Kimya

Kimyasal türler arası etkileşimler

İyonik · Kovalent · Hidrojen bağı

01

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 türTanımıÖrnekler
AtomBir elementin tüm kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük birimiFe, Na, Cu, He, Ar
MolekülAynı ya da farklı ametal atomlarının kovalent bağla birleşmesiyle oluşan nötr grupElementel: O₂, N₂, Cl₂ · Bileşik: H₂O, CO₂, NH₃
İyonElektron alarak veya vererek yük kazanmış atom ya da atom gruplarıKatyon (+): 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.

02

Güçlü etkileşimler: İyonik, kovalent ve metalik bağ

Güçlü etkileşimler atomları ya da iyonları bir arada tutarak kimyasal bileşikleri ve metalleri oluşturur.

Bağ türüOluşum mekanizmasıHangi türler arasında?Temel özellikleri
İyonik bağElektron alışverişi ile zıt yüklü iyonların elektrostatik çekimiMetal ile ametal atomları arasındaKristal örgü yapılıdır; oda koşullarında katıdır; erime noktası yüksektir; katı hâlde elektriği iletmez, sıvı hâlde ve sulu çözeltisinde iletir.
Kovalent bağAmetal atomlarının değerlik elektronlarını ortaklaşa kullanmasıAmetal atomları arasındaMoleküler yapı oluşturur; aynı ametaller arasında apolar (Cl₂), farklı ametaller arasında polar (HCl) kovalent bağ kurulur.
Metalik bağPozitif yüklü metal katyonları ile serbest elektron denizi arasındaki çekimMetal atomları ve alaşımlardaMetallere 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

03

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 türüHangi tanecikler arasında?Örnek maddelerKuvvet düzeyi
Dipol - dipolPolar moleküller arasında kalıcı kutuplar sayesindeHCl … HCl · SO₂ … SO₂Orta zayıf
İyon - dipolBir iyon ile polar bir molekül arasındaNaCl’nin suda çözünmesi (Na⁺ … H₂O)Oldukça kuvvetli zayıf etkileşim
London (indüklenmiş dipol)Apolar moleküller ve soygazlar arasında anlık kutuplanmaHe … He · CH₄ … CH₄ · Cl₂ … Cl₂En zayıf etkileşim türü (her molekülde vardır)
Hidrojen bağıF, O, N atomlarına doğrudan bağlı H ile komşu molekülün F, O, N atomu arasındaH₂O … H₂O · HF … HF · NH₃ … NH₃Nötr 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

04

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).

ÖzellikFiziksel değişimKimyasal değişim
Kopan / oluşan bağYalnızca zayıf etkileşimlerGüçlü etkileşimler (kimyasal bağlar)
Enerji değişimiGenellikle < 40 kJ/molGenellikle > 40 kJ/mol
Maddenin kimliğiDeğişmez (aynı madde kalır)Tamamen değişir (yeni madde oluşur)
Geri dönüşümFiziksel yöntemlerle kolayca geri dönerKimyasal yöntemler gerektirir
İpuçları

Testten önce bunları bil

  1. İyonik katılar katı hâlde elektriği iletmez

    İyonik bağlı bileşiklerde iyonlar kristal kafeste sabittir; ancak eritildiklerinde (sıvı) veya suda çözündüklerinde serbest hareket ederek elektriği iletirler.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

05

Kendini dene

Cevaba dokun — neden öyle olduğunu birlikte görelim.

Aşağıdaki kimyasal türlerden hangisi bir bileşik molekülüdür?

Farklı ametal atomlarının kovalent bağla birleşmesiyle oluşan nötr taneciklere bileşik molekülü denir (H₂O).

İyonik bağlı bileşiklerle ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi YANLIŞTIR?

İyonik katılar katı hâlde elektrik akımını iletmez; serbest iyon hareketinin olduğu sıvı ve çözelti fazında iletirler.

₆C ve ₈O atomları arasında oluşan karbondioksit (CO₂) bileşiğinde bağların ve molekülün türü hangisidir?

C ve O farklı ametaller olduğu için C=O bağları polar kovalenttir. Molekül geometrisi doğrusal ve simetrik olduğundan dipol moment sıfırdır, molekül apolardır.

Su (H₂O) moleküllerinin kaynama noktasının H₂S moleküllerinden çok daha yüksek olmasını sağlayan temel etkileşim hangisidir?

Suda hidrojen doğrudan elektronegatifliği yüksek oksijene bağlıdır ve moleküller arası güçlü hidrojen bağları oluşturur.

Soygaz atomları ve apolar moleküller arasında etkin olan yegâne zayıf etkileşim türü hangisidir?

Apolar taneciklerde kalıcı kutup yoktur; anlık (geçici) dipollerin çekimine dayanan London kuvvetleri tek etkileşimdir.

Aşağıdaki molekül çiftlerinden hangisinin arasında hidrojen bağı OLUŞMAZ?

CH₄ apolardır ve yapısında F, O, N atomu bulunmaz; bu nedenle hidrojen bağı kuramaz.

Metalik bağın oluşumu ve metallerin özellikleri ile ilgili hangi ifade doğrudur?

Metalik bağ, metal katyonları ile serbest hareket eden değerlik elektron denizi arasındaki güçlü çekim kuvvetidir.

Genel bir kural olarak, bir bağın kırılması veya oluşumu sırasında gereken enerji kaç kJ/mol’den büyükse o etkileşim güçlü (kimyasal) kabul edilir?

Kimyada yaklaşık 40 kJ/mol sınır değeri güçlü (kimyasal) ile zayıf (fiziksel) etkileşimleri ayırt etmede kullanılır.

₁₁Na ile ₁₇Cl atomları arasında kurulan kimyasal bağ türü nedir?

Na metal (1A), Cl ametaldir (7A). Metal ile ametal arasında elektron alışverişiyle iyonik bağ kurulur.

Apolar moleküllerde London çekim kuvvetlerinin şiddeti neye bağlı olarak artar?

Toplam elektron sayısı arttıkça elektron bulutunun kutuplanabilirliği artar ve London çekim kuvvetleri kuvvetlenir.

Alıştırma bitti — –

Sıradaki konu: Maddenin hâlleri.

0/10 · soru cevaplandı

Kendini dene