Kimyasal türler ve etkileşimlerin sınıflandırılması
Kimyada maddenin özelliklerini taşıyan ve kimyasal olaylarda rol oynayan temel taneciklere kimyasal tür denir. Üç temel kimyasal tür vardır:
| Kimyasal tür | Tanımı | Örnekler |
|---|---|---|
| Atom | Bir elementin tüm kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük birimi | Fe, Na, Cu, He, Ar |
| Molekül | Aynı ya da farklı ametal atomlarının kovalent bağla birleşmesiyle oluşan nötr grup | Elementel: O₂, N₂, Cl₂ · Bileşik: H₂O, CO₂, NH₃ |
| İyon | Elektron alarak veya vererek yük kazanmış atom ya da atom grupları | Katyon (+): Na⁺, Mg²⁺, NH₄⁺ · Anyon (−): Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻ |
Kimyasal türler birbirine yaklaştığında çekirdekler ile elektronlar arasında çekme ve itme kuvvetleri oluşur. Çekme kuvvetleri itme kuvvetlerine belirgin şekilde baskın gelirse güçlü etkileşimler (kimyasal bağlar), birbirine yakınsa zayıf etkileşimler (fiziksel bağlar) meydana gelir.
KısayolBağ kırılması veya oluşması için gereken enerji genellikle 40 kJ/mol ve üzerindeyse güçlü (kimyasal), 40 kJ/mol’ün altındaysa zayıf (fiziksel) etkileşimdir.
Güçlü etkileşimler: İyonik, kovalent ve metalik bağ
Güçlü etkileşimler atomları ya da iyonları bir arada tutarak kimyasal bileşikleri ve metalleri oluşturur.
| Bağ türü | Oluşum mekanizması | Hangi türler arasında? | Temel özellikleri |
|---|---|---|---|
| İyonik bağ | Elektron alışverişi ile zıt yüklü iyonların elektrostatik çekimi | Metal ile ametal atomları arasında | Kristal örgü yapılıdır; oda koşullarında katıdır; erime noktası yüksektir; katı hâlde elektriği iletmez, sıvı hâlde ve sulu çözeltisinde iletir. |
| Kovalent bağ | Ametal atomlarının değerlik elektronlarını ortaklaşa kullanması | Ametal atomları arasında | Moleküler yapı oluşturur; aynı ametaller arasında apolar (Cl₂), farklı ametaller arasında polar (HCl) kovalent bağ kurulur. |
| Metalik bağ | Pozitif yüklü metal katyonları ile serbest elektron denizi arasındaki çekim | Metal atomları ve alaşımlarda | Metallere parlaklık, tel ve levha hâline gelebilme, elektrik ve ısıyı katı hâlde iletme özelliği kazandırır. |
Kovalent bağ kuralıAynı ametal atomları arası = Apolar kovalent bağ (kutupsuz: O₂, N₂, H₂) · Farklı ametal atomları arası = Polar kovalent bağ (kutuplu: H₂O, CO₂, HCl).
Örnek. ₁₂Mg ve ₉F atomları arasında oluşacak kararlı bileşiğin formülünü ve adını bulun.
- Magnezyumun katman dizilimi: 2, 8, 2. 2 elektron vererek Mg²⁺ katyonunu oluşturur.
- Florun katman dizilimi: 2, 7. 1 elektron alarak F⁻ anyonunu (florür) oluşturur.
- Yükler çaprazlanır: Mg²⁺ ve F⁻ birleşerek MgF₂ bileşiğini oluşturur.
- Bileşiğin adı magnezyum florürdür.
CevapFormül: MgF₂ · Adı: Magnezyum florür
Örnek. ₁H ve ₇N atomları arasında oluşan amonyak (NH₃) molekülündeki bağlayıcı ve ortaklanmamış elektron çifti sayılarını belirleyin.
- Azot atomunun (₇N) değerlik elektron sayısı 5’tir; Lewis sembolünde bir elektron çifti ve 3 tek elektron bulunur.
- Hidrojen atomunun (₁H) bir değerlik elektronu vardır.
- 3 hidrojen atomu azotun 3 tek elektronu ile ortaklaşarak 3 kovalent bağ kurar.
- Bağlayıcı elektron çifti sayısı 3’tür (6 elektron bağ yapmıştır).
- Azotun üzerinde bağa katılmayan 1 çift ortaklanmamış elektron kalır.
Cevap3 bağlayıcı elektron çifti · 1 ortaklanmamış elektron çifti
Zayıf etkileşimler: Van der Waals ve hidrojen bağı
Molekülleri bir arada tutan ve maddelerin erime noktası, kaynama noktası gibi fiziksel özelliklerini belirleyen kuvvetlere zayıf etkileşimler denir.
| Etkileşim türü | Hangi tanecikler arasında? | Örnek maddeler | Kuvvet düzeyi |
|---|---|---|---|
| Dipol - dipol | Polar moleküller arasında kalıcı kutuplar sayesinde | HCl … HCl · SO₂ … SO₂ | Orta zayıf |
| İyon - dipol | Bir iyon ile polar bir molekül arasında | NaCl’nin suda çözünmesi (Na⁺ … H₂O) | Oldukça kuvvetli zayıf etkileşim |
| London (indüklenmiş dipol) | Apolar moleküller ve soygazlar arasında anlık kutuplanma | He … He · CH₄ … CH₄ · Cl₂ … Cl₂ | En zayıf etkileşim türü (her molekülde vardır) |
| Hidrojen bağı | F, O, N atomlarına doğrudan bağlı H ile komşu molekülün F, O, N atomu arasında | H₂O … H₂O · HF … HF · NH₃ … NH₃ | Nötr moleküller arası zayıf etkileşimlerin en güçlüsü |
Hidrojen bağı kuralıHidrojen bağı için molekülde H atomu mutlaka yüksek elektronegatifliğe sahip F, O veya N (FON) atomuna doğrudan bağlı olmalıdır.
Örnek. Aynı koşullarda CH₄ (metan), H₂S ve H₂O maddelerinin kaynama noktalarını moleküller arası etkileşim türlerini belirterek büyükten küçüğe sıralayın.
- CH₄ apolar bir moleküldür; molekülleri arasında yalnızca en zayıf olan London çekim kuvvetleri bulunur.
- H₂S polar bir moleküldür; molekülleri arasında dipol-dipol etkileşimleri ve London kuvvetleri etkindir.
- H₂O moleküllerinde hidrojen doğrudan oksijene bağlı olduğundan moleküller arası kuvvetli hidrojen bağları kurulur.
- Etkileşim gücü: Hidrojen bağı > Dipol-dipol > London.
- Kaynama noktaları sıralaması: H₂O > H₂S > CH₄ olur.
CevapKaynama noktası: H₂O > H₂S > CH₄
Fiziksel ve kimyasal değişimler
Maddenin dış görünüşünde, şeklinde ve fiziksel hâlinde meydana gelen; kimlik özelliğini ve kimyasal yapısını değiştirmeyen olaylara fiziksel değişim denir. Fiziksel değişimlerde yalnızca zayıf etkileşimler kopar ya da oluşur (örnek: buzun erimesi, şekerin suda çözünmesi).
Maddenin iç yapısının, kimliğinin ve atomlar arası güçlü kimyasal bağlarının değiştiği olaylara kimyasal değişim denir. Kimyasal değişimlerde hem güçlü hem zayıf etkileşimler değişir (örnek: demirin paslanması, kâğıdın yanması, suyun elektrolizi).
| Özellik | Fiziksel değişim | Kimyasal değişim |
|---|---|---|
| Kopan / oluşan bağ | Yalnızca zayıf etkileşimler | Güçlü etkileşimler (kimyasal bağlar) |
| Enerji değişimi | Genellikle < 40 kJ/mol | Genellikle > 40 kJ/mol |
| Maddenin kimliği | Değişmez (aynı madde kalır) | Tamamen değişir (yeni madde oluşur) |
| Geri dönüşüm | Fiziksel yöntemlerle kolayca geri döner | Kimyasal yöntemler gerektirir |
Testten önce bunları bil
- İyonik katılar katı hâlde elektriği iletmez
İyonik bağlı bileşiklerde iyonlar kristal kafeste sabittir; ancak eritildiklerinde (sıvı) veya suda çözündüklerinde serbest hareket ederek elektriği iletirler.
- Hidrojen bağı molekül içi değil, moleküller arasıdır
H₂O molekülü içindeki O−H bağı polar kovalent bağdır; iki ayrı su molekülünü birbirine bağlayan çekim ise hidrojen bağıdır.
- London kuvvetleri her tanecikte bulunur
London kuvvetleri yalnızca apolarlara özgü değildir; polar ve iyonik sistemler dahil elektronu olan tüm maddelerde mevcuttur fakat apolarlarda tek etkileşimdir.
- Suyun buharlaşması 40 kJ üzeri olsa da fizikseldir
Suyun sıvıdan gaza geçişi 43,9 kJ/mol gerektirir; 40 kJ kuralının istisnasıdır çünkü bu süreçte molekül yapısı bozulmaz, yalnızca moleküller arasındaki hidrojen bağları kopar.
Kendini dene
Cevaba dokun — neden öyle olduğunu birlikte görelim.
Aşağıdaki kimyasal türlerden hangisi bir bileşik molekülüdür?
İyonik bağlı bileşiklerle ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi YANLIŞTIR?
₆C ve ₈O atomları arasında oluşan karbondioksit (CO₂) bileşiğinde bağların ve molekülün türü hangisidir?
Su (H₂O) moleküllerinin kaynama noktasının H₂S moleküllerinden çok daha yüksek olmasını sağlayan temel etkileşim hangisidir?
Soygaz atomları ve apolar moleküller arasında etkin olan yegâne zayıf etkileşim türü hangisidir?
Aşağıdaki molekül çiftlerinden hangisinin arasında hidrojen bağı OLUŞMAZ?
Metalik bağın oluşumu ve metallerin özellikleri ile ilgili hangi ifade doğrudur?
Genel bir kural olarak, bir bağın kırılması veya oluşumu sırasında gereken enerji kaç kJ/mol’den büyükse o etkileşim güçlü (kimyasal) kabul edilir?
₁₁Na ile ₁₇Cl atomları arasında kurulan kimyasal bağ türü nedir?
Apolar moleküllerde London çekim kuvvetlerinin şiddeti neye bağlı olarak artar?
Alıştırma bitti — –
Sıradaki konu: Maddenin hâlleri.
0/10 · soru cevaplandı