Upload
duongquynh
View
231
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
24.09.2016
1
Doç. Dr. Atilla EVCİN
Atom yapısı, bağları ve özellikleri
1 2
Bölüm Çıktıları Bu bölümün amacı, maddenin yapısı ile ilgili
kavramları anlatmak. Mühendislik malzemelerinin atomik yapı-
bağ-özellik arasındaki ilişkiyi sorgulamak. Atomik yapı, nanoyapı, mikroyapı ve
makroyapı gibi farklı seviyelerdeki yapılar hakkında bilgi edinmek.
3
Chapter Outline
2.1 Malzemelerin yapısı 2.2 Atomun yapısı 2.3 Atomun elektronik yapısı 2.4 Periyodik tablo 2.5 Atomik bağlanma 2.6 Bağlanma enerjisi ve
atomlararası boşluk
4
Nanotechnology Micro-electro-
mechanical (MEMS) systems-Airbag sensors
Nanostructures
Figure 2.1
Malzemelerin yapısı
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
2
5
Yapı seviyesi Örnek Teknoloji
Atomik yapı Kesici aletler-elmas
Atomik Düzenlenme: Kurşun zirkonyum titanat[Pb(Zrx Ti1-x )] yada PZT –
gaz ateşlemelerinde
Atomik Düzenlenme: Amorf silika – fiberoptik iletişim endüstrisi
Figures 2.2 – 2.4
Yapı seviyesi
6
Yapı seviyesi Örnek Teknoloji
Nanoyapı Nano-boyutlu demir oksit tanecikleri –ferroakışkanlar
Mikroyapı Metal ve alaşımların mekanik mukavemeti
Makroyapı Korozyon direnci için otomobillere boya
Figures 2.5 – 2.7
Yapı seviyesi
Her bir kimyasal element, atom çekirdeği içerisindeki proton sayıları veya atom numarası (Z) ile karakterize edilir.
Verilen bir elementin tüm atomlarında proton sayıları aynı olmasına rağmen, nötron sayıları (N) değişebilir. Bu nedenle, bazı elementlerin atomları iki veya daha fazla farklı atom kütlelerine sahiptir ve bunlar izotop olarak adlandırılır.
Bir elementin atom ağırlığı doğal olarak meydana gelen izotop atomlarının atom kütlelerinin ortalama ağırlığına eşittir ve atomik kütle birimi (a.k.b) atom ağırlığı hesaplamalarında kullanılabilir.
Bir elementin atom ağırlığı veya bir bileşiğin molekül ağırlığı a.k.b cinsinden malzemenin atomu (molekülü) veya kütlesi dikkate alınarak belirlenir. Buna göre, bir mol maddede 6,023 × 1023
(Avogadro sayısı) kadar atom veya molekül vardır.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
3
9
Atomun Yapısı
Atom numarası (Z) = Çekirdekteki proton sayısı
Atom ağırlığı (A) = proton sayısı + nötron sayısı
= atom numarası (Z) + nötron sayısı
İzotoplar çekirdekteki nötron sayıları farklı aynı elementin atomlarıdır…
H11 H (D)2
1 H (T)31
U23592 U238
92
Atom ağırlığıAtom numarası
Element SembolXAZ
10
Elementin Atom Kütlesi
ElementinAtom Kütlesi
=
İzotop (1) in doğada bulunmaoranı
x İzotop (1) in kütlesi +
İzotop (2) in doğada bulunmaoranı
x İzotop (2) in kütlesi
+...........
)868.107()10023.6)(100( 23
molg
molatomsg
Örnek
11
• C’un ortalama kütlesi:
• (0.98892)(12 akb) + (0.01108)(13.00335) = 12.011 akb.
Karbonun atom kütlesini hesaplayınız!Karbonun 2 karalı izotopu mevcuttur,C: 98.892 % 12C + 1.108 % 13C
Örnek
12
24Mg (%78.7) 23.98504 akb x 0.787 = 18.876226 akb25Mg (%10.2) 24.98584 akb x 0.102 = 2.548556 akb26Mg (%11.1) 25.98636 akb x 0.111 = 2.884486 akb
24.309268 akb
Magnezyum atom kütlesini hesaplayınız!Magnezyumun 3 karalı izotopu mevcuttur,
24Mg (%78.7); 25Mg (%10.2); 26Mg (%11.1).
İzotop (db%) Kütle (akb ) (dbo) Kütleye Katkısı
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
4
İzotopları Anladınız mı ?
13
Kaç tane proton, nötron ve elektron vardır ? C146 ?
6 proton, 8 (14 - 6) nötron, 6 elektron
6 proton, 5 (11 - 6) nötron, 6 elektron
İzotopları anladınız mı?
Kaç tane proton, nötron ve elektron vardır ? C116 ?
Molekül, kimyasal bağla tutulan belirli bir düzen içinde iki veya daha fazla atomun bir araya gelmesidir.
H2 H2O NH3 CH4
Diatomik molekül, sadece iki atom içerir.H2, N2, O2, Br2, HCl, CO
Poliatomik molekül, ikiden daha fazla atom içerir. O3, H2O, NH3, CH4
Molekül
İyon, pozitif veya negatif yüke sahip atom grupları veya atomdur
Katyon – pozitif yüklü bir iyondur.Eğer nötr bir atom bir veya daha fazla elektron kaybedersekatyon haline gelir.
Anyon – negatif yüklü bir iyondur.Eğer nötr bir atom bir veya daha fazla elektron kazanırsaanyon haline gelir.
Na 11 proton11 elektron
Na+ 11 proton10 elektron
Cl
17 proton17 elektron Cl-
17 proton18 elektron
İyon
Bir monoatomik iyon, sadece tek bir atom içerir.
Bir poliatomik iyon ise birden daha fazla atom içerir.
Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3-
OH-, CN-, NH4+, NO3
-
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
5
13 proton, 10 (13 – 3) elektron
34 proton, 36 (34 + 2) elektron
İyonları anladınız mı ?
Kaç elektron ve proton vardır Al2713 ?3+
Kaç elektron ve proton vardır Se78
342- ?
Modern Atom TeorisiBu teori atom çekirdeği etrafındaki elektronların bulunma ihtimalini, kuantum sayıları ve orbitallerle açıklar. Kuantum sayıları, bir ortamdaki elektronların enerji seviyelerini belirten tam sayılardır.
1. Esas (Baş) Kuant Sayısı2. İkincil (Sekonder) Kuant Sayısı3. Manyetik Kuant Sayısı4. Spin Kuant Sayısı
Dalga mekaniği modeline göre, bir atomda her bir elektron, kuantum sayısı olarak adlandırılan bu dört parametreyle belirtilir.
20
1. Esas Kuant Sayısı
n ile gösterilir. Bu sayı elektronun ait olduğu kabuğu veya enerji düzeyini belirtir.
n = 1, 2, 3, 4n ‘in değeri ne kadar büyükse elektron çekirdekten o kadar uzaktadır.n=1: 1s n=2: 2s 2pn=3: 3s 3p 3dn=4: 4s 4p 4d 4fn=5: 5s 5p 5d 5f 5g
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
6
4S
3S
2S
1S
3P
2P
22
2. İkincil Kuant Sayısı
Bir kabuktaki her alt kabuk bir ikincil kuant sayısı (ℓ) ile tanımlanır. Kabukta bulunan alt düzeyler için ℓ’nin aldığı değerler, kabuğun n değeri ile belirlenir.
ℓ = 0, 1, 2, 3,….(n-1)s p d f
s sharp (keskin)
p principal (asıl, baş)
d diffuse (yayılmış)
f fundamental (temel)
sıfatlarının baş harfleridir. bundan sonra harfler alfabetik sırayı takip eder.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
7
25
S orbitalleri P orbitalleri
D orbitalleri
28
F orbitalleri
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
8
3. Manyetik Kuant Sayısı
Her alt kabuk bir veya daha fazla orbital içerir. Bir alt kabuktaki orbital sayısı aşağıdaki denklemle bulunur.
Orbital sayısı : 2 ℓ + 1
Belli bir alt kabukta bulunan her orbital bir manyetik kuant sayısı (m) ile tanımlanır. Herhangibir alt kabuk için m ‘nin alabileceği değerler ;
m = - ℓ + ℓ
30
Kabukn
Alt Kabukl
Notasyon Orbitalm
OrbitalSayısı
Elektron Sayısı
1 0 1s 0 1 2
2 01
2s2p
0-1 0 +1
13
26
3 012
3s3p3d
0-1 0 +1
-2 -1 0 +1 +2
135
2610
4 0123
4s4p4d4f
0-1 0 +1
-2 -1 0 +1 +2-3 -2 -1 0 +1 +2 +3
1357
261014
31
Orbitaller dış manyetik alanlaetkileşirler ve enerji seviyelerininayrılmasına neden olurlar. Buetkileşim enerji seviyesini yükselticiveya düşürücü yönde olabilir.Yükseltici olanlar (+), düşürücüolanlar (-) işaretine sahiptir.
n = 4 için kuantum sayılarınınalabileceği değerleri yazınız.
32
4. Spin Kuant SayısıBir orbital içinde bulunan elektron ancak kendiekseni etrafında döndüğü varsayılarakaçıklanabilen bazı özelliklere sahiptir. Budönme saat yönünde veya tersi yönde olabilir.Ters dönen iki elektronun manyetik momentleribirbirini yok eder. Bu yüzden her orbital ancakspinleri ters olan iki elektron barındırabilir.
s = -½ + ½
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
9
Elektronik KonfigürasyonBir atomda elektronların düzenlenme şekline atomun elektronik yapısı (elektronik konfigürasyon) denir.
35
Örnek ÖrnekElement Z Elektron DizilişiTitanyum 22 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
Vanadyum23 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
Krom 24 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
Mangan 25 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
Demir 26 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Kobalt 27 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
Nikel 28 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
Bakır 29 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
Çinko 30 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
10
Krom atomunda 4s orbitalindeki bir elektron 3d orbitaline geçmektedir. Bu durumda 5 adet d orbitalinin her birinde birer elektron bulunur ve atom yarı kararlı hale geçer.
Aynı durum Bakır elementinde de görülür. 4s2
3d9 olması gerekirken 4s1 3d10 şeklinde olur. Yarı kararlı (s1, p3, d5 , f7) ve tam kararlı (s2, p6, d10 , f14) durumlarında elektron dağılımı Küresel Simetri özelliği gösterir.
Küresel Simetri : Bir atomun elektron dizilişindeki en son orbital tam dolu yada yarı dolu ise atom küresel simetri özelliği gösterir. Küresel simetri gösteren atomlarda elektronlar çekirdek tarafından simetrik çekilirler. Simetrik çekilen elektronu koparmak fazla enerji gerektirir. Devam ediyor…
Soru ?15X , 13Y ve 25Z atomlarından hangisi yada hangileri küresel simetri gösterir ?
15X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
(P3 ile bittiği için küresel simetri)
13Y : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
(p1 ile bittiği için küresel simetri değil)
25Z : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
(d5 ile bittiği için küresel simetri)
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
11
Soru ? S-2 iyonunun elektronik konfigürasyonunu yazınız
(Z=16)
(16 + 2)electrons
1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6
Soru ? Mg+2 iyonunun elektronik konfigürasyonunun yazınız.
(Z=12)
(12-2)electrons
1s2, 2s2, 2p6
Periyodik TabloAlkali Metaller
Toprak Alkali Metaller
Geçiş Metalleri
Halojenler
Asal Gazlar
Lantanitler and Aktinitler
Ana Grup
Ana Grup
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
12
46
47
1. period: 1s2 2
2. period: 2s2 2p6 8
3. period: 3s2 3p6 8
4. period: 4s2 3d10 4p6 18
5. period: 5s2 4d10 5p6 18
6. period: 6s2 4f145d10 6p6 32
7. period: 7s2 5f14 6d10 7p6 32
Periyodik tablodaki aileler Grup 1A: Alkali metaller. Grup 2A: Toprak alkali metaller. Grup 3A: Bor ailesi. Grup 4A: Karbon ailesi. Grup 5A: Azot ailesi. Grup 6A: Kalkojenler. Grup 7A: Halojenler. Grup 8A: Asal gazlar. Grup B: Geçiş metalleri.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
13
49
H
Li Be
Na Mg
K Ca Sc
Rb
Cs
Fr
Sr
Ba
Ra
Ti V Cr Mn
Y
La
Ac
Co Ni Zn
Zr
Hf
Nb
Ta
Rf Db Sg
Mo
W
Tc
Re
Ru
Os
Rh
Ir
Pd
Pt
Cd
B N O F
He
Ne
ArAl Si Cl
Ga Ge Se Br Kr
Xe
Rn
ITe
AtPo
In
Tl
Ce Pr Nd Pm
Th
Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
1700 - 1750
1750 - 1800
1800 - 1850
1850 - 1900
1900 - 1950
1950 - 2000
Before 1600
Fe
S
As
Sb
BiPb
Sn
HgAu
Ag
Cu
1600 - 1700
C
Bh Hs Mt Ds
P
Elementlerin Periyodik Tablosu Elementlerin Keşfediliş Tarihleri
Sc
Rb
Cs
Fr
Sr
Ba
Ra
Ti V Cr Mn
Y
La
Ac
Ni
Zr
Hf
Nb
Ta
Rf Db Sg
Mo
W
Tc
Re
Ru
Os
Rh
Ir
Pd Cd
B N O F
He
Ne
ArAl Si Cl
Ga Ge Se Br Kr
Xe
Rn
ITe
AtPo
In
Tl
Ce Pr Nd Pm
Th
Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
1700 - 1750
1750 - 1800
1800 - 1850
1850 - 1900
1900 - 1950
1950 - 2000
Before 1600
Fe
S
As
Sb
BiPb
Sn
HgAu
Ag
Cu
CLi
Na
CaK ZnCo
Pt
H
Be
Mg
1600 - 1700
P
Bh Hs Mt Ds
Elementlerin Periyodik Tablosu Elementlerin Keşfediliş Tarihleri
Sc
Rb
Cs
Fr
Ba
Ra
V
La
Ac
Hf
Nb
Ta
Rf Db Sg
Tc
Re
Ru
Os
Rh
Ir
Pd Cd
B F
He
Ne
ArAl Si
Ga Ge Se Br Kr
Xe
Rn
I
AtPo
In
Tl
Ce Pr Nd Pm
Th
Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Pa Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
1700 - 1750
1750 - 1800
1800 - 1850
1850 - 1900
1900 - 1950
1950 - 2000
Before 1600
Fe
S
As
Sb
BiPb
Sn
HgAu
Ag
Cu
CLi
Na
CaK ZnCo
Pt
H
Be
Mg
Sr Y
Ti
Zr
Cr Mn
Mo
W
Ni
N O
Cl
1600 - 1700
P
Te
U
Bh Hs Mt Ds
Elementlerin Periyodik Tablosu Elementlerin Keşfediliş Tarihleri
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
14
Sc
Rb
Cs
Fr Ra Ac
Hf
Rf Db Sg
Tc
Re
F
He
Ne
Ar
Ga Ge Kr
Xe
RnAtPo
In
Tl
Pr Pm Sm Eu Gd Dy Ho Tm Yb Lu
Pa Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
1700 - 1750
1750 - 1800
1800 - 1850
1850 - 1900
1900 - 1950
1950 - 2000
Before 1600
Fe
S
As
Sb
BiPb
Sn
HgAu
Ag
Cu
C
ZnCo
Pt
H
Be
Mg
Sr Y
Ti
Zr
Cr Mn
Mo
W
Ni
N O
Cl
1600 - 1700
P
Te
Li
Na
K Ca
Ba La
V
Nb
Ta
Ce
Os
Rh
Ir
Pd Cd
B
Al Si
Se Br
I
Nd Tb Er
Ru
Th U
Bh Hs Mt Ds
Elementlerin Periyodik Tablosu Elementlerin Keşfediliş Tarihleri
Fr
Hf
Rf Sg
Tc
Re At
Pm Lu
Pa Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
1700 - 1750
1750 - 1800
1800 - 1850
1850 - 1900
1900 - 1950
1950 - 2000
Before 1600
Fe
S
As
Sb
BiPb
Sn
HgAu
Ag
Cu
C
ZnCo
Pt
H
Be
Mg
Sr Y
Ti
Zr
Cr Mn
Mo
W
Ni
N O
Cl
1600 - 1700
P
Te
Li
Na
K Ca
Ba La
V
Nb
Ta
Ce
Os
Rh
Ir
Pd Cd
B
Al Si
Se Br
I
Nd Tb Er
Ru
Th
Sc
Rb
Cs
Ra Ac
Ga Ge
In
Tl Po
F
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Pr Sm Eu Gd Dy Ho Tm
U
Yb
BhDb Hs Mt Ds
Elementlerin Periyodik Tablosu Elementlerin Keşfediliş Tarihleri
Rf Db Sg
At
Es Fm Md No Lr
1700 - 1750
1750 - 1800
1800 - 1850
1850 - 1900
1900 - 1950
1950 - 2000
Before 1600
Fe
S
As
Sb
BiPb
Sn
HgAu
Ag
Cu
C
ZnCo
Pt
H
Be
Mg
Sr Y
Ti
Zr
Cr Mn
Mo
W
Ni
N O
Cl
1600 - 1700
P
Te
Li
Na
K Ca
Ba La
V
Nb
Ta
Ce
Os
Rh
Ir
Pd Cd
B
Al Si
Se Br
I
Nd Tb Er
Ru
Th
Sc
Rb
Cs
Ra Ac
Ga Ge
In
Tl Po
F
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Pr Sm Eu Gd Dy Ho Tm
U
Tc
ReHf
Fr
Pa
Pm Yb Lu
Np PuAm Cm Bk Cf
Bh Hs Mt Ds
Elementlerin Periyodik Tablosu Elementlerin Keşfediliş Tarihleri
Soru ?Elementlerin periyodik özelliği denildiğinde, periyodikolarak değişim gösteren özellikleri kastedilir. Yaniperiyodik tabloda ya bir periyotta ya da bir gruptakidüzenli ve sıralı değişmelerdir. Aşağıdakilerdenhangisi periyodik özelliklerdir ?
a) İyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi ve atom ağırlığı.b) İyonlaşma enerjisi, atom yarıçapı ve atom kütlenumarası.c) Elektron ilgisi, atom yarı çapı ve izotop sayısı.d) Atom ağırlığı, elektron ilgisi ve nötron sayısı.e) İyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi ve atom yarıçapı.
Cevap d
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
15
İyonlaşma enerjisi periyodik olarak değişmez. Sırasıatomların en dış yörüngedeki elektronlarınındurumuna göre değişir. Atom ağırlığı periyodik birözelliktir ve giderek artar. Nötron sayısı daatomlarda giderek artış gösteren bir özelliktir, çünküatom sayısı bir artarken kütle numarasının iki kattanbiraz daha fazla arttığına dikkat ederseniz, bu artışınnötron sayısındaki artmayı da beraberinde getirdiğini
gözlemleriz.
Elektron ilgisi denince, elektron alma ya da vermeeğilimi diye düşünebiliriz. Bu özellik de periyodiktirve elektron alma isteği periyodik tabloda soldansağa ve aşağıdan yukarı gidildikçe artar.
Bunun dışında periyodik tabloda yer alanelementlerin şu özellikleri de vardır ;
Atomik ve iyonik çap İyonlaşma enerjisi Elektron ilgisi Elektronegatiflik
Atomik ve iyonik çapBirbirine bağlanmış iki atomun çekirdekleri arasındaki ortalamauzaklığın ölçülmesiyle atom veya iyon yarıçapları bulunabilir.Bir kristal içinde komşu iki iyonun merkezleri arasındaki uzaklık, X-ışınları kırınımı (difraksiyonu XRD) ile tayin edilebilir. Kristallerinçoğunda bu uzaklık, bir katyonun yarıçapı ile bir anyonun yarıçapınıntoplamına eşittir.
60
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
16
ÖrnekF2 moleküllerindeki F-F bağ uzunluğu 144 pm dir. Bu değerin yarısı flor atomunun yarıçapı olarak kabul edilir (144/2= 72 pm).
İki iyot arasındaki uzaklık 432/2= 216 pmEğer Li iyonunun merkeziyle bir iyot anyonunun merkezi arasındaki uzaklıktayin edilirse Li+ ve I- arasındaki uzaklıktanLi+ iyonunu yarıçapı hesaplanabilir.284 pm= Li+ yarıçapı + I- yarıçapı284 pm = Li+ yarıçapı + 216Li+ yarıçapı = 68 pm
62
63
Katyonik Çap
64
Anyonik Çap
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
17
Atom yarıçapları ve iyon yarıçaplarının pm cinsinden karşılaştırılması
Neden ?Atom çapı periyodik tabloda yatay olarakilerledikçe (atom numarası arttıkça) küçülür.
Çünkü yatay olarak ilerledikçe atomun dışkabuğuna bir elektron ve çekirdeğe de birproton ilave edilir. Ancak kabuğa ilave edilenbir elektronun atomun hacmini genişletmegücü, çekirdeğe katılan bir protonun atomunhacmini küçültme gücüne eşit değildir, dahaküçüktür. Protonun atom hacmini büzme gücügalip geldiğinden atom çapı yatay olarakilerledikçe küçülür.
Neden ?Atomik çaplar gruplarda aşağı doğru indikçebüyür.
Çünkü her grupta elektron bir üst kabuğa girerve ilave edilen protonların atom çapınıküçültme etkisi, üst kabuğa girmiş bulunanelektronların çapı büyültme etkisinin yanındaküçük kalır.
Bütün bunların yanında elektron kaybettiğizaman oluşan iyon çapının daha küçük,elektron kazandığı zaman oluşan iyon çapınında daha büyük olacağı açıktır.
İyonlaşma EnerjisiDaima dışarıdan ısı alan (endotermik) birkimyasal olaydır. Bir atomdan bir elektronuuzaklaştırmak için verilmesi gereken minimumenerjiye iyonlaşma enerjisi denir.
Bir elektronu çıkarmak için gerekli enerji birinciiyonlaşma enerjisi, ikinciyi çıkarmak için gereklienerji ikinci iyonlaşma enerjisidir.
Tabiiki birinci iyonlaşmadan sonra + yüklü biriyon oluşur ve artık bu + yüklü iyondan birelektron çıkarmak daha büyük enerji gerektirir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
18
Mg 1s2 2s2 2p6 3s2
Mg Mg+ + e- ΔH=+738 kJ/mol
Mg+ Mg2+ + e- ΔH=+1450 kJ/mol
Al 1s22s2 2p6 3s2 3px1
Al Al+ + e- ΔH=+577 kJ/mol
Al+ Al2+ + e- ΔH=+1816 kJ/mol
Al2+ Al3+ + e- ΔH=+2744 kJ/mol
Bir
inci
iyon
laşm
a en
erjis
i kj/
mol
Atom numarası
Bazı elementlerin birinci iyonlaşma enerjilerinin grafiği
İyonlaşma Enerjisi artar
İyonlaşma Enerjisi azalır
İyonlaşma enerjisinin periyotlar boyuncaartması tamamen düzenli değildir.Bunun nedeni yarı dolu alt orbitallerde paralelspinli elektronların bulunmasının atomdakielektron düzeninin kararlılığını arttırmasıdır.Pauli İlkesi'ne göre; paralel spinli elektronlarbirbirini iter ve birbirlerinden uzaktadırlar.Bunun sonucunda, elektronlar arasındaki itmekuvveti küçülür ve atom daha kararlı birelektronik sisteme sahip olur ki, bu iyonizasyonenerjisinin büyümesi demektir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
19
Elektron İlgisiİyonlaşma enerjisinin aksine, bir atomun bir elektronyakalaması ile açığa çıkan enerjiye elektron ilgisi denir.
O 1s2 2s2 2p4
O (g) + e- O- ΔH = - 142 KJ/molO- + e- O2- ΔH = 879 KJ/mol
Atoma yaklaşan elektron, atoma ait elektron bulututarafından itilirken, çekirdek tarafından da çekilir. Buçekme itmeden büyük olursa enerji yayınlanır. Birincielektron alma çoğunlukla enerji yayınlar (ekzotermik),fakat ikinci ve üçüncü elektron almalar daima dışarıdanenerji isteyen (endotermik) reaksiyonlardır.
Elektron İlgisi artar
Elektron İlgisi azalır
ElektronegatiflikElektronegatiflik, iyonlaşma enerjisi ile elektronilgisini birleştiren bir tanım olarak karşımızaçıkar. Bir atomun molekül içinde bir kimyasalbağda elektronları kendine doğru çekmeyeteneğidir.
Elektronegatifliği en yüksek olan Flor için 4.0standart olarak kabul edilerek, diğerelementlerin elektronegatiflik değerleribelirlenmiştir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
20
Elektronegatiflik artar
Elektronegatiflik azalır
Elektronegatiflik değerleri bir bileşiktekibağlanma türünü tayin etmek için dekullanılabilir. Elektronegatiflikleri arasındabüyük fark olan iki element birleştiği zamaniyonik bir bileşik oluşur.Örneğin sodyum ve klorür atomları arasındakielektronegatiflik farkı 2.1 olduğundan NaCIiyonik bir bileşiktir.İki ametal arasındaki elektronegatiflik farkıbüyük olmadığından ametaller arasındakovalent bağlanma meydana gelir.Elektronegatiflik farkları kovalent bağlarınpolarlık derecesinin ölçüsünü verir. Fark sıfırveya sıfıra yakınsa bağ apolar sayılır.
79
Özet Kimyasal Bağlar Kimyasal Bağ ; iki atomu veya atom gruplarını yeni bir
tür (molekül, bileşik veya metal) oluşturmak üzere birarada tutan yeterli kadar yüksek bir çekim kuvvetidir.
Atomların dış elektron yörüngeleri arasındaki ilişkiler,atomlar arası elektron transferi ile oluşan kuvvetler(kimyasal bağlar) atomları birbirlerine bağlar. Kimyasalbağlar sonucunda atomlar bir arada ve düzenli olaraktutularak belli bir geometri oluştururlar.
Kimyasal bağlanmaya atomların en dış kabuklarındakielektronlar iştirak ederler. A grubu elementlerinde en dışkabuktaki elektron sayısı grup numarasına eşittir. Geçişelementlerinde ise atomların en dış ve bir alttakikabuktaki elektronlar da kimyasal bağlanmaya katılırlar.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
21
81
Atomların en dış kabuklarındaki değerlikelektronlarının nokta ile gösterimi kimyasalbağlanmanın anlaşılmasında büyük kolaylık sağlar.Bu gösterime Lewis sembolü denir.
Periyodik tablonun son grubunda bulunan soygazlar kimyasal reaksiyona yatkınlığı en zayıf olan,en kararlı elementlerdir. Soy gazların en kararlıelement olma sebebi en dış kabuklarındaki s ve porbitallerinin elektronla tamamen dolu oluşundanileri gelir.
Minerallerdeki sertlik, dilinim, erime, elektrikselve ısısal iletkenlik gibi fiziksel özelliklerelektriksel bağların cinsine bağlıdır. Bağkuvvetlendikçe kristalin sertliği artar, erimenoktası yükselir, ısısal genleşme katsayısıküçülür.
Bağlar sırasıyla;
Metalik bağ İyonik bağ Kovalent bağ Koordine (Dativ kovalent) kovalent bağ Van der Waals bağı
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
22
Metalik BağMetalik bağlanmada metallerin değerlikelektronlarının bir tanesi veya daha fazlasıatomdan ayrılır ve pozitif yüklü bir katyonoluşur.
Böylece oluşan pozitif katyonlar tamamenserbest bir elektron denizinde yüzüyor gibidir.Artık hangi elektron hangi atoma aittir bellideğildir. İşte metalik bağ, pozitif metal iyonlarıile çevresindeki serbest elektronlar arasındakiçekim kuvvetidir.
86
Metallerdeki atomlar düzenli bir şekilde çok sıkışıkpaketlenirler.
Her atom, pozitif yüklü iyon oluşturmak için değerlik elektronlarınıverir.
87
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thom
son Learning™
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
23
Metalik bağlanma, malzemeye metaliközellikler denilen şu özellikleri kazandırır.
Yüksek yoğunluğa sahiptirler. Çoğunlukla serttirler, dövülebilir, tel ve levha
haline getirilebilirler. Yüksek EN ve KN ‘na sahiptirler. Işığı yansıtan parlak yüzeylere sahiptirler. Serbest elektronlardan dolayı elektriği iyi
iletirler.
90
Element EN(0C) KN(0C)
Lithium (Li) 180 1347
Tin (Sn) 232 2623
Aluminum (Al) 660 2467
Barium (Ba) 727 1850
Silver (Ag) 961 2155
Copper (Cu) 1083 2570
Uranium (U) 1130 3930
Metal atomları, metalik bağlanma yaparakyığılmalar sonucu bir metal parçasını meydanagetirirler.Bunu tel ve levha haline getirilmesi içindövülmesi sırasında meydana gelen şekildeğişikliğinde metal katyonu yer değiştirir.
İyonik Bağ İyonik bağ, pozitif ve negatif iyonlar
arasındaki elektrostatik çekimden ortayaçıkan bağ türüdür.
İyonik bağ, zıt yükler arasındaki Coulomb tipibir çekimdir. İyonik bağ, oldukça kuvvetlibağdır.
S bloku metaller, değerlik elektronlarının hepsinivererek pozitif yüklü katyonları oluşur. Geçişmetallerinde ve bazı p bloku metallerindeelektronları basamaklı olarak verirler ve değişikpozitif yüklü katyonları meydana getirirler.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
24
Sodyumklorür oluşturmak üzere Sodyum ve Klorünreaksiyonu
95
Na+ ve Cl- iyonlarının dizilişi Bileşiğin formülü NaCl
NaCI
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
25
Magnezyumoksit oluşturmak üzere Magnezyum veOksijenin reaksiyonu
Kalsiyumklorür oluşturmak üzere Kalsiyum veKlorün reaksiyonu
CaF2Bileşiklerin özellikleri İyonik bağ bileşiklere şu özellikleri kazandırır ;
Genellikle yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptirler.
İyonlar arasında elektrostatik çekim bulunduğundan kuvvetlidir.
İyonların yükü ne kadar büyükse iyonik bağ o kadar kuvvetlidir.
Refrakter malzeme olarak kullanılırlar. (MgO) Kristal katıdırlar, sert ve kırılgandırlar. Katı halde elektriği ve ısıyı çok az iletirler. Çoğunlukla suda çözünürler.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
26
Tablo Bazı iyonik bileşiklerin EN ve KN
Bileşik EN (0C) KN (0C)
CsBr
661
1300NaI
MgCl2
KBrCaCl2NaClLiFKF
MgO
636
714
734782
801845858
2852
13041412
1435>1600
141316761505
3600
İyonik bileşiğin buharlaşması
102
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
İyonik katılar ergidiğinde veya çözüldüğünde elektriği iletir. Ancak moleküler katılar iletmez.
Suda çözünmüş iyonik katı
Suda çözünmüş moleküler katı
Çözelti elektriği iletir
Çözelti elektriği iletmez
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
27
İyonik kristallerde bir darbe geldiğinde aynı yüklüiyonlar yan yana gelir ve kırılırlar.
İyonik Bileşik Oluşturma Kuralları 1. İyonlaşma Enerjisi : Metalin iyonlaşma
enerjisi ne kadar düşükse, yani ne kadar düşükbir enerji ile elektron verebiliyorsa o kadarkolay iyonik bileşik oluşturabilir.
Periyodik tabloda soldan sağa gidildikçekatyonun üzerindeki pozitif yük artacağındanelektronun atomdan ayrılması güçleşir veiyonlaşma enerjisi büyür.
Na+ , Mg2+ , Al3+ sırasında sodyumun tümbileşikleri iyonikken magnezyumun vealüminyumun kovalent bağlı bileşikleri olabilir.
2. Elektron İlgisi : Ametalin elektron ilgisi çokbüyük oldukça iyonik bileşiğin oluşumu da oderece kesin olur.
Yine periyodik tabloda soldan sağa gidildikçeanyon üzerindeki negatif yük sayısı azalır veelektron ilgisi artarak iyonik bileşik yapmayameyleder.
C4- , N3- , O2- , F- sırasına göre flor en yüksekiyonik bileşik yapma şansına sahiptir.
3. Kristal yapıyı oluşturma enerjisi : Elektronalışverişi ile anyon ve katyon oluştuktan sonrabu iki iyon birbirini çekerek kristal yapıyıoluştururlar.
Kristal yapıyı oluşturma sırasında bir enerjiaçığa çıkar. Buna kristal yapıyı oluşturmaenerjisi denir.
Bu enerji ne kadar büyükse iyonik bileşikoluşma şansı da artar.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
28
• Kafes Enerjisi: iyonik katıyı onun gaz iyonları halinde ayırmak için gereken enerjidir.
• Kafes enerjisi, iyonların boyutu ve iyonların yüklerine bağlıdır.
k bir sabittir (8.99 x 109 J·m/C2),Q1 ve Q2 iyonların yükü, r iyonlar arasındaki mesafe
İyonik Bağ Oluşumunun Enerjisi
Lattice Energy = k( / )Q Q r1 2
İyonik bir bileşikte iyonlar arasındaki çekim kuvveti
2.31 x 10 9 J·nm sabitQ1 ve Q2 iyonların yükü, r iyonlar arasındaki mesafe
Coulomb Kanunu
rQQnmJE 21191031.2
Örnek Sodyum ve klor iyonları arasındaki enerjiyi
hesaplayınız. (r = 2.76 A = 0.276 nm)
Jnm
nmJE 1919 1037.8276.0
)1)(1(1031.2
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
29
4. Elektronegatiflik : Elektronegatifliktablosundan bileşik yapan iki ayrı cins atomunelektronegatiflik değerleri birbirinden çıkartılır.Eğer elektronegativite farkı ;
0.5 den daha az ise apolar kovalent bağdır. 0.5 – 1.6 ise polar kovalent bağdır. 2.0 den daha büyük ise bağ iyoniktir. (eğer
metal içeriyorsa) 1.6 – 2.0 arasındaysa ve atomlardan biri
metalse bağ iyonik, ametalse bağ polarkovalenttir.
5. Yük/iyon çapı oranı : Bu oran büyüdükçekatyonların kovalent bağa eğilimi artar.
Be2+ (iyon çapı=0.35) 2/0.35=5.7 kovalentbağa eğilimlidir
Ca2+ (iyon çapı=0.99) 2/0.99=2.0 iyonik bağaeğilimlidir
Al3+ (iyon çapı=0.51) 3/0.51=5.9 kovalentbağa eğilimlidir
İyonik Bağların Kuvvetini Etkileyen FaktörlerÇekim Kuvvetinin Artış Yönü (Artan Yük Yönü)
Çek
im K
uvv
eti
nin
Art
ış Y
önü
(A
rtan
çap
yön
ü)
Küçük İyon/ Düşük Yük
Büyük İyon/ Düşük Yük
Küçük İyon/ Yüksek Yük
Büyük İyon/ Yüksek Yük
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
30
Kovalent Bağ Her biri farklı iki atomdan olmak üzere, iki
atom bir elektron çiftini paylaşırsa kovalent bağoluşur. Kovalent bağ değerlik elektronlarınınortaklaşa kullanılması sonucu bir moleküldekiatomları bir arada tutan bağdır.Kovalent bağlar iki türlüdür ;
Apolar kovalent bağ Polar kovalent bağ
Kovalent bağlar 3 farklı şekilde gösterilebilir ;
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thom
son Learning™
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
31
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thom
son Learning™
Örnek
Su H2O
Methan CH4
Amonyak NH3
Hidrojen H2
Hidrojen Klorür HCl
Oksijen O2
Çoklu Kovalent Bağlar : Aynı iki atom arasında bir elektron çiftinden daha fazla elektron ortaklaşa kullanılabilir. Buna çoklu kovalent bağ denir.
Çift Bağlar ;
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
32
125
Üçlü Bağlar :
NN
Metallerde Kovalent Bağlanma Özelliği
Metallerin tüm bileşiklerin iyonik olduğudüşünülür. Çoğunlukla bu doğrudur, fakat herzaman değil. Özellikle alkali metallerden sonragelen toprak alkali metalleri p grubu metallerive yarı metaller kovalent bağlı bileşiklereeğilim gösterirler.
Çünkü kovalent bağ, bir katyonun bir anyonunelektron bulutunu deforme etme özelliğidir.
1. İyon çapı küçük ve aynı zamanda yüksekdeğerlikli katyonlar kovalent bağa daha fazlameyleder.
Örneğin ; Lityum alkali metallerde en küçükiyon çaplı katyon olarak kovalent bağameyleden yegane katyondur. Organolityumbileşikleri kovalent bağlıdır. Bütil-Li, Ar-Li gibi.
Toprak alkalilerde ise yük arttığı için kovalentbağ özelliği daha belirginleşir. Hele berilyumbileşiklerinin hepsi kovalenttir. Ancak MgOiyonik bir bileşiktir.
2. Her periyodda soldan sağa gidildikçe iyonyarıçapı azaldığından kovalent bağ karakteriartar.
LiCI iyonik iken, BeCI2 BCI3 ve CCI4 ve diğerlerikovalenttir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
33
3. Bağ yapan iki atomun elektronegativitefarkı büyüdükçe iyonik karakter artar,küçüldükçe de kovalent karakter artar.
0.5 den daha az ise apolar kovalent bağdır. 0.5 – 1.6 ise polar kovalent bağdır. 2.0 den daha büyük ise bağ iyoniktir. 1.6 – 2.0 arasındaysa ve atomlardan biri
metalse bağ iyonik, ametalse bağ polarkovalenttir.
130
Bağın iyonik karakter yüzdesi
131
Elektronegatiflik farkıEN = EN büyük - EN küçükÖrnek NaCl, EN = 2.9 - 1.0 = 1.9Şekilden yaklaşık olarak 65% bulunurSoru : MgO, HC ve HCI için iyonik karakter
yüzdesini bulunuzMgO = 3.5 - 1.3 = 2.2 … 80% iyonik (75-85)CH = 2.5 - 2.1 = 0.4 … 7% iyonik (5 - 10)HCl = 2.9 - 2.1 = 0.8 … 20 % iyonik (15-25)
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
34
133
Örnek F-F (4.0 – 4.0 = 0) apolar
kovalent
H-F (4.0 – 2.1 = 1.9) polar kovalent
LiF (4.0 – 1.0 = 3.0) ionic
4. Kovalent bağlı bileşikler, iyonik bileşiklerenazaran daha düşük sıcaklıklarda kaynarlar.
5. Anyon çapının büyümesi de kovalent bağayardımcı olur. Yukarıdan aşağıya inildikçeanyon yarıçapı büyüdüğünden halojenlerde I-
kovalent bağa en fazla meyeder.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
35
Van der Waals Bağları Nötr molekülleri, yüzeylerinde kalmış olan çok
zayıf bir elektrik yükle bir arada ve düzenli içyapıda tutan bağ türüdür.
Bu bağ bilinen kimyasal bağların en zayıfıdır.Daha çok organik bileşikler ve katılaşmışgazlarda görülür.
Minerallerde ise pek yaygın değildir. Nadirhallerde çok düşük bir sertlik vedilinimlenmenin gelişimine neden olur.
Grafit minerallerinde dilinim düzlemlerininbağlanma şekli bu bağın mineraller için en tipikörneğidir. © 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
Van der Waals bağları moleküller veya atomgrupların zayıf elektrostatik çekimlerlebirbirlerine bağlar. Birçok plastik, seramik, suve diğer moleküller sürekli kutuplaşır (polarizeedilir), bu moleküllerin bazı kısımları pozitifolarak yüklenme eğiliminde iken diğer kısımlarınegatif olarak yüklenirler.
Bir molekülün pozitif olarak yüklenmiş bir kısmıve ikinci molekülün negatif olarak yüklenmişkısmı arasındaki elektrostatik çekim, ikimolekülü zayıf olarak bağlar. Van der Waalsbağı ikincil bir bağdır, ancak molekül içindekiatomlar veya atom grupların kuvvetli kovalentveya iyonik bağ ile bağlanırlar.
Sıvı su içindeki su molekülleri, bir diğerinielektrostatik kuvvetler yardımıyla çekerler. Bukuvvetler van der waals kuvvetleri veya bağlarıolarak tanımlanır.
Suyu kaynama noktasına ısıtmak Van derWaals bağlarını kırar ve suyu buharadönüştürür, ancak oksijen ve hidrojenatomlarını birleştiren kovalent bağı kırmak içinçok yüksek sıcaklıklar gerekir.
Van der Waals kuvvetleri denilen moleküllerarası çekim kuvvetleri üç tanedir.
Dipol – dipol kuvvetler, London kuvveti ve Hidrojen bağları.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
36
Bağ Kuvveti Kimyasal tepkimelerde atomlar farklı şekillerde
düzenlenerek yeni moleküller oluştururlar.Tepkimeye giren moleküldeki kimyasal bağlarkopar, farklı kimyasal bağlar oluşturarak yenimoleküller meydana gelir.
Kimyasal bağlar,içinde bulunduklarımolekülün geometrisine,diğer atomlarınkonumuna, büyüklüklerineve elektronegatiflikleri gibiözelliklerine bağlıdır.
Net enerji eğrisindeki minimum nokta, eğride r0denge mesafesine karşılık gelir. Ayrıca, bu iki atom için bağ enerjisi E0, atomları birbirlerinden sonsuz mesafeye uzaklaştırmak için gerekli olan enerji olup Şekil 2.8b’de görüldüğü gibi, minimum noktadaki enerjiye karşılık gelir.
Katılarda iyonik, kovalent ve metalik olmak üzere üç farklı birincil bağ veya kimyasal bağ bulunur.
Kovalent bağ kuvveti, bağı kırmak için gerekenenerji yardımıyla ölçülür.
Bağ entalpisi, D(X-Y) gaz fazında X-Y bağlarının birmolünün kırılması için ortalama H ‘tır.
D(C-O) = H= 358 kJ
• Bir mol X-Y bağı oluştuğu zaman, entalpi değişimi D(X-Y) ‘dir.
C O
C + O
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
37
Bağ Entalpileri ve Uzunlukları
Bağ enerjileri, bağların tek, çift veya üçlü olmasınagöre de değişir. Bağ sayısı arttıkça bağ kuvveti,dolayısıyla bağ enerjisi artar. Bağ sayısı arttıkça,bağ entalpisi artar ve bağ uzunluğu kısalır.
D(C-C) = 348 kJ 0.154 nmD(C=C) = 614 kJ 0.134 nmD(CC) = 839 kJ 0.120 nm
D(C-O) = 358 kJ 0.143 nmD(C=O) = 799 kJ 0.123 nmD(CO) = 1072 kJ 0.113 nm
Çoklu bağlar tekli bağlardan kuvvetlidir. Böylebağların uzunlukları daha kısadır. Onun içinbağ uzunluğu kısaldıkça bağ daha dasağlamlaşır.
Tekli bağlar bağlarıdır. Orbitallerin bağ ekseniboyunca çakışmasından oluşan bu bağkuvvetlidir. Çift bağlar, bir ve bir bağındanoluşur. bağı daha zayıftır. Üçlü bağlar ise, bir ve iki bağından oluşur.
H3C – CH3 H2C = CH2 H C C H1.54 Å 1.33 Å 1.20 Å334 kJ/mol 630 kJ/mol 836 kJ/mol
147 148
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
38
149
Bağ Entalpisi ve Hrxn
ÖrnekReaksiyon ısısı kaçtır ?
2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g), Hrxn
o = [2 * D (H–H) + D(O=O)] – 4 * D(H–O)= 2 * 436 + 489 – 4*464= – 495 kJ
Hfo = –248 kJ mol–1 of H2O
VerilerD(O=O) = 498 kJ mol–1
D(H–H) = 436; D(H–O) = 464;
2 H (g) H2 (g), H = – D (H–H)
H2 (g) H (g), H = D (H–H)
H = 4 D(C–H) + 2 D(O=O) - 2 D(C=O) - 4 D(O–H)
= [ 4(413)+ 2(495)- 2(799)- 4(463) ] kJ
= -808 kJ
CH4 ‘ün yanma entalpisi
H
H
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
39
En yüksek bağ enerjisi hangisindedir ?H-H , H-O , , H-I , I-I
En düşük bağ enerjisine hangisi sahiptir ?H-H , C-C , N-N , , CI-CI , Br-Br
Karbon-Karbon arasındaki bağlardan en yükseğinehangisi sahiptir ?Tekli bağ C-C , İkili Bağ C=C ,
Bağ Uzunluk Enerji
C – C 154 348C = C 134 614C C 120 839
O – O 148 145O = O 121 498
Uzunluk EnerjiBileşik Bağ (pm) (kJ/mol)
H2 H – H 74 436 HF F – H 92 565H2O
O – H 96 464NH3 N – H 101 389CH4
C – H 109 414
H-F
O-O
Üçlü bağ CC
Soru ? Aşağıdakilerden hangisi kovalent bağın
karakteristik özelliğidir ?
A. Bir katyon ve bir anyon arasındaki elektrostatik çekimdir.
B. İki katyon arasındaki elektrostatik çekimdir. C. İki atomun elektronlarının paylaşımı söz
konusudur. D. İki anyon arasındaki elektrostatik çekimdir.
Cevap C
Soru ? Aşağıdakilerden hangisi daha kuvvetli bağdır ?
Cevap D
Soru ? X iyonik bir maddedir. Ergidiği zaman elektriği
iletmektedir (katı halde değil). Bu madde hangisidir ?
A. Petrol B. BakırC. Buz D. NaCI
Cevap D
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
40
Soru ? Periyodik tablonun 6. grubundan X ametali ile 2.
grubundan M metalinin birleşmesiyle oluşacakbileşiğin elektronik diagramını göstermektedir ?
Cevap A
A B
C D
Soru ? Kalsiyumun atom numarası yirmidir. Aşağıdaki
şekillerden hangisi kararlı Ca2+ iyonunun elektronikkonfigürasyonunu göstermektedir ?
Cevap D
A B C D
Soru ? Aşağıda tanımlanan dört maddeden hangisi
kovalent bağlı bir maddeyi göstermektedir ?
A. Ergime noktası 1150 ºC, ergimiş maddeelektriği iletir.
B. Ergime noktası 20 ºC, ergimiş madde elektriğiiletmez.
C. Ergime noktası 480 ºC, ergimiş madde elektriğiiletir.
D. Ergime noktası 1500 ºC, ergimiş maddeninelektriksel iletkenliği zayıftır.
Cevap D
Soru ? -1 (negatif) yüklü bir iyon oluşturmak için bir
ametal atomu ;
A. Bir elektron paylaşmalıdır. B. Bir elektron kazanmalıdır. C. Bir elektron kaybetmelidir. D. Bir proton kazanmalıdır.
Cevap B
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
41
Soru ? Kükürt oda sıcaklığında ametalik bir katıdır.
Böylece ;
A. Kükürt gevrek kırılgan bir maddedir. B. Yüksek ergime noktalı bir maddedir. C. İyi ısı iletkenliği olan bir maddedir. D. İyi elektriksel iletkenliği olan bir maddedir.
Cevap A
Soru ? Aşağıdakilerden hangisi veya hangileri kovalent bağlıdır ?
A. SO2
B. CS2
C. C60
D. S8
Cevap Hepsi
Soru ? Aşağıdakilerden hangisi bir asal gaz elektronik
konfigürasyonuna sahip değildir ?
A. Na + B. Mg 2+ C. Ar D. S
Cevap D
Soru ?Aşağıdaki katılardan hangisi en yüksek ergime noktasına sahiptir
?
(A) H2O(k)
(B) Na2O(k)
(C) SO2 (k)
(D) CO2 (k)
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
42
Soru ?
Kimyasal bağın hangi tipi, iki brom atomu arasında oluşur ?
(A) Metalik
(B) Hidrojen
(C) İyonik
(D) Kovalent
Soru ?Hangi molekül üçlü kovalent bağ içerir ?
(A) H 2(B) N 2(C) O 2(D) Cl 2
Soru ?
Aşağıdakilerden hangisi en polar bağı içerir ?
(A) H–Br
(B) H–Cl
(C) H–F
(D) H–I
168
Atomlararası boşluk
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016
24.09.2016
43
169
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
170
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi © 2016