EEM 102 ELEKTRİK MALZEMESİ Yrd.Doç.Dr. Nigar Berna TEŞNELİ Dersin İçeriği 1. Malzeme bilimine giriş, malzemelerin sınıflandırılması 2. Atomik yapı ve Atomlar arası bağlar 3. Kristal yapısı ve Yapı kusurları 4. Noktasal, çizgisel ve düzlemsel kusurlar 5. Malzemenin Mekanik Özellikleri 6. Malzemenin Termal Özellikleri 7. Katılarda Bant Teorisi:Yalıtkanlar, İletkenler ve Yarıiletkenler 8. Dielektrik malzemeler ve yalıtkanlık 9. Piozoelektrik, ferroelektrik ve pyroelektriklik 10. Malzemenin Elektriksel Özellikleri ve elektriksel iletkenlik 11. Yarıiletkenlik ve yarıiletken devre elemanları 12. Malzemelerin manyetik özellikleri 13. Paramanyetik,diamanyetik ve ferromanyetik malzemeler 14. Süperiletkenlik EEM 102 ELEKTRİK MALZEMESİ 1
KAYNAKLAR 1. Principles of Electronic Materials and Devices, S.O. Kasap, McGraw-Hill, 2005* 2. Malzeme Bilimi ve Mühendislik Malzemeleri, Cilt1/Cilt2, Donald R.Askeland The Science and Engineering of Materials, D.R.Askeland, 2003* 3. Malzeme bilimi ve mühendisliği, William D. Callister, David G. Rethwisch, 2013 Materials Science and Engineering: An Introduction, W.D. Callister, Jr., 8th edition, John Wiley and Sons, Inc. 2007.* EEM 102 ELEKTRİK MALZEMESİ 3 DEĞERLENDİRME SİSTEMİ Ara sınav %70 Kısa Sınav I %10 Kısa Sınav II %10 Ödev %10 Yıl içi %50 Yıl Sonu %50 EEM 102 ELEKTRİK MALZEMESİ 2
BÖLÜM 1 MALZEME BİLİMİNE GİRİŞ MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI BÖLÜM 1 Malzeme nedir? Malzemeler, günlük yaşantımızda kullandığımız hemen hemen her şeyi meydana getiren temel bileşenlerdir. Doğal olarak oluşmuş veya yapay olarak elde edilmiş malzemeler akla gelebilecek her türlü sanayi (örneğin; elektronik, otomotiv, bilgisayar, havacılık, kimya, gıda üretimi, biyomedikal) sektöründe kullanılmaktadır. BÖLÜM 1 6 3
Malzeme bilimi ve Malzeme mühendisliği Malzeme bilimi, malzemelerin doğasını araştırır. Çeşitli teori ve tanımlarla malzemenin iç yapısının, malzemenin kompozisyon, özellik ve davranışları ile olan ilişkisini belirler Malzeme mühendisliği ise bu yapı ve özellikler arasındaki bağlantıları kullanarak ihtiyaçları karşılayacak ürünler ve tasarımlar geliştirir. BÖLÜM 1 7 Bir malzemenin yapı sı içinde bulundurduğu öğelerin (malzemenin bileşenlerinin) düzenini açıklar. Bir malzemenin özellik i malzemenin kullanımı sırasında maruz kaldığı dış etkilere karşı verdiği tepkilere bağlıdır. Malzeme biliminin ve mühendisliğinin ilgi alanına malzemenin yapısı ve özelliğinin yanı sıra prosesişlem görme ve performans ı da girer. BÖLÜM 1 8 4
Performans Malzeme mühendisliği İhtiyaçları karşılayacak ürünler ve tasarımlar geliştirir. Yapı Proses Özellikler Malzeme Bilimi Malzemelerin yapı ve özellikleri arasındaki ilişkiyi inceler. Proses Yapı Özellik Performans BÖLÜM 1 9 Bu dört bileşen arasındaki ilişkiye bakacak olursak; malzemenin yapısı nasıl işlem gördüğüne bağlı iken, performansı da özelliklerinin bir fonksiyonu olarak değişir. Proses Malzemenin işlenmesi, yapısı, özellikleri ve BÖLÜM 1 Yapı Özellik Performans performansı arasındaki ilişkiyi anlamak çok daha iyi yeni malzeme tasarımları ortaya çıkarır. İhtiyacı karşılayacak performansta malzeme üretmek için öncelikle malzemenin özellikleri iyi anlaşılmalıdır. 10 5
Katı malzemelerin özellikleri temel olarak 6 sınıf halinde gruplanabilir. Özellik Etki Tepki Mekanik Kuvvet Yük Deformasyon Termal Isı Isı İletimi Elektrik Elektrik Alan Elektriksel İletkenlik Manyetik Manyetik Alan Mıknatıslanma Optik Işık Yansıtma Ve Soğurma Kimyasal Kimyasallar Aşınma - Korozyon İstenilen özelliklerin sağlanabilmesi için malzeme uygun yapıya sahip olmalıdır. BÖLÜM 1 Yapı Atom-altı Seviye:Bir atomun atomlar arası etkileşimi belirleyen elektron, proton, nötron yapısı ve bunların etkileşimi. [Atom Yapısı- Bölüm 2] Atomik Seviye: Atomların malzeme içindeki üç boyutlu dizilimi (Aynı atom farklı düzenlerde çok farklı özellikler ortaya çıkartabilir. Örneğin elmas ve grafit) [Atomlar arası bağlar, Kristal yapısı, kusurve safsızlıklar Bölüm2ve 3] Mikroskopik yapı: Malzemenin mikroskop altında incelenmesi ile tanımlanabilecek düzenleri Makroskopik yapı: Çıplak gözle tanımlanabilen yapısal özellikler BÖLÜM 1 12 6
Elmas ve grafit saf karbon içermelerine rağmen malzeme özellikleri tamamen birbirinden farklıdır. Bu farklılıklar katı içerisinde atomların farklı düzenlenmesinden doğar. BÖLÜM 1 13 Malzemeler genel olarak atom yapılarına ve kimyasal bileşimlerine göre 3 ana gruba ayrılır. Metaller Polimerler Seramikler From Materials Science and Engineering: An Introduction, BÖLÜM 1 William D. Callister, 7th edition 14 7
Özellikleri Metaller ve Alaşımları Atomları düzenli, Elektriksel iletkenlikleri yüksek, Sert, dayanıklı, Kırılmaya karşı dirençleri yüksek Örnekleri Bakır, demir, altın, nikel, titanyum Seramikler Isı ve elektrik iletkenlikleri düşük, Gevrek, kırılmaya yatkın Kil, Porselen, Cam, Alüminyum oksit (Al 2 O 3 ) Polimerler Elektrik iletkenlikleri düşük Sıcaklığa dayanıklı değil Neme karşı dayanımı yüksek Manyetik özellik göstermez Kolay şekil verilebilir Polietilen, epoksi, naylon BÖLÜM 1 15 Bunun yanı sıra iki veya daha fazla malzemeden üretilen kompozitler, tek bir malzemeden elde edilemeyen özellikleri sağlar. Yüksek teknoloji ürünlerin üretiminde kullanılan malzemeler ise İleri Malzemeler ya da elektronik Malzemeler olarak adlandırılabilir ve kabaca şöyle sınıflandırılabilir Yarıiletkenler Biomalzemeler Akıllı malzemeler Nanomalzemeler BÖLÜM 1 16 8
ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR 2.1.Atom Yapısı ATOM = (PROTON+NÖTRON) + ELEKTRON Çekirdek Kütle: Proton venötron: ~ 1.67 x 10-27 kg Elektron: 9.11 x 10-31 kg Yük: Elektron: -1.60 x 10-19 C Protons: +1.60 x 10-19 C Nötronise nötrdür. Kütle numarası Proton+Nötron sayısı A X Z Atom numarası Proton sayısı=elektron sayısı 9
2.2. Atom Modelleri Thomson Atom modeli Rutherford Atom modeli Bohr Atom modeli Kuantum Mekaniksel model (Dalga Modeli) 2.2.1. Bohr Atom modeli Yörünge orbital elektronları electrons: n= n = baş principal kuantum sayısı quantum number n=3 2 1 Çekirdek 10
2.3. Kuantum Sayıları n,l,m l, m s n Baş kuantum sayısı Elektronun çekirdekten uzaklığı l Yörünge açısal momentum kuantum sayısı alt-kabuklar, Alt-kabukların şeklini tanımlar m l Yörüngemanyetikkuantumsayısı Alt-kabuklardaki enerji seviyesi sayısını belirler! m s Spinmanyetikkuantumsayısı Spin momenti Pauli dışarlama ilkesi: bir atomda aynı kuantum sayısı setine sahip sadece 1 elektron bulunabilir. Baş kuantum sayısı, n = 1, 2, 3, gibi tam sayılar olabilir Aynı n değerine ait orbitallere kabuk denir. n nin değeri K, L, M, N gibi kabuklara karşılıktır. Bir n sayısına sahip enerji kabuğundaençok2n 2 adetelektronolabilir. Yörüngesel açısal momentum kuantum sayısı l nin alabileceği değerler n ye bağlıdır. Verilen bir n için l 0 ile (n-1) arasındaki tam sayılar olabilir. Örnegin, n=1ise l=0 n=2ise l=0,1 n=3ise l=0,1,2 11
l nin değeri genellikle, s, p, d gibi harflerle gösterilir. Aynı n ve l değerindeki bir veya daha fazla orbital ise alt kabuk olarak adlandırılır. Örneğin, n = 2 kabuğu, iki alt kabuktan ( l = 0 ve 1 ) oluşur. Bualtkabuklar 2s ve 2p altkabuklarıdır. Burada 2 sayısı n değerini s ile p de l değerlerini işaret eder. 23 BÖLÜM 12 Y.Doç.Dr. Y.Doç.Dr. N.B. N.B. Teşneli Teşneli 12
Yörünge manyetik kuantum sayısı m l Bir altkabuk içinde, m l nin değerleri açısal momentum kuantum sayısı olan l e bağlıdır. Verilen bir l için ( 2l + 1 ) adet m l olabilir ve bu sayılar aşağıdaki şekilde bulunur : -l,. 0,. +l Örnegin, l=0ise,m l =0 l=1ise,m l =-1, 0, 1 l=2ise,m l =-2, -1, 0, 1, 2 25 Bir elektronun iki olası dönmesi-spini (saat ibresi yönünde ve tersi yönünde), elektron dönüş (spin) kuantum sayısı, m s ile gösterilir ve m s =+1/2,-1/2 olmak üzere2değeralır 13
27 2.4. Elektron Konfigürasyonları Bir atomun elektron konfigürasyonu enerji seviyelerinin elektronlarca nasıl doldurulduğunu gösterir. Ancak enerji seviyeleri küçükten büyüğe sayısal düzen de değildir. Aufbau prensibi olarak adlandırılan bir kurala uyarlar. Örneğin; Atom numarası 26 olan Demir için 2 He 1s 2 10 Ne 1s 2 2s 2 2p 6 18 Ar 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 14
C un Atom numarası 6 Taban enerji durumu Bir atomun elektronları en düşük olası enerji seviyelerini doldurduğunda atomun taban enerji durumunda olduğu söylenir. Valans(değerlik) Elektronları En dışkabukta bulunan elektronlardır ve bütün bağlardan ve atomlar arası ilişkilerden sorumlu olduklarından son derece önemlidirler. 30 15
Element: Kimyasal olarak kendinden daha basit maddelere ayrılamaz. Temel birimi atom dur. (Örnek : H,O) Bileşik: İki ya da daha fazla cinste atomun bir araya gelerek oluşturduğu saf modellere denir. Bileşiklerin en küçük yapı taşı molekül dür.(örnek :H 2 O) 32 16
2.5. Periyodik Tablo Periyodik tablo elementlerle ilgili önemli bilgiler içerir ve atomik boyut, erime noktası, kimyasal reaktivite ve diğer özellikler ile ilgili eğilimlerin belirlenmesinde yardımcı olur. 33 Satırlar : PERİYOT Sütunlar : GRUP ;Benzer valanselektron yapısına sahiptirler 17
Elektronegatiflik(Elektron ilgisi): Bir atomun kendine elektron çekme derecesidir. Elektronegatif elementler metal olmayan elementlerdir. Kimyasal reaksiyonlarda elektron alarak negatif iyonlar (anyon) oluştururlar. Doğadaki elektropozitif elementler metallerdir. Kimyasal reaksiyonlarda elektron vererek pozitif iyon (katyon) haline gelirler. Elektronegatiflik kavramı atomik bağların anlaşılmasına yardımcı olur. 35 Geçiş Elementleri Toprak Alkali Metaller Alkali Metaller Elektropozitif + iyon olmak için elektron verir Elektronegatif Asal Gazlar - İyon olmak için elektron alır. Halojenler 18
Metalik özellikler azalır Atomik Yarıçap azalır Atomik Yarıçap artar Metalik özellikler artar Atom Numarası artar Atom Numarası artar İyonlaşma enerjisi azalır İyonlaşma enerjisi artar 2.6. Atomik Bağlar Atomik bağlanmanın temelini anlamak için birbirinden çok uzak iki atomu birbirine yaklaştırdığımızda meydana gelen atomik etkileşmelere bakmakta fayda vardır. İki atom bir araya geldiğinde iki atomun değerlik elektronları ve (+) yüklü çekirdekleri birbirleri ile etkileşir. Bu etkileşimin sonucunda genellikle atomlar arasında bir bağ kurulur ve bir molekül oluşur. Atomların bağ yapma eğiliminin nedeni iki atomun bir araya gelerek oluşturdukları sistemin enerjisinin ayrık oldukları halden az olmasıdır. Atomlar arası mesafe azaldığında atomlar birbirine kuvvet uygular. Bu kuvvet 2 türlüdür; itme (F R ) ve çekme (F A ) kuvvetleri.büyüklükleri ise atomlar arası mesafeye bağlıdır. 38 19
Kuvvet Çekme Molekül Çekme Kuvvet, Net Kuvvet Ayrık atomlar Atomlar arası mesafe, r F A ve F R kuvvetlerinin r ile değişimi birbirinden farklıdır. F A çekme kuvveti, r ile yavaşça azalırken F R itme kuvveti r ile hızla artar. F R iki atom birbirine yaklaştıkça çok büyük değerlere ulaşır. İtme İtme Kuvveti Kuvvet- Atomlar arası mesafe İki atomun bir araya gelişinde başlangıçta çekme kuvveti itme kuvvetinden fazladır. Net kuvvet F net =F A +F R İki atom birbirlerine yaklaştığında her bir atomun dış kabukları üst üste gelerek itici bir kuvvet ortaya çıkartır ve azalan mesafe ile F R baskın olur. Denge Durumunda F N =0=F A + F R Bu durumda iki atom birbirlerinden belirli bir mesafe uzaklıktadırlar. Bu mesafeye denge mesafesi denir ve atomlar arası bağ uzunluğunu belirler. F N =0, net kuvvetin 0 olması durumu enerji diyagramında de/dr=0 olması durumuna karşılık gelir. Diğer bir ifade ile iki atomdan oluşan sistemin potansiyel enerjisi E R İtme Enerjisi minimumdadır. E Net Enerji Yani bir molekülün oluşması için sistemin minimum potansiyel enerji durumunda olması gerekir. Minimum potansiyel enerji iki atom arasındaki bağlanma enerjisi tanımı için de kullanılır. Potansiyel Enerji Çekme İtme E A Çekme Enerjisi Potansiyel Enerji-Atomlar arası mesafe 40 20
Zıt işaretli yükler arasında oluşan Coulomb Etkileşimi Birbirine yaklaşan elektron bulutlarının sebep olduğu çekim etkisi (Pauli prensibi) Potansiyel Enerji, U İtme Enerjisi, U R Net Enerji, U Atomlar arası mesafe, r Çekme Enerjisi, U A 41 İki atom için anlatılan bu yaklaşımlar daha fazla atomun birbirlerine bağlanmasında veya milyonlarca atomun bir araya gelerek katıyı oluşturmasında da benzerdir. Bağlanma enerjisinin büyüklüğü ve potansiyel enerji-atomlar arası mesafe grafiğinin şekli malzemeden malzemeye değişir ve her ikisi de atomik bağ türüne bağlıdır. F-r ya da E-r grafiklerinin şekline bakılarak bazı malzeme özellikleri ile ilgili yorum yapılabilir. 42 21
2.7. Birincil Atomlar-arası Bağlar 2.7.1. İyonik Bağlar İyonik bağlar komşu atomlar arasında elektron transferi ile sağlanır. NaCl MgO CaF2 CsCl Elektron verir Elektron alır Na 11 elektrona yani tam dolu dış kabuk için gerekli olandan 1 fazla elektrona sahiptir ve bu elektronu verip kolayca üst kabuğu dolu Ne na benzeyen bir iyona dönüşebilir. e - verir 10 e - kalır Cl 17 elektrona sahiptir ve üst kabuğunda 5 elektron bulundurur ve tam dolu dış kabuğa sahip olmak için 1 elektron almaya hazırdır. e - alır 18 e - olur + ve yüklü iyonlar sahip oldukları yükler nedeni ile birbirlerini çekerler. Bu çekme kuvveti ile kapalı kabuklardaki itme kuvveti birbirini dengeleyene kadar 2 iyon birbirini çeker ve sistemin potansiyel enerjisi azalır. Böylece iyonik bağ ile oluşan bir NaCl molekülü ortaya çıkar. 44 22
Farklı yüklü iyonlar her yönde komşu iyonu eşit kuvvetle çeker. Dolayısıyla iyonik bağlar yöne bağlı değildir. İyonlar farklı yüklü komşu (kordinasyon sayısı) iyon sayısını maksimum tutacak şekilde bir araya gelirler.. 23
NaCl gibi iyonik bağ ile bir araya gelen moleküllerin oluşturdukları katılara iyonik kristaller denir. İyon bağı nedeni ile pek çok ortak özellikleri vardır. Sert ve kırılgan malzemelerdir. Bağlanma enerjileri 2-4 ev/atom civarındadır. Kristal içinde dolaşan serbest elektronları yoktur. Bu nedenle elektriksel iletkenlikleri düşüktür, yalıtkandırlar. Görünür ışık için geçirgendirler. Su gibi polar sıvılar içerisinde kolay çözülürler. 48 24
2.7.2. Kovalent Bağlar Kovalent bağlarda kararlı elektron konfigürasyonu komşu atomlar arasında elektron paylaşımı ile sağlanır. CH4 H Karbon atomu shared tarafından electrons paylaşılan from carbon atom elektronlar H C H H shared Hidrojen electrons atomu tarafından from hydrogen paylaşılan atoms elektronlar From MaterialScienceandEngineering, 8 th Edition, W.D.Callister, ( John Wiley& Sons, 2011) 25
Her karbon atomu değerlik bandında 4 elektron her hidrojen atomu ise değerlik bandında 1 elektron bulundurur. Her hidrojen atomu değerlik elektronlarını karbon atomunun elektronları ile paylaştığında H, He elektron konfigürasyonuna C ise Ne konfigürasyonuna benzer bir yapıya sahip olur. Ortak kullanılan elektronlar ait oldukları atomlar arasında bir bağ oluşturur. Bu bağ kovalent bağdır. 51 oluşan bu molekül Metan dır ve gaz formundadır. Bağ yapan elektronlar arasındaki elektrostatik etkileşim nedeni ile Hidrojen atomları üç boyutta tetrahedronun köşelerine, aralarındaki açı 109.5 o olacak şekilde yerleşir. Sonuç olarak sistem kendine ait potansiyel enerjiyi minimum yapacak yeni bir düzen oluşturur. Bu paylaşım ile üç boyutta birbirlerine kovalent bağ ile bağlanmış karbon yapısı elde edilir. Bu yapı Elmas yapı olarak bilinir. 26
Pek çok ametal molekülü (H 2, Cl 2, F 2 ); H 2 O, CH 4, HNO 3 gibi farklı atomlardan oluşan moleküller; elmas, silikon, germanyum gibi elemental katılar ve GaAs, InSb, SiC gibi bileşikler kovalent yapıya sahiptir. H2O H2 F2 H 2.1 Li 1.0 Na 0.9 K 0.8 Rb 0.8 Cs 0.7 Fr 0.7 Be 1.5 Mg 1.2 Ca 1.0 Sr 1.0 Ba 0.9 Ra 0.9 Ti 1.5 Cr 1.6 C(diamond) Fe 1.8 SiC Ni 1.8 Adapted from W. D. Callister, Materials Science and Engineering: An Introduction Zn 1.8 Ga 1.6 column IVA C 2.5 Si 1.8 Ge 1.8 Sn 1.8 Pb 1.8 As 2.0 GaAs O 2.0 John Wiley 2003, 6th edition F 4.0 Cl 3.0 Br 2.8 I 2.5 At 2.2 He - Ne - Ar - Kr - Xe - Rn - Cl2 N adet değerlik elektrona sahip bir atom en fazla 8-N sayıda kovalent bağ yapabilir. Paylaşılan elektronlar ve (+) yüklü çekirdek arasındaki kuvvetli elektrostatik etkileşmeden dolayı kovalent bağ enerjisi tüm bağ çeşitleri içinde en yüksek olanıdır. Bunun sonucunda erime noktası çok yüksek ve çok sert katılar ortaya çıkar. Buna örnek olarak karbondan oluşan ve bilinen en sert malzemelerden olan elması verebiliriz. Ayrıca kovalent bağlar sadece bağa katılıp elektronlarını paylaşan 2 özel atom arasında meydana geldiğinden yöne bağlıdır. 54 27
İyonik katılara göre bağlanma enerjileri büyüktür. (4-7eV/atom). Bu da yüksek erime ve kaynama noktası değerleri oluşturur. Neredeyse hiçbir çözücü içinde çözülmezler. Elektriksel iletkenlikleri düşüktür. Yük taşıyıcılarının atlamak zorunda oldukları yasak band aralığı değerine bağlı olarak yalıtkan ya da yarı iletkendirler. Sert ve kırılgan yapıdadırlar. 55 2.7.3. Metalik Bağlar Metal atomları serbest hale gelmeleri zor olmayan yalnızca bir kaç tane değerlik elektronuna sahiptir. Birden fazla metal atomu katı oluşturmak üzere bir araya geldiklerinde değerlik elektronları ait oldukları atomlardan kolayca ayrılır ve tüm atomlara ait olan elektron grubu haline gelir. Metal içinde serbest kalan değerlik elektronları iyonlar arası boşluğu dolduran bir elektron gazı, elektron bulutu ya da elektron denizi ne benzetilir. 28
Negatif yüklü elektron gazı ile metal iyonları arasındaki çekim enerjisi elektronları başlangıçta metal iyonlarından ayırmak için gerekli enerjiyi karşılar. Serbest elektronlar + yüklü iyon çekirdeklerini perdeleyerek iyonlar arasında oluşacak karşılıklı itme kuvvetini de önler. Metal içinde bağlanma serbest elektron bulutu ile metal iyonları arasında ortaya çıkar. Dolayısıyla metalik bağlar da yöne bağlı değildir. (+) yüklü örgü iyonları ile (-) yüklü elektron bulutu arasındaki Coulomb Etkileşimi ile oluşurlar. Bağlanma enerjileri genel olarak 1-4 ev/atom aralığındadır. Elektriksel iletkenlikleri yüksektir. Isıl iletkenlikleri yüksektir. Görünür ışığı soğururlar(geçirgen değildirler) Kırılmaya karşı yüksek direnç gösterirler. 58 29
2.8. İkincil Bağlar ya da Van Der WaalsBağları İkincil Bağlar = Van Der Waals Bağları= Fiziksel Bağlar Elektron transferi ya da paylaşımı yoktur Atomik/moleküler dipol etkileşimleridirler Zayıf bağlardır(< 100 KJ/mol ya da < 1 ev/atom) KalıcıDipol Bağları (Polar Moleküller -H 2 O, HCl...) Polar molekül- indüklenmiş dipol Bağları Salınan İndüklenmiş Dipol Bağları (Asal Gazlar, H 2,Cl 2 ) Birbirinden belli bir mesafede ayrılmış eşit büyüklükte fakat zıt işaretli iki yük sisteminin oluşturduğu yapıya elektrik dipol leri denir. Bazı moleküller(polar Molekül)pozitif ve negatif bölgelerinin asimetrik düzenleri nedeni ile kalıcı dipol momentlerine sahiptirler (H 2 O, HCl). Uygun şekilde yerleşmiş komşu polar moleküller arasında Kalıcı dipol bağları oluşur. Bunlar ikincil bağlar arasında en kuvvetli olanlardır. 30
Polar moleküller komşu apolar moleküller üzerinde dipoller indükleyebilirler ve bu indüklenmiş ve kalıcı dipoller arasındaki çekim nedeni ile kalıcı dipol (Polar Molekül)- indüklenmiş dipol Bağları oluşur Adapted from Fig. 2.13, Callister 6e. 61 Bazen elektriksel olarak simetrik atom ya da moleküllerde de elektron bulutunun salınımı (hareketi) nedeni ile elektriksel dipoller oluşabilir. Bir atomun elektrik alanının salınımı komşu atom tarafından hissedilir ve bu atomda bir indüklenmiş dipol momenti oluşur. Bu durumda Salınan İndüklenmiş Dipol Bağları nı ortaya çıkarır. Bunlar ikincil bağlar arasında en zayıf olanlardır.(asalgazlar,h 2,Cl 2 ) 62 31
Hidrojen Bağı En kuvvetli ikincil bağ tipi olan hidrojen bağları özel bir polar molekül bağıdır. Hidrojenin Flor, Oksijen, Nitrojen gibi kovalent bağlarla bağlandığı moleküllerde ortaya çıkar. Hidrojen Bağı Her H-F, H-O ya da H-N bağında hidrojen tek elektronunu diğer atomla paylaşır ve bağın bir ucunda hiçbir elektronla çevrelenmeyen çıplak hidrojen çekirdeği (+ proton) kalır. İşte molekülün bu (+) yüklü ucu komşu moleküle kuvvetli bir çekim etkisi uygulayarak hidrojen bağını oluşturur MSE 2090: Introduction to Materials Science Chapter 2, Bonding University of Virginia BÖLÜM 12 Y.Doç.Dr. N.B. Teşneli 32
H Cl + - H Cl H Cl Hidrojen Bağı BÖLÜM1 2 Y.Doç.Dr. N.B. Teşneli 33