Bağlar

BAĞLAR

BAĞLAR

Maddeler aynı ya da farklı atomlardan oluşmuştur fakat bu atomlar nasıl bir arada durmaktadır? Bütün atomların amacı soy gazlara benzemektir; bu nedenle bileşik yaparak kararlı hale geçerler Atomlar bileşik oluştururken elektron alış verişinde bulunurlar fakat çoğu elektron alış verişi yerine onları ortak kullanırlar ve soy gaza benzemiş gibi gözükürler Aynı ya da farklı cinsten atomlar, moleküller, iyonlar arsında, elektriksel çekim kuvvetinden veya elektron ortaklaşmasından doğan etkileşimlerle kümeler halinde bir arada durmasını sağlayan çekim gücüne kimyasal bağ denir
Bağların meydana gelmesinde atomun dış yörüngesindeki elektronlar rol oynar Bütün kimyasal bağlar, elektrik kökenlidir ve esas etken enerjidir Atomlar bağ yaparken açığa çıkan enerji, bu bağları kopararak molekülü atomlarına ayırmak için verilmesi gereken enerjiye eşittir Bu enerjiye kimyasal bağ enerjisi denir Orbitallerin biçimi ve simetrisinin, bağın şiddeti, tipi ve sayısı üzerinde etkisi vardır Kimyasal bağın oluşumu bir reaksiyondur Klasik düşüncede kimyasal bağın meydana gelmesinin ilk aşaması atomların birbirine temas etmesidir Elektronların orbital teorisinde ise kimyasal bağlar, iki atom birbirlerine yeterince yaklaştırıldığında elektron bulutlarının girişiminden ileri gelir Bağlar üç esas tipe ayrılır: a)iyonik bağ, b)kovalent bağ ve c)metalik bağ Bunlara göre daha düşük enerjili iki bağ daha vardır ki, bunlar da hidrojen bağı ve moleküler (van der Waals) bağdır

Elektron-Nokta Yapısı (Lewis Yapısı)
Amerikalı bilim adamı GN Lewis simgesinde her elektronu bir nokta ile göstermiştir Bu simge, iç orbital elektronları, çekirdeği ve değerlik elektronlarını gösteren noktalardan oluşur Bir elementin elektron-nokta yapısı elementin simgesi etrafına değerlik elektronu sayısı kadar nokta koyularak yapılır

İyonik bağ
Bir atomun en dış elektronları, çekirdeğe en zayıf bağlı olanlarıdır Bu nedenle, bu elektronlar (birleşim değerine olan etkilerinden ötürü değerlik elektronları diye adlandırılırlar) atomdan en kolay uzaklaşabilenlerdir Bu uzaklaşma gerçekleştiğinde, atom bir katyon (pozitif iyon) haline gelir; çünkü bir pozitif yük fazlası vardır Her bir metalin oluşturduğu iyonu yükü verebileceği elektron sayısı kadardır Örneğin periyodik cetvelde IIA grubunda yer alan Be metalini değerlik elektron sayısı 2, bileşiklerinde iyon yükü +2 dir Bir atomdan bir elektronu uzaklaştırmak için enerji (iyonlaşma enerjisi) gerekir Periyodik cetvelin solunda bulunan metaller ile sağında bulunan ametaller bir araya geldiklerinde aralarında elektron aktarımı olur Çünkü metallerin iyonlaşma enerjileri düşük olduğundan değerlik elektronlarını vermeleri daha kolaydır böylece elektron dizilişleri soy gaza benzer
Diğer yandan ametaller dış yörüngelerine elektron alarak elektron dizilişlerini soy gazlara benzetirler Bu arada anyonlar (negatif yükler) oluşur Her bir ametalin oluşturabileceği iyonun yükü, değerlik orbitallerindeki eksik elektronlar yerine alabileceği elektron sayısı kadardır Örneğin periyodik cetvelin 3 periyot VA grubu elementi P’nin değerlik elektron sayısı 5 dir Soy gaza benzemek için 3 elektron almalı ve –3 yüklü iyon haline geçmelidir
İyonik bağ iyon bileşiklerindeki ters işaretli iyonların elektrostatik bir çekimle birleştirir NaCl deki Na+ ve Cl- iyonları buna örnek gösterilebilir Na ve Cl tepkimeye girdiklerinde, Na+ ve Cl- iyonlarının oluşumu, Na (edizilişi: 1s2 2s2 2p6 3s1) atomunun 3s konumundaki 1 elektronun, Cl (edizilişi: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5) atomumun 3p düzeyindeki boş yere geçmesi sonucunda gerçekleşir
Na (1s2 2s2 2p6 3s1) Na+ (1s2 2s2 2p6 ) + e-
Cl (1s2 2s2 2p6 3s2 3p5) + e- Cl- (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 )
İyon bağının belli bir yönü yoktur Bu nedenle iyon bileşikleri sınırlı belli moleküller yerine çok sayıda iyonun bir arada bulunduğu iyon kristalleri meydana getirirler İyonik bağlı maddeler için genel özellik katı halde elektriği iletmemeleridir Erimiş veya suda çözünmüş halde elektriği iletirler Erime ve kaynama noktaları yüksektir

Kovalent bağ
Sıvı yada çözelti halinde elektrik akımını ileten, elektrolizlenebilen iyon yapılı bileşikler dışında, aynı halde olmalarına karşın elektrik akımı iletmeyen ve elektrolizlenemeyen bileşikler de vardır Bu bileşiklerin aynı yada farklı atomların birleşmesinden doğmuş yansız moleküllerden oluştuğu kabul edilir Bu molekülsel yapılanmaya hem katı hem de gaz halde rastlanabilir “Atom” yada “ortak değerlik” bağı adı verilen bu bağ ilkesini öne süren GNLewis oldu(1916)Çok atomlu bir iyonun yada bir molekülün iki atomu arasındaki bağ, bir elektron çiftinin ortaklaşa kullanımı sonucunda doğar : çiftte yer alan elektronlardan her birini bağlı atomlardan biri verir Bağlı atomların her biri için dış elektron sayısını sekize tamamlama sonucunu doğuran bu ortak kullanıma sık sık rastlanır Atomların karşılıklı olarak birbirlerinin elektronlarını ortak kullanmalarıyla olıuşan bu bağa kovalent bağ denir
İki atom arasında kararlı, kimyasal bir bağın oluşumu, bu iki atomun çok uzak konumlardan çekimle birbirine yaklaşması ve dolayısıyla toplam enerjinin azalması sonucunda gerçekleşir
Kovalent bağ genellikle ametal-ametal arasında görülür; örneğin su(H2O), karbondioksit(CO2) ve amonyak (NH3) ametal atomlarının birbirine kovalent bağla bağlandığı bileşiklerdir
H2, F2, O2 ve N2 gibi moleküllerde, molekülü oluşturan her iki atomun da elektronegatiflikleri ve iyonlaşma enerjileri aynıdır Bu moleküllerde bağ elektronları her iki atom tarafından eşit bir şekilde ortaklaşa kullanılır ve bu elektronların iki çekirdeğe olan uzaklığı eşittir Bu tip kovalent bağlara apolar kovalent bağ denir İyonlaşma enerjileri farklı olan elementlerin bağ elektronlarının birbirine olan uzaklıkları, elektronegatiflikleri farklı olduğundan bağda elektrik yükleri bakımından iki kutup oluşur Ortak elektron her bağ atomu tarafından farklı bir şekilde çekilecektir Bu tip bağlara polar kovalent bağ denir

Metal Bağı
Metal atomlarının en dış kabuğunda en az sayıda elektron vardır İç elektronlar çekirdeğin artı yükünün etkisini azaltırlar ve bir bakıma en dış elektronları, çekirdek çekme kuvvetine karşı korurlar Bu nedenle en dış elektronlar çekirdek tarafından kuvvetle çekilmezler
Bir metal kristalindeki atomlar çekirdek ve iç elektronların meydana getirdiği kararlı bir kısım ile, bu kısım tarafından zayıf bir kuvvetle çekilen en dış elektronlardan yapılmış olarak düşünülebilir Katı haldeki bir metalde atomlar birbirine çok yakın olacağından en dış elektronlar diğer atomların etki alanına girerler Artık bu elektronları belirli atomların elektronları değil de tüm atomların etrafında serbest halde dönen elektronlar olarak düşünmek gerekir Atomların iç kısımlarının teşkil ettiği kümecikler, dış elektronların teşkil ettiği bir elektron bulutunun içinde dizilmişlerdir
Metal atomlar etrafında ortak kullanılan serbest elektronların atomlar arasında oluşturduğu bağa metal bağı adı verilir Bu tip bağlanmalar metal atomlarının birbirleri ile belli bir biçimde bir kümeleniş içine girmesine yol açar, oluşan bu katı yapı da metal kristali adını alır

Van der Waals kuvvetleri bağı
Ne, He, Ar gibi soygazlar ile apolar molekül yapılı gaz molekülleri yeteri kadar soğutulursa sıvılaşır ve hatta daha düşük sıcaklıklarda katılaşır Sıvı ve katı halde moleküller birbirine, gaz halindaki konumlarına oranla daha çok yakındır Bu yakınlaşma şöyle açıklanır: Birbirine çok yaklaşmış moleküllerin herhangi birindeki elektronların simetrisi bozulabilir Bu durum, moleküle, polar karakter kazandırır Birinci molekülün polar yapısı, ikinci molekülün elektron simetrisini de bozarak ona polar özellik kazandırır Böylece, bu iki molekül arasında çok kısa bir süre için de olsa, zayıf çekim kuvetleri doğar
İşte bu molekülleri yoğun fazlarda bir arada tutan bu kuvvetlere va der Waals kuvvetleri denir Van der Waals çekim kuvvetleriyle moleküller arasında oluşan bağlara van der Waals bağları denir

Hidrojen bağı
Bir molekülde hidrojen, çok kuvvetli elektronegatif bir elementle (F, O, N) birleşirse, bu element H elementi ile olan bağın elektronlarını kuvvetle kendine çeker ve pozitif ucu H olan Bir dipol doğurur; bu pozitif uç da bir başka dipolün negatif ucunu elektrostatik bir bağla tutar: buna hidrojen bağı denir ve olağan kimyasal bağdan ayırmak için noktalarla gösterilir