Kovalent Bağ

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