Zayıf ve güçlü etkileşimler olmak üzere iki türdür. Zayıf etkileşimler fiziksel özelliklerin, güçlü etkileşimler ise kimyasal özellikleri belirler.
Moleküller, atomlar, iyonlar ve radikaller kimyasal türleri meydana getirirler bu tanecikler etkileşerek yeni maddeleri oluşturur veya maddenin fiziksel hallerini belirler.
ATOMLAR: Bir maddenin bütün özelliklerini gösteren en küçük yapı taşlarıdır. Soygaz grubundaki elementler doğada atomik halde bulunurlar.
MOLEKÜLLER: En az iki atomun kimyasal bağ ile bağlanmasıyla oluşan maddelere denir.
Moleküller aynı cins atomlardan veya farklı cins atomlardan da oluşabilir. Ametallar doğada moleküler halde bulunurlar.
Atomik Moleküller; O2, N2, F2 , Cl2 , P4, S8, O3 … gibi.
Bileşik Moleküller: CO2, NO2, SO2, HCl...gibi.
NOT: NaCl, AlCl3, NaNO3 gibi iyonik bileşikler gerçekte molekül değil iyonik kristaller olarak bilinirler.
İYONLAR: Negatif veya pozitif yüklü olan bir atom veya atomlar grubuna iyon denir.
Tuzlar iyonik bileşiklerdir.
Tek atomlu iyonlar ; N-3 ,S-2 ,F-1… Çok atomlu iyonlar ; OH-,NH4+, CO3-2…
RADİKALLER: Oktetini tamamlamamış bir ya da daha fazla ortaklaşmamış elektronu bulunan kimyasal türlere radikaller denir. Radikaller yüksek enerjili ve kararsız ara ürünlerdir. Ortaklaşmamış elektronlar tek bir noktayla gösterilir.
Tanecikler arasındaki çekme kuvvetlerinin aşırı bir şekilde etkin olduğu durumlarda güçlü etkileşimler oluşur. Güçlü etkileşimlere kimyasal bağlar da denir. Aradaki etkileşimlerin etkinliği az ise zayıf etkileşimler denir. Zayıf etkileşimlere fiziksel bağ da denir.
GÜÇLÜ ETKİLEŞİMLER
Atomları bir arada tutan çekim kuvvetine kimyasal bağ denir. Bağ oluşumları ekzotermik ( ısı veren ) bağ kopmaları endotermiktir ( ısı alan ).
Kimyasal bağ üç türdür:
1. iyonik bağ 2. kovelent bağ 3. metalik bağ
İYONİK BAĞ: Metal ve ametal atomların elektron alışverişiyle oluşturduğu bağa iyonik bağ denir. Yani zıt yüklü katyon ve anyoların arasındaki çekim kuvvetleridir.
11Na: 1s22s2p63s1
17Cl: 1s22s22p63s23p5
Atomların veya iyonların değerlik iyonları atomun çevresinde noktalar halinde gösterilir. Bu gösterime Levis nokta sembolü denir. Atom, bağ oluştururken değerlik elektronlarını sekize tamamlayarak soygaz elektron düzenine ulaşmasına oktet kuralı denir. Atomun değerlik elektron sayısını iki elektrona tamamlayarak soygaz ( helyum ) elektron düzenine ulaşmasına dublet kuralı denir.
Bazı atomların lewis gösterimi
Bileşiği oluşturan atomlar arasındaki elektro negatiflik farklı arttıkça bağın iyonik karakteri artar. Atomların elektron negatiflikleri arasındaki fark 1,7 den büyükse bağ iyonik, küçükse bağ kovalent karaktere kayar.
İyonik katıların erime ve kaynama noktaları yüksektir, kırılgandır ve suda çözündüklerinde elektrolit çözelti oluştururlar. iyonik bağlı bileşikler katı halde elektrik akımı iletmezler.
Bazı iyonik bağlı NaF, NaCl, NaBr ve NaI gibi bileşiklerin erime noktası karşılaştırılırken;
Na+ iyonu F, Cl, Br ve I iyonları ile bileşik yapmıştır. Anyonların yarı çapı arttıkça erime noktasının azaldığı görülmektedir. İyonun yarıçapı arttıkça çekirdek yükünün sodyum iyonuna uyguladığı çekim kuvveti azaldığından iyonik bağın çekim gücü azalır. Yani NaF bileşiğinin kaynama noktası diğerlerinden yüksek olur.
CaO ve BaO iyonik bileşiklerinin erime noktası karşılaştırılırken O-2 iyonuyla bağ yapmış olan Ca ve Ba iyon yarıçapları karşılaştırılır. Ca iyonunun yarıçapı Ba iyonunun yarıçapından küçük olduğundan iyonik bağ gücü daha fazladır. Bundan dolayı CaO nun erime noktası BaO dan daha yüksektir.
MgCl2 ve MgO erime noktası karşılaştığında iyon yarıçapının büyüklüğüyle azaldığı
anyonların yüküyle arttığı görülmektedir. Bundan dolayı MgO nun erime noktası MgCl2 den yüksektir.
KOVALENT BAĞLAR VE ORBİTAL ÖRTÜŞMELERİ
Ametal atomlarının elektron ortaklaşması sonucu oluşturduğu bağa kovalent bağ denir.
Kovalent bağ oluşurken en az iki elektron ortaklaşa kullanılır ve kullanılan bu elektronlar zıt sipinlidir. Ortaklaşa kullanılan elektron çifti tek çizgiyle ( - ) gösterilir.
H2 molekülü oluşurken her bir hidrojen elektronu birbirini iter. Fakat bu elektronlar itme kuvvetini yenecek şekilde hızlanarak çarpışırlar. Yani yarı dolu s orbitalleri örtüşür.
Çekirdekler arasındaki elektronlar bir çekim kuvveti oluşturur ve bu olaya orbital örtüşmesi denir.
Kovalent bağlar orbitallarin örtüşmesiyle oluşur. Örneğin HCl bileşiği oluşurken s ve p orbitalleri örtüşür, F2 molekülleri oluşurken de s-s orbitalleri örtüşür.
Sigma ve pi bağları
Kimyasal bağ oluşumunda iki orbital, atom çekirdeklerine paralel doğrultuda örtüşüyorsa sigma (σ) bağı oluşur. Bağ eksenine dik olan py orbitalleri örtüşürse de pi(π) bağı oluşur.
Uç uca s-s orbital, s-p orbital, px-px orbital örtüşmelerinde sigma bağı oluşur. Yan yana dik konumda py-py ve pz-pz orbital örtüşmelerinde pi bağı oluşur.
Sigma bağları pi bağlarından daha güçlüdür.
İki atom arasında en fazla üç kovalent bağ oluşur.
İki atom arasında sadece bir tana sigma bağı oluşur.
Atomlar arasında ilk oluşan bağlar sigma bağlarıdır.
A ) Apolar kovalent bağ : Aynı ametal atomlarının elektron ortaklaşması yaparak
oluşturduğu bağa denir. Ortaklaşa kullanılan elektronlar her iki atom tarafından eşit oranda çekilir ve bir kutuplaşma meydana gelmez. H2, N2, O2, Cl2 ve O3 moleküllerinde apoler kovalent bağ bulunur. Atomlar arasındaki tekli bağlar sigma bağıdır. Sigma bağları oluşmadan pi bağları oluşmaz. Sigma bağları pi bağlarından kuvvetlidir. Kimyasal tepkimelerde önce pi bağları kopar. Açık zincirli moleküllerde sigma bağ sayısı atom sayısından 1 eksiktir. Siklo ( halkalı ) bileşiklerde ise atom sayısına eşittir.
B ) Polar kovalent bağ : Farklı ametal atomlarının elektron ortaklaşması yaparak oluşturduğu bağa denir. Ortaklaşa kullanılan elektronlar her bir atom tarafından farklı bir kuvvetle çekildğinden kutuplaşma meydana gelir. CO2, HCl, H2O, NH3, BF3 ve CH4 gibi moleküllerde polar kovalent bağ oluşturur.
C) Koordine kovalent bağ:
Kovalent bağ iki elektronun ortaklaşa kullanılmasıyla oluşur. Ortaklaşa kullanılan elektronların her ikisini de aynı atom veriyorsa oluşan bağa koordine kovalent bağ denir
N ve H arasında ortak kullanılan elektronların her ikisine de N atomu vermiştir.
NH4+ , BF4- , SO2, H3O+ taneciklerinde koordine kovalent bağ bulunur.
Kovalent ağ örgüsü:
Grafit,elmas ve katı silisyumda ağ örgülü kovalent yapı vardır. Kovalent ağ örgüsü bulunan katıları erime noktaları yüksektir. .Elmasta her karbon atomuna 4 karbon atomu bağlıdır.
Grafitde ise karbon atomları altıgen halkalar şeklinde bulunur.
BF3 molekülünde atomlar arası polar kovalent bağ vardır. F atomlarının
elekronegatifliği daha fazla olduğundan bağ elektronları flora daha yakındır ve flor atomları kısmi negatif yüklenir. Bor atomu ise kısmi pozitif yüklenir.
MOLEKÜLLERDE POLARLIK VE APOLARLIK
Merkez atomun çevresindeki atomların çekim kuvvetleri birbirini nötürlüyorsa
( dipolmoment=0) molekül apolar, şayet çekim kuvvetleri nötürlemiyorsa ve bir kutuplaşma oluyorsa ( dipolmoment ≠ 0) molekül polardır.
Örneğin: CH4, BF3, CO2,N2,H2 apolar ; NH3,H2O,CH3Cl,HF,HBr..polar moleküllerdir.
H
H C H
H
.
METALİK BAĞ
Metal atomların kendi aralarında elektron alışverişi veya ortaklaşması yaparak bağ oluşturamazlar. Metaller son yörüngedeki değerlik elektronlarına fazla bir çekim kuvveti uygulayamaz. Metaller bu elektronları vererek soygaz elektron düzeyine ulaşmaya çalışırlar.
Metallerin son yörüngelerindeki orbitallerin çoğunluğu boştur, bu da elektronların rahat bir şekilde hareket etmesini sağlar.
Birden fazla metal atomu bir arada bulunduğunda komşu atomların değerlik elektronları karşılıklı eş enerjili orbitallere geçiş yapmaya başlar. Böylece hareketli elektronlar bir
elektron denizi oluşturur. Oluşan bu elektron denizi metallerin bir arada tutulmasını sağlar. Bu elektron denizi ile pozitif metal iyonlar arasındaki elektriksel çekime metalik bağ denir.
Metallerde değerlik elekton sayısı arttıkça metalik bağ kuvveti artar.
Metaller arası elektron bulutu CH4 molekülünde;
C: Merkez atom H: Yan atom
Merkez atomun çevresindeki yan atomların çekim kuvvetleri birbirlerini nötrlediğinden
molekül apolar özellik gösterir.fakat kimyasal bağ olarak atomlar arası bağ polar kovalent bağ içerir.
Molekülün polarlığı ile atomlar arası polarlık karıştırılmamalıdır.
HF molekülü polardır ve dipol moment yönelmesi elektronegatifliği yüksek olan flor atomuna
doğrudur.Dipol moment yönelmesi okla gösterilir.
Metallerde parlaklık ; metalin yüzeyine çarpan ışık demetleri serbest hareket eden değerlik elektronlarının daha yüksek enerjili düzeye uyarılmasına sebep olur. Bu elektronlar uyarılmış durumdan düşük enerjili seviyeye geçişi sırasında dışarıya enerji yayar. Bu da metalin parlak görünmesine sebep olur.
