BAĞ ENERJİLERİ

Kimyasal bağ oluşurken açığa çıkan enerji, bu bağları kırmak için moleküle verilmesi gereken enerjiye eşittir. Bu enerjiye bağ enerjisi denir. Bağ enerjisi ne kadar büyükse oluşan bileşik o kadar sağlamdır. Moleküllerde iki atom arasındaki bağ sayısı arttıkça bağ uzunlukları azalır ve bağ enerjileri artar. Bağın iyon karakteri arttıkça, iyonlar arasındaki çekme kuvvetleri artacağından bağı koparmak daha çok enerji ister. İki atomlu moleküllerde 1 mol XY&񗝉nin ayrışması için gereken enerjiye molar bağ enerjisi denir.

Molekül Polarlığı, Molekül Geometrisi ve Hibritleşme

İki atomlu bir molekülün polar olup olmadığını tahmin etmek kolaydır. Molekül aynı cins iki atomdan meydana gelmişse atomlar arasındaki bağ ve molekül apolardır. İki atomlu molekülde atomlar farklı ise molekül ve bağlar polardır. İkiden fazla atom ihtiva eden moleküllerinin polarlığını tahmin etmek oldukça zordur. Molekülün içindeki bağlar polar olmasına rağmen, molekülün kendisi polar olmayabilir.

Hibritleşme (melezleşme):

Bir atomun son periyodundaki dolu ve yarı dolu orbitallerin kaynaşarak özdeş yeni orbitaller oluşturması olayına hibritleşme denir. yeni oluşan orbitallere hibrit orbitalleri denir. Elektronlar merkez atoma en uzakta bulunacak şekilde yerleşirler.

Not: Hibritleşme yalnız yarı dolmuş orbitallerin değil, dolu ve yarı dolu bütün değerlik orbitalleri arasında olur. Ancak merkezi atomun yapabileceği bağ sayısı onun sahip olabileceği yarı dolu orbital sayısı kadardır. Hibritleşme, kimyasal bağ sırasında gerçekleşir. Serbest haldeki atomlarda söz konusu değildir. Hibrit orbitalleri uzayda belirli şekilde yönlenirler ve bu durum molekülün geometrik biçimini belirler.

ÖZETLERSEK:

XY türü moleküller:

( 1A ile 7A, 2A ile 6A, 3A ile 5A)

Moleküller ve bağlar polardır. Molekül biçimi doğrusaldır.

XY 2 türü moleküller:

X: 2A Y: 7A veya hidrojen ise;

Moleküller apolar, bağlar polardır. Molekül biçimi doğrusal, hibritleşme sp dir.

X: 4A Y: 2A veya 6A ise;

Molekül apolar, bağlar polardır. Molekül biçimi doğrusal, hibritleşme sp dir.

X: 6A Y: 1A veya 7A ise;

Molekül ve bağlar polardır. Molekül biçimi kırık doğru, hibritleşme sp &񗝈tür.

XY 3 türü moleküller:

X: 3A Y:7A veya hidrojen ise;

Moleküller apolar, bağlar polardır. Molekül biçimi düzlem üçgen, hibritleşme sp &񗝈dir

X:5A Y:7Aveya 1A grubunda ise;

Molekül ve bağlar polardır. Molekül biçimi üçgen piramit, hibritleşme sp &񗝈tür.

XY 4 türü moleküller:

Molekül apolar, bağlar polardır. Molekül biçimi düzgün dörtyüzlü, hibritleşme sp &񗝈tür.


İKİLİ VE ÜÇLÜ BAĞLAR

Bazı moleküllerde, iki atom birbirine iki ya da üç bağ ile bağlanabilirler. İki atom arasındaki ilk oluşan bağ sigma bağıdır. Diğer bağlar ise pi bağıdır. İki atom arasında ikili bağ varsa biri sigma, diğeri pi bağıdır. Üçlü bağ varsa bir tanesi sigma, diğerleri pi bağıdır. İki atom arasında sigma bağı olmadan pi bağı oluşamaz.

Karbon Atomunun Hibritleşmesi:

Karbon atomu 4 bağın tamamını tek bağ olarak yapmışsa, hiritleşmesi sp &񗝈tür. Karbon atomuna bir tane ikili bağ varsa, hibritleşmesi sp &񗝈dir. Yani bir pi bağı ise hibritleşme sp &񗝈dir. Karbon atomu üçlü bağ yapmışsa ya da her iki tarafında ikili bağ varsa hibritleşmesi sp dir. Yani iki tane pi bağı bağlı ise hibritleşme sp&񗝉dir.

Sp hibritleşmesi: Eğer karbon atomu, yalnız iki atoma bağlı ve kararlı molekül oluşturmuşsa, bu durumda karbon atomu sp hibritleşmesine uğramıştır.

Sp2 hiritleşmesi: Eğer karbon atomu başka bir atoma bir çift bağ ile bağlanmış ise karbon atomu sp2 hibritleşmesine uğramıştır.

MOLEKÜL ARASI BAĞLAR

Maddeler gaz halinde iken moleküller hemen hemen birbirinden bağımsız hareket ederler ve moleküller arasında herhangi bir itme ve çekme kuvveti yok denecek kadar azdır. Maddeler sıvı hale getirildiklerinde ya da katı halde bulunduklarında moleküller birbirine yaklaşacağından moleküller arasında bir itme ve çekme kuvveti oluşacaktır. Bu etkileşmeye molekül arası bağ denir. Maddelerin erime ve kaynama noktalarının yüksek ya da düşük olması molekül arasında oluşan bağların kuvvetiyle ilişkilidir.

Van Der Waals Çekimleri:

Kovalent bağlı apolar moleküllerde ve soygazlarda yoğun fazlarda sadece kütlelerinden kaynaklanan bir çekim kuvveti oluşmaktadır. Bu kuvvete van der waals bağları denir. Yoğun fazda sadece van der vaals bağı bulunan maddelere moleküler maddeler denir. Moleküler maddelerin mol ağırlıkları arttıkça kaynama ve erime noktaları yükselir. Sıvı ve katı halde yalnızca Van Der Waals bağları bulunduran maddeler;

. Soygazlar (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)

. Moleküller halinde bulunan a****ller (H 2 , O 2 , N 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 , P 4 )

. Apolar olan bileşikler (CH 4 , CO 2 , C 2 H 6 )

Dipol &񗝃 Dipol Etkileşimi:

Bu tür etkileşim polar moleküller arasında görülür. Polar moleküller sürekli bir kısmı (+), bir kısmı (-) uca sahiptirler. İki polar molekül birbirine yaklaşırken birinin pozitif ucu diğerinin negatif ucuna yönelir. Böylece bir molekülün (+) ucu ile diğerinin (-) ucu arasında bir elektrostatik çekme oluşur. Ancak bu çekme zıt yüklü iyonlar arasındaki çekmeden çok zayıftır.

. Polar moleküller arasındaki bu kuvvetler, van der Walls kuvvetlerinden daha büyüktür. Bu nedenle aynı molekül kütlesine sahip iki maddeden polar olanının erime ve kaynama noktası daha yüksektir.

. Polar moleküllerin oluşturduğu katılar, su gibi polar çözücülerde iyi çözünürler. Bu çözünme polar etkileşimle sağlanır.

HİDROJENİN BAĞLARI

Hidrojen atomu, elektronları kuvvetli çeken N, O ve F atomları ile kimyasal bağ oluşturduğunda, elektronunu büyük ölçüde yitirir ve diğer polar moleküllerdekine göre daha etkin ir artı yük kazanır. Bu yük nedeniyle hidrojen komşu moleküllerin eksi ucuyla moleküller arası bir bağ oluşur. Bu bağa hidrojen bağı denir. Hidrojen bağı, diğer polar moleküllerdeki dipol dipol etkileşiminden farklı ve güçlüdür.

. Hidrojen bağlarını koparmak için gereken enerji, 5 ile 10 kkal/mol dolaylarındadır. Hidrojen bağları kovalent bağlara göre çok zayıftır. Bu nedenle su ısıtılınca öncelikle hidrojen bağları kopar, gaz haline gelir. H 2 ile O 2 &񗝈ye ayrışmaz.

. Hidrojen bağları, polar etkileşiminden çok daha güçlüdür. Moleküller arası yalnız van der Walls kuvvetlerine sahip olduğundan kaynama noktası çok düşüktür.

Suda Çözünme:

Hidrojen bağı oluşturabilen iki farklı molekül birbirleriyle de hidrojen bağı oluştururlar. Bu durum hidrojen bağı oluşturabilen maddelerin suda iyi çözünmelerini sağlar. Hangi tür kuvvetle bağlanırsa bağlansın oluşan katılara moleküllü katı denir. Genelde moleküllü katıların erime noktaları, katılara göre daha düşüktür.

****L BAĞI

****l atomlarını katı ve sıvı halde bir arada tutan kuvvetlere ****l bağı denir. Değerlik elektronlarının serbest hareketleri nedeniyle ****ller, elektrik akımı ve ısıyı iyi iletirler. ****l kristalinde basınç etkisiyle kristalin bir kısmının kayması asıl yapıyı bozmaz. Bu nedenle ****ller dövülerek, tel ve levha haline getirilebilirler. ****llerin erime noktaları genelde moleküllü katılardan yüksektir. Oda koşullarında hemen tümü katıdır. Periyodik cetvelde;

. Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru atom çapı büyüdükçe genel olarak ****l bağı zayıflar, dolayısıyla erime noktası düşer.

. Bir sırada soldan sağa doğru atom çapı küçülüp, değerlik elektron sayısı arttıkça ****l bağı kuvvetlenir, erime noktası yükselir.

Moleküllü katı grubuna giren a****llerle ****llerin özellikleri;

****ller;

. Elektrik akımını ve ısıyı iyi iletirler.

. Erime noktaları yüksektir.

. A****llere göre değerlik elektronları çok daha hareketlidir.

. Dövülebilme, çekilebilme özelliğine sahiptirler ve şekil verilebilirler.

. A****llerle birleşirler.

. İyonları daima artı yüklüdür.

A****ller;

. Isı ve elektrik akımını iyi iletmezler.

. Erime noktaları düşüktür.

. ****l yumuşaklığına sahip değillerdir. Kırılgandırlar.

. Birbirleriyle ve ****llerle birleşirler.

İYON BAĞI:

Elektronlarını kolay kaybeden atomlarla, kolay elektron alabilen atomlar arasında oluşan bağa iyon bağı denir. Artı ve eksi yüklü iyonlardan oluşan katılara iyonlu katı denir. İyonlu katılarda, her iyonun karşıt yüklü iyonlarla çevrildiği bir örgü bulunduğundan birkaç atomun bir araya geldiği moleküllerin varlığından söz edilemez. İyon kristallerinde elektronlar, iyonların çekirdekleri tarafından kuvvetli çekildiklerinden serbest halde bulunmazlar. Bir iyon kristalinin bir kısmının basınç etkisinde kalması durumunda iyonlar kayar ve aynı adlı elektrik yükleri birbirlerinin yanına gelir. Aynı yüklü iyonların birbirlerini itmesiyle kristal ikiye ayrılır. Buna göre ****lik katılarda olduğu gibi iyonlu katılar dövülüp, tel ve levha haline getirilemezler. İyonlu katılar eritildiklerinde ya da suda çözündüklerinde elektrik akımını iletirler. Polar moleküllü maddeler ve iyon bileşikleri polar çözücülerde, apolar bileşikler apolar çözücülerde daha kolay çözünürler.
Atomları bir arada tutan bağlara kimyasal bağ denir. Atomlar daha düşük enerji durumuna erişmek için bir araya gelirler.
Kimyasal bağlar:
1- molekül arası bağlar
2- molekül içi bağlar
olmak üzere ikiye ayrılır.
1- molekül içi bağlar:
a)iyonik bağ:Elektron alış verişi ile gerçekleşir. Elektron kaybeden atom artı yüklü kazanan atomda eksi yüklü iyon haline geçer. Oluşan iyonlar elektrostatik çekimle bir arada tutulur. İyonlar arasındaki bu çekim kuvvetine iyonik bağ denir. Bu tür bağlar ****l-a****l arasında gerçekleşir. Örnek: NaCI, CaO
b)kovalent bağlar:a****llerin genellikle soygaz elektron düzeyine ulaşabilmek için elektron almak isterler. Bu nedenle iki a****l bileşik oluştururken elektron alış verişi olmaz. Atomlar değerlik elektronlarının bazılarını ortaklaşa kullanarak soygaz elektron düzeyine ulaşır. Elektron ortaklaşması ile gerçekleşen bu bağa kovalent bağ denir. Örnek: H2 , OF2
kovalent bağlar ikiye ayrılır:
1-apolar kovalent bağ: (kutupsuz)
molekül içindeki bağların dipol momenti sıfır olan bağdır.
H2 ,CH4
2-polar kovalent bağ: (kutuplu)
kimyasal bağ oluşturan elektron çiftleri farklı atom çekirdekleri tarafından çekilirse iki atom arasında dağılım eşit olmaz ve elektron çekim kuvveti fazla olan atom tarafına kayar. Farklı a****ller arasında gerçekleşen bu tür kovalent bağlara denir. Örnek: OF2
2-molekül arası bağlar:
a)van der waals kuvvetleri:
apolar molekülleri ve soygazlar sıvı hale getirilebildiklerine göre apolar molekülleri ve soygaz atomlarını bir arada tutan kuvvetler olmalıdır. Çok zayıf bu kuvvetlere denir. Örnek: XE , He , CO2
b)dipol-dipol etkileşimi:
polar moleküller sürtekli bir kısmı artı bir kısmı eksi uca sahiptirler. İki polar molekülleri birbirine yakınlaştırırken birinin pozitif ucu diğerinin eksi ucuna yönelir. Böylece bir molekülün artı ucu ile diğer molekülün eksi ucu arasaında bir elektrostatik bir çekme oluşur. Buna dipol-dipol etkileişmi denir.
c)hidrojen bağları:
H atomu elektronlarını kuvvetli çeken N,O,F atomları ile kimyasal bağ oluşturduğunda elektronu büyük ölçüde yitirir ve diğer polar moleküllerdekine göre daha etkin bir artı yük kazanır. Bu yük nedeniyle H komşu moleküllerin eksi ucuyla moleküller arası H bağı oluşturur.
d)****l bağ:
****l atomları katı ve sıvı halde bir arada tutan kuvvetlere denir. ****llerde değerlik elektronlar, atom çekirdekleri tarafından kuvvetli tutulmazlar.