Tel:
Fax:
Email:
www.hayatiboskut.com.tr
7 Kimyasal ve Fiziksel Bağlar
Kimyasal ve fiziksel bakımdan bağımsız yapı üniteleri olan iyon, atom ve moleküller olağan şartlarda tek başlarına bulunamazlar. Her üç fazda da (solid, likid, gaz) bütün yapı birimleri kendi aralarında veya diğer yapı birimleri ile etkileşim halindedir O halde maddeyi meydana getiren atom, iyon ve moleküller arasında sürekliliği olan bir etkileşim vardır. Bu etkileşimlerden doğan kuvvetler maddelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirleyen en önemli büyüklüklerdir. Bu konu kapsamında madde özelliklerinin büyük bölümünü ortaya çıkaran etkileşim kuvvetleri incelenecektir.
Bölüm Hedefi
Bu bölümü tamamladığınızda,
- Etkileşim kuvvetlerinin sınıflandırılmasını,
- Kimyasal yapı birimleri arasındaki kuvvetlerin makanizmalarını,
- Kimyasal bağlar ile ilgili terim ve kuralları,
- Kimyasal bağların madde özelliklerine etkilerinin değerlendirilmesini,
- Fiziksel etkileşim kuvvetlerinin nitel ve nicel incelemesini
öğrenmiş olacaksınız.
7.1 Etkileşimlerin Niteliği
Madde yapı birimleri arasında sürekli etkileşimlerin olduğu ve izole atomun gerçekte mevcut olmadığı düşünüldüğünde (bir başka atomun etkisi altında olmayan izole atom sadece teorik yaklaşımlar için kullanılan bir kavramdır) etkileşimlerin neden ileri geldiği, nasıl geliştiği hakkında bilgi sahibi olmak kuşkusuz çok önemlidir. Farklı olmakla birlikte etkileşim mekanizmalarında rol oynayan temel kuvvet elektrik kökenlidir. Elektrostatik kuvvetin ortaya çıkması ise; orbitallerin girişimi ile mümkün olabilen bir gelişmedir. Etkileşimin başlangıcında; yapı ünitelerinin sahip olduğu orbitallerin girişimi söz konusudur. Bu durum, Schrödinger Teorisi'ne göre; orbital fonksiyonlarının enerji kazanımı sağlayacak şekilde toplanabilirliği, veya fizik bir anlatım ile; elektron bulutlarının teması ya da katışımı, şeklinde tarif edilebilir.
Buna göre; madde yapı üniteleri arasındaki her türden etkileşimi, karşılıklı orbital tesirlerinin bir sonucu olarak ele almak gerekmektedir. Ayrıca, orbitallerin birbirini etkilemesinin her zaman eşit büyüklükte gerçekleşmeyeceğini düşünmek gerekir. Orbital girişiminin derecesi bağın niteliğini belirlemede başlıca etkendir.
7.2 Etkileşimlerin Sınıflandırılması
İyon, atom ve moleküllerin birbirleri ile girişimin derecesine bağlı olarak çeşitli enerji değerlerinde olabilen karşılıklı etkileri, sonuçları dikkate alındığında; fiziksel(zayıf) ve kimyasal(kuvvetli) etkileşimler olmak üzere iki grupta toplanabilir.
Etkileşme ile ortaya çıkan kuvvetler zayıf olduğunda yapı birimlerinin bazı fiziksel özellikleri değişir. Fiziksel değişme ile sonuçlanan zayıf etkileşmeler genellikle, maddelerin aggregat hallerinin (solid, likid, gaz) belirlenmesinde etkili olurlar. Karşılıklı etkilerin bazıları ise çok güçlü olup, atom, iyon ve moleküllerin orbitallerinde (elektronik düzenlerinde) köklü değişiklikler meydana getirir. Böyle etkileşimler özellikleri farklı yeni maddelerin oluşumuna neden olur ki;bu türden yüksek enerjili değişmelere kimyasal reaksiyon denmektedir. Kimyasal reaksiyonlar sırasında atom grupları içinde var olan düzendeki mevcut kuvvetler ortadan kalkmakta, atomların tekrar düzenlenmesiyle yeni etkileşimlere göre ortaya çıkan farklı nitelik ve nicelikteki kuvvetler kimyasal özellikleri farklı yapıların elde edilmesine neden olmaktadır. Fiziksel ve Kimyasal etkileşim kuvvetleri şemada görülebileceği gibi kendi içlerinde alt gruplara ayrılırlar.
7.3 Kimyasal Bağlar
Atomlar arasındaki etkileşimlerin enerji değeri yaklaşık 40 kj mol-
Bağın oluşumunda esas etken enerjidir.
Bağın meydana gelmesi ile oluşan elektronik yapı, atomların tek başına olan elektron düzeninden daha kararlıdır. O halde molekülün enerjisi tek tek atomların enerji toplamından daha azdır. Ancak orbitallerin türü ve orbital simetrisinin; bağın kuvveti, türü ve sayısı üzerinde etkisi vardır.Klasik düşüncede kimyasal bağın meydana gelmesinin ilk aşaması atomların birbirine temas etmesidir. Modern Orbital Teorisi'nde ise kimyasal bağların, iki atom birbirine yeterince yaklaştıklarında elektron bulutlarının girişimi ile meydana geldiği kabul edilir. Buna göre; bir molekülün atomları arasındaki mevcut bağlar elektrik kökenlidir ve bağların meydana gelmesinde atomun dış yörüngesindeki elektronlar başlıca rol oynar, atomların diğer elektronlarının düzeninde az veya çok değişiklik olur.
Bağın meydana gelmesi ile oluşan elektronik yapı, atomların tek başına olan elektron düzeninden daha kararlıdır. O halde molekülün enerjisi tek tek atomların enerji toplamından daha azdır. Ancak orbitallerin türü ve orbital simetrisinin; bağın kuvveti, türü ve sayısı üzerinde etkisi vardır.
Klasik düşüncede kimyasal bağın meydana gelmesinin ilk aşaması atomların birbirine temas etmesidir. Modern Orbital Teorisi'nde ise kimyasal bağların, iki atom birbirine yeterince yaklaştıklarında elektron bulutlarının girişimi ile meydana geldiği kabul edilir. Buna göre; bir molekülün atomları arasındaki mevcut bağlar elektrik kökenlidir ve bağların meydana gelmesinde atomun dış yörüngesindeki elektronlar başlıca rol oynar, atomların diğer elektronlarının düzeninde az veya çok değişiklik olur.
7.3.1 İyonik Bağlar
İyonik bağlar elektron ilgileri birbirinden çok farklı atomlar arasında meydana gelir. Elektron alışverişi sonucunda oluşan negatif ve pozitif iyonların elektrostatik çekim kuvveti ile gerçekleşir. Örneğin; KBr bileşiğinde yer alan potasyumun atomik halde elektron düzeni; (2) (8) (8) (1), Bromun elektron düzeni (2)(8)(18)(7) şeklindedir. Potasyum 1 elektron (elektronlar kuşkusuz hep aynıdır, ancak şemada elektron yapılarını daha açık göstermek için farklı şekilde işaretlenmiştir) vererek asal gaz olan Argonun (2)(8)(8) elekton düzenine geçer. Brom ise bu 1 elektronu alarak (2)(8)(18)(8) şeklindeki Kripton düzenine sahip olur. Bu aşamada (+) yüklü Potasyum iyonu ve (-
İyonik bağlı bileşikler
İyonlar düzgün biçimde elektriklenmiş küreler gibi düşünülebilir. Çünkü temasta olan kürecikler her yönde eşit büyüklükteki kuvvetlerin etkisi altında olduklarından birbiri üzerinden kayabilirler. Bu bakımdan iyonik bağ yönelmiş kuvvet (vektörel kuvvet) değildir ve aralarındaki itme ve çekmeler merkez iyon çevresindeki denge durumunu belirler. O halde iyonik bileşiklerde formülleri yazarken atomları çizgi ile birleştirmek doğru olmaz. İyon yükleri ile, örneğin K+Br-
İyonik bağlı bileşiklere, iyonik bağ karakterinin kazandırdığı genel özellikler aşağıdaki gibidir:
- Erimiş halde elektrik akımını iletme,
- Erime ve kaynama noktalarının yüksek olması,
- Dielektrik sabiti yüksek çözücülerde kolayca çözünme.
iyonik bağı oluşumu
Bölüm -
