KİMYASAL TÜRLER VE ETKİLEŞİMLERİ

8/9/2019 KMYASAL TRLER VE ETKLEMLER

1/22


2/22

yon: Bir atom, elektron verdiinde verdii elektron sayskadar + ykle yklenir. Elektron aldnda, ald elektron sayskadar -ykle yklenir. te bu + ve - ykl atomlara YON denir.+ ykl iyonlara KATYON, - ykl iyonlara da ANYON denir.

Radikalller:Baz molekller tek sayda deerlikelektronuierirler ve en azndan atomlardan birisi oktetitamamlayamaz. Tek elektron ieren yaplara "radikal" adverilir. Azot monoksit (NO) ve (NO2) de bunlara rnektir.Radikallerin ou yksek reaktivite gsterirler, nk radikallerpaylalmam tek elektronlarn ba yapmada kullanrlar.

B)Ba Enerjisi Ba enerjisi: Kimyasal ba oluurken aa kan enerji, bubalar krmak iin molekle verilmesi gereken enerjiye eittir.Bu enerjiye ba enerjisi denir.Ba enerjisi ne kadar bykse oluan bileik o kadar salamdr.Molekllerde iki atom arasndaki ba says arttka bauzunluklar azalr ve ba enerjileri artar. Ban iyon karakteriarttka, iyonlar arasndaki ekme kuvvetleri artacandan ba

koparmak daha ok enerji ister. ki atomlu molekllerde 1 molXYnin ayrmas iin gereken enerjiye molar ba enerjisidenir.

Ba enerjileri; Kimyasal ban ne derece kuvvetli

olduunun bir lsdr. Ayn iki atom arasndaki ikili ve lbalarn enerjileri tekli balardan byktr. F - F, O = O vebalarn krmak iin srasyla 155, 494 ve 942 kJ/mol gerekir.

H (g) + H (g) H2 (g) + 436 kJ/molBu tepkimeye gre, 1 mol H2 (g) molekl atomlarndanoluurken (432 kJ) aa kar.Ayn koullarda 1 mol HH ban krmak iin ayn miktar enerjigerekir:H2 (g) + 432 kJ/mol H (g) + H (g)


3/22

Kimyasal tepkimelerde ba enerjisininhesaplanmas;H H (g) + F F (g) 2 (H F) (g) tepkimesinde;Krlan balar: H H ve F F balardr. Balar krmak iin

enerji veririz.Oluan balar: 2( H F) badr. Ba oluunca enerji alrz.Verilen ve alnan enerjilerin fark tepkimenin ba entalpisini(enerji blanosunu) gsterir.Balar krmak iin: 432+ 155 = 587 kJ/mol gerekir;Oluan balar: ki H F ba oluurken 2 x 565 = 1130 kJ/molaa kar(ekzotermik).Net Enerji: 1130 585 = 545 kJ/mol'dr.H2 (g) + F2 (g) 2HF (g) + 545 kJ/mol ( H = -131 Kkal/mol)

Not: Ba enerjisi yaklak 40 kJ ve zeri balargenelde gl etkileimler dier manada kimyasalbalar; daha dk enerjili etkileimler zayf etkileimlerya da fiziksel etkileimler olarak bilinirler.

GL ETKLEMLER

A)yonik Ba

Metaller Elektron vererek (+) , Ametaller de elektronalarak () ykle yklenirler. Bu ekilde (+) ve () ykler arasndaoluan elektrostatik ekime yonik Ba denir. yonik ba butemelden yola klarak katyonlar ve anyonlar arasndakikuvvetli elektrostatik ekim olarak genelletirilir.

rnek:

NaCl tepkimesinde;

I.aama; Na 1 elektron vererek + ykle yklenir. (Na+)II.aama;Cl 1 letron alarak ykle yklenir. (Cl-)III.aama; Na+ ve Cl- iyonlar arasnda oluan

elektrostatik ekime iyonik ba denir.Katyon ve anyon arasnda gerekleir.


4/22

Elektron al verii esasna dayanr.+ ve ykler arasndaki elektrostatik ekimdir. (Katyon-Anyon)Polardr. (Kutuplu)

En kuvvetli iyonik ba; en aktif metalle en aktif ametalarasnda bulunur. (1A-7A)yonik bal bileikler oda artlarnda kat halde bulunurlar.Kat halde elektrik akmn iletmezler. Ancak eriyik vezeltileri iletkendir.

yoniklik Karakteri:Tm iyonik balar, % 100 iyoniksaylmazlar.

Elektronegatiflik: Elementlerin ba orbitallerindekielektronlar ekebilme kabiliyetlerine denir. Bir bileiin iyonikkarakterini anlamak iin bileik yapan iki ayr cins atomun

elektronegatiflik deerleri birbirinden karlr.Eer bu fark 1,7 den bykse ba iyonik badr. Atomlararasndaki elektronegativite fark 1,7 ile 0.0 arasnda ise bapolar kovalent ba, 0.0 ise ba apolar kovalent ba olaraknitelendirilir.


5/22

rnek: NaF bileiinde, Na atomunun elektronegativitesi0.9, Florun ise 4.0 dr.Elektronegativite fark = 4.0 - 0.9 = 3.1 olarak bulunur. Bununneticesinde NaF bileiindeki ba iyonik badr.

rnek: LiF bileiinde, Li atomunun elektronegativitesi1.0, Florun ise 4.0 dr.Elektronegativite fark =4.0 - 1.0 = 3.1 olarak bulunur. Bununneticesinde LiF bileiindeki ba iyonik badr.

rnek: AlCl3 bileiinde Al-Cl balar iin, Al atomununelektronegativitesi 1,5 klorun ise 3,2 dir.Elektronegativite fark = 3,2 1,5 = 1.7 olarak bulunur. Bununneticesinde Al-Cl ba % 50 kovalent karakterlidir.

B) Orbital rtmesi ve KovalentBalarn Oluumu

Kovalent Ba: Elementlerin elektronlarn ortaklaakullanarak oluturduklar baa denir.

Elektronlar ekirdek etrafnda bir krede hareket etmez.Onlar orbital ad verilen belirli bir hacim parasnda hareketeder. Bir orbital maksimum 2 elektron ierir. Eer bir orbitalde 1


6/22

elektron varsa , bu orbitale sahip atom kovalent ba yapabilirdemektir.

Bu durumu bir rnek zerinde aklayalm;

rnek: H2 nin yaps.

ki hidrojen atomunun bir arada durabilmesinin tek yoluiki ekirdek arasnda, ekirdekleri ekerek atomlar bir aradatutacak elektron younluunun olumasdr. Hidrojenatomlarnn elektron bulutlar birbirini iterek atomlarn birbirineyaklamasna mani olur. Fakat bu itme kuvvetini yenecek hzdaiki hidrojen atomu arpsrsa yar dolu 1s orbitalleri rtrler

ve iki ekirdek arasnda elektron younluu artar. ekirdeklerarasndaki youn elektron bulutu ekirdekleri belirli mesafedebir arada tutar.Ksaca kovalent ba, yar dolu orbitallerin rtmesi sonucumeydana gelir.

Yukardaki ekilde hidrojen atomlarn, d yrngedekielektronlarn bir birlerini itmeleri nedeniyle, bir birlerinden uzakmesafelerde olduu grlyor. Ancak belli bir enerji ile bu ikiatomun 1s1 orbitalleri rttrldnde, ekirdekler arasndaki

yk younluu artacak ve bu yk younluu iki atomunekirdeini bir arada tutacaktr

+ ykl iki maddenin bir araya gelmesi ancak aralarna ykl bir madde konulmasyla mmkndr. Fakat + yklerbirbirlerini ittiinden bu kutuplar yapmazlar. Sistem, itmelerinen az, ekmelerin en fazla olaca konuma kendisi gelir.

ki hidrojen atomunun iki elektronu olabilmesi iin, heriki elektron her iki ekirdek evresinde de hareket etmelidir.

Bylece iki yar dolu orbital rtp yeni farkl bir orbital oluur.Bu yeni durumda iki elektron arasndaki ve iki ekirdek


7/22

arasndaki itme kuvveti en az, ekirdekler ile elektronlararasndaki ekme kuvvetleri en fazla olacak ekilde elektronbulutu oluur. Elektron bulutu tabii ki ekirdekler arasnda enyoundur.

Ortaklaan iki elektronun iki ekirdek tarafndanekilmesiyle oluan bu kimyasal baa kovalent badenir.Atomlarn kovalent balarla birleerek oluturduklartaneciklere, kovalent bal bileikler ya da molekl adverilir. Doada hidrojen atomlar bulunmaz, hidrojen elementidaha az enerli olan H2 molekllerinden olumulardr.

Kovalent Ban zellikleri:

1. Ametal-Ametal arasnda gerekleir. (Ancak gaz faznda bazmetal-ametal bileiklerinde de kovalent baa rastlanr.

R: BeCl2, AlCl3, BH3... gibi.2. Elektronlarnn ortaklaa kullanlmas esasna dayanr.

rnek: HF nin yapsn incelersek. ekilde grld gibikovalent ba oluturan elektronlar ortaklaa kullanlmaktadr.

3. Bir atomun yapabilecei kovalent ba says tad ya da azbir enerjiyle taya bilecei yar dolu orbital saysna eittir.

rnek: 1H, 2He, 4Be, 5B, un yapa bilecei maksimumkovalent ba saylarn aratrnz ?

ZM :

1H : 1s1 1Kovalent Ba2He: 1s2 Kovalent Ba Yok4Be: 1s2 2s2 2p (2s1 2pX1 ) 2 KB

5B : 1s2 2s2 2p1 (2s1 2px1 2py1 ) 3 KB


8/22

rnek : 7N, 8O, 9F un yapabilecei maksimum kovalentba saylarn aratrnz .

ZM :

6C : 1s2 2s2 2p2 (2s1 2px1 2py1 2pz1 ) 4 Kovalent Ba7N : 1s2 2s2 2p3 (2s2 2px1 2py1 2pz1 ) 3 Kovalent Ba8O : 1s2 2s2 2p4 (2s2 2px2 2py1 2pz1 ) 2 Kovalent Ba8O : 1s2 2s2 2p5 (2s2 2px2 2py2 2pz1 ) 1 Kovalent Ba

4. ki ametal arasndaki tekli balara SGMA () badenir. ki ametal arasnda birden fazla kovalent bavarsa bunlardan biri sigma (kuvvetli) dieri pi () (zayf)

badr.

5. Ayn ametaller arasnda gerekleen(Elektonegatiflikleri ayn) kovalent baa APOLARKOVALENT BA denir.

rnein: H2, Cl2, N2...


9/22

6. Farkl ametaller arasnda gerekleen kovalent baaPOLAR KOVALENT BA denir.rnein: HF, HCl, AlCl3, BH3...

7. Bir molekl zerinde balarn oluturduu ekiminvektrel toplam sfr ise molekl APOLARdr, sfr deilise MOLEKL POLAR dr.

rnek: Aadaki ekillerde verilen; HCl, BF3, CCl4,CH3Cl,NH3 molekllerinin yaplarn inceleyiniz?

C)Koordine Kovalent Ba

Koordine Kovalent Ba : Kovalent ba oluturanelektronlardan her ikisi de, ayn atom tarafndan salanmsa,bu tr balara koordine kovalent ba denir.

Bu rnekte 4 ba iin gerekli elektronlar F- iyonu tarafndansaland iin bu baa koordine kovalent ba denilmitir.


10/22

NH3, iftlemi elektronunu hi elektronu olmayan H+ ya sunar.

Sonra aralarnda bu elektronlar ortaklaa kullanarak bir baoluur. Bu tr balara kordine kovalent ba denir.

D) Kovalent Balarda Polarlk

Elementlerin ba orbitallerindeki elektronlar ekebilmekabiliyetlerine elektronegatiflik diyoruz. ki atom arasndabulunan kovalent ban ne kadar kovalent olduun anlamakiin, bileik yapan iki atomun elektronegatiflik deerleri

birbirinden karlr.

Eer bu fark; 1.7 den bykse ba iyonik badr.

ELEKTRONEGATFLKFARKI

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,7

1,8

2 2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

YONKLK%S

1 4 9 15 22 30 39 47 51 55 63 70 76 82 86 89 92


11/22

Eer bu fark; 1.7 ile 0.0 arasnda ise ba polar kovalent ba.

Eer bu fark; 0.5 ten kk ise ba apolar kovalent baolarak nitelendirilir.

E )Dipol Moment

Elektrike kutuplu olan molekllerin kutuplar arasndaki

elektrik ykn ifade etmede kullanlan bir terimdir.

Hidrojen florr (HF), polar baa sahip kovalent bir bileiktir.Yani elektron younluunun H atomundan F atomuna kaymasdurumu vardr. nk, F atomu, H atomundan dahaelektronegatiftir. Elektron younluunun kayma yn, Lewisyaps zerine aadaki ekillerdeki gibi iareti konularakgsterilir.

Bu tr molekller elektrik alan uygulamasyla aadaki ekildeynlenirler.

BLEK

BA METALNELEKTRONEGATVES

A METALNELEKTRONEGATVES

FARK BAINPOLARLII

AlF3 Al-F 1,5 4 2,5 yonik baAlCl3 Al-Cl 1,5 3,2 1,7 Polar

Kovalent Ba

AlI3 Al-I 1,5 2,5 1 PolarKovalent Ba

SI2 S-I 2,5 2,5 0 A polarKovalent Ba

CH4 C-H 2,1 2,5 0,4 Polarkovalent ba


12/22

a) Elektrik Alan uygulanmadnda Polar Molekllerindavranlar.b) Elektrik Alan uygulandnda Polar Molekllerin davranlar.

Elektrik alannda HF moleklleri eksi ularn artlevhaya, art ularn eksi levhaya evirirler. Bir banpolarlnn nicel ls onun dipol momentidir. ().

Ayn byklkteki iki zt yk belli bir mesafe ile ayrldzaman bir dipol oluur. Dipoln bykl dipol moment ilellr ve ile gsterilir. Aralarnda r mesafesi bulunan eitbyklkteki Q+ ve Q- ykleri iin dipol moment; = Q . r forml ile ifade edilir. (1 D = 3.34 x 10-30 Coluombmetre (Cm) ye eit olan bir birimdir)

Dipol moment vektrel bir byklktr. Formlden anlalacagibi yklerin bykl arttka ykler arasndaki mesafedeartacaktr. Molekllerin dipol momentleri genellikle debye (D)olarak verilir.

rnek:

Aralarndaki uzaklk 1.00 ve yk younluu 1.60 x 10-19 Colan bir molekln dipol momenti ka debyedir?

zm:

Dipol moment = = Qr= (1.60x10-19 C) x (10-10m) =1.60 x10-29 Cm(3.34 x 10-30 cm) = (1D) ise1.60 x 10-29 Cm X D ederX= = 4.79 D

Bileiin dipol momenti arttka iyoniklik yzdesi artar,azaldka azalr.


13/22

F) Metalik Ba

Metalik Ba: Metal atomlarn kat ve sv fazda birarada tutan baa metalik ba denir.

Metalik ba, metallerde bulunan az sayda deerlikelektronunun grece ok sayda olan bo deerlik orbitallerindeserbest hareket etmeleri sonunda oluur. Ancak dier kimyasalbalarda olduu gibi metal elektron vermez. Meallerin elektronvermeye yatkn olmalar sebebiyle, metalik ban, metalelektronun komu metalin bo orbitaline gemesiyle olutuuvar saylr.Ancak bu elektronlar zayfta olsa komu atomunekirdeinin ekim alanna gireler fakat elektron al verii yada

ortaklaa kullanlmas gereklemez. Dererlik elektronlarkristal ierisinde her yne hareket etme imkanna sahiptir veatoma deil kristalin btnne aittir.

1. yonlama enerjisi azaldka genellikle metalik ba kuvvetiazalr.2. Deerlik elektron says ve ekirdek yk arttka metalik bakuvveti artar.

zellikler:

1) Bilindii gibi metaller, parlak grnmldr. Bir metalinyzeyindeki elektronlar, yzeye arpan k la(fotonla)sayesinde ileri geri titreime uruyorlar. Elektrikle ykl olanmetal elektronlar bu sayede elektro manyatik k yayarlar.Metaller oynak elektronlarnn titreimleri sayesinde, klar tmalardan ve ayn frekansta yayarlar, bu da metallerin parlakgrnmesine yol aar.2) Metaller, elektrii iyi iletir.Metalik ba oluturan elektronlar,herhangi bir atoma ya da iyona bal deildir, serbesttir. Bununiin metalin bir ucuna bir kaynaktan bir elektron girerse serbestelektronlar telin iinden geer ve ayn hzla telin teki ucundankar. Metallerde elektron iletkenlii kimyasal olaya yolamadan gerekleir.3) Metallerin dvlebilmesi, tel ve levha halinegetirilebilir olmas da "elektron denizi" modeliyle kolaylklaaklanabilir. Metal iyonlarnn bir tabakas darbe ile dieriylekar karya gelmeye zorlanrsa, bu tabaka kayar, hibir bakrlmas olmaz, elektron denizi yeni duruma uyum salar.


14/22

4) Metallerin iletkenlii scaklk arttka azalr.Scaklk art,hem elektronlarn kinetik enerjisini hem de 'pozitif iyonlarn'titreim hareketlerini artrr. Bunun sonucu, scaklk artelektriksel iletkenlikte dmeye yol aar.Elektrolitlerde yani

iyon hareketiyle elektrik akm iletiminde ise scaklk art ileelektriksel iletkenlik de artar.5) Metaller kat halde elektrik akmn iyi, sv halde kt, gazhalde ise ok kt iletirler.Bu durumu, metal atomlarnnscaklkla titreim hareketlerinin artmasyla aklyoruz. Metalatomlarnn titreimleri arttka serbest elektronlarn direatomun orbitaline geme ans azalacaktr.6) Metalik bada kimsen de olsa kovalent baa rastlanr. Ancakmetalik ba kovalent ba deildir.nk metalik bada her bir

atom komu atomun orbitaliyle rterek ba yapmakzorundadr. Oysa metalik bada elektronlar yle belli bir yerdetutulamazlar.7) Metallerin erime kaynama noktalar, buharlama ss, sertlik gibi baz fiziksel zellikleri geni alan iersinde deiir.Bununsebebi metalik ban salam ya da zayf olmasndankaynaklanmaktadr. Metalik ba kuvveti arttka bahsettiimizzellikler artmaktadr. Mesela 1A grubu elementlerinin okyumuak ve erime kaynama noktalarnn dk olmasnn

sebebi metalik ban zayf olmasndan kaynaklanmaktadr.8) Baz metallerin beklenilenden daha sert olmasnn sebebi,atomlar arasnda metalik balarla beraber kovalent balarn dabulunmasndan kaynaklanmaktadr.9) Metallerin oluturduu homojen karmlara alam denir.Alamlarn sert olmalarnn sebebi kovalent balardankaynaklanmaktadr. Bununla beraber kovalent ban varldvle bilme gibi metalik zellikleri azaltmaktadr.

ZAYIF ETKLEMLER

A)London Kuvvetleri (Van der WalsEtkileimi)

London kuvveti; 1930da Fritz London isimli bilim adamtarafndan bulunmutur.Apolar olan molekllerdeki atomlarn

ksa bir sre iin hatta anlk olarak polarize olmas ile oluur.


15/22

Atom ekirdei etrafnda dnen elektronlar bir anlk ta olsa,ekirdein belirli bir blmnde daha fazla bulunur. Byleceatom kendi iinde ksmen polarize olur. Bu atoma komu olanatomun ise, bu durumdan dolay kendi elektronlarnn dalm

deiir ve o da polarize olur. Bu durum zincirleme halinde btnmolekl etkiler. Bylece atomlar arsndaki etkilemeden doanbir ekim kuvveti meydana gelir. te molekller arasnda,atomlarn elektronlarnn anlk pozisyon deiimlerine balolarak oluan ekime London kuvveti diyoruz. London kuvveti,molekler arl fazla olan molekllerde daha fazla hissedilir.nk bu molekller daha fazla elektrona sahiptir. Fazlaelektron da, olas pozisyon deiiklikleri ihtimalini artrr.

London Kuvvetleri:He, Ne, Ar... gibi soy gazlarda ;H2, O2, N2... gibi kovalent bal a polar molekllerde;CH4, BH3, CCl4 ... gibi kovalent bal apolar molekllerde katve sv fazlarnda molekller arasnda grlen etkileime denir.

A1) Maddeler arasndaki ktlesel ekimden

kaynaklanmaktadr.ki molekl bir birine yaklatka molekller arasnda ktleselekim etkinleir.Bu sebeple, ktle arttka apolar molekller arasndaki LondonKuvveti ya da van der wals kuvveti artar. Mol ktlesi arttkaartar.

rnek:He < Ne < Ar < Kr < Xe < RnH2< N2< O2CH4 < C2H6< C3H8< C4H10< C5H12< C6H16< C7H16

Documents

KİMYASAL TÜRLER VE ETKİLEŞİMLERİ