Kimyasal Türler Arası Etkileşimler

Bu konuda ne öğreneceksin

Sofra tuzu katıdır, su sıvıdır, oksijen gazdır. Tuz suda kolayca çözünür ama yağda çözünmez. Su 100 °C’de kaynar, metan gazı ise −160 °C’de bile gazdır. Bu farkların hepsi, atomların ve moleküllerin birbirini nasıl tuttuğuna, yani kimyasal etkileşimlere bağlıdır. Bu konuda atomları birbirine bağlayan güçlü etkileşimleri (iyonik, kovalent, metalik bağ) ve moleküller arasındaki zayıf etkileşimleri (London, dipol-dipol, hidrojen bağı) öğreneceksin.

1. Güçlü etkileşimler (kimyasal bağlar)

İyonik bağ. Metal atomunun ametal atomuna elektron vermesiyle oluşan zıt yüklü iyonlar arasındaki çekim kuvvetidir. Sodyum (2, 8, 1) bir elektron verir ve $\text{Na}^+$ olur. Klor (2, 8, 7) bir elektron alır ve $\text{Cl}^-$ olur. İki iyon birbirini çeker: NaCl.

Kovalent bağ. İki ametal atomunun elektronlarını ortaklaşa kullanmasıyla oluşur. Her atom, ortak elektron çiftiyle kararlı (oktet ya da dublet) duruma ulaşır. $\text{H}_2\text{O}$, $\text{CO}_2$, $\text{CH}_4$, $\text{NH}_3$ kovalent bileşiklerdir.

Metalik bağ. Metal atomları değerlik elektronlarını ortak bir “elektron denizi”ne verir. Pozitif iyonlar ile elektron denizi arasındaki çekim metalik bağdır. Metallerin parlaklığını, işlenebilirliğini, ısı ve elektrik iletkenliğini açıklar.

İyonik bileşiklerin özellikleri: Oda koşullarında katıdır, erime ve kaynama noktaları yüksektir, katı hâlde iletken değildir, sulu çözeltisi ve erimiş hâli elektriği iletir, sert ama kırılgandır.

2. Formül ve adlandırma

İyonik bileşik formülü: Toplam yük sıfır olacak şekilde iyonlar birleştirilir. “Çapraz kural”: Bir iyonun yük sayısı diğerinin sayısı olur.

• $\text{Na}^+$ ve $\text{Cl}^-$: NaCl.
• $\text{Mg}^{2+}$ ve $\text{Cl}^-$: $\text{MgCl}_2$ (Mg yükü 2, Cl sayısı 2).
• $\text{Al}^{3+}$ ve $\text{O}^{2-}$: $\text{Al}_2\text{O}_3$ (Al sayısı 2, O sayısı 3). Toplam yük $2 \cdot 3 - 3 \cdot 2 = 0$.

Adlandırma: Önce metalin adı, sonra ametalin adı yazılır. Ametalin adına “-ür” eki gelir ya da “oksit” denir: NaCl sodyum klorür, MgO magnezyum oksit.

Kovalent bileşiklerde atom sayıları Yunanca sayı önekleriyle (mono, di, tri, tetra, penta) belirtilir: $\text{CO}_2$ karbon dioksit, $\text{CO}$ karbon monoksit, $\text{N}_2\text{O}_5$ diazot pentaoksit.

Kovalent bağ sayısı: Atomların yaptığı bağ sayısı kararlı dizilime göre belirlenir. H 1, O 2, N 3, C 4 bağ yapar. Su H-O-H, karbon dioksit O=C=O, azot $\text{N}\equiv\text{N}$ biçimindedir.

Lewis nokta yapısı. Atomun son katmandaki (valans) elektronları nokta ile gösterilir. Bağ yapan elektron çifti çizgiyle, bağa katılmayan çift ise iki noktayla yazılır. Suda oksijenin iki bağ çifti ve iki ortaklanmamış çifti vardır. Amonyakta azotun üç bağ çifti ve bir ortaklanmamış çifti, karbon dioksitte karbonun iki çift bağı vardır. Bağ yapan her atom, oktete (hidrojen ve helyum için dublete) ulaşacak biçimde elektron paylaşır.

3. Polar ve apolar moleküller

Polar kovalent bağ: Elektronegatiflikleri farklı atomlar arasında elektron çifti bir tarafa kayar. Bir uç kısmen negatif, diğeri kısmen pozitif olur. Apolar kovalent bağ: Aynı atomlar arasındaki bağdır ($\text{H}_2$, $\text{O}_2$, $\text{N}_2$).

Molekülün polarlığı: Bağlar polar olsa bile molekül simetrikse polarlıklar birbirini götürür ve molekül apolar olur.

4. Zayıf etkileşimler (moleküller arası)

Moleküller arasında fiziksel özellikleri (kaynama noktası, çözünürlük) belirleyen zayıf çekimler vardır. Bunlar kimyasal bağlardan çok daha zayıftır.

Polar bir molekül ya da bir iyon, yakınındaki apolar bir molekülde geçici dipol oluşturabilir. Buna dipol-indüklenmiş dipol ve iyon-indüklenmiş dipol etkileşimi denir. Bunlar da zayıf etkileşimlerdir.

Hidrojen bağı: H atomu F, O ya da N atomlarından birine bağlıysa, bu H ile başka molekülün F, O ya da N’si arasında kurulur. $\text{H}_2\text{O}$, $\text{NH}_3$, HF’de vardır. $\text{H}_2\text{S}$, HCl, $\text{CH}_4$’te yoktur.

Kaynama noktası: Etkileşimler ne kadar güçlüyse kaynama noktası o kadar yüksektir. Sıralama genelde: İyonik bağlı > hidrojen bağlı > dipol-dipol > London. Molekül büyüklüğü arttıkça London kuvvetleri güçlenir. Su ($\text{H}_2\text{O}$), hidrojen bağı sayesinde, kütlesi daha büyük olan $\text{H}_2\text{S}$’ten çok daha yüksek sıcaklıkta kaynar.

Çözünürlük: “Benzer benzeri çözer.” Polar maddeler polar çözücülerde (su), apolar maddeler apolar çözücülerde (benzin, yağ) çözünür. Tuz suda çözünür çünkü iyon-dipol etkileşimi güçlüdür. Yağ suda çözünmez.

• Metal + ametalİyonik bağ.
• Ametal + ametalKovalent bağ.
• H atomu F, O ya da N’ye bağlıHidrojen bağı kurabilir.
• Etkileşim güçlüKaynama noktası yüksek.

5. Konuyu toparla

Mini test

Kendini dene

Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.