Tepkimelerin Termokimyası-bağ Kuramı-kimyasal Kinetik-tepkime çeşitleri

Tepkimelerin termokimyası-bağ kuramı-kimyasal kinetik-tepkime çeşitleri

Bir kimyasal türün bir başkasına dönüşümü

Tepkimeye giren cisim molekülleri parçalanırlar ve bunları oluşturan atomlar, yeni moleküller oluşturacak biçimde yeni kümeler halinde toplanırlar
Bir tepkime birkaç yönden incelenmelidir: Yararlandığı enerjiye göre (termokimya); kopan ve oluşan bağlara göre (bağ kuramı); tepkimenin oluşması için gereken süreye göre (kimyasal kinetik)

TEPKİMELERİN TERMOKİMYASI

Bir tepkimenin oluşmasına ilişkin enerji olasılığı aG ile simgelenen ve hem sıcaklık hem de basınçla değişen bir büyüklükle (serbest entalpi) ölçülür AG negatif olduğunda tepkime kendiliğinden oluşur; AG sıfırsa sistem denge halindedir; AG pozitifse tepkimenin oluşması için enerji verilmesi gerekir Bir tepkime sırasında ısı açığa çıkabildiği gibi (ısıverici tepkime), ısı soğurulması da olasıdır (ısıalıcı tepkime); bazen de hiçbir ısı alışverişi olmaz (ısısız tepkime) Tepkime sırasında açığa çıkarılan ısı ortamda bulunan cisimler tarafından soğurulursa ve dışta hiçbir ısı değişimi söz konusu olmazsa, tepkimeye adiyabatik tepkime denir: Bu, alevli tepkimelerin durumudur; tepkime öylesine hızlıdır ki, yanmayla açığa çıkan ısı üretilen ve kalan gazlar tarafından soğurulur Bazı tepkimelerde başlangıçta stokyometrik derişimde olan tepkenler ürün oluşturarak yok olurlar Bazı tepkimelerse dengededir, yani elde edilen ürünler ayrışırlar ve yeniden başlangıç ürünlerini verirler
Denge halindeki bu tepkimeler, tıpkı öbürleri gibi sıcaklık ve basınç koşullarından etkilenirler Bir sıcaklık artışı tepkimeyi ısıalıcı yönünde etkiler Sözgelimi, amonyağın bireşim tepkimesi:

N2 + 3H2 1/2--->2 NH3

1 yönünde ısıverici ve 2 yönünde ısıalıcı olduğundan, amonyak elde edebilmek için çok düşük sıcaklıklarda çalışmak gerekir
Bir basınç artışı, dengeyi toplam molekül sayısında azalma olacak yöne kaydırır (Le Chatelier yasası) Bu yasa amonyak bireşimine uygulandığında, basınç altında çalışmanın daha uygun olacağını gösterir Tepkime i yönüne kaydırılır ve dolayısıyla daha az sayıda molekül oluşur

Belirli bir molekül içindeki atomlar, toplam enerjileri en küçük değerde olacak biçimde yerleşiktirler; böylece kararlı bir bağ oluşur Molekül içindeki boşlukta elektronlar, toplam enerjilerinin enerji toplamından küçük olmasını sağlayacak uzaklıklarda dolanırlar Daha kararlı moleküller veren bağların oluşması, bir tepkimenin oluşması için gereken koşuldur


KİMYASAL KİNETİK

Termodinamik açısından olası bir tepkime (negatif AG) çok ağır, yani tep-kenlerin derişim değişimi zaman içinde çok az olabilir Bazı etkenleri (tep-kenlerin derişimi, sıcaklık, katalizörler, tepkime ortamı, vb) değiştirerek tepkimeyi hızlandırmak olasıdır Ayrıca, kimyasal kinetik,tepkime mekanizmalarını birbirine yaklaştırmaktadır Bu alanda iki kuram hazırlanmıştır İlki çarpışma kuramı adını alır ve özellikle hidrojen iyodür veren, iyot ve hidrojen arasındaki tepkime nedeniyle incelenmiştir H2 +I2---->2HI
Sürekli ve düzensiz devinimlerin (Brown hareketleri) etkisi altındaki moleküller çarpışırlar; çarpışmaların enerjisi H-H ve I-I bağlarını koparmak için yeterliyse, ara devrede oluşan hidrojen (H) ve iyot (I) atomları hızla yeniden HI molekülü oluştururlar Gerçekte, çarpışmaların belli geometrik doğrultularda gerçekleşmesi gerekir Yoksa etkili olmazlar

İkinci kuramsa hızlandırılmış kompleks kuramıdırBu kurama göre,moleküller, ara devrede (denge hızla sağlandığından) katılma yoluyla hızlandırılmış geçici bir kompleks oluştururlar; bu kompleks daha sonra yavaşça bir düzenlenme sürecine girerek kesin ürünleri verir Kuramsal olarak, bir A cismi bir CD bileşiğine etkirse:

A + CD<---> ACD---> AC + D

tepkimesi oluşur
Kinetikte, basit tepkimeler ve karmaşık tepkimeler ayırt edilir; bu tepkimeler arasındaki fark, mekanizmalarını açıklamak için gereken temel tepkime sayısıdır Basit tepkime tek bir temel eylemden oluşur ve tek bir evrede gerçekleşir Buna örnek olarak radyoaktif maddelerin dönüşümü gösterilebilir Buna karşılık, birden çok evrede gerçekleşen tepkimeye karmaşık tepkime denir Basit görünen hidrojen iyodür bireşiminde zincirleme adı verilen çok sayıda temel tepkimenin oluştuğu kanıtlanmıştır (ara evreler, atomlar ya da köklerdir)

TEPKİME ÇEŞİTLERİ

Kimyasal tepkimelerin çoğunda, oluşan ürünlerde tepkenlerin taşıdığı atomlar bulunduğundanLavoisier'nin maddeninkorunumuyasasıuygulamr Yalnızca fisyon ve nükleer bölünme tepkimeleri Einstein'ın ortaya attığı kütle-enerji eşdeğerliliğini göz önüne almayı zorunlu kılar Klasik tepkimeler arasında, çözelti içinde oluşanlar sayılabilir: Çökme tepkimeleri; H+ protonlarından yararlanan asit - baz tepkimeleri ve elektronlar aracılığıyla oluşan redoks tepkimeleri Organik kimyada doymuş hidrokarbonlar ornatma tepkimelerine girerler (bir karbon atomuna bağlı bir ya da birkaç hidrojen atomunun bir halojenle orna-tılması); doymamış hidrokarbonlar çoklu bağlara katılma tepkimeleri yaparlar (hidrojen katılmasıyla HC= CH formüllü asetilenden
H2C= CH2 formüllü etilene, ardından da H3C - CH3 formüllü etana geçilir) Polimerleşme tepkimeleri, plastik maddelerin oluşumuna yol açmalarından dolayı çok önemlidirler
Ayrıca nükleer tepkimeler de vardır