bu bölümdeki notlar SALİH KARTALOĞLU  tarafından gönderilmiştir. Arkadaşımıza teşekkür ediyoruz.

 Anorganik Kimya II

 1.      a) piridin, 2-metilpiridin ve 3-kloropiridinin bazlıklarını, b) H3PO2, H3PO3 ve H3PO4’ün asitliklerini

karşılaştırınız.2.      [NiCl4]2- kompleks iyonunun yapısını DBT, KAT ve MOT’a göre açıklayınız.      Ni: 283.      Co(en)2(NO2)2Cl üç izomeri elde edilmiştir. Bunlardan birincisi AgNO3 ve en (etilendiamin) ile tepkime

vermemektedir ve kiral değildir. İkinci izomer AgNO3 ile tepkime vermekte, en ile vermemektedir ve kiral değildir. Üçüncü izomer hem AgNO3 hem de en ile tepkime vermektedir ve kiraldir. Bu üç izomerin yapısını çiziniz ve adlandırınız.

4.      a) KAT’ göre potasyum hekzasiyanokobaltat(III) kompleksi paramanyetik yada diyamanyetik olduğunu tahmin ediniz. Co: 27 b) KAYE’nin, [CrCl6]3-< [Cr(NH3)6]3+<[Cr(CN)6]3- sırasında artmasının nedenini M®L p etkileşimini dikkate alarak açıklayınız. Cr: 24

  Güz Yarıyılı Anorganik Kimya II Ara Sınavı     

1. a) [Cr(CO)6] kompleksinin yapısını ve özelliklerini p–bağı oluşumunu da göstererek DBT’e göre açıklayınız. Cr=24 (15 p)  b) K2[NiCl4] ve K2[PtCl4] komplekslerinin geometrik şekilleri nasıldır? Neden? Ni=28 Pt=78 (10 p)  

2. a) Çözünmeye karışma entropi değişimindeki artışın katkısı nasıldır? İzah ediniz. (10 p) b) MX şeklindeki bir tuzun çözünürlüğünü Born-Haber çevirimini de dikkate alarak nasıl tahmin edebilirsiniz. Örneklerle açıklayınız. (10 p)

3. a) piridin, 2-metilpiridin ve 3-kloropiridinin bazlıklarını, (10 p) b) HIO4, HOCl, H2SO4 ve H3PO4’ün asitliklerini karşılaştırınız. (10 p)

4. a) NH3, NH2OH, NH2NH2, MeNH2,Me2NH ve Me3N’in bazlıklarını karşılaştırınız.  (10 p) b) AlI3 + 3NaF = AlF3 + 3NaI, CaS + H2O = CaO + H2S, CuI2 + 2CuF = CuF2 + 2CuI ve TiF4 + 2TiI2 = TiI4 + 2TiF2 tepkimelerinin hangi yöne doğru ilerlemesini beklersiniz? Neden? (10 p)

5. Ma4b2, Ma3b3, Ma2bc, Mabcd, Ma2b2c2, Ma6 ve Ma5b yapısındaki komplekslerin mümkün izomerlerini yazarak hangilerinin kiral olduklarını gösteriniz. (15 p)

   Güz Yarıyılı Anorganik Kimya II Ara Sınavı        

 6. z-eksenini bağ ekseni kabul ederek s-pz, pz-pz, py-py, dx

2-y

2- dx2

-y2 ve 5pz-3s atomik orbitallerin girişimi

sonucu ne tür molekül orbitallerin oluşacağını çizerek gösteriniz. (15 p)7. Be2 molekülü ve Be metalinin bağ yapısını MOT’a göre, Be metalinin iletkenliğini de Bant teorisine

göre izah ediniz. (20 p)8. Siyanür iyonu bileşik oluştururken genelde hangi ucuyla bağlanır?  MOT’a göre açıklayınız. (15 p)9. Cs kristalinin atomlaşma enerjisi 79,9 , Cs atomunun iyonlaşma enerjisi 374,05 , klor molekülünün bağ

enerjisi 241,84 , CsCl tuzunun oluşum entalpisi – 623,00 ve örgü enerjisi – 799,97 kjmol-1 olduğuna göre, Cl atomunun elektron ilgisini Born-Haber çevirimini kullanarak hesaplayınız. (15 p)

10. Bravais hücrelerden bk, imk ve ymk sistemleri çizerek bunlara ait doluluk ve boşluk oranlarını hesaplayınız. (15 p)

11. a) BeSO4 ve CaSO4 tuzlarının SO3(g) vererek oksitlerine dönüşmelerine ilişkin reaksiyon sıcaklıklarını iki farklı yolla izah ediniz. (10 p) b) MnSO4.4H2O bileşiğinin µden.=5,86 BM’dir. Bu bileşiğin teorik manyetik momentini hesaplayıp değerleri karşılaştırarak yorumlayız. (10 p)

   Güz Yarıyılı Anorganik Kimya II Final Sınavı      

5.      a) piridin, 2-metilpiridin ve 3-kloropiridinin bazlıklarını, (10 p) b) H3PO2, H3PO3 ve H3PO4’ün asitliklerini karşılaştırınız. (10 p)

6.      [NiCl4]2- kompleks iyonunun yapısını DBT, KAT ve MOT’a göre açıklayınız.      Ni: 28 (20 p)

7.      Altı koordinasyonlu CuF2 kristal yapısında dört Cu2+-F- uzaklığı 1,93 Å iken, iki Cu2+-F- uzaklığı 2,27 Å’dür. Bunun sebebini izah ediniz. Cu: 29 (20 p)

8.      [MnCl6]4- ve [Fe(CN)6]4- kompleks iyonlarının kararlılıklarına p–bağı katkısı nasıldır? Açıklayınız. Mn: 25, Fe: 26 (20 p)

9.      a) 18 elektron kuralını dikkate alarak [Ni(CO)2(PR3)2], [Fe(CO)2(NO)2] ve   [FeBr4]-’nun ligant değiştirme mekanizmalarını gösteriniz.(10 p) b) [Fe(NH3)5F]+ ve [Fe(CN)5F]4- kompleks iyonlarının hangisi iyodo ligandı ile yer değiştirir? Neden? (10 p)

   Yaz Okulu Anorganik Kimya II Final Sınavı         

1.      a) Altı koordinasyonlu CuF2 kristal yapısında dört Cu2+-F- uzaklığı 1,93 Å iken, iki Cu2+-F- uzaklığı 2,27 Å’dür. Bunun sebebini izah ediniz. Cu: 29 (15 p)                  b) [Ti(H2O)6]3+ kompleksinin d-d geçişine ilişkin maksimum absorpsiyon 20300 cm-1 olduğuna göre,  [Ti(CN)6]3- ve [TiCl6]3- komplekslerinin absorpsiyon piklerinin dalga sayılarını tahmin ediniz. Ti: 22 (15 p)

2.      [MnCl6]4- ve [Fe(CN)6]4- kompleks iyonlarının kararlılıklarına p–bağı katkısı nasıldır? Açıklayınız. Mn: 25, Fe: 26 (20 p)

3.      [Co(NO2)6]4- kompleks iyonunun yapısını DBT ve MOT’a göre açıklayınız. (20 p)4.      Oktahedral, tetrahedral ve karedüzlem kristal alanda s, p ve d orbitallerinin nasıl etkilendiğini ilgili

orbital şekillerini de çizerek gösteriniz.(15 p)5.      NH3, NH2OH, NH2NH2, CH3NH2, (CH3)2NH ve (CH3)3N’in bazlıklarını karşılaştırınız. (15 p)

       Güz Yarıyılı Anorganik Kimya II Bütünleme Sınavı   

 1.      a) Üçüncü periyot florürlerinin erime noktalarındaki değişimi açıklayınız (10 p)    b) Su, etilalkol ve

dietileterin kaynama noktalarını karşılaştırınız. (Bileşiklerin dipol momentleri sırasıyla 1.85, 1.69 ve 1.30 D)  (10 p)

2.      Co(en)2(NO2)2Cl üç izomeri elde edilmiştir. Bunlardan birincisi AgNO3 ve en (etilendiamin) ile tepkime vermemektedir ve kiral değildir. İkinci izomer AgNO3 ile tepkime vermekte, en ile vermemektedir ve kiral değildir. Üçüncü izomer hem AgNO3 hem de en ile tepkime vermektedir ve kiraldir. Bu üç izomerin yapısını çiziniz ve adlandırınız (20 p)

3.       [Fe(CN)6]3- kompleks iyonunda Fe-CN p etkileşimine ait MO gösterilişini çiziniz ve kristal alan yarılma enerjisinin nasıl etkileneceğini gösteriniz Fe: 26 (20 p)

4.      Tetrahidroksonikelat(II) kompleks iyonunun DBT’ye göre hibritleşme türünü ve  geometrisini belirleyiniz. Bu kompleks iyonunun spin manyetik momentini hesaplayınız. Ni: 28 (20 p)

5.      a) KAT’ göre potasyum hekzasiyanokobaltat(III) kompleksi paramanyetik yada diyamanyetik olduğunu tahmin ediniz. (10 p) Co: 27 b) KAYE’nin, [CrCl6]3-< [Cr(NH3)6]3+<[Cr(CN)6]3- sırasında artmasının nedenini M®L p etkileşimini dikkate alarak açıklayınız. Cr: 24 (10 p)

Bahar Yarıyılı Anorganik Kimya I Ara Sınavı       

1.     a-) 5A grubu elementlerinin hidrojenli bileşiklerin yapısını DTEÇİK’e göre bulunuz. Molekül 

geometrilerinde farklılık var mıdır, Neden?

  5A grubunun H’li bileşikler : NH3, PH3, AsH3, SbH3

           7N:1s22s22p3 

                        

 NH3 de üç BEÇ ve bir OEÇ bulunur. OEÇ nin daha büyük hacim kaplaması ve daha büyük itme kuvveti

etkisiyle H-N-H bağı düzgün dört yüzlü açısı daralır. Benzer geometrili bu moleküllerin bağ açıları farklıdır,

çünkü bu seride merkez atomu giderek büyür ve OEÇ içeren orbitaller de grup içinde büyür ve BEÇ ‘i kuvvetle

iter. Aynı zamanda aynı grupta elektronegatiflik azaldığından bağ elektronları merkez atomdan uzaklaşır. Ayrıca

grup içinde bağ uzunlukları giderek artar ve bağ elektronları arasındaki itmeyi azaltır. O halde moleküllerin bağ

açıları   NH3 > PH3 > AsH3 > SbH3 şeklindedir.

 

 b-) BH4-,  CO3

2-,  N3-,  NH4

+,  NO3- ve  NO2

+ iyonlarının yapısını ampirik yönteme göre bulunuz.

  Ampirik yönteme göre molekülün geometrik şekli aşağıdaki formüllerle bulunur.        D= (toplam değerlik e- sayısı) / 8   =  n  +  b          b/2 = m     MLnEm                                                                                                                                                                       DH =( D + 6.t) / 8  = n  +  b        b / 2  =  m              MLnEm     (t= toplam H sayısı)  BH4

- :  D= 3+4+6.4 +1 = 32/8=4         ML4   Tetrahadral yapıya sahip 

                CO3

2- :  D= 4+3.6+2 = 24/8 =3     ML3 Üçgen düzlem yapıya sahip                                         

                      N3

-  : D= 3.5 + 1 = 16 / 8 =2      ML2    Doğrusal  yapıya sahip                      N―N≡N  NH4

+ : D = 5+4+6.4-1 = 32 / 8 = 4         ML4    Tetrahedral yapıya sahip

                   NO3

- : D= 5+3.6+1= 24 / 8 = 3     ML3   Düzlem üçgen   yapıya sahip 

                    NO2

+ : D= 5+2.6-1 = 16 / 8 =2     ML2 Doğrusal yapıya sahip       O=N=O   

2-      I3- ve SO3’ün yapısını DBT’ye göre açıklayınız.   S=16,  I=53

 

I3- ün  DBT ‘ye göre yapısı

 

İyot atomu 2 tane sp3d hibrit orbitalleri ile σ (sigma) bağı yapar. Üç çift ortaklanmamış e - lar itme kuvvetini en

aza indirmek için üçgen kuşağa yerleşirler. Çizgisel bir yapıya sahiptir.

                                              

    

                                                  

 

 

 

 

SO3 ün DBT ye göre yapısı

 

                                                                                                                                                 

            

                                        

                                                                                                                                                             

 

Merkez atomu S 6 tek e- ile sp2 melez orbitalleri oluşturur, bu melez orbitaller eşkenar üçgenin köşelerine

yöneldiğinden molekülün şekli düzlem üçgen olur. S atomunun bir 3p ve iki 3d orbitalinin Oksijenin 2py ve 2pz

orbitalleri ile uygun simetride ve yan yana girişim yapmasıyla üç π bağı oluşur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-  CO2 ve NO2 aynı geometrik yapıya mı sahiptirler orbital girişimlerini de göstererek açıklayınız  

 

                                

 

CO2 : 4+2.6= 16 değerlik elektronlu simetrik ve çizgisel yapılı bir moleküldür. Basitlik için O nun düşük enerjili

2s AO nin bağa katkıda bulunmadığı kabul edilir. Molekül ekseni z ise 2pz-2s-2pz ve 2pz-2pz-2pz girişimleri  σ-

bağ ve karşıt  bağ molekül orbitallerini verir,  2px-2px-2px ve 2py-2py-2py girişimleri de π bağ, karşıt bağ ve

bağ yapmayan molekül orbitallerini oluşturur. Molekülün bağ derecesi  B.D=(8-0) /2= 4 tür. C-O bağı bir σ  ve

bir π bağı olmak üzere çifte bağdır. πxb , πy

b – bağ MO,  πX* , πy

* karşıt bağ MO ,πx, πy bağ yapmayan MO dur.

 NO2 : 5+2.6= 17 değerlik elektrona sahip molekülde 17. elektron,  πx* veya πy

* MO ya  yerleşir, bağ zayıflar ve

molekül fazladan enerjiyi, Walsh kuralına göre bükülerek dengelemek isteyeceğinden açısal yapılı olur.

2pz-2s-2pz   bağ MO

2pz-2s-2pz  karşıt bağ MO

2pz-2pz-2pz bağ MO

  

 

2pz-2pz-2pz karşıt bağ MO

  

 

2px-2px-2px bağ MO

 

2px-2px-2px karşı bağ MO

2py-2py-2py bağ MO

 

2py-2py-2py karşıt bağ MO

2py-2py-2py bağ yapmayan MO

2px-2px-2px bağ yapmayan MO

 

 

 

 

4-  BH2+ ile BH2 nin NH3

+ ile NH3 ün yapısını MOT’a göre izah ediniz.

 

                           

 

 

 

 5 B= 1s2 2s2 2p1                     1 H= 1s1

BH2 molekülünün değerlik elektron sayısı 5 tir. Walsh kuralına göre  5 elektron açısal yapı için verilen

diyagrama yerleştirildiğinde elektronlar σs , σx in yanı sıra, daha yüksek enerjili orbitallere (σs* veya πy ) 

yerleşir. Çizisel yapıda bu orbitallerden biri olan σs* karşıt bağ molekül orbital karakterliyken açısal geometride

ona karşılık gelen σsz bağ yapmayan karakterlidir. Bu sebeple molekülün toplam enerjisinin daha düşük olduğu

açısal yapı daha karalı olur.  Bu yüzden Walsh Kuralına göre BH2 molekülü açısaldır.

BH2+  molekülünün değerlik elektron sayısı ise 4 tür. Molekülün değerlik elektronları σs ve σx orbitallerine

yerleşir. Bu şekilde molekülün toplam enerjisi minimum olur ve bu da molekülü daha kararlı yapar. Bu yüzden

Walsh Kuralına göre BH2+ molekülü çizgiseldir.

                            

  

7 N= 1s2 2s2 2p5                        1 H= 1s1

NH3 ün değerlik elektron sayısı 8 dir. Walsh kuralına göre  8 elektrondan altısı bağ yapan karakterli orbatallere

kalan ikisi de bağ yapmayan σsz orbitaline yerleşir ve molekül piramidal yapıyı tercih eder.

NH3+ nün değerlik elektron sayısı 7 dir. 7.elektronun  daha düşük orbitalin σs

* ve  σsz de bulunmasının yapıyı

belirlemede etkisi azdır. Bu elektron daha düşük enerjili piramidal yapının σ sz  orbitalinde bulunması gerektiği

halde NH3+molekülü hemen hemen düzlemseldir.

 

5- SOFCl, NHF2, H2O2, POCl3, OCS, Ni(en)3, trans-CoCl2(en)2 ve SO3 ‘ün simetri elemanlarını bularak

nokta gruplarını belirleyiniz.

 

 SOFCl

D=  6+6+7+7 =  26 / 8 = 3  + 2       2/2 = 1         ML3E           Tetrahedral yapılı üçgen       piramittir.

            

Molekül düşük simetrili bir moleküldür ve E den başka simetri işlemi yoktur. Molekülün nokta grubu C1 dir.

 

 

 

NHF2   

        D = 5+2.7+1+6.1 = 26 /8 = 3  +  2    2/2=1    ML3E    Tetrahedral yapılı üçgen piramittir. Sadece

simetri (ayna)  düzlemi  σ elemanı bulunduğundan nokta grubu Cs dir.

 

H2O2   

 

 Düzlemsel olmayan molekül sadece  C2 dönme işlemi yapılabilen düşük simetrili bir moleküldür. Nokta grubu

C2 dir.

 

   POCl3:

D= 5+6+3.7 = 32/8 = 4       ML4      Tetrahedral geometriye sahiptir.

 

 Ana ekseni C3,  ana ekseni içine alan 3σv  ye sahip, molekülde dönme eksenine dik  C2 ekseni bulunmadığı için

nokta grubu C3v’dir.

 

OCS:

D= 6+4+6=16 / 8=2     ML2     Çizgiseldir.

Ana eksen C∞ , ana ekseni içine alan σv  var, molekülde dönme eksenine dik  C2 ekseni bulunmadığı için

molekülün nokta grubu   C∞v’ dir

 

 

 

 

Ni(en)3

Dönme ekseni C3 olan molekülün  ana  eksenine dik  3C2 bulunduğundan  ve yansıma düzlemi bulunmadığından

nokta grubu D3 olur.

Trans- [CoCl2(en)2]

Ana dönme ekseni C2 olan molekül dönme eksenine dik C2 ye, ve ana eksene dik bir yansıma düzlemine σh sahip

olduğundan nokta grubu D2h dır.

SO3

  

Ana dönme ekseni C3, ana eksene dik 3C2,  ana eksene dik  σh  olduğundan nokta grubu D3h dır. Ayrıca  molekül

S3 dönme yansıma ekseni ve ana ekseni içine alan  3σv ye sahiptir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

  Bahar Yarıyılı Anorganik Kimya I Final Sınavı           

                                                                                                          

1-     a-) CF molekülü ve CF+ molekül iyonunun yapısını MOT’a göre açıklayarak bağ uzunluklarını

karşılaştırınız?

 

    6C : 1s2 2s2 2p2                                9F : 1s2 2s2 2p5

 

 

 

CF nin MOT diyagragramı bu şekildedir. σ1, σ3 ve π1 bağ MO, σ2, σ4 ve π2 karşıt bağ MO dir.

B.D = (8-3)/2 = 5/2 = 2,5

CF den bir e- uzaklaştırılırsa oluşan CF+ için B.D = (8-2)/2 = 3 olur.

Bağ derecesi ile bağ uzunluğu ters orantılı olduğundan    BUCF  > BUCF+  dır.                   

 

 

 

 

 

 

 

 

b-) H2O ve H2S moleküllerinin bağ açıları sırası ile 104° ve 92° dir. Bu farklılığın sebebini MOT’a göre

açıklayınız?

 

8O = 1s2 2s2 2p4                         1 H = 1s1

 

 

σ3 ve π bağ yapmayan MO, σ1 ve σ2 bağ MO ve σ1* ve σ2

* karşıt bağ MO’dır.

BD = (4-0)/2 = 2 dir. H2S molekülünün MOT diyagramı elektron sayısı aynı olan H2O ile aynıdır.

Oksijen kükürtten daha elektronegatiftir ve kükürtün elektronegatifliği azaldıkça bağ elektronları H’ye doğru

kayar. Orbital büyümesi ile ortaklanmamış elektronlar bağları daha fazla kırar ve açı daralır.

 

2-      a-) Mg’nin bağ yapısını, parlaklığını , ısı ve elektrik iletkenliğini Bant Kuramına

göre açıklayınız?  Mg=12

 

   12Mg : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p0 elektron dizilişine sahiptir.

 

 

Magnezyumda bant oluşumu sırasında atomik orbitallerin girişimi çok şiddetli ise ve 3s ve 3p bantlar oldukça

genişler. Bunun sonucunda 3s bandının üst kısmı 3p bandının alt kısmı ile  çakışır. Bantların bu çakışmadan

dolayı 3p bandının bir kısmı dolu 3s bandının ise bir kısmı boş kalır. Magnezyumdaki bant elektronları görünür

ışığın tümünü absorblayarak boş enerji düzeylerine geçerler. Bu uyarılmış elektronlar kısa süre sonra

absorbladıkları enerjiyi yayımlayarak eski yerlerine dönerler. Bu olay sonucunda metal ışığı yansıtır ve bu

sebeple magnezyum parlak görünür.

Magnezyum metali bir ucundan ısıtıldığında bu kısımdaki elektronlar E=3/2 kT lik bir enerji kazanır ve boş

iletim bandına geçerler. Elektronlar metalin diğer bölgelerine hareket ederek bu bölgenin ısınmasına sebep olur.

Elektriksel iletim de benzer şekilde dolu değerlik bandında bulunan elektronların az bir enerji ile boş iletim

bandına geçmesiyle gerçekleşir. Elektrik alan yok iken elektronlar serbestçe her yöne doğru hareket eder. + ve –

elektrot metalin iki ucuna yerleştirilirse e-lar + uca doğru hareket ederek elektrik akımını iletirler.

 

 

 

 

 

b-) Grafit ve elmas ne tür katılardır. İletkenlikleri hakkında ne söyleyebilirsiniz, neden?

 

 Grafit ve elmas kovalent katılardır. Grafitte her bir tabakada bulunan karbon atomları diğer üç karbon atomu ile

σ simetrili kovalent bağla bağlıdır. Her bir karbon atomunda melezleşmeye katılmayan π simetrili delokalize bağ

oluşur. Delokalize bağ sistemi grafite elektriksel iletkenlik özelliği kazandırır. Bu nedenle grafit elektrot olarak

kullanılır.

Elmasda değerlik ve iletkenlik bantları arasındaki enerji farkı

çok fazla olduğu için elmas yalıtkandır. Sıcaklık artışı ise bu büyük enerji boşluğundan dolayı iletkenliği

etkilemez.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c-) Safsızlık yarıiletken ne demektir, nasıl oluşturulur? Bu tür katıların iletkenliğini açıklayınız?

 

 Safsızlık yarıiletkenler bir yalıtkana uygun safsızlıkların aşılanmasıyla üretilen aşılı yarı iletkenlerdir. Bu yarı

iletkenler iki çeşittir ;n ve p tipi.Eklenen safsızlıkların oluşturduğu bant değerlik ve iletim bandı arasında bir

yerde yer alarak köprü görevi görürler. Pratikte P ve As gibi V. Grup elementleri n- tipi yarı iletkenler için aşı

elementi, B, Al, Ga, In gibi III. grup elementleri p-tipi aşı elementi olarak kullanılır.

              

                                                                                                                                                                                      

                        Saf Germanyum                     n-tipi Germanyum                          p-tipi Germanyum

 

n tipi yarı iletkenler aynı tür atomlardan oluşmuş katı bir yalıtkana kristali oluşturan atomlardan elektronca

zengin atomların ilave edilmesiyle elde edilir. Bu aşı bandı enerjice boş olan iletim bandına daha yakındır ve

burada bulunan e-ların bir kısmı termik yolla iletim bandına kolaylıkla geçer ve iletkenlik sağlanır.

p tipi yarı iletkenler aynı tür atomlardan oluşmuş katı bir yalıtkan kristali oluşturan atomlardan elektronca fakir

atomların ilavesiyle elde edilir. Aşılanan atomlardaki e- eksikliği  kristal içinde dolu değerlik bandının hemen

üzerinde çok dar boş bir bant oluşmasına yardımcı olur. Bu bant T=0 K‘de boştur, daha yüksek sıcaklıklarda

değerlik bandından termik yolla uyarılan elektronlar kolaylıkla bu banda geçer. Böylece değerlik bandında

e- boşluğu oluşur ve bu boşluklara elektronların göçmesiyle iletkenlik sağlanır.

 

 

3-      a-) Platin atomunun yarıçapı 1.38Ǻ, atom ağırlığı 195,08g/mol, kübik hücrenin bir kenarı 3,914x10 -10 m

ve gözlenen yoğunluğu 21,45g/cm3 olduğuna göre birim hücre tipini bularak boşluk oranını hesaplayınız?

 

              

a3: hacim, M:atomun molekül ağırlığı, N: Avagadro sayısı, p: yoğunluk

V = a3 = (3.914x10-8cm)3 = 5.99x10-23 cm3

                       

        m= 3.99 ~  4 olarak alınabilir.

Birim hücresinde 4 tanecik bulunduran yüzey merkezli kübik sistemdir (ymk).

       Yüzey merkezli kübik sistem:            

4r = a         r = a /4        

Boşluk oranı = 100 - 74 =  %26

 

 

 

 

 

 

b-) Bu kristal üzerine 154pm dalga boylu Cu ışıması gönderildiğinde hangi açılarda kırınım olacağını

bulunuz?

 

 n.λ = 2d.sinθ   Bragg denklemi kullanılarak θ değerleri hesaplanabilir.

Yüzey merkezli kübik sistem için d = a / dir.    4r = a    olduğundan  d = 2r olarak bulunur.  a=3.914x10-

10 m olarak verilmiştir, r de bu verilerden 1.383x10-10 m olarak ve               d = 2.786x10-10 m olarak hesaplanır.

      n.λ = 2d.sinθ           

n=1 için   1x154x10-12 m = 2x2.786x10-10 m x sinθ1

                  θ1 = 16.04°

n=2 için   2x154x10-12 m = 2x2.786x10-10 m x sinθ2

                     θ2 = 33.56°

 n=3 için   3x154x10-12 m = 2x2.786x10-10 m x sinθ3

                     θ3 = 56.01°

Platin kristali üzerine 154pm dalga boylu Cu ışıması gönderildiğinde  16.04°, 33.56°, 56.01°

açılarında kırınım olacaktır.

4- MgCl2 tuzunun MgCl’den neden daha kararlı olduğunu açıklayınız?

MgCl2 için;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-DHol. + DHs + I1 + I2 + DHAE + 2A + U = 0- DHol. + 146 + 738 + 1451 + 244 - 698 - 2526 = 0      DHol. =  -645 kj/mol

 

MgCl için;

-DHol. + DHs + I1 + 1/2DHAE + A + U = 0

- DHol. + 146 + 738 + 122 - 349 - 676 = 0          DHol. =  -19 kj/mol

 

Mg2+ oluşturmak için gerekli enerji Mg+ oluşturmak için gerekenden daha büyük olmasına rağmen, MgCl2(k) örgü

enerjisi MgCl(k) örgü enerjisinden daha büyüktür. Bu nedenle Mg2+ iyonları,  Cl- üzerinde Mg+ iyonlarına göre

daha çok kuvvet uygular. Bu da tepkimenin MgCl aşamasında durmayıp MgCl2 oluşumuna kadar sürmesini

sağlar.

 

5- a-) Al2(CH3)6 ‘nın simetri elemanlarını bularak nokta grubunu belirleyiniz ve yapısını DBT ve MOT’a

göre açıklayınız.  Al=13                      

Al2(CH3)6 molekülü ana dönme ekseni C2, ana eksene dik 2C2, ana eksene dik yansıma düzleme σh sahip

olduğundan nokta grubu D2h tır.

 

 

DBT:

 

 

Al atomunun iki tane yarı dolu sp2 melezi uç metil gruplarıyla 2m-2e’lu kovalent bağ oluşturmada kullanılırken

geriye kalan bir yarı dolu ve bir boş melez orbital ise köprü metil gruplarıyla üç merkezli iki elektronlu (3m-2e)

bağ oluşturmada kullanılır.

                        

 

MOT:

 

Bağ derecesi= (12-0)/2=6

MOT’a göre Al atomlarının yarı dolu ikişer sp2 melez orbitali ile dört uç karbonun 2s ve 2p atomik orbitalinin

girişim yaparak dört tane σ-bağ molekül orbitali ve dört tane σ*-karşıt bağ molekül orbitali oluşturur. Her

CH3 atomunun kalan iki sp3 molekül orbitali ise karşılıklı olarak ikisi birer köprü metil molekülünün atomik

orbitali ile girişim yaparak ikişer tane σb-bağ molekül orbitali, σ-bağ yapmayan molekül orbitali ve σ*-karşıt bağ

molekül orbitali oluşturur. Bağ derecesi 2m-2e’lu bağlar için 1, 3m-2e’lu bağlar için 1/2’dir.

 

b-) CHFClBr, SOFCl, H2O2, SO2Cl2, Cu(en)3, ve cis-[CrCl2(en)2]+ nun kiralliklerini simetrilerini dikkate

alarak açıklayınız?

 

Ayna görüntüsü ile çakışmayan moleküllere kiral moleküller denir. Genel olarak hiçbir simetri elemanı

bulunmayan asimetrik moleküller, C1 nokta grubuna sahip olan, Sn dönme yansıma ekseni bulunmayan, 

Cn dönme eksenleri bulunan ve Cn ve Dn nokta gruplarında bulunan  dissimetrik moleküller kiraldir.

Molekülün nokta grubu C1 ve  ayna görüntüsü çakışmadığından CHFClBr molekülü kiraldir.

Nokta grubu C1 olduğundan kiraldir.

Düzlemsel olmayan H2O2 molekülünün ayna görüntüsü çakışmaz. Yalnızca C2 dönme eksenine sahip dissimetrik

kiral bir moleküldür.

 

Cu(en)3  D3 nokta grubuna sahip ve Sn dönme yansıma ekseni bulunmayan dissimetrik kiral bir moleküldür.

 

Cis-[CrCl2(en)2]+ molekülünün ayna görüntüsü üst üste çakışmadığından kiral bir moleküldür.

 

6- a-) İkinci grup metal sülfatlarının termik kararlılıklarını gerekçeleriyle karşılaştırınız?

 İkinci grup metal sülfatları sırasıyla BeSO4, MgSO4, CaSO4, SrSO4, BaSO4 tır.

                                            MSO4         MO    +     SO3

Sülfat tuzlarının yukarıdaki tepkimeye karşı kararlılıklarının değişimi üç şekilde açıklanabilir:

Polarizasyon: Termik kararlılık metalin polarizleme gücüne bağlıdır. Grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe

katyon yarıçapı artar ve yarıçap arttıkça katyonun SO42- anyonlarını polarizlemesi azalır. Polarizasyon azaldıkça

kovalent karakter azalır ve iyonik karakter artar. Böylece IIA grubu metal sülfatlarının termik kararlılığı

yukarıdan aşağıya doğru artar.

Yarıçaplar oranı: IIA grup katyonlarının yarıçapları yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe artar. Bunun

sonucunda da katyonların oluşturduğu sülfat bileşiklerinde  r+/r- oranı yukarıdan aşağıya doğru artar, ve böylece

anyonlar arası itme azalacaktır. Küçük katyon yarıçapına sahip tuzların bozunması daha kolay ve düşük

sıcaklıkta gerçekleşir. Bozunma sıcaklığı katyon yarıçapı attıkça artar.

Termodinamik yaklaşım: Termodinamik olarak bozunma sıcaklığı DGo’nin (Gibbs serberst enerji) negatif

olduğu yani reaksiyonun istemli olduğu sıcaklıktır.

                                                  DGo = DHo - TDSo

Bu durumda bozunma sıcaklığı reaksiyonun dengeye ulaştığı DGo=0 andır. Yani;

                                                      T = DHo /DSo

T : denge sıcaklığının ilk aşıldığı ilk değer DGo’ı negatif yapan bozunma sıcaklığıdır.

 

b-) Bir iyonik tuzun teorik ve deneysel örgü enerjileri nasıl bulunabilir, açıklayınız?

 Bir kristalin örgü enerjisi teorik olarak üç farklı yolla hesaplanabilir.

1- Born Lande Eşitliği :

  Coloumb yasasına göre iki iyon arasındaki çekim kuvveti

                                        

Z+ ve Z- : pozitif ve negatif iyon yükü, e-: elektron yükü, r: iyonlar arası uzaklıktır.

Birden fazla iyon için E iyon sayısı ve uzaydaki düzenine bağlıdır.

                                            A= Madelung sabiti

 İyonlar birbirine değecek kadar yaklaştığında iki atom veya iyonun e - bulutları birbirini iter. İtici güç B/rn ile B

yapıya bağlı Born sabiti, n ise Born itme terimi olarak verilir.

                       

Dengede dU/dr = o ve denge uzunluğu r=r0 dır.

         

B’nin bu değeri yerine konulursa örgü enerjisi,

         

eşitliğinden hesaplanabilir.

2-Born-Mayer Eşitliği : Born Layer eşitliği geliştirerek aşağıdaki denklemi elde etti.

       

p: sıkıştırılabilme sabiti.

3- Kapunstinski eşitliği: Bütün gerçek iyonik yapıların enerjice eşdeğer olduğu teorik kaya tuzu tasarlayarak

aşağıdaki bağıntıyı geliştirdi.

      

n: kristal yapıdaki iyonların toplam sayısı,    K: 1.21x103kjǺ/mol olan bir sabit.

 

Bir kristalin örgü enerjisi deneysel olarak termodinamik veriler ve Hess kanunu yardımıyla hesaplanabilir.

Kristali oluşturan metalin atomlaşma enerjisi veya süblimleşme enerjisi, kristaldeki katyonu oluşturmak için

toplam İ.E., anyonu oluşturan gaz molekülün bağ enerjisi, elektron ilgisi, kristalin standart oluşum enerjisi ve

örgü enerjisini birbirine bağlayan Born-Haber çevrimi kurulur. Termodinamik olarak çevrim içindeki enerji

değişimi 0(sıfır)dır.                                                                      ▲HS+1/2▲HBE+∑ ▲HİE+n▲HEİ+U+▲HOL = 0

                 

                      Born –Haber Çevrimi