MOLEKÜLLERİN ŞEKİLLERİ

Transkript

1 MOLEKÜLLERİN ŞEKİLLERİ Moleküllerin ve İyonların Lewis Yapısıyla Gösterimi 1- Oktet Kuralı Kullanılarak Lewis Yapılarının Yazımı: - Tek Bağlı Moleküller için Lewis Yapıları - Çok Katlı Bağ Moleküller için Lewis Yapıları 2- Rezonans : Yerleşmemiş Elektron-Çifti Bağı 3- Formal Yük : En Önemli Rezonans Yapısının Seçimi 4- Oktet Kuralından Sapmalar - Elektron Eksik Moleküller (Eksik Oktetler) - Tek sayılı Elektronu Olan Moleküller - Genişlemiş Değerlik Kabukları

2 Oktet Kuralı Kullanılarak Lewis Yapılarının Yazımı Tek Bağlı Moleküller İçin Basamak I: Atomları göreceli olarak yerleştirme, düşük grup numaralı atom oktet kuralına sağlamak için daha çok elektrona ihtiyaç duyacağından merkeze yerleştirirlir. Düşük elektronegatif değerlikli atomdur. Örnek : Periyot numaralı elektron merkeze yerleştirilir. Örnek: ClF 3, SO 3 Oktet Kuralı Kullanılarak Lewis Yapılarının Yazımı Tek Bağlı Moleküller İçin Basamak II: Uygun değerlik elektronlarının sayısı belirlenir. Moleküller için; tüm değerlik elektronları eklenir. A-grup sayısı değerlik elektron sayısına eşittir. NF 3 için Çok atomlu iyonlar için her negatif yüklü iyon için bir e- eklenir ve her pozitif yük için bir e- çıkarılır. Basamak III: Merkez atomu çevreleyen her atomla öerkez atom arasına birer tane tekli bağ çizilir ve her bağ için toplam değerlik elektron sayısından 2 elektron eksiltilir.

3 Oktet Kuralı Kullanılarak Lewis Yapılarının Yazımı Tek Bağlı Moleküller İçin Basamak IV: Kalan elektronlar çiftler halinde dağıtılır ve böylece her atom 8 elektronla tamamlanmış olur. İlk oktet tamamlama çevre atomların etrafından başlanır, çevre atomların oktet tamamlaması bittikten sonra kalan elektronlar merkez atomun etrafına yerleştirilir ve her atom için 8 elektron kontrol edilir. Lewis Yapısı Molekül şeklini göstermez. Oktet Kuralı Kullanılarak Lewis Yapılarının Yazımı Çok Katlı Bağ Molekülleri İçin Bazen 4 basamak sonunda merkez atomun oktet kuralını sağlaması için yeterli elektron kalmaz. Bu durum molekülde çok katlı bağların olduğunu gösterir. Bir basamak daha gereklidir. Basamak V: Bu durumda çevre atomlardan birinin ortaklanmamış elektron çiftlerinden biri bozulur bu çevre atomu ile merkez atomu arasında ikinci bir bağ yapılır.

4 Rezonans : Yerleşmemiş Elektron-Çifti Bağı Bazı durumlarda molekülün Lewis yapısını yazarken birden fazla gözterimi söz konusudur çünkü atomların molekül içinde yerleşmeleri aynıdır. Ozon (O 3 ) molekülünün iki geçerli yapısı mevcuttur. Fakat ikiside ozon bağ yapısının doğru gösterimi değildir çünkü ozon molekülündeki oksijen-oksijen bağları O-O ve O=O bağları arasında bir değer gösterirler. Dolayısıyla molekülün daha doğru gösterimi her iki Lewis yapısında beraber gösterimi yani rezonans yapısıdır ve aralarında her iki yönlü okla gösterilir. Rezonans yapılar gerçek bağ yapısının gösterimi değildir yani ozon bir an I. Durumdaki gibi bir diğer an II. Durumdaki gibi değil gerçek molekil bir rezonans melezi (Hibrit) dir. Rezonans : Yerleşmemiş Elektron-Çifti Bağı Ozon molekülünü göstermek için birden fazla Lewis yapısının gösterimi yerleşmemiş elektron çiftinin sonucudur. Tek, çift, üçlü bağlarda elektron çiftleri bağ yapan atomların çekirdekleri tarafından çekilir ve elektron yoğunluğu çekirdekler arasında yüksektir, elektron çiftleri bu bölgelerde yerleşmiştir. Rezonans melezinde örnek ozon iki elektron çifti(bir bağ ve bir ortaklanmamış) yerleşmemişlerdir yani elektron yoğunluğu tüm molekül boyunca dağılmıştır. Melez (Hibrit)

5 Rezonans : Yerleşmemiş Elektron-Çifti Bağı Örnek : Benzen Rezonans Yapıları ve Rezonans Melezi Karbonat iyonunun Lewis yapısı gösterimi : Formal Yük : En Önemli Rezonans Yapısının Seçimi Rezonans melezi rezonans yapıların ortaklamasıdır, bir rezonans yapı diğerine göre daha ağırlıklı katkı yapıyorsa melez rezonans ona doğru kayar. En önemli rezonans yapıyı tespit etmenin bir yolu her atomun formal yükü (bağ elektronlarının eşit paylaşıldığı yükü) bulmaktır. Atomun Formel = Yükü Atomun toplam değerlik e - sayısı (atomun paylaşılmayan değerlik e - sayısı + paylaşılan değerlik e - sayısının yarısı) Ozon için, I. ve II. rezonans yapıları aynı formal yüke sahiptir dolayısyla melez rezonansa eşit katkıda bulunurlar.

6 Formal Yük : En Önemli Rezonans Yapısının Seçimi Formal yüklerin toplamı madde için gerçek yük değerine eşit olmalı molekül için sıfır ve iyon için iyonik yük değerine eşittir. En Önemli Rezonans Yapısının Seçiminde Üç önemli kriter : Küçük formal yükler(pozitif ya da negatif) büyüklere göre tercih edilir. Benzer formal yüklü atomlar istenilmez. Bir yüksek negatif formal yük bir yüksek elektronegatif atomda bulunur. Örnek : Siyanit iyonu Formal Yükler : Rezonans Yapılar : III. Rezonans Yapısı Melez rezonans yapıya en önemli katkıyı yapar, çünkü Oksijen en yüksek elektronegatif ve dolayısıyla en yüksek formal yüke sahiptir. Formal Yük : En Önemli Rezonans Yapısının Seçimi Atomun Formel Yükü = Atomun toplam değerlik e - sayısı (atomun paylaşılmayan değerlik e - sayısı + paylaşılan değerlik e - sayısının yarısı) Yükseltgenme Basamağı = Atomun toplam değerlik e - sayısı (atomun paylaşılmayan değerlik e - sayısı + paylaşılan değerlik e - sayısı) Formal Yükler : Yükseltgenme Basamağı :

7 Oktet Kuralından Sapmalar 1-Elektron Eksik Moleküller (Eksik Oktetler) Berilyum ve Borun merkez atomu olduğu gaz moleküllerinde bu atomların dış elektron sayıları 8 den az olur. Örnek; Berilyum klorür ve Bor triflorür Halojenler Yüksek Elektronegatiftir. Oktet Kuralından Sapmalar 2-Tek sayılı Elektronu Olan Moleküller Bir çok tek sayılı elektron molekülünde bir tek sayılı grup N(grup 5A) ve ya Cl(Grup 7A) merkez atomundan oluşur. Bunlara serbest radikalller denir ve eşleşmemiş elektron içerirler ve bu da onları paramagnetik yapar. Örnek: Azot dioksit

8 Oktet Kuralından Sapmalar 3-Genişlemiş Değerlik Kabukları Merkez atom dolu s ve p orbitallerinin yanında boş dış d orbitaline ek elektron çiftleri alabilir ve değerlik kabuğunu daha fazla bağ yaparak genişletir bu bir enerji salınışı işidir. Genişlemiş değerlik kabuğu d orbitallleri uygun ametal merkez atomlarında görülür.