KIMYASAL BAGLAR : TEMEL KAVRAMLAR

1. KIMYASAL BAGLAR : TEMEL KAVRAMLAR BAGLAR: Bir kimyasal bag, atomlari veya atom gruplarini belli bir uzaklikta ve birarada tutmaya yetecek kuvvettir ve kimyasal baglanma sonucu, atomlardan olusan molekuller arasinda da molekuller arasi baglanma kuvvetleri ortaya cikar. Iyonik bag, Kovalent bag LEWIS KURAMI: 1916 (G.N. Lewis, I. Langmuir, W. Kassel) 1- Elektronlar, ozellikle de dis kabuk elektronlari (degerlik) kimyasal baglanmada temel rol oynar. 2-Bazi durumlarda elektronlar bir atomdan digerine verilir. Boylece olusan arti ve eksi yuklu iyonlar birbirlerini iyonik baglar adi verilen elektrostatik kuvvetlerle cekerler. 3- Diger durumlarda eslesmis iki yada daha fazla elektron, atomlar arasinda ortaklanir. Elektronlarin bu ortaklanmasina kovalent bag denir. 4-Elektronlarin bir atomdan diger atoma verilmesi yada ortaklanmasi, her atomun kararli elektron dagilimina sahip olmasi seklinde olur. Genellikle bu dagilim, dis kabuk elektronlarinin sekiz (oktet) oldugu soy gaz dagilimidir.

2. Lewis simgeleri ve Lewis yapilari Lewis simgesi, ic kabuk elektronlari ve cekirdegi gosteren bir simge ile dis kabuk elektronlarini (degerlik) gosteren noktalardan olusur. Kukurt: [Ne]3s23p4 Noktalar simgenin 4 tarafina yerlestirilebilir (ust, alt, sag ve sol). Her bir taraf en fazla iki elektron alabilir. Bas grup elementlerinin degerlik elektronlarini gosteren nokta sayisi grup numarasi ile aynidir.

3. Degisik elementlerin Lewis simgeleri:

4. Lewis Yapisi Lewis yapisi, kimyasal bagdaki elektron alisverisini ya da ortaklanmasini gosteren Lewis simgelerinin biraraya gelmis seklidir. Lewis yapisi Kitaptan ornek 11-2 ye bakiniz (Iyonik bilesiklerin Lewis yapilarina ornekler)

5. Kovalent Bag Kovalent bag, bir elektron ciftinin atomlar arasinda ortaklasa kullanilmasiyla olusur. Baglayici elektron cifti Ortaklanmamis elektron cifti

6. Cok Katli Kovalent Baglar Bir cift elektronun paylasildigi kovalent baglara tekli kovalent bag (single) denir. Bazi molekullerde ise oktet kuralina uyabilmek icin birden fazla elektron ciftinin ortaklasa kullanilmasi soz konusudur. Eger iki elektron cifti ortaklasilmis ise ikili kovalent bag (cift bag=double bond), uc elektron cifti ortaklasilmis ise uclu kovalent bag olusur (triple bond). Bag derecesi: Iki atom arasindaki kovalent baglarin sayisina bag derecesi denir. Tek bagli, cift bagli ve uclu bagli bilesiklerde bag derecesi sirasi ile 1, 2 ve 3 tur. Genellikle bir periyotta atomun buyuklugu arttikca cift ve uclu baglar olusturma egilimi azalir. Genellikle 2. periyot elementleri olan C, N, O ve S cift ve uclu baglar yaparak oktet kuralini saglarlar. Bag uzunlugu: Kovalent bagi olusturan atomlarin merkezleri arasindaki uzakliktir. N-N 1.47Å H-H 0.74 Å C-C 1.54 Å C-O 1.43 Å N=N 1.24Å H-C 1.1 Å C=C 1.34 Å C=O 1.20 Å N=N 1.10Å H-O 0.97 Å C=C 1.20 Å O-O 1.45 Å

7. Polar Kovalent Baglar Elektronlar iki atom arasinda her zaman esit sekilde ortaklanmaz. Bu tip esit olmayan ortaklanmayla olusan baglara polar kovalent baglar denir. Boyle bir bagda elektronlar daha cok ametal element tarafindadir. H2 molekulundeki iki H, ve Cl2’deki iki Cl atomu arasinda elektron yuk yogunlugu esittir. Her iki molekulde atomlarin ilgisi ayni oldugu icin elektronlar esit ortaklanmistir. Arti ve eksi yuklerin merkezleri atomlarin cekirdeklerini birlestiren dogrunun tam ortasinda cakistigindan her iki molekulde apolardir. Polar kovalent baglarda ise atomlardan birinin digerine gore elektrona afinitesi daha yuksektir. Elektron afinitesi yuksek olan atom ortaklasilmis elektronlari daha cok ceker. Bu nedenle elektron yogunlugu afinitesi yuksek olan atoma daha yakindir. Eger bu goreceli olan cekim yeterince buyuk ise bag iyonik bir bagdir. H Cl H H Atom cekirdegi Arti yuk merkezi Eksi yuk merkezi Cl Cl

8. Elektronegatiflik Elektronegatiflik (EN) bir atomun bagli oldugu diger atomlardan elektron cekme yetenegidir. Elektronegatiflik, bir atomun iyonlasma enerjisi (I) ve elektron ilgisi (EA) ile ilgilidir. Eger bir atomun EA’si buyuk, I’ si de yuksek ise bu atom hem baska atomlardan elektron kolayca koparirken kendi elektronlarinin koparilmasina rezistani yuksek olacaktir. Boyle bir atomun elektronegativitesi yuksek olacaktir. Elektronegatiflik degerlerinden hareketle bir kovalent bagin ne kadar polar oldugunu bilebiliriz. Buna, bagli atomlarin EN degerleri arasindaki farkin mutlak degeri olan elektronegatiflik farkindan (ΔEN) anlariz. Eger iki atomun ΔEN degeri cok kucukse, bunlar arasindaki bag oldukca kovalenttir, cok buyukse oldukca iyoniktir. Bu degerlerin ortasinda ise bag polar kovalenttir. (Bak Sekil 11-7).

9. Elektronegativiteden hareketle bag tipini su genel kurallarla saptayabiliriz: -Eger elektronegativiteler esit ise, bag apolar kovalenttir (ΔEN = 0) -Eger iki atom arasindaki ΔEN 0’dan buyuk ve 2’den kucuk ise, bag polar kovalenttir. -Eger ΔEN 2 veya daha buyuk ise bag iyonik bir bagdir.

10. Lewis yapilarinin yazilmasi Iskelet yapilari: Bu yapi atomlarin bag olusturmak icin hangi sirayla bir araya geldiklerini gosterir. Lewis yapisi yazilmadan ilk iskelet yapi belirlenmelidir. Uc atom CH3CH2OH Merkez atom Kurallar: -Hidrojen atomu her zaman uc atomdur (istisna-bor-hidrojen bilesikleri). -Merkez atomlari genellikle elektronegatiflikleri en dusuk olanlardir. O atomlarinin merkez atomu oldugu baslica durumlar peroksi (-O-O-) veya hidroksi (-O-H) iceren yapilardir. Bunun disinda uc atomudur. -Karbon atomlari her zaman merkez atomlardir. -Zincir yapisindaki cok sayidaki organik molekuller disindaki molekullerin ve cok atomlu iyonlarin genellikle toplu ve simetrik yapilari vardir.

11. Lewis yapilarinin yazilmasi • Izlenecek yol: • 1- Yapidaki degerlik elektronlarinin toplam sayisini belirleyiniz. • 2- Iskelet yapisini yazip, atomlari bu yapida tekli kovalent baglarla baglayiniz. • 3- Bu sekilde olusturulan her tekli bag icin toplam degerlik elektronlarindan iki cikariniz. • 4- Kalan degerlik elektronlarindan once, uc atomlarin oktetlerini, sonra da mumkunse merkez atomunun ya da atomlarinin oktetini tamamlayiniz. • 5- Bu durumda merkez atomun okteti eksik ise, uc atomlarin baga girmeyen elektron ciftleriyle katli kovalent baglar olusturunuz. • Soru: PCl3 icin Lewis yapisini gosteriniz? • P = 5 Cl = 3x7 = 21 Toplam=26 degerlik elektronu • Iskelet yapisi kurallara dayanarak asagidaki gibi olmalidir. 3. Uc tekli bag icin 26 - (2x3) = 20 elektron 4. Uc atomlarin okteti tamamlaninca yapi asagidaki gibi olmalidir. 20 – 18 = 2 elektron kaldi. 5. Merkez atomun okteti tamamlanirsa:

12. Soru • NO+, SO4-2 ve CH2O icin Lewis yapilarini gosteriniz. Formal Yuk: Bazi durumlarda bir bilesik icin oktet kuralina uyan birden fazla Lewis yapisi yazilabilir. Bu durumda hangisinin dogru oldugunu tesbit edebilmek icin formal yukleri bulmak gerekir. Formal yuk; Lewis yapilarinda bazi atomlarin gorunen yukleridir. Bu durum atomlarin kovalent baga esit elektron katkisi yapmadiklari zaman ortaya cikar. Lewis yapilarinin yazilmasinda once formal yuklerin olup olmadigi daha sonra bunun kurallara uyup uymadigi belirlenmelidir. Kurallar: -Ortaklanmamis butun elektron ciftleri, hangi atomda ise o atoma ait sayilir. -Baglayici elektronlar, baglanan atomlar arasinda esit paylastirilir. -Bir atomun bag yapmamis haldeki elektron sayisindan Lewis yapisindaki elektron sayisinin cikarilmasi ile elde edilen yuk olan formal yuku bulunur. Formal Yuk (FY)= degerlik elektronlari sayisi – ½ (baglayici elektronlarin sayisi) - ortaklanmamis elektron ciftleri sayisi

13. Ornek: CO2 (Ayrica kitaptan ornek 11-7’yi incele) Karbon 4 degerlik elektronuna, oksijen 6 degerlik elektronuna sahiptir. Lewis yapimizin toplam valens elektron sayisi 16 olmalidir. Lewis yapilari yazilirken, formal yuklerin olmayacagi veya en az olacagi yapiyi bulmaya gayret edilmelidir. Formal yuk gerekiyorsa mumkun olan en az degerde olmalidir. Genellikle eksi formal yukler daha elektronegatif atomlarda ve arti formal yukler ise elektronegatifligi az olan atomlarda gozlenir. Bir Lewis yapisinda atomlarin formal yuklerinin toplami, notr bir molekul icin sifir ve cok atomlu bir iyon icin iyonik yuke esit olmalidir.

14. REZONANS Ozon’un (O3) Lewis yapisi (O3) 1. Valens elektronlari toplami = (6x3) = 18 2. Iskelet yapisi 3. Merkez atoma bagli atomlari oktet kuralina uydur 4. Merkez atom uzerine geri kalan elektronlari yerlestir (18-16 = 2) 5. Merkez atom oktet kuralina uyuyormu? Hayir Cifte bag olustur ilk olarak 6. Merkez atom oktet kuralina cifte bag olusturunca uyuyor. Islem tamam.

15. O3 Ozon’un (O3)’da problem: Merkez atom ve diger iki oksijen arasindaki bag uzunluklari ayni degere sahiptir. Ama cifte bagin daha kisa olmasi gerklidir. O2 molekulunde O-O bag uzunlugu 1.21Å, H2O2’de ise 1.47 Å dur. Ozondaki baglar tekli ve ikili baglar arasindadir. Bu gucluk ozon’un yapisinin yukaridaki yapilardan hicbiri olmayip, bunlarin melezi oldugu kabullenerek giderilebilir. Bu durum asagidaki gibi gosterilir ve iki yada daha fazla Lewis yapisinin yazilabildigi, ancak dogru yapinin yazilamadigi duruma rezonans denir.