Genel Kimya 101 Yrd.Doç.Dr.Zeynep OBALI e-mail: zobali@etu.edu.tr Ofis: z-83/2
İyonik Bağ; İyonik bir bileşikteki pozitif ve negatif iyonlar arasındaki etkileşime iyonik bağ denir Na Na + + e - Cl + e - Cl - Cl - Na +
Na(g) Na + (g) + e - +495,4 kj (İyonlaşma enerjisi) Cl(g) + e - Cl - (g) -348,8 kj (Elektron İlgisi) Na(g) + Cl(g) Na + (g) + Cl - (g) İyonik sodyum klorür +146,6 kj Bu hesaplamaya göre; gaz fazında sodyum ve klor İyonlarının, sodyum ve klor atomlarından oluşması için enerjiye ihtiyaç var. O zaman Sodyum klorür nasıl meydana geliyor.
Kafes Enerjisi (Lattice Energy) 1 mol iyonik bileşik içindeki iyonları birbirinden ayırmak için gerekli enerji miktarına(endotermik)/gaz halindeki iyonlardan iyonik bileşik oluşturmak için gerekli olan enerji miktarına(ekzotermik) denir NaCl(k) Na + (g) + Cl - (g) Gaz sodyum ve klor iyonları Kristal sodyum klorür Cl - Na + TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
Na(g) Na + (g) + e - +495,4 kj (İyonlaşma enerjisi) Cl(g) + e - Cl - (g) -348,8 kj (Elektron İlgisi) Na + (g) + Cl - (g) NaCl(k) -787,0 kj (lattice enerjisi) Na(g) + Cl(g) NaCl(k) -640,4 kj Kafes enerjisi, iyonların boyutu ve yüklerine bağlıdır.
Born-Haber Döngüsü Na(k) + ½ Cl 2 (g) Na + (g) + Cl(g) NaCl (k) İyonlaşma enerjisi(ie) +495,4 kj Na(g) + Cl(g) H diss =+121,3 kj Klor atomunun elektron ilgisi(ea) Na + (g) + Cl - (g) latis enerjisi(le) -348,8 kj Bu döngü bir metalin (Grup I&II) bir ametal ile birleşerek iyonik bileşik oluşturmasıyla ilgilidir. Bu döngü yardımı ile iyonik bileşiklerin oluşma entalpileri bulunur. Na(g) + ½ Cl 2 (g) Na(k) + ½ Cl 2 (g) H sub =+107,8 kj ΔH f = -411,3 kj -787 kj NaCl (k) H o f H sub H diss IE EA LE
Latis enerjisindeki etkleşimi sağlayan kuvvet Kulomb yasası ile tarif edilir. F k z 1 d z 2 2 k:8,99 x 10 9 J m/c 2 Enerji F d k z 1 z 2 d Latis enerjisi yükler (z) büyük olduğunda ve bu yükler arasındaki mesafe (d) küçük olduğunda büyük olur. d nin küçük olması iyonlar arasındaki mesafenin küçük olduğu, dolayısıyla iyon çapının da küçük olmasıdır (Küçük iyonların latis enerjisi büyüktür)
LiF, NaF, KF Katyon boyutları, K + >Na + >Li + Latis Enerjileri, LiF>NaF>KF NaI, MgI 2, AlI 3 Yükler, Al 3+ >Mg 2+ >Na + Latis Enerjileri, AlI 3 >MgI 2 >NaI
Elektron Paylaşılması, Kovalent Bağ Çekici etkileşim Çekirdek İtici etkileşim Elektron bulutu Çekici güç itici güçten daha fazla ise kovalent bağ oluşur ** Eşleşmiş iki ya da daha fazla elektronun atomlar arasında ortaklanması ile oluşan bağa kovalent bağ denir. TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
Enerji TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi H-H Kovalent Bağı Çekirdekler arası uzaklık çok kısa Çekirdekler arası uzun uzaklık Minimum enerji Çekirdekler arası optimum uzaklık 74pm Çekirdekler arası uzaklık
Kovalent Bağın kuvveti bağ kırılma enerjisi ile ifade edilir Bağ Tipi Bağ kırılma enerjisi (kj/mol) Bağ Tipi Bağ kırılma enerjisi (kj/mol) H-H 436 N-H 391 H-C 410 N-C 300 H-O 463 N-O 200
Bağ polaritesi elektronegativite(e.n)** ile derecelendirilir M + X: - δ+ Z:X δ- Z :X İyonik Polar kovalent Kısmi yüklü Apolar kovalent H - Cl H : Cl Bağ yapan elektronlar Klor tarafından hidrojene göre daha fazla çekilmekte. **E.N:Bir atomun bağlı olduğu diğer atomlardan elektron TOBB çekme Ekonomi yeteneğidir. ve Teknoloji Üniversitesi
Bağ polaritesi elektronegativite ile Cl derecelendirilir l C Cl Cl Polar Kovalent Bağ EN (Cl)-EN(C) =3-2,5=0,5 Büyük E.N Ametal Küçük E.N Metal Na + Cl - İyonik Bağ EN (Cl)-EN(Na) =3-0,9=2,1
E.N ne kadar küçükse bağ o kadar kovalenttir. E.N ne kadar büyükse bağ o kadar iyoniktir. Na Cl İyonik bağ Bunların ortasında bir değer ise bağ polar kovalenttir. Böyle bir bağda e - daha çok ametal tarafındadır. H Cl Polar kovalent bağ Cl Cl Apolar kovalent bağ
Elektronegativite A Z A L I R ARTAR
Elektron Nokta Yapıları (LEWİS) H.. H H. H. H. H
Elektron Nokta Yapıları Önce yapıdaki bütün elektronlar tarafından sağlanan değerlik elektronlarının toplam sayısı bulunur. Geçiş elementleri dışında, elementlerin değerlik elektronları periyodik cetveldeki grup numarasına eşittir.negatif bir iyon (anyon) için elektron sayısı iyonun yük sayısı kadar arttırılır,pozitif iyon(katyon) için ise azaltılır. İskelet yapısı yazılır. İskelet yapısındaki atomlar tekli kovalent bağlarla(tekli çizgilerle) bağlanır: H atomları her zaman uç atomlardır. E.N si düşük atomlar genelde merkez atomlardır. C atomları her zaman merkez atomlardır. O atomu peroksi (-O-O-) ve hidroksi (-O-H) grupları dışında genelde uç atomudur. Moleküllerin ve çok atomlu iyonların genellikle toplu ve simetrik yapıları vardır. -
Elektron Nokta Yapıları İskelet yapısındaki her bir bağ için, toplam elektron sayısından iki elektron çıkarılır. Kalan değerlik elektronları ile önce uç atomların, sonra ise merkez atomun oktetleri tamamlanır. Merkezi atomlardan biri ya da daha fazlası eksik oktetli kalmışsa, bir önceki basamaktan sonra uç atomlarının ortaklanmamış elektron çiftleri çoklu kovalent bağlar oluşturacak şekilde merkezi atomlara kaydırılarak uygun Lewis yapısına ulaşılır.
3A grubu elementlerinin 3 tane değerlik elektronu vardır..... B. B + 3H.. H H.Ḥ
İkinci Sıra Elementleri İçin Kovalent TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Grup Bağ Örnekleri Değerlik elektronları sayısı Bağ Sayıları Örnek 3A 3 3 BH 3 4A 4 4 CH 4 5A 5 3 NH 3 6A 6 2 H 2 O 7A 7 1 HF 8A 8 0 Ne
Bütün kovalent bağlar birer elektron paylaşıp tek bağ yapmazlar. Atomlar arasında paylaşılan elektronların sayısını bağ düzeni ile ifade edilir... O...... O.... N.... N..... O.... O..
Formal Yük Lewis yapılarında kovalent bağların uçlarındaki atomların, bu bağların oluşumuna eşit e - katıkısında bulunmadıklarında, bazı atomların üzerinde oluşan yükler formal yük lerdir. Formal yük, bir atomun serbest(bağ yapmamış) halindeki değerlik e - sayısından, bu atomun Lewis yapısında payına düşen e - sayısının çıkarılmasıyla bulunur: FY=Değerlik e - sayısı-[bağ sayısı+bağ yapmayan e - sayısı] Ör: :O ; FY=O de 6 değerlik e - - [3+2]=+1 N- ; FY= N de 5 değerlik e - - [4+0]=+1 *Formal yükler mümkün olduğunca en az olmalıdır.*
ALIŞTIRMALAR TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi