle yüklenir. Kalıcı olarak (+) ve (-) yükler oluşur. Bu tür bağa polar kovalent bağ denir. CO2, H2O, NH3, CH4, HCl, HBr gibi moleküllerde polar kovalent bağ bulunur.

Kovalent bağlı bileşiklerin özellikleri: 

* Genellikle elektriği iletmezler.
* Bağ yapımı sırasında elektronlar ortaklaşa kullanılır ve orbital örtüşmesi meydana gelir.
* Düşük erime ve kaynama noktasına sahiptir.
* Moleküllerden meydana gelir.

Apolar Kovalent Bağ

Bağ yapan aynı ametal atomları bağ elektronlarını eşit miktarda çeker ve atomlar üzerinde yük eşit dağılır. Bu tür bağa apolar (kutupsuz) kovalent bağ denir. Apolar kovalent bağda bağ yapan atomların elektronegatiflik farkı sıfırdır. H2, N2, O2, P4,  gibi moleküllerde apolar kovalent bağ bulunur.

MOLEKÜLLERİN LEWİS YAPISI VE POLARLIK

Polar ve apolar moleküllere örnekler

Bağın polarlığı dışında bir de molekülün polarlığı söz konusudur.  Bileşiğin Lewis yapısı molekülün polarlığı hakkında bilgi verir. Yük molekülün bütününe dengeli (simetrik) şekilde dağılmışsa molekül apolardır. Fakat yük dağılımı her yönde aynı değilse molekül polardır. Molekülün polar olup olmadığını anlamak için Lewis yapısı yazılarak aşağıdaki genellemeler dikkate alınır:

  • Merkez atomda (en fazla bağ yapmış atom) bağ yapmamış elektron çifti var ise molekül polar, elektron çifti yoksa apolardır.
  • Merkez atoma bağlı çevre atomların tamamı aynı ise molekül genellikle apolardır.
  • Aynı atomlardan oluşmuş apolar kovalent bağlı moleküller apolardır.

Apolar moleküller: H2, N2, O2, P4, CO2, CCl4, CH4, C6H6, BH3, BeH2.

Polar moleküller:  NH3, H2O, CHCl3, CH3Cl, SO2, C2H5OH, CH3COOH, HCl, HBr.

Bazı moleküllerin Lewis yapısını inceleyip molekülün polarlığını tayin edelim:

Cl2 molekülü, (17Cl)

Cl2 molekülünde bağ yapan elektron çifti 1 tane olduğu için klor atomları arasında tek bağ oluşur. Clmolekülü apolar kovalent bağ içerir. Molekülde polar kovalent bağ bulunmaz. Yük dengeli bir şekilde dağıldığı için molekül apolardır.

O2 molekülü (8O)

 

 

O atomu 6 tane değerlik elektron sayısına sahiptir ve oktete ulaşmak için 2 elektronunu bağ yapımında kullanabilir. O2 molekülünde görüldüğü gibi bağ yapan elektron çifti iki tane olduğundan oksijen atomları arasında ikili bağ oluşur. Oyalnızca molekülü apolar kovalent bağ içerir. Yük dengeli bir şekilde dağıldığı için molekül apolardır. 

N2 molekülü (7N)

 

 

N atomunun 5 tane değerlik elektron sayısına sahiptir ve oktete ulaşmak için üç elektronunu bağ yapımında kullanabilir. Böylelikle iki azot atomu arasında üçlü bağ meydana gelir. N2 molekülünde görüldüğü gibi bağ yapan elektron çifti üç tane olduğundan azot atomları arasında üçlü bağ oluşur. Yük dengeli bir şekilde dağıldığı için molekül apolardır. 

H2O molekülü (1H, 8O)

 

 

H2O molekülünde O ile H atomu arasında polar kovalent bağ bulunur. Oksijen atomu iki elektronunu iki hidrojen atomu ile ortaklaşa kullanır ve oktete ulaşır. Her bir hidrojen atomu ise birer elektronunu oksijen atomu ile ortaklaşa kullanarak dublete ulaşır. Böylelikle oksijen ve hidrojen atomları arasında tekli bağ oluşur.  Lewis yapısında görüldüğü üzere H2O molekülünde merkez atom olan oksijen atomunda iki adet ortaklanmamış elektron çifti bulunmaktadır. Yük dağılımı eşit olmadığından molekül polardır.

NH3 molekülü  (1H, 7N)

NH3 molekülünde N ile H atomu arasında polar kovalent bağ bulunur. N atomu üç elektronunu bağ yapımında hidrojenle ortaklaşa kullanır ve değerlik katmanını 8 e (oktet) tamamlar. Hidrojen atomunun her biri bir elektronunu azot atomu ile ortaklaşa kullanarak değerlik katmanını 2 ye (dublet) tamamlar. Böylelikle azot atomu üç hidrojen atomu ile tekli bağ oluşturarak NH3 molekülünü meydana getirir. NH3 molekülünde görüldüğü üzere merkez atomda bir adet ortaklanmamış elektron çifti bulunmaktadır. Yük dağılımı eşit olmadığından molekül polardır.

BH3 molekülü (1H, 5B)

BH3 molekülünde B ile H atomu arasında polar kovalent bağ bulunur. B atomu üç elektronunu bağ yapımında hidrojenle ortaklaşa kullanır ve değerlik katmanını 8 e (oktet) tamamlar. Hidrojen atomunun her biri bir elektronunu bor atomu ile ortaklaşa kullanarak değerlik katmanını 2 ye (dublet) tamamlar. Böylelikle bor atomu üç hidrojen atomu ile tekli bağ oluşturarak BH3 molekülünü meydana getirir. BH3 molekülünde görüldüğü üzere merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti bulunmamaktadır. Yük dağılımı eşit olmadığından molekül apolardır.

CO2 molekülü (6C, 8O)

 

CO2 molekülünde C ile O atomu arasında polar kovalent bağ bulunur. C atomu dört elektronunu bağ yapımında oksijenle ortaklaşa kullanır ve değerlik katmanını 8 e (oktet) tamamlar. Oksijen atomunun her biri iki elektronunu karbon atomu ile ortaklaşa kullanarak değerlik katmanını 8 e (oktet) tamamlar. Böylelikle karbon atomu iki oksijen tomu ile ikili bağ oluşturarak CO2 molekülünü meydana getirir. CO2 molekülünde görüldüğü üzere merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti bulunmamaktadır. Oksijen atomlarında ortaklanmamış elektron çifti bulunsa da yük dengeli (simetrik) bir şekilde dağılmıştır ve  molekül apolardır.

CH4 molekülü (6C, 1H)

CH4 molekülünde C ile H atomu arasında polar kovalent bağ bulunur. C atomu bağ yapımında dört elektronunu dört hidrojenle ortaklaşa kullanır ve değerlik katmanını 8 e (oktet) tamamlar. Hidrojen atomunun her biri bir elektronunu karbon atomu ile ortaklaşa kullanarak değerlik katmanını 8 e (oktet) tamamlar. Böylelikle karbon atomu dört hidrojen atomu ile tekli bağ oluşturarak CH4 molekülünü meydana getirir. CH4 molekülünde görüldüğü üzere merkez atomda (C atomu) ortaklanmamış elektron çifti bulunmamaktadır. Yük dengeli (simetrik) bir şekilde dağılmıştır ve molekül apolardır.

KOVALENT BİLEŞİKLERİN SİSTEMATİK ADLANDIRILMASI

Sayılar ve Latince adları
  • Basit kovalent bileşiklerde elektronegatifliği düşük olan atom (bileşikte pozitif değerlik alır) önce, elektronegatifliği yüksek olan sonra (bileşikte negatif değerlik alır) yazılır.
  • Adlandırmada birinci elementin adı, ikinci elementin anyon adı yazılır.
  • Adlandırma yapılırken atomların bileşikteki sayıları latince ön ek şeklinde belirtilir. İlk yazılan atom tekse sayısı belirtilmez (mono yazılmaz). Örneğin, CO molekülü mono karbon monoksit değil, karbon monoksit şeklinde adlandırılır.
  • Bazı durumlarda ikinci atomun sayısı bir ise mono ön eki kullanılmaz. Örneğin, NO molekülü azot monoksit ya da azot oksit şeklinde okunabilir.

Bazı kovalent bileşiklerin formülleri ve adlandırmaları: 

NBr3   : Azot tribromür

P2O3    : Difosfor trioksit

CO      : Karbon monoksit

N2O    : Diazot monoksit

SF4     : Kükürt tetraflorür

CS2       : Karbon disülfür

METALİK BAĞ

Metalik Bağın Oluşumu

Metalik bağ; metal atomları arasında elektrostatik çekim kuvvetinden kaynaklanan kimyasal bağdır.
Periyodik tablonun sol tarafında yer alan metal atomları elektron verme eğilimi yüksek olduğundan serbest hareket edebilen değerlik elektronlarına sahiptir. Bununla birlikte metal atomları boş değerlik orbitallerine sahiptir. Na, Fe, Cr, K elementleri metallere örnektir.
Metallerin son katmanlarında az sayıda elektron, çok sayıda boş orbital bulunur. Bu az sayıda değerlik elektronları hem kendi hem de komşu

atomların orbitallerinde yer alabilirler. Böylece hareketli elektronlar sayesinde bir elektron denizi oluşur ve bu deniz + yüklü metal atomlarını bir arada tutar. Elektron denizi ile + yüklü atomlar arasındaki elektrostatik çekim kuvvetine metalik bağ denir. Fe-Fe, Na-Na, Mg-Mg etkileşimleri metalik bağa örnektir.

Metalik bağın metallere kazandırdığı bazı özellikler:
• Isı ve elektriği iletirler.
• Yüzeyleri parlaktır.
• Tel ve levha hâline getirilebilirler.
• Esnektirler, dövülebilirler ve şekillendirilebilirler