bağlar

Prof.Dr. İbrahim USLU

BağlarBağlar



Bağlar ve EnerjiBağlar ve Enerji

• Bütün sistemler enerjilerini en az seviyede tutmak isterler.

• Bu amaçla da kararsız tanecikler kararlı hale gelebilmek için kendileri ya da etrafındaki diğer taneciklerle birleşip, bağ oluşturarak enerjilerini azaltırlar.

• Oluşan bu bağları koparmak içinde enerji gereklidir.


Kimyasal Bağlar – Kimyasal TepkimeKimyasal Bağlar – Kimyasal Tepkime

• Atomlar bir araya gelirken elektron düzenlerinde değişiklik olur.

• Eğer atomlar tek tek dururken sahip oldukları toplam enerji ile bir küme oluşturdukları haldeki toplam enerji arasında ~40 kJ kadar bir düşme varsa bir kimyasal bağın oluştuğu söylenebilir.

• Bir elektron düzeninin başka bir elektron düzeni haline dönüşmesi (yani kimyasal bağların oluşması) olayı, kimyasal tepkime dediğimiz olaydır.


Kimyasal Bağlar (Özet)Kimyasal Bağlar (Özet)

• Atomları bir arada tutan kuvvetlere kimyasal bağ denir.

• Atomların bağ yapmasının temel nedeni kararlı olma isteğidir.

• Kimyasal bağ, bu evrensel isteğin bir sonucudur. • Bir sistemin ya da atomun kararlılığın ölçüsü ise

minimum (en az) enerjili olmaktır. • Öyleyse atomların bağ yapmasını enerjilerini azaltma

işlemi olarak somutlaştırabiliriz.


Kimyasal baKimyasal bağğ,, bubu evrensel isteğin evrensel isteğin bir sonucudurbir sonucudur

• Atomların bağ yapması enerjilerini azaltma işlemidir.


Bağlar ve DüzensizlikBağlar ve Düzensizlik

• iki atom arasında kimyasal bağ oluşumu her zaman için bu atomların daha düzenli hâle gelmesi demektir.

• Yani bağ oluşumunda düzensizlik azalmaktadır.


Bağ Oluşumu Enerji Veren Bir OlaydırBağ Oluşumu Enerji Veren Bir Olaydır

• Herhangi bir kimyasal bağ oluşurken enerji açığa çıkar. Tersine, bir kimyasal bağı bozmak için de enerji harcamak gerekir.

• 1 mol H2 molekülü oluşurken 435 kJ ısı açığa çıkar.

• Bu örnekten şu sonucu çıkarabiliriz: 1 mol H atomu ile 1 mol H atomu, 1 mol H2 molekülü oluşturmak üzere aralarında kimyasal bağ yaptıklarında toplam enerjileri 435 kJ azalmaktadır.

• Enerjileri azaldığı için de daha kararlı hâle gelmektedirler.


Hidrojen Atomu Bağ OluşumuHidrojen Atomu Bağ Oluşumu


Bağ ÇeşitleriBağ Çeşitleri

• Kimyasal bağlar – iyonik, (sodyum klorür, kalsiyum fluorür, alüminyum klorür,

kalsiyum karbonat vb gibi genellikle tuz olarak adlandırılan iyonlu bileşiklerdeki atomları bir arada tutan bağ)

– kovalent (karbon, iyot vb gibi bazı katı elementlerin ve su, amonyak, klorlu hidrojen, karbon dioksit, metan vb gibi moleküllü bileşiklerin atomlarını bir arada tutan etken)

– metalik (bakır, kurşun kalay, çinko, vb gibi metallerde ve pirinç, tunç, lehim, vb gibi alaşımlarda atomları bir arada tutan etken)

bağ olarak üçe ayrılır.

• Maddelerin büyük bir çoğunluğu iyonik ve kovalent bağ arasında özelliğe sahiptir.


Diğer BağlarDiğer Bağlar

• İyonik, kovalent ve metalik bağlardan başka, moleküllü maddelerin (bazı element veya bileşiklerin) moleküllerini bir arada tutan dipol bağı, hidrojen bağı, dispersiyon bağı (london bağı) gibi bağlardan da söz edilebilir.


İyonik Bağİyonik Bağ

• Bir metal ile bir ametal genellikle iyonik bağ yapar. İyonik bağ elektron alış verişi ile gerçekleşir.

• Bir metal ile bir ametalin tepkimesinde metal elektron verir, ametal elektron alır. Alınan ve verilen elektronlar değerlik elektronlarıdır.

• Bir atomun en üst enerji seviyesindeki elektronlarına değerlik elektronları denir. Periyodik cetvelin A gruplarında grup numarası değerlik elektron sayısına eşittir.

• Örneğin; 2A grubundaki Mg’un 2 tane, 7A grubundaki F’un 7 tane değerlik elektronu vardır.

• 1A, 2A ve 3A gruplarında metaller (bor dışında), 5A, 6A ve 7A gruplarında ise genellikle ametaller bulunur.


İyonik Bağ Oluşumuİyonik Bağ Oluşumu


NaCl KristalleriNaCl Kristalleri

yük


ElektronegatiflikElektronegatiflik

• Bir atomun bağ elektronlarını çekme gücünün ölçüsüne elektronegatiflik denir.

• Bağ yapan iki atom arasında elektronegatiflik farkı büyükse bağın elektronları elektronegatifliği fazla olan atomun yanındadır (iyonik bağ) ve fark küçüldükçe bağın elektronları iki atom tarafından ortaklaşa kullanılır kovalent bağ).


Elektronegativite DizgesiElektronegativite Dizgesi

• Bağ polarlığı bağı meydana getiren atomların elektronegativite farkından kaynaklanır.

• Elementlerin elektronegativitesi periyodik tabloda ayni periyotta soldan sağa gidildikçe ve ayni grupta aşağıdan yukarı çıkıldıkça artar.


Elektronegativite GrafiğiElektronegativite Grafiği

Elektronegativite


Elektronegativite Farkı ve PolariteElektronegativite Farkı ve Polarite


Bağın Kovalent KarekteriBağın Kovalent Karekteri

• Periyodik tablonun en elektronegatif elementi flor ile elektonegativitesi en düşük olan sezyum arasındaki bağ %100 iyonik kabul edilmiştir. Bunun sebebi, en büyük elektronegativite farkının bu iki element arasında olmasındandır.

• Bağ yapan iki element arasında elektronegativite farkı ne kadar fazla ise, bağın kovalent karekteri o kadar azdır.


Bağın iyonik ve Kovalent KarakteriBağın iyonik ve Kovalent Karakteri

• Ayni elementin atomlarının oluşturduğu moleküllerde kimyasal bağlar %100 kovalent karakterlidir. Başka bir deyişle elektron paylaşımı eşittir.

• Eğer bağ yapan iki atomun elektronegatiflikleri arasındaki fark 1,7’den büyükse o bağın iyonik karakteri daha yüksek demektir.

• Elektronegatiflik farkı 1,7’den küçükse atomlar elektron ortaklığı yapar, yani oluşan bağın kovalent karakteri yüksektir. Bu bağlara polar kovalent bağ adını veriyoruz.

• %100 iyonik bağ yoktur.


Değerlik ElektronlarıDeğerlik Elektronları

• Bir atomun en üst enerji seviyesindeki elektronlarına değerlik elektronları denir. Periyodik cetvelin A gruplarında grup numarası değerlik elektron sayısına eşittir.

• Örneğin; 2A grubundaki Mg’un 2 tane, 7A grubundaki F’un 7 tane değerlik elektronu vardır.


Metaller - AmetallerMetaller - Ametaller

• Metaller, değerlik elektronlarını çok çekmezler, çünkü elektronegatiflikleri çok düşüktür.

• Ametallerin ise (asal gazlar hariç), elektronegatiflikleri fazladır. Değerlik elektronlarını çok çekerler.


Oktet ve dublet KuralıOktet ve dublet Kuralı

• Element atomlarının, elektron alarak, vererek ya da elektron ortaklaşması yaparak elektron dizilişlerini soy gaz elektron dizilişine benzetmelerine oktet kuralı denir.

• Element atomlarının, elektron dizilişlerini helyumun elektron dizilişine benzetmelerine dublet kuralı denir.


Elektron Nokta Yapısı (Lewis Yapısı)Elektron Nokta Yapısı (Lewis Yapısı)

• İki H atomu birer elektronlarını ortaklaşa kullanarak H2 molekülünü oluşturur. Bu olayı Lewis formülüyle şöyle gösterebiliriz:

• H• • H gösterimi yerine H : H gösterimi de kullanılabilir.• Ortak kullanılan bir çift elektrona bağ elektron çifti denir.

• Bağ elektron çifti her iki H atomuna da aittir. Bu nedenle her iki H

atomunun elektron dizilişi de dublete ulaşmıştır.


Mg ile F arasındaki iyon bağının oluşumuMg ile F arasındaki iyon bağının oluşumu

• 12Mg : 1s2 2s2 2p6 3s2 9F : 1s2 2s2 2p5

• Mg’un 2 değerlik elektronu vardır ve bu iki elektronu vererek +2 yüklü Mg+2 iyonunu oluşturur. F atomlarının 7 değerlik elektronu vardır ve oktete ulaşmak için bir elektron alarak -1 yüklü F- iyonunu oluşturur.

• Mg+2 katyonu ile F- anyonu birbirlerini çekerek iyon bağı

oluştururlar. Bileşiğin formülü çaprazlama kuralına göre:


KatyonlarKatyonlar


AnyonlarAnyonlar


Kovalent BağKovalent Bağ

• Ametaller genellikle soy gaz elektron düzenine ulaşabilmek için elektron almak isterler. Atomlar değerlik elektronlarından bazılarını ortaklaşa kullanarak soy gaz elektron düzenine ulaşırlar.

• Elektron ortaklaşılması ile gerçekleşen bu bağa, kovalent bağ denir.

• Ortaklaşa kullanılan elektronların iki çekirdek tarafından birlikte çekilmesi atomları birbirine bağlayan kuvvettir.


Kovalent Bağ ve Enerji DüzeyiKovalent Bağ ve Enerji Düzeyi

• İyonik bağda olduğu gibi,kovalent bağında kararlılığı, bağın oluşması ile bağlanan atom çiftinin enerji düzeyinin düşmesidir.

• En basit örnek H2 molekülünün oluşmasıdır. H atomunun asal gaz olan He atomuna benzemesi için elektronlarını ortaklaşa kullanırlar.

• Kovalent bağ oluştuktan sonra, elektron çifti bir yerine iki atom çekirdeği tarafından çekildiği için kovalent bağlı durum, bağlanmamış atomlar durumundan daha kararlıdır.


Kovalent BağKovalent Bağ


Kovalens SayısıKovalens Sayısı

• Bir atomun oluşturduğu kovalent bağlarının sayısına, yani çiftleştiği elektronların sayısına kovalens sayısı denir.

• Kovalent bağa biraz iyonik karakter karışmasının bağı kuvvetlendirdiği ve dolayısıyla bağlanan atomları birbirine yaklaştırdığı varsayılır.

• Elektronegatiflik farkı arttıkça bağın daha da kısalması bu varsayımı desteklemektedir.


Ayni Spinli H AtomlarıAyni Spinli H Atomları

• H atomlarının spinleri ayni ise molekülün enerjisi yüksektir ve adına “bağlayıcı karşıtı molekül yörüngesi” denir; kararlı molekül hiçbir zaman bu durumda olmaz. σ* ile de gösterilir


O halde zıt spinli iki elektron, birbirini söndüren zıt manyetik alanlara sahiptir. Bunun sonucu olarak elektron çiftlerinde net manyetik alan söz konusu değildir.

Zıt spinli elektronlarZıt spinli elektronlar


Farklı Spinli H AtomlarıFarklı Spinli H Atomları

• H atomlarının spinleri farklıysa (çiftleşmiş spinler) molekülün enerjisi tek tek atomların enerjisinden daha düşüktür. Yani sistem daha kararlıdır ve oluşan molekül yörüngesine “bağlayıcı molekül yörüngesi” denir.

• İkinci atomun elektronu zıt spinliyse, Pauli ilkesine göre iki elektronun birden 1s orbitaline girmesi, yani iki elektronun çiftleşmesi mümkündür.

• Bu hal atomların tek tek durmaları haline göre daha düşük enerjili olduğundan bağlanma olur.

• İki elektron çiftleşmiş olduğuna göre H2 molekülünün paramanyetik olmaması beklenir. Zaten öyledir.

•


Bağlayıcı Karşıtı Molekül yörüngesiBağlayıcı Karşıtı Molekül yörüngesi

Bağlayıcı karşıtı yörüngede ise iki çekirdek arasında elektron yoğunluğu azdır ve atomlar birbirini iter.


Bağlayıcı Molekül YörüngesiBağlayıcı Molekül YörüngesiBağlayıcı yörüngede sistemin negatif ve büyük potansiyel enerjisi vardır, yani iki çekirdek arasında elektron yoğunluğu fazladır ve elektronlar bağlayıcı ödevini görür.


HH22 Molekülü oluşumu (film) Molekülü oluşumu (film)


Lewis Bağ FormülleriLewis Bağ Formülleri

• F2, O2, N2, HCl, H2O moleküllerinin Lewis bağ formülleri:

• Bir atomun yapabileceği kovalent bağ sayısı, Lewis formülünde gösterilen eşleşmemiş (tek) elektronun sayısı kadardır. Bu nedenle H atomu 1 bağ, O atomu 2 bağ, N atomu 3 bağ, C atomu 4 bağ yapabilir.


Kutuplu (Polar) Kovalent BağKutuplu (Polar) Kovalent Bağ

• Elektronegatiflikleri farklı olan atomların oluşturduğu kovalent bağa polar (kutuplu) kovalent bağ denir.

• H ile F atomları birer tane elektronlarını ortaklaşa kullanarak kovalent bağ oluşturmaktadır. Oluşan bağla birlikte H atomu dublete, F atomu oktete ulaşır. HF molekülünde bağ elektron çifti eşit olarak paylaşılmaz. Çünkü F atomu, H atomuna göre daha elektronegatiftir ve bağ elektron çiftini daha kuvvetli çeker. Bu nedenle HF molekülünün F atomu kısmî (-), H atomu kısmî (+) yüklü olur.


Flor ve HF MolekülüFlor ve HF Molekülü

• Yarı dolu bir orbitale sahip F atomu, H atomu ile bir kovalent bağ yaparak HF molekülünü oluşturur.

• iki atomdan oluştuğu için HF molekülü doğrusaldır. • Elektronegatiflik farkından dolayı H – F bağı polardır. • HF molekülü de polar özellik gösterir.

• Farklı element atomlarının oluşturduğu iki atomlu tüm moleküller (HF, HCl, NO, CO, ICl vb.) polardır.


Kutupsuz (Apolar) Kovalent BağKutupsuz (Apolar) Kovalent Bağ

• Elektronegatiflikleri aynı olan atomların oluşturduğu kovalent bağa

kutupsuz (apolar) kovalent bağ denir.

• H2, Cl2, F2, O2, N2 gibi moleküller aynı tür atomlardan oluşmuştur ve bu moleküllerde bağ elektron çifti eşit paylaşılır. Bu nedenle söz konusu moleküllerdeki kovalent bağların hepsi kutupsuzdur.


LityumLityum

• Yarı dolu 1 tane orbitale sahip Li atomunun Hidrojenle yaptığı kovalent bağın oluşumunun Lewis formülü:

• LiH (Lityum hidrür) molekülündeki Li - H kovalent bağı polardır. Çünkü Li ve H atomlarının elektronegatiflikleri farklıdır.

• Molekülün H atomu tarafı kısmen negatif, Li atomu tarafı kısmen pozitiftir.

• Molekül de polardır.• Li ve H atomlarının çekirdekleri bir doğru üzerinde bulunur yani

molekül doğrusaldır.• İki atomdan oluşmuş tüm moleküller doğrusaldır.


Melezleşme (Hibritleşme)Melezleşme (Hibritleşme)

• 1 tane s ile 1 tane p orbitali ile gerçekleşirse 2 tane sp hibrit orbitali,

• 1 tane s ile 2 tane p orbitali ile gerçekleşirse 3 tane sp2,

• 1 tane s ile 3 tane p orbitali ile gerçekleşirse 4 tane sp3

hibrit orbitali oluşur.


Atom Orbitalleri Nasıl MelezleşirAtom Orbitalleri Nasıl Melezleşir

• Bir merkez atom orbitali, iki ya da daha fazla atom orbitalinin dalga fonksiyonlarının matematiksel bir kombinasyonu (toplanması ya da çıkarılması) sonucu oluşur.

• S ve p orbitallerinin dalga fonksiyonları cebirsel olarak toplandığında yeni bir fonksiyon meydana gelir. Bu bir sp melezidir.

• S ve p orbitallerini topladığımızda p orbitalinin pozitif lobunun yönünde yönlenen damla şeklinde bir orbital oluşur.


BerilyumBerilyum

• Be atomu bağ yapacağı zaman 2s orbitalindeki bir elektron 2p orbitaline geçer. Sonra 2s ve 2p orbitalleri hibritleşerek iki tane yarı dolu sp hibrit orbitali oluşturur.

• Hibritleşmiş hal

• Be atomu, hibritleşme sonucu oluşan yarı dolu sp orbitallerindeki eşleşmemiş elektronlarıyla kovalent bağ yapar.


BeHBeH22 Melezleşmesi Melezleşmesi


BerilyumBerilyum

• BeH2 (berilyum hidrür) molekülünde Be - H bağları, atomların

elektronegatiflikleri farklı olduğu için polardır. • Daha elektronegatif olan H atomları bağ elektronlarını çektiği

için kısmen negatif, Be atomu da kısmen pozitif yüklüdür.

• BeH2 molekülü doğrusaldır ve apolardır.

• Be - H bağında H atomları bağ elektronlarını daha güçlü çeker. • Bu çekim kuvvetini bir vektörle gösterelim.

• Bu durumda moleküldeki her iki Be - H bağı için de kuvveti söz konusudur. Ancak bunların yönleri farklı olduğu için bileşke kuvvet sıfır olur.

• Eşit büyüklükte , doğrultuları aynı, yönleri farklı vektörlerin bileşkesi sıfırdır.


sp Hibritleşmesisp Hibritleşmesi


Berilyum Hidrür (Doğrusal BeHBerilyum Hidrür (Doğrusal BeH22))

Doğrusal(180o)


BorBor

• B atomunda yarı dolu bir tane orbital vardır. • B atomunun 2s orbitalindeki bir elektron 2p orbitallerindeki boş

sp orbitallerinden birine geçer ve sonra üç orbital hibritleşme yapar.

• Sonuçta üç tane yarı dolu sp2 hibrit orbitali oluşur.

• Hibritleşmiş hâl


BHBH33 Melezleşmesi Melezleşmesi


BHBH33 Molekülü Molekülü• BH3 molekülünde H atomları, bir eşkenar üçgenin köşelerine

doğru yönelmişlerdir.

• Üçgenin ağırlık merkezinde ise B atomu vardır. Bu geometriye düzlem üçgen geometri denir.

• H - B - H bağ açısı 120° dir. • BF3 molekülü de BH3 gibi düzlem üçgen geometridedir.

• B - H bağları polar olmasına karşın düzlem üçgen geometriden dolayı BH3 molekülü apolardır.


spsp22 Hibritleşmesi Hibritleşmesi


Karbonat İyon (COKarbonat İyon (CO332-2-))

düzlem üçgen (120o)


Karbonun Orbital YapısıKarbonun Orbital Yapısı

• Karbonun orbital Şeması:

• orbital şemasına göre C atomunun eşleşmemiş elektronlarının sayısı 4 değil 2’dir. Eşleşmemiş 2 elektronu bulunan C atomu en çok 2 bağ yapabilir. Ancak yapılan deneyler C atomunun 4 kovalent bağ yaptığını göstermektedir.

• Bu değişimi açıklayan modele hibritleşme adı verilir.


Karbon Atomu spKarbon Atomu sp33 Hibritleşmesi Hibritleşmesi

• C atomu bağ yaparken, 2s orbitalindeki elektronlardan birisi 2p orbitaline geçer. Böylece C atomu 4 tane yarı dolu değerlik orbitaline sahip olur. Daha sonra bu 4 orbital birbirleriyle girişim yapar ve 4 tane yeni orbital oluşur. Bu orbitallere hibrit (melez) orbitaller denir.

Temel Hal

Uyarılmış hal

Melez Hal


SpSp33 Hibritleşmesi Hibritleşmesi


Metan (CHMetan (CH44))

• Karbonun hibritleşmeyle dört tane yarı dolu sp3 hibrit orbitalleri oluşturmaktadır. C atomu, eşleşmemiş bu 4 elektronunu H atomlarıyla ortak kullanarak CH4 (metan) molekülünü oluşturur.

• CH4 molekülünde merkez atom olan C’un etrafındaki 4 elektron çifti, aralarındaki itme en az olacak şekilde uzayda yönlenirler. Bu yönlenme sonucu ağırlık merkezinde C atomunun, köşelerinde H atomlarının olduğu düzgün dört yüzlü geometri oluşur.


Metan Melezleşme ŞekliMetan Melezleşme Şekli


Metan (CHMetan (CH44))• Düzgün dört yüzlü geometrinin aslında tabanı eşkenar üçgen

piramittir. Piramidin yan yüzleri de eşkenar üçgendir.• Yan yüzeylerin alanı ile tabandaki eşkenar üçgenin alanı

eşittir. Dolayısıyla bütün yüzeyler aynı büyüklüktedir. Bu nedenle düzgün dört yüzlü adı verilmiştir.

• Düzgün dört yüzlüye tetrahedral de denilmektedir. • Düzgün dört yüzlü geometride bağ açıları 109,5° dir. • C - H bağları elektronegatiflik farkından dolayı polardır. Ancak

molekül geometrisinden dolayı CH4 molekülü apolardır.


Ortaklanmamış elektron çiftler daha fazla Ortaklanmamış elektron çiftler daha fazla eksi yoğunluğa sahiptireksi yoğunluğa sahiptir

• Ortaklanmamış elektron çiftleri de geometrik bakımdan tıpkı ortaklanmış çiftler gibi davranırlar. Fakat ortaklanmamış çiftler ortaklanmış göre daha fazla bir eksi yoğunluğa sahiptirler. Dolayısıyla ortaklanmış çiftleri biraz daha kuvvetle iter ve kendilerine biraz daha büyük bir yer açarlar.

• Bunu sonucu olarak, ortaklanmış çiftler arasındaki açılar beklenenden küçük olur.

• Metan molekülünde tam bir tetraeder yapısı vardır ve bağ açıları 109.5° dir..


Methane (dörtyüzlü CHMethane (dörtyüzlü CH44))

dörtyüzlü(109.5o)


CFCF44


Azot ve Amonyak (NHAzot ve Amonyak (NH33))

• Hem orbital yapısı hem de Lewis formülü azot atomunun üç kovalent bağ yapabileceğini göstermektedir.


Amonyak (NHAmonyak (NH33))

• NH3 molekülünde merkez atom olan N atomunun çevresinde 4 elektron çifti vardır. Bu nedenle geometrinin düzgün dörtyüzlü olması beklenir. Ancak; NH3 molekülü üçgen piramit geometrisine sahiptir.

• Piramidin tepesinde N atomu, taban köşelerinde ise H atomları bulunur.

• Elektronegatiflik farkından dolayı N – H bağları polardır. • Molekül geometrisinin üçgen piramit oluşu NH3 molekülünün de

polar olmasını sağlar.


Amonyak MelezleşmesiAmonyak Melezleşmesi


Amonyak (üçgen piramit)Amonyak (üçgen piramit)

Dörtyüzlü


OksijenOksijen

• Gerek orbital yapısı, gerekse Lewis formülü O atomunun iki kovalent bağ yapabileceğini göstermektedir. Bu nedenle hibritleşme modelini kullanmaya gerek yoktur.

• Oksijen atomu eşleşmemiş iki elektronunu iki Hidrojen atomuyla paylaşarak H2O (su) molekülünü oluşturur.


Suda MelezleşmeSuda Melezleşme


SuSu

• Su molekülü iki tepesi yok olmuş üçgen piramit şeklindedir.

• İki tane ortaklanmamış elektron çifti bağ açısını daha küçültür. Bağ açıları 105° dir.

• H2O molekülü, kırık doğru şeklindedir. • Elektronegatiflik farkından dolayı O - H bağları polardır. • Merkez atom olan O’in bağa katılmayan 2 çift elektronu

vardır.


Su (HSu (H22O)O)

Dörtyüzlü (105o)


Su Molekülü ve Yüzey GerilimiSu Molekülü ve Yüzey Gerilimi


Su Molekülünde Hidrojen BağlarıSu Molekülünde Hidrojen Bağları


Su MolekülüSu Molekülü


Su Yok Olsa Ne OlurSu Yok Olsa Ne Olur

• Su yaşantımızın bir numaralı maddesidir.

• H2O Öğrendiğimiz ilk kimyasal formül budur.

• Su olmadan bir canlının varlığı olası değildir.• Su yok olsa denizlerin ve okyanusların yerinde kalın tuz

katmanları ile kaplı ürkütücü dipsiz çukurlar oluşur.• Kuru ırmak yatakları, toz olmuş kayalar, ne bir fidan ne

de bir çiçek, ölü yer yüzünde her şey cansız.


Su, Yer Kürenini en Kural Dışı MaddesiSu, Yer Kürenini en Kural Dışı Maddesi

• Periyodik cetvel kurallarına göre hidrojen bileşikleri ile ayni grup elementleri göz önüne alınırsa suyun -80 °C kaynaması gerekmektedir.

• H2O, H2S, H2Se, H2Te, ve H2Po olan hidritlerle su aynı molekülsel yapıya sahiptir.

• Bu bileşiklerin kaynama noktaları kükürtten başlayarak daha ağır kardeşlere doğru düzenli olarak değişir.

• Umulmadık şekilde suyun kaynama noktasının bu dizinin dışına çıktığı görülür.

• İkinci tuhaflık donma noktasıdır. Kurallara göre suyun dünyada yalnızca buhar olarak bulunması gerekmektedir.

•


• Bir bardak suyun içinde tek bir su molekülü aramak boşunadır.

• Aslında suyun (H2O)n şeklinde yazılması daha doğru olur. Su molekülleri arasında birleştirici bağların kırılması çok güçtür.

• Bu bağlar da suyun beklenenden çok daha yüksek sıcaklıklarda donmasına ve kaynamasına neden olur.

• Eğer bu istisna olmasaydı, soğuklar geldiğinde denizlerde ve ırmaklarda yaşam olmazdı.


Erime, genleşme ve BuzErime, genleşme ve Buz

• Her katı eridikten sonra genleşir.• Oysa buzun erirken hacmi küçülür. Sıcaklık yükselmeye (devam

ederse ancak o zaman genleşmeye başlar. • 4 °C de suyun yoğunluğu en yüksek değerine ulaşır. • En soğuk havalarda bile ırmaklarımızın, göllerin dibine kadar

donmamasının nedeni budur.• Bu durumda su moleküllerinin birbirini etkileme yeteneğinden

kaynaklanmaktadır.• Su donarken ısıyı dışarı verir ve buzun erimesi sırasında da bu

nedenle çok yüksek ısı gerekir.• Bu nedenle buz ve kar oluşumu sırasında yer yüzü ısınır, karakışa

keskin geçiş yumuşamış ve sonbaharın haftalarca sürmemesi sağlanmış olur. Bunun tersine baharda buzların eriyişi havanın ısınmasını bir süre ertelemiş olur


Kaç Tane Su Molekülü VardırKaç Tane Su Molekülü Vardır

• Suyun üç farklı türünden söz edebiliriz. Protiyum, döteryum ve tritiyum suyu (H2O, D2O, T2O).

• Tritiyum (3H) çekirdeği bir proton ve iki neutron ihtiva eder ve radyoaktif olup beta yayınlar ve 12.5 yıl yarı ömrü vardır) a-particle emission.

• Ayrıca moleküllerinde bir adet döteryum ve bir tritiyum bulunan karışık sularda olabilir (HDO, HTO, DTO).

• Öte yandan suyun içerdiği oksijen de üç izotopun karışımıdır. Oksijen-16, Oksijen-17, Oksijen18.

• En çok birinci izotopa rastlarız.• Oksijenin bu çeşitliliği nedeniyle listeye daha 12 tane su

çeşidi eklememiz gerekmektedir.


Kaç Tane Su Molekülü VarKaç Tane Su Molekülü Var

• O halde bir bir bardak suda 18 farklı su molekülü olduğunu düşünmeliyiz.

• Bunlardan en hafifi H2O16 ve en ağırı T2O18’dur.

• Bu 18 çeşit suyun yoğunlukları ve donma ve kaynama noktaları birbirinden farklıdır.

• Bir ton çeşme suyunda 150 g D2O bulunur. Okyanuslarda bu miktar daha fazladır (bir tonda 165 g).

• Kafkas buzulları gibi dağ tepelerinde ise bir ton buz 7 gram D2O içerir.

• O halde suyun izotop bileşimi yerine göre değişir.• Farklı hidrojen ve oksijen izotopları çeşitli koşullar

altında sürekli birbirlerinin yerlerini alırlar.• Bu kadar çok çeşit başka hiçbir doğal bileşikte

bulunmaz


Suyun Kullanım AlanlarıSuyun Kullanım Alanları

• En çok protiyum (H2O) suyu ile ilgileniriz.

• Özellikle ağır su (D2O) pratikte geniş uygulama alanı bulur.

• Nükleer reaktörlerde, uranyum parçalanmasına neden olan nötronların yavaşlamasını sağlamak için ağır su kullanılır.

• Çeşitli su türleri izotop kimyası alanında araştırmalarda kullanılmaktadır.


BuzBuz


18 Çeşit Sudan Fazlası Var mı?18 Çeşit Sudan Fazlası Var mı?

• Doğal izotopların dışında oksijenin yapay radyoaktif izotopları vardır.

• Oksijen-14, Oksijen-15, Oksijen-19, Oksijen-20.• Ayrıca son yıllarda hidrojen izotoplarının sayısı da

artmıştır. 4H, 5H’i örnek verebiliriz.• Böylece, hidrojen ve oksijen yapay izotoplarını da

dikkate alırsak olası su listesi 100 çeşidi aşar.

• Ödev : O halde kaç tanedir hesaplayalım.


Buzun Güzel TadıBuzun Güzel Tadı

• Küçük çocuklar buz saçaklarıyla oynamaya bayılırlar. Çocuklar kimseye göstermeden buz parçasını ağzına atar. Bu kadar mı lezzetli?

• Civcivler üzerinde yapılan bir deneyde; bir grup civcive içmeleri için normal su verirlerken, diğerine de içinde buz parçaları yüzen erimiş kar suyu içirilmişti.

• Normal su içen civcivler oldukça sakindi ve hiç huysuzlanmıyorlardı. Erimiş kar suyunu değişik bir tadı vermış gibi cicivler açgözlülükle yutuyorlardı.

• 1.5 ay sonra civcivler tartıldığında erimiş kar suyu içenler daha ağırdı. Buz kristal yapıya sahipti. Buz eridiğinde uzun süre Kristal yapısını korumaktaydı.


Buz, Su ve OrganizmaBuz, Su ve Organizma

• Erimiş suyun kimyasal etkinliği normal sudan daha yüksektir.

• Biyokimyasal işlemler dizisine kolayca katılır.• Organizmada çeşitli maddelerle normal suya göre çok

daha hızlı birleşirler.• Bilim adamları organizma içindeki suyun yapısının

büyük ölçüde buzun yapısına benzediğini belirtmektedir.

• Organizma normal suyu özümlediğinde suyun yapısını yeniden düzenler. Erimiş su zaten istenen yapıda olduğundan, moleküllerinin yeniden düzenlenmesi için organizmanın fazladan enerji harcamasına gerek yoktur.


Buz ve SuBuz ve Su

• Herhangi bir metali eritip, içine bir parça katı metal atalım. Katı hemen batar.

• Bir maddenin katı evredeki yoğunluğu sıvısından büyüktür.

• Buz ve su bu kuralın şaşırtıcı bir istisnasıdır.• Korkunç buz dağları-buzular-on binlerce ton ağırlığındaa

olduğu halde, suyun yüzünde mantar gibi yüzerler.


Koordine Kovalent BağlarKoordine Kovalent Bağlar

• Ortaklaşan elektron çiftinin her ikisinin de bir atomdan geldiği kovalent bağa koordine kovalent bağ denir.

Amonyum iyonu Hidronyum iyonu


DspDsp33 hibritleşmesine örnek, PCl hibritleşmesine örnek, PCl55

• PCl5 te 5 P-Cl bağının oluşumu için fosforun beş yarı dolu orbitale sahip olması gerekir.


dspdsp33 hibrit orbitaller örnekleri hibrit orbitaller örnekleri

• PClF4


• SF4 molekülü, 90° ve 120° bağ açıları olan moleküldür.• Ortaklanmamış elektron çifti sayısı 1 dir. • Yapı için iki olasılık vardır. Doğru yapıda ortaklanmamış elektron

çifti, bipiramidin merkez düzlemindedir. Bunun sonucunda ortaklanmamış elektron çiftiyle bağlayıcı elektron çiftleri arasında iki tane 90° lik açı oluşur.

• Eğer bu elektronları piramidin tepesine yerleştirirsek 90° lik açı sayısı üç olur. Bu durum daha az yeğlenir.

Sülfür Tetraflorid (SFSülfür Tetraflorid (SF44))

Üçgen Bipiramid (90o, 120o)Tahteravalli


Brom Triflorid Brom Triflorid (T-Şeklinde BrF(T-Şeklinde BrF33))

Üçgen bipiramid(90o, 120o)

BrF3, ClF3, IF3 molekülleri, T şeklinde 90° bağ açılı moleküllerdir. Ortaklanmamış elektron çifti sayısı 2 dir.


Altı Elektron Grubu - dAltı Elektron Grubu - d22spsp33 hibrit hibrit orbitalleri orbitalleri

SF6 and ICl5.


SFSF66

octahedral(90o)


Bağ KarakteristikleriBağ Karakteristikleri

• Bağ Enerjileri• Bağ Uzunlukları• Bağ Açıları


Bağ EnerjileriBağ Enerjileri

• Bir kimyasal bağ oluşması sırasında enerji açığa çıkar.• Tersine bir kimyasal bağı bozmak için ayni miktar enerji

harcamak gerekir.• O halde bir bağı bozmak için verilmesi gereken enerjiyi

belirleyerek, bağlanma enerjisinin ne kadar olduğunu bulmuş oluruz.

• Örnek

H2 (g) = 2H H = 436 kJ/mol

• Bağ disosiasyon enerjileri tek bir molekül için değil, çoğunlukla mol başına kJ olarak verilir.


Bazı atomların Disosiasyon EnerjileriBazı atomların Disosiasyon Enerjileri


Disosiasyon Enerjileri (Bazı Sonuçlar)Disosiasyon Enerjileri (Bazı Sonuçlar)

• Bağ disosiasyon enerjisi ne kadar büyükse bağ o kadar kuvvetli demektir.

• Alkali metal moleküllerinin disosiasyon enerjileri grup halinde küçüktür ve grup içinde atom numarası arttıkça daha da küçülmektedir.

• Hidrojen halojenürlerin disosiasyon enerjileri ise genel olarak büyüktür. Fakat grup içinde yine atom numarası arttıkça küçülmektedir.

• Bağın kuvveti, temelde, yalnızca bağı olşturan atomların özelliklerine bağlıdır.


Bağ UzunluklarıBağ Uzunlukları

• Bir bağı oluşturan atomların arasındaki uzaklık, atomların titreşme hareketleri nedeniyle sürekli olarak değişir. Ama belirli bir bileşikte tam olarak belirli bir ortalama uzaklıktan söz edilebilir


Bağ UzunluklarıBağ Uzunlukları

• Atomlar arasındaki uzaklık çok büyük iken iki hidrojen atomu arasında bir etkileşme olmaz.

• Atomlar birbirine yaklaştıkça potansiyel enerji giderek azalır ve 0.74 A uzaklık için minimum bir değer alır.

• Bu noktada iki atom arasındaki çekim enerjisi 436 kJ/mol (hidrojen molekülünün bağlanma enerjisi) kadardır. Molekül bu durumda en kararlı haldedir.

• Atomlar daha fazla yaklaşırsa dış elektron katmanları arasındaki itme kuvveti nedeniyle potansiyel enerji hızla yükselir.


Molekül ve Kristallerin BağlanmasıMolekül ve Kristallerin Bağlanması


Bağ Uzunlukları (pm)Bağ Uzunlukları (pm)


Bağ uzunlukları (sonuçlar)Bağ uzunlukları (sonuçlar)

• Bir biriyle ilişkili molekül gruplarında (halojenler, hidrojen halojenürler, vb) Atom numarası büyüdükçe bağ uzunluğunun arttığı görülür.

• Değerlik elektronlarının birbirini itmesi yüzünden iki atomun birbirine daha az yaklaşabildiği nedeniyledir.

• Atom numarası büyük atomlardaki değerlik elektronları çekirdekten daha uzak alt düzeylerde bulunmakta, böylece çekirdekler arasında uzaklık artmaktadır.

• Atom numarası arttıkça çekirdek yükü artmakta ve iki çekirdeğin arasındaki itme kuvveti büyüyerek atomların yaklaşmasını önlemektedir.


Bağ AçılarıBağ Açıları

• Bir molekülde bir merkez atomuna bağlanan diğer iki atomun çekirdeklerini birleştiren doğruların arasındaki açıya bağ açısı denir.

• Atomların yaptığı titreşim hareketleri nedeniyle nasıl sabit bir uzunluktan söz edilemiyorsa, sabit bir bağ açısından da söz edilemez.

• Bir molekül yapısı için daima belirli bir ortalama açı vardır.

• Periyotlu dizgede ayni grupta bulunan elementlerin benzer bileşiklerindeki bağ açılarının da birbirine yakın olamsı, açının, merkez atomunun elektron düzeniyle (değerlik elektronlarının sayısıyla) ilişkilidir.


Hidrojen BağıHidrojen Bağı

• Bazı moleküller arasındaki çekim kuvvetleri, dipol-dipol etkileşmelerinden beklenenden daha yüksektir.

• Bu tür etkileşmeler, diğer kovalent bağlı hidrojenli bileşikler ile karşılaştırıldığı zaman H2O, NH3, ve HF’de görülebilir.

• CH4, SiH4, GeH4 ve SnH4 apolardır ve grupta aşağıya doğru inildiğinde kaynama noktasının arttığı görülür.

• Fakat polar hidrojenli bileşikler (H2O, NH3, ve HF) bu kurala uymaz.

• Bu moleküllerin yapılarında elektronegatifliği yüksek bir atoma bağlı H atomu vardır.

• O, F ve N atomları, diğer molekülün H atomlarını çekerek hidrojen Bağı oluşturur.


Hidrojenli Bileşiklerin Erime ve Kaynama NoktalarıHidrojenli Bileşiklerin Erime ve Kaynama Noktaları


Hidrojen BağlarıHidrojen Bağları

• H atomu, iki molekül arasında köprü ödevini görerek moleküller arasında etkileşmeyi artırır.

• H atomunun küçüklüğü nedeniyle iki molekül birbirine o kadar yaklaşır ki, aralarında etkileşme, bir dipol-dipol kuvvetinden çok bir bağ olarak göze alınır. Bu özel bağ türüne hidrojen bağı denir.

• Hidrojen bağları diğer bağların %10 kadar güçlü olup, enerjisi 12-40 kJ/mol dür.


HidrojenHidrojen

• Hidrojen, ünlü fizikçi, Sir Henry Cavendish (1731 – 1810) tarafından bulunmuştur.

• O bilginlerin en zengini ve zenginlerinde en bilgilisiydi.

• Ayrıca bilginlerin en titiziydi. Kendi kitaplığından kitap alırken bile daima kitap kartına ismini yazdığı söylenir.

• İçine kapanık garip yaşantısı ile ün yapmıştı.

• Buluşunu 1766’da yapmıştı.


Sir Henry Cavendish’in DeneyleriSir Henry Cavendish’in Deneyleri

deplogisticated air + inflammable air gives water

[now: 2 H2(g) + O2(g) H2O(l)]


Hidrojen’in ÖnemiHidrojen’in Önemi

• Cavendish’in hidrojeni bulmasına rağmen hidrojen gazı 1766’da değil hemen hemen yarım yüz yıl sonra fark edildi.

• Hidrojen gazı kimyacılar açısından çok değerli bir buluştu.

• Kimyasal bileşiklerin en önemlilerinden olan asid ve bazların iç yüzünün kavranmasında hidrojen yardımcı oldu.

• Metal oksitlerin indirgenmesinde ve tuz çözeltilerinden metallerin çöktürülmesinde vazgeçilmez bir laboratuar ayracı haline geldi.


• Hidrojen diğer tüm sıvılardan ve tüm gazlardan (helyum dışında) daha düşük sıcaklıkta katılaşır.

• Niels Bohr atom çekirdeği etrafında elektron dağılımı kuramını hidrojen atomu sayesinde inceleyebilmiştir.

• Astrofizikçiler yıldızların bileşimini incelediklerinde hidrojenin evrenin bir numaralı elementi olduğunu buldular.


Tüm elementlerden fazla hidrojen varTüm elementlerden fazla hidrojen var

• Güneşin ve yıldız kümelerinin ana bileşeni ve gezegenler arası boşluğun temel doldurucusu hidrojendir.

• Uzayda kimyasal elementlerin tümünden daha fazla hidrojen vardır.


21 cm21 cm

• Hidrojen tüm atomların, tüm kimyasal elementlerin başlangıç noktasıdır.

• Hidrojen atomunun diğer belirgin özelliği de, dalga boyu 21 cm olan radyasyon yaymasıdır.

• Bu uzunluk tüm evrende aynı olduğu için evrensel sabit adını alır.

• Bilim adamları, diğer dünyalarla radyo iletişimi kurma çalışmalarında hidrojen dalgasını kullanırlar.

• Eğer o dünyalarda zeki yaratıklar yaşıyorsa 21 cm dalga boyunun ne anlama geldiğini bilmeleri gerekmektedir.


Ozone ve RezonansOzone ve Rezonans

Oksijen genellikle iki atomlu O2 molekülü halinde bulunmakta, üç atomlu ozon, O3, molekülü halinde de bulunabilir. Ozon doğal olarak atmosferin Stratosfer katmanında bulunur. Ozonda bağlar tekli ve ikili bağ arasındadır.

İkili ya da daha fazla uygun Lewis yapısının yazılabildiği, ancak “doğru” yapının yazılamadığı duruma rezonans denir. Gerçek yapı, uygun yapıların katkılarıyla oluşan bir rezonans melezidir.


NeonNeon

• Eşleşmiş elektronu olmayan Ne atomu kovalent bağ oluşturamaz.


Çok Katlı Kovalent BağÇok Katlı Kovalent BağBir atomun oktete ulaşabilmesi için bir çiften fazla elektrona ihtiyacı olabilir. Atmosfer molekülleri olan CO2ve N2 bu duruma örnek olarak verilebilir.

C atomu her bir O atomu ile birer değerlik elektronu ortaklaşır ve bunun sonucunda da iki tane karbon-oksijen tekli bağı oluşur.

Ancak, C atomunun her iki O atomunun oktetleri, çevresindeki ortaklanmamış elektronların küçük oklarla gösterildiği şekilde yerlerinin değiştirilmesi ile tamamlanır.

Moleküler geometri bakımından katlı bir bağın da tek bir elektron çifti gibi davrandığı varsayılır. Buna göre CO2 molekülü tıpkı BeF2 molekülü gibi davranır.


COCO22 sp hibritleşmesi sp hibritleşmesi


SO3 molekülünün de BF3 molekülü gibi düzlem üçgen biçiminde olduğu varsayılır


Sülfürik Asid Yapısal Formülü - HSülfürik Asid Yapısal Formülü - H22SOSO

44


Özet BilgiÖzet Bilgi

Değerlik Elektronları

Lewis Yapısı Bağ Yapılanması

1

4

5

6

6

7

X* = F, Cl, Br, I


VSEPR (özet film, önemli)VSEPR (özet film, önemli)Melez Orbitaller ve Değerlik Melez Orbitaller ve Değerlik Kabuğu Elektron Çifti İtme KuramıKabuğu Elektron Çifti İtme Kuramı

Melez Orbitaller

Geometrik Yönlenme

Örnek

sp Doğrusal BeCl2

sp2 Üçgen düzlem BF3

sp3 Dörtyüzlü CH4

sp3d Üçgen-bipiramit PCl5

sp3d2 Sekizyüzlü SF6

Bazı Melez Orbitaller ve geometrik Yönlenmeleri


BHBH22

BH2


Diklor İyodat Iyonu Diklor İyodat Iyonu

(doğrusal ICl(doğrusal ICl22--))


Düzlem üçgen geometri örnekleri Düzlem üçgen geometri örnekleri

Bütün üçgen köşeleri aynı, ve apolar

Bütün üçgen köşeleri ayni değil ve polar, Cl Br a göre daha fazla elektronegatif ve iki klor nedeniyle yön Cl yönünde

Bütün üçgen köşeleri ayni değil, polar ve polarite Br yönünde.

Bütün üçgen köşeleri aynı ve apolar

Bütün üçgen köşeleri aynı değil ve polar

BCl3

BCl2Br

BClBr2

SO3

SO2


CHCH22

CH2


Dört yüzlü ÖrnekleriDört yüzlü Örnekleri

Bütün dörtyüzlü köşeleri aynı, ve apolar

Bütün dörtyüzlü köşeleri ayni değil ve her ne kadar H ye karşılık bir F varsa da polarite F yönündedir.

Bütün dörtyüzlü köşeleri ayni değil ve polar

Bütün dörtyüzlü köşeleri ayni değil ve her ne kadar ü H ya karşılık bir F varsa da polarite F yönündedir.

CH4

CH3F

NH3

H2O


Üçgen-BipiramitÜçgen-Bipiramit

PCl5

PCl4F

PCl3F2

SF4

ClF3

Üçgen-bipiramit, apolar

Üçgen-bipiramit, polar

Üçgen-bipiramit, apolar




Sekiz Yüzlü ÖrnekleriSekiz Yüzlü Örnekleri

SF6

XeF4

IF7

Sekizyüzlü apolar

Sekizyüzlü, polar

Beşgen bipiramid, apolar


H2S

NH3

CH4

BF3


PF5

BrF3

TeCl4


XeF2


HH22SS


EtanEtan


MetanolMetanol


Sigma ve pi Bağları (İkili Bağ)Sigma ve pi Bağları (İkili Bağ)

• iki atom arasında bir çift elektronun paylaşılması ile oluşan kovalent bağa σ (sigma) bağı denir.

• Eğer iki atom iki ya da üç çift elektronu ortak kullanmışsa ikinci ve üçüncü elektron çiftleriyle oluflan kovalent bağa π (pi) bağı adı verilir.

• C2H4 molekülünün Lewis formülünde bağ elektron çiftlerini kısa çizgiyle şöyle gösterebiliriz:

• iki atom arasında iki çift elektronun paylaşılmasıyla oluşan kovalent bağa çift bağ ya da ikili bağ denir.


Sigma ve pi bağları Sigma ve pi bağları

• iki atom arasında tekli bağ varsa o bağ σ bağıdır.• σ bağı oluşmadan π bağı oluşamaz• iki atom arasında sadece bir tane σ bağı oluşabilir.• σ bağı, π bağından daha kuvvetlidir.

• C2H4 molekülünde;

– C - H bağlarının ve C = C çift bağındaki bağlardan birinin σ bağı, – C = C çift bağındaki bağlardan diğerinin π bağıdır.


Etilen Molekülündeki spEtilen Molekülündeki sp22 Hibritleşmesi Hibritleşmesi

• C atomu sp2 ve sp hibritleşmeleri de yapabilir.• sp2 hibritleşmesinde C atomunun p orbitallerinden birisi

hibritleşmeye katılmaz.– Hibritleşmiş hal:

• C2H4 (etilen) molekülünde C atomları sp2 hibritleşmesi yapmıştır. Molekülün Lewis formülü:

• Lewis formülünde C atomlarını iki çift elektronu ortak kullanmaktadır. Bunlardan bir çifti C atomlarının sp2 hibrit orbitallerindeki eşleşmemiş elektronlardır. C atomları sp2 hibrit ortitallerindeki diğer iki elektronu H atomlarıyla paylaşır.

• C atomları arasından paylaşılan diğer elektron çifti ise hibritleşmeye katılmayan ve eşleşmemiş elektron taşıyan 2p orbitalindeki elektronlardır.


Sigma ve Pi BağlarıSigma ve Pi Bağları


CC22HH44


σσ ve ve ππ bağları bağları

• Atomları birleştiren doğruya göre tam bir simetri gösteren bağlara sigma (σ ) bağları denir.

• Atomları birleştiren doğruya göre tam bir simetri göstermeyen bağlara pi (π ) bağları denir.

∀ σ bağlarındaki eksi yük dağılımı çekirdeklerin tam arasındaki bölgede yoğunlaşmıştır ve dolayısıyla iki çekirdeği kuvvetle birbirine kuvvetle bağlar.

∀ π bağlarında ise eksi yük dağılımı çekirdekler arası bölgenin dışında yoğunlaşmıştır. Bu nedenle π bağları σ bağlarından zayıftır.

∀ π bağı σ bağı kadar kuvvetli olmadığı için, etilendeki ikili bağ birli bağın iki katı kadar kuvvetli olamaz.


Etilen (CEtilen (C22HH44))

İki C atomu arasında çift bağ içeren etilen molekülü her bir C atomunun çevresinde üç elektron çifti varmış gibi bir geometriye sahip olur. Bağ açıları 120° olacak biçimde bir düzlem üzerinde bulunur.


FormaldehitFormaldehit


Acetic acid Acetic acid


Üçlü BağÜçlü Bağ

• C2H2 (asetilen) molekülünde C atomları sp hibritleşmesi yapmıştır.

• Hibritleşmiş hal:•

• Molekülün Lewis formülü ve çizgi bağ gösterimi şöyledir:

• İki atom arasında üç çift elektronun paylaşılmasıyla oluşan bağa üçlü bağ denir.

• üç kovalent bağdan birisi σ bağı, diğer ikisi π bağlarıdır. C – H bağları ise σ bağıdır.


Asetilen molekülünün doğrusal bir moleküldür.


Cyanide anionCyanide anion


Molekül Biçimleri ve Dipol MomentlerMolekül Biçimleri ve Dipol Momentler

• HCl molekülünde Cl atomunun H atomuna göre daha elektronegatif olması, elektronların Cl atomu etrafında daha çok bulunmalarına yol açar

• HCl molekülü polar bir moleküldür.• Polar bir molekülde, yük dağılımındaki

farklılık dipol moment, , ile verilir.

• Dipol moment, yük () ve uzaklığın (d) bir çarpımıdır.

= d• HCl bağının polarlığı yük yoğunluğunun Cl atomuna

doğru kayması, artı ve eksi yük merkezlerinin birbirinden ayrılması sonucudur.


FormaldehitFormaldehit


Acetic acidAcetic acid


Karbon Atomu ve Hidrokarbon ZincirleriKarbon Atomu ve Hidrokarbon Zincirleri

• Karbon atomları birbiri ardına bağlanarak çok kolay zincir oluştururlar.

• En uzun zincir henüz bilinmiyor. Zincirinde 240 karbon halkası bileşikler elde edilmiştir. (Burada polimerlerden değil, sıradan bileşiklerden söz ediyoruz). Polimerlerde hidrokarbon zincirleri çok daha uzun olabilir.

• Diğer elementlerin böyle bir özelliği yoktur. Yalnızca silisyum, altı halkalı bir zincir oluşturma lüksüne sahiptir.

• Birde üç metal atomunun bir zincire bağlandığı hidrojen germanit (Ge3H8) isimli germanyum bileşiği metaller arasında türünün tek örneğidir.


Benzen Molekülü ve Benzen Molekülü ve ve ve Bağları Bağları

Benzen, C6H6 molekülünde C atomu sp2 hibrit yörüngeler takımını kullanarak iki tane C-C bağı ve bir tane C-H bağı oluşturur. C-C bağları benzene altılı halka yapısını verir.

Etilende olduğu gibi, her C atomu hibritleşmeden kalan p yörüngeleri yan yana çakışarak bağları vereceklerdir.

Oluşacak üç adet bağında elektron yoğunluğu, benzenin halka düzleminin altında ve üstünde olacaktır.

Fakat altı adet p yörüngesi iki farklı şekilde çakışarak 3 adet bağı oluşturabilir, böylece benzenin rezonans yapıları elde edilir.


Benzen Molekülü KararlıdırBenzen Molekülü Kararlıdır

• Benzen molekülünde bağları C-C veya C-H atomları arasında yönlendiği halde elektronlarının (altı tane) halka etrafında yeri belirsizdir.

• Bu durum, C-C bağ uzunlıklarının 139 pm olmasına (C-C: 154 pm, C=C: 137 pm) olmasına yol açar.

• Ayni zamanda elektron-elektron itmesini en aza indirdiğinden benzen çok kararlı yani kimyasal reaksiyonlara isteksiz bir moleküldür.

• Bu özellik bütün aromatik bileşiklerde vardır.• Benzen, C=C bağı içeren alkenlerin verdiği

pek çok reaksiyonu vermez.


Fullerenler ve Nobel ÖdülüFullerenler ve Nobel Ödülü

• Sussex universitesinden H. Kroto ve Rice Universitesinden J. Heath, S. O’brien ve R. Curl 60 mkarbon atomlu fullerene molekülünü keşfettiler ve Kroto, Curl ve Smalley 1996 Nobel Odülünü kazandılar.

• 1991 yılından bu yana Donald Huffman ve Wolfgang Kratshmer tekniği kullanarak gram miktarında fullerene etmek nisbeten kolay ve saf Fullerene elde etmek kimyacılar için bir başarı ve fiyatında etki eden en önemli parametredir.


FullerenlerFullerenler

• New Scientist dergisinin 3 Nisan 2004 sayısında fullerene moleküllerinin organizmalar için son derece zararlı olabileceği belirtilmektedir. 0.5 ppm fullerene 48 saat içinde beyinde hücre hasarlarına sebep olmaktadır.


Fullerene Kimyası ve CFullerene Kimyası ve C6060

Fullerene c-60


CC6060 fullerene şişmesi fullerene şişmesi


CC100100


CC540540 Molekülü Molekülü


CC276276


KaynaklarKaynaklar

• Bu sunumda :– Sabri Alpaydın ve Abdullah Şimşek’in Genel Kimya,– M. Ayhan Zeren’in Atomlar ve Moleküller ,– Charles Trapp’ın Genel Kimya – Petrucci, Harwood, Herring’in Genel Kimya

• Kitaplarının yanı sıra internetten pek çok kaynaktan yararlanılmıştır.

• Bu sunum benim genel kimya derslerimde kullanmak üzere kendim için hazırladığım bir öğretim materyalidir.

• Bu sunumun hiçbir ticari maksadı yoktur.

bağlar

Education