İyonik Bağ Nedir? - İyonik Bağın Tanımı - İyonik Bağlar Resimli Anlatım

İyonik Bağ Nedir? - İyonik Bağın Tanımı - İyonik Bağlar Resimli Anlatım
İyonik Bağ Nedir? - İyonik Bağın Tanımı - İyonik Bağlar Resimli Anlatım
iyonik bağ : (+) yüklü metal atomlarıyla (-) yüklü metal atomlarının birleşmesini sağlayan bağ çeşididir iyonik bağları (+) ve (-) iyon grupları birbirini çekerek oluştururlar iyonik bağ etkisiyle iyonik tuzlar oluşur



Lityum ve flor'un elektron dizilimi Lityum'un dış yörüngesinde elektron bulunur ve iyonizasyon enerjisi düşük olduğu için bu elektron oldukça gevşekçe tutunmaktadır Flor'un dış yörüngesinde ise 7 elektron vardır Bir elektron lityum'dan flor'a doğru hareket ettiğinde her bir iyon, soy gaz dizilimi haline dönüşür İki zıt yüklü iyonun elektrostatik çekiminden kaynaklanan bağlanma enerjisi yeterli negatif değerde olup bağlanmış durum toplam enerjisi, bağlanmamış durumdakinden daha düşüktür

İyonik bağ, zıt ve eş yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik kuvvetlere dayanan bir kimyasal bağ türüdür
En dıştaki elektron kabukları tamamen dolu olan atomlar oldukça kararlı durumdadırlar, başka atomlarla bileşik oluşturma eğilimi göstermezler Sadece soy gazların en dış elektron kabukları tamamen doludur, diğer tüm elementlerin dış kabuklarında eksik elektron bulunmaktadır Oysa atom, tüm elektron kabuklarının dolu olması yönelimindedir ve eğer dolu değilse bunu sağlamaya yönelecektir Bu konumda atomun başına iki farklı olay gelebilir, dış kabuktaki elektronlardan kurtularak zaten dolu olan bir alttaki kabuğu son kabuk haline getirmek ya da dış kabuğu dışarıdan elektron alarak tamamlamak
Elektron verme eğiliminde olan bir atomla elektron alma eğilimindeki bir atom reaksiyon alanına girdiklerinde, aralarında bir elektron alış-verişi olur Bunun sonucunda elektron alan atom negatif iyon (anyon), elektron veren atom ise pozitif iyon (katyon) haline gelecektir Bu şekilde aralarında elektrostatik çekme kuvveti yaratılan atomlar iyonik bağla bir bileşik oluştururlar İyon bağına elektro valans bağ da denilmektedir
İyonik bağla oluşan bileşiklerin bir ortak özelliği, elektroliz edilebilmeleridir Yani iyonik yapıdaki sıvı ve katı çözeltiler elektriği iletirler İyonik yapılı katılar ise iletken değildirler Bir diğer özellik de elektronların kuvvetle tutulması nedeniyle iyonik kristallerin ısıyı ve elektriği iletmemesi, diğer bir deyişle yalıtkan olmalarıdır
İyonik bağ oluşumunda, metal, düşük elektronegatifliği nedeniyle bir elektron vererek pozitif bir iyon (katyon) oluşturur Normal sofra tuzunda, sodyum ile klor iyonları birbirlerine iyonik bağ ile bağlıdır İyonik bağ genellikle metallerle ametaller arasında gerçekleşir Ametal atomlarının elektronegatifliği yüksektir ve kolayca elektron alıp negatif iyon (anyon) oluşturabilirler Dolayısıyla, iki veya daha fazla iyon, elektrostatik kuvvetlerin etkisiyle birbirlerini çekerler Bu tür bağlar, hidrojen bağından daha kuvvetli fakat kovalent bağ ile hemen hemen aynı kuvvettedir

İyonik bağlanma yalnızca, bağlanmış atomlar serbest olanlardan daha düşük enerjiye sahip olduklarında ve reaksiyonun toplam enerji değişimi, reaksiyonun gerçekleşmesi yönünde ise meydana gelir Toplam enerji değişimi ne kadar büyükse, bağ o kadar güçlüdür Tüm iyonik bağlar bir tür kovalent ya da metalik bağ özelliği taşırlar İki atom arasındaki elektronegatiflik farkı ne kadar büyükse bağ da o kadar iyoniktir İyonik bileşikler, ergidiklerinde veya suda çözündüklerinde elektrik iletebilirler Genellikle yüksek ergime sıcaklığına sahip olup suda çözünmeye meyillidirler

Polarizasyon Etkisi
İyonik bileşiklerin kristal latisi içindeki iyonlar küreseldir fakat eğer pozitif iyon küçük, ve/veya yüksek oranda yüklüyse, negatif iyonun elektron bulutunu bozar Negatif iyonun bu şekilde polarize olması, iki atomun çekirdekleri arasında ilave yük birikimine yol açar ki bu da kısmi kovalent bağ demektir Boyutça büyük negatif iyonlar daha kolaylıkla polarize olurlar Fakat bu durum, yalnızca 3+ değerlikli pozitif iyon (örneğin, Al3+) söz konusu olduğunda önemlidir (örneğin, saf AlCl3 kovalent bir moleküldür) Öte yandan, 2+ yüklü iyonlar (Be2+) hatta 1+ yüklü iyonlar (Li+) dahi, boyutları çok küçük olduğu için bir miktar polarize etme gücüne sahiptirler (örneğin, LiI iyoniktir fakat bazı kovalent özellikler gösterir) "Polarize etme gücü", iyonun yükü ile boyutu arasındaki orana bağlı olup yük yoğunluğu olarak adlandırılır
İyonik bağ - kovalent bağ
İyonik bir bağ durumunda atomlar, zıt yüklü iyonların çekimi ile birbirine bağlı iken, kovalent bağ durumunda atomlar, elektron paylaşımı yoluyla bağlanırlar Kovalent bağ durumunda, her atomun etrafındaki moleküler geometri, VSEPR kuralları [1] ile belirlenirken, iyonik malzemelerde geometri, maksimum sıkı-paket kurallarını takip eder Dolayısıyla bir bileşiğin iyonik ya da kovalent olarak sınıflandırılması "atomların geometrisi"ne bağlıdır

[1]VSEPR = Valence Shell Electron Pair Repulsion theory (Valans kabuğu elektron çifti itme teorisi) (1957): kimyada bir model olup bireysel moleküllerin şekillerini tanımlamayı hedefler

İyonik Bağ Nedir? - İyonik Bağın Tanımı - İyonik Bağlar Resimli Anlatım

01 Iyonik Baglar

Elektronegatiflikleri farkli olan iki atom arasindaki elektron alis verisi sonucunda olusan (+) ve (-) yüklü iyonlar birbirlerine iyonik baglarla baglanir Bu iyonlar arasindaki bag elektrostatik çekim kuvvetidir

Örnek olarak NaCl verecek olursak Na (sodyum) bir elektron vererek Na+ katyonunu olusturur ve bu elektron Cl (klor) tarafindan alinir ve Cl- anyonunu olusturur Iki zit yüklü iyon arasindaki elektrostatik çekim nedeniyle iyonik bir bag olusur Bu kuvvetli çekim kuvvetinden dolayi erime noktalari yüksektir

Iyonik bilesik olusturma kurallari
Iki farkli cins atomun iyonik bir bilesik olusturup olusturamayacagi iyonlasma enerjisi, elektron ilgisi, elektronegatiftik gibi özelliklerinden yararlanilarak anlasilir

Iyonlasma enerjisi: Metalin iyonlasma enerjisi ne kadar küçükse, yani ne kadar düsük bir enerji ile elektron verebiliyorsa o kadar kolay iyonik bilesik olusturabilme yetenegi vardir Periyodik tabloda soldan saga gidildikçe katyonun üzerindeki pozitif yük artacagi için elektronun atomdan ayrilmasi güçlesir iyonlasma enerjisi de büyür: Na+, Mg2+ , Al3+, sirasinda sodyumun tüm bilesikleri iyonikken magnezyum ve alüminyum kovalent bagli bilesikler olusturabilir

Elektron ilgisi: Ametalin elektron ilgisi ne kadar büyük olursa iyonik bilesigin olusumu da o derece daha kesin olur Yine periyodik tabloda soldan saga gidildikçe anyon üzerindeki negatif yük sayisi azalir ve elektron ilgisi artarak iyonik bilesik olusturmaya egilimlenir C 4-, N3-, O 2-, F - sirasina göre flor en yüksek iyonik bilesik yapma yetegine sahiptir

Kristal yapiyi olusturma enerjisi: Elektron alis verisi ile katyon ve anyon olustuktan sonra bu iki iyon birbirlerini çekerek kristal yapiyi meydana getirir Kristal yapiyi meydana getirme esnasinda bir enerji açiga çikar Meydana gelen bu enerjiyle kristal yapiyi olusturma sansida artar

Elektronegatiflik: Bilesik yapan iki ayri cins atomun elektronegatiflik degerleri birbirinden çikarilir Eger bu fark 17 den büyükse bag iyonik bagdir Atomlar arasindaki elektronegativite farki 17 ile 05 arasinda ise bag polar kovalent bag, 05 den küçük ise bag apolar kovalent bag olarak nitelendirilir

NaF bilesiginde, Na atomunun elektronegativitesi 09, Florun ise 40 dir
Elektronegativite farki 40- 09 = 31 Bunun neticesinde NaF bilesigindeki bag iyonik bagdir

02 Kovalent Baglar

Elektronegatiflikleri birbirine yakin veya ayni olan atomlarin elektronlarini ortaklasa kullanmalari sonucunda olusan baga kovalent bag denir H2, F2, Cl2, O2, P4 , S8 kovalent bagli moleküllerdir

Lewis kuralina göre

Cl ile Cl birer elektronlarini ortaklasa kullanarak kovalent bag olusturur Bu elektron çifti bag olarak çizgi seklinde gösterilir
Cl-Cl
Ayni iki atom arasinda bir elektron çiftinden daha fazla elektron ortaklasa kullanilabilir Buna çoklu kovalent bag ismi verilir Çift bagda, iki atom arasinda iki elektron çifti, üç bagda ise üç elektron çifti bulunur
Kovalent Bagli Moleküllerden Olusan Maddelerin Özellikleri
Kovalent bagli moleküllerden olusan maddeler, iyonik ve metalik bagli maddelere nazaran daha düsük kaynama ve erime noktasina ve ayrica daha düsük erime ve buharlasma isilarina sahiptirler Çünkü bir iyonik bilesigi eritirken çok kuvvetli olan iyonik baglari kirmak için yüksek sicakliga isitmak gereklidir Halbuki moleküllerden olusan bir kati maddeyi eritmek için iyonik baga göre çok daha zayif olan moleküller arasi çekim kuvvetlerini yenmek, gerekeceginden daha düsük bir sicakliga isitmak kafi olacaktir Düsük yogunlukludurlar, gaz sivi ve kati haldedirler Kati halde iken kirilganve zayif yumusak veya mumsu bir yapilari vardir Elektrik ve isiyi çok az iletirler Genellikle organik çözücülerle çözünebilirler

03 Polar kovalent Baglar
Elektronegatiflikleri birbirinden farkli iki atomun olusturdugu kovalent baglarda ortak kullanilan elektron çifti esit olarak paylasilmaz Daha elektronegatif olan atom tarafindan bu elektron çifti daha fazla çekilir ve böylece polar kovalent bag olusur

Bazi atomlar arasindaki elektronegatiflik sirasi asagida verilmistir

F>O>N>Cl>Br>C>I>H

Cl (klor) atomunun elektronegatifligi H (hidrojen) atomundan çok fazla oldugu için ortak elektronlar klor atomu tarafindan daha çok çekilir ve hidrojen kismi pozitif yükle yüklenirken, klor kismi negatif yükle yüklenir Böylelikle dipol moment olusur
Dipol momenti olan moleküller polardir

H+δ à Cl-δ

04 Koordine Kovalent Baglar

Bag yapmak için elektronlar tek atom tarafindan veriliyorsa, bu tür kovalent baglara koordine kovalent bag denir

N (azot) atomu üç bag yapabilir N atomu üzerinde bulunan ortaklanmamis elektron çifti hidrojenle dördüncü bag yapiminda kullanilir Böylece bu bagin olusumunda elektronlar azot tarafindan saglanmis olur

05 HIBRITLESME
Kovalent baglar, orbitallerin örtüsmesi sonucunda gerçeklesirler Orbitallerinde örtüsebilmesi için, örtüsmeye katilan orbitallerin birer elektron içermesi gerekmektedirHer atom çiftlesmemis elektron sayisi kadar bag yapabilir Iki veya daha fazla atom orbitallerini, birbirleri ile hibritlesmeye uygun simetriye getiriler Böylelikle olusan yeni orbitallere hibrit orbitalleri denir Hibirtlesmenin gerçeklesebilmesi için orbitallerin enerjileri birbirine yakin olmalidir

0501 s (Sigma bagi)

0502 p (pi Bagi)
P orbitallerinin dikey olarak örtüsmesi ile olur

0503 sp Hibritlesmesi
BeF2 örnegi verilerek sp hibritlesmesi açiklanabilir Öncelikle atomlarin elektron dizilimleri yazilir

4Be 1s22s2

9F 1s22s2 2p5

Be' nin 2 tane bag yapabilmesi için 2 tane yari dolu orbitalinin olmasi gerekiyor Bu nedenle 2s2 deki 2 elektronundan birini bir sonraki kabuga uyarir Asagidaki gibi bag yapmaya hazir 2 tane yari dolu orbital olusturur

2 tane F atomunun 2pz deki elektronlari bu orbitallere yerleserek sp hibritlesmesi gerçeklestirirler

BeCl2 bag açilari 180° olan dogrusal sp hibriti yapar

Resim tarafından ufaltılmıştırOrjinalini görmek için tıklayın (Orjinali: 676x200 ve 8 KB)

0504 sp2 Hibritlesmesi

BH3 örnegi verilerek sp2 hibritlesmesi açiklanabilir Öncelikle atomlarin elektron dizilimleri yazilir

5B 1s2 2s22p1

1H 1s1

B nin 3 tane bag yapabilmesi için 3 tane yari dolu orbitalinin olmasi gerekiyor Bu nedenle 2s2 deki 2 elektronundan birini bir sonraki kabuga uyarir Asagidaki gibi bag yapmaya hazir 3 tane yari dolu orbital olusturur

3 tane H atomunun da 1s1 deki elektronlari bu orbitallere yerleserek sp2 hibritlesmesini gerçeklestirirler

BH3 molekülü bag açilari 120° olan üçgen düzlem yapiya sahip sp2 hibritini olustururlar

Resim tarafından ufaltılmıştırOrjinalini görmek için tıklayın (Orjinali: 643x247 ve 8 KB)

0505 sp3 Hibritlesmesi

H atomunu elektron dagilimi

1H 1s1

Karbon atomunun elektron dagilimi

6C 1s2 2s22p2 seklindedir

Bu durumda karbon atomunun bag yapabilecek 2 tane eslesmemis elektronu gözüküyor Fakat 4 hidrojen atomu ile bag yapmasi bekleniyor Bu durumda 2s2 deki iki elektrondan biri 2pz orbitaline uyarilir Böylece karbon atomunu 4 tane bag yapabilecek yari dolu orbitali olusur

Böylelikle hidrojen atomu 4 tane yari dolu orbitale birer elektronunu vererek baglanma yapar

C bir tane s ve 3 tane p orbitalini kullanarak bag açilari 1095° olan tetrahedral sp3 hibritlesmesini gerçeklestirdi

Resim tarafından ufaltılmıştırOrjinalini görmek için tıklayın (Orjinali: 652x205 ve 7 KB)

Bu örnekle karbon atomunun her zaman 4 bag yaptigini gördük Diger bir gösteris sekliyle C degerlik bag elektron sayisi 4 tür (2s22p2) Buradaki4 tane elektron C atomu üzerine tek tek yerlestirilir H atomunun degerlik elektron sayisi 1 (1s1) oldugundan ve 4 tane H atomu bulundugu için her bir H atomunun elektronu C atomunun elektronu ile eslesir

Ortaklanmamis elektronlarda sigma bagi gibi düsünülür
Buna da örnek olarak NH3 (amonyak) verebiliriz

7N 1s2 2s22p3

Normalde N (azot) H (hidrojen) ile 3 bag yapiyor gibi gözüküyor ama eger lewis yapisini çizecek olursak,

7N 1s2 2s22p3

N� un 3 tane bag yapabilecek elektronu bulunmaktadir Buda H atomunun 1 s1 orbitalindeki bir elektron ile 3 tane bag yapabilecegini gösteriyor

N üzerindeki baga katilmayan ortaklanmamis elektronlarda bag gibi sayilacagindan sp3 hibritlesmesi yapacaktir Ortaklanmamis elektron çifti çekirdege daha yakindir Bu yüzden s karakteri artar dolayisiyla bag açisi artar
Bag elektronlari birbirini iter Ortaklanmamis elektron çiftinin itme kuvveti bag elektronlarinkinden daha fazladir Ortaklanmamis elektronlarin itme kuvveti fazla oldugu için beklenen 1095° açidan sapma gösterir

0506 dsp3 Hibritlesmesi
PCl5 örnegi verilerek dsp3 hibritlesmesi açiklanabilir Öncelikle atomlarin elektron dizilimleri yazilir

15P 1s2 2s22p63s23p3

17 Cl 1s2 2s22p63s23p5

P' nin 5 tane bag yapabilmesi için 5 tane yari dolu orbitalinin olmasi gerekiyor Bu nedenle 3s2 deki 2 elektronundan birini bir sonraki kabuga uyarir Asagidaki gibi bag yapmaya hazir 5 tane yari dolu orbital olusturur

Cl atomunun da çiftlesmemis elektronlari bu orbitallere yerleserek sp3d hibritlesmesini gerçeklestirirler

PCl5 üçgen çiftpiramit geometrisindeki hibritlesmeyi gerçeklestirir

0507 d2sp3 Hibritlesmesi
SF6 örnegi verilerek d2sp3 hibritlesmesi açiklanabilir Öncelikle atomlarin elektron dizilimleri yazilir

16S 1s2 2s22p63s23p4

S' nin 6 tane bag yapabilmesi için 6 tane yari dolu orbitalinin olmasi gerekiyor Bu nedenle 3s2 deki 2 elektronundan birini bir sonraki kabuga uyarir Asagidaki gibi bag yapmaya hazir 6 tane yari dolu orbital olusturur

F atomunun da çiftlesmemis elektronlari bu orbitallere yerleserek sp3d2 hibritlesmesini gerçeklestirirler

SF6 oktahedral geometrisindeki sp3d2 hibritlesmesini gerçeklestirir