Bölüm 3: Kimyasal Bileşikler Genel Kimya Prensipleri ve Modern Uygulamaları Petrucci • Harwood • Herring 8. Baskı Bölüm 3: Kimyasal Bileşikler

İçindekiler 3-1 Molekül Bileşikler ve İyonik Bileşikler 3-2 Molekül Kütlesi 3-3 Kimyasal Bileşiklerin Bileşimi 3-4 Yükseltgenme Basamakları 3-5 Organik ve Anorganik Bileşikler 3-6 Anorganik Bileşiklerin Adları ve Formülleri 3-7 Organik Bileşiklerin Adları ve Formülleri

Kimyasal bileşiklerde atomları birarada tutan iki temel kimyasal bağ vardır: Atomlar arasında elektron ortaklaşması ile oluşan ve molekül yapısında bileşikleri meydana getiren kovalent bağlar dır. Kovalent bağ kuran atomlar arasında ortaklaşa kullanılan her iki atoma da iyon diyemeyiz. Çünkü  elektron almamış,  vermemişlerdir.

Kovalent bağ, farklı cins atomlar arasında oluyorsa polar kovalent bağ adını alır. Polar kovalent bağ oluşumunda atomlar arasında elektron alış– verişi olmaz. Son yörüngelerdeki elektronlar ortaklaşa kullanılır. Polar kovalent bağ sonucunda oluşan molekül bileşik molekülüdür. H2O    Kovalent bağlı yapılar molekül oluşturur.  

Oksijen atomunun son enerji seviyesinde altı elektron, hidrojen atomunun tek olan enerji seviyesinde bir elektron vardır. Su molekülü oluşurken, iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomunun son yörüngeleri şekildekine benzer girişim yapar. Oksijen atomu son yörüngesindeki elektron sayısını sekize, hidrojen atomları ikiye tamamlar.Böylece hidrojen ve oksijen atomları son yörüngelerdeki elektronları ortaklaşa kullanarak aralarında polar kovalent bağ oluştururlar

Kovalent bağ aynı cins atomlar arasında oluyorsa apolar kovalent bağ adını alır. Apolar kovalent bağ ile oluşan molekül element molekülüdür. Soy gazlar hariç, diğer gaz halindeki elementlerin molekülleri arasındaki bağ apolar kovalent bağdır. 

Hidrojen gazının oluşumunda iki hidrojen atomunun yörüngeleri şekildekine benzer girişim yaparak elektronlarını ortaklaşa kullanırlar. Böylece iki hidrojen atomu apolar kovalent bağ ile bağlanarak yörüngelerindeki elektron sayılarını ikiye tamamlarlar. Kaynak: http://www.dersimiz.com/ders_notlari/Kimyasal-Baglar-Iyonik-ve-Kovalent-Bag-oku-21999.html

Atomların birbirine elektron aktarması ile oluşan ve iyonik bileşikleri veren iyonik bağlar. Elektron veren element verdiği elektron sayısı kadar (+) iyon, elektron alan element aldığı elektron sayısı kadar (–) iyon değerliği kazanır.

Magnezyum atomunun son yörüngesinde iki, Flor atomunun son yörüngesinde yedi elektron vardır.  Elektron alışverişinden sonra magnezyum atomu (+2) iyon, flor atomları (– 1) iyon haline geçerler Kaynak: http://www.dersimiz.com/ders_notlari/Kimyasal-Baglar-Iyonik-ve-Kovalent-Bag-oku-21999.html

Hidrojen bağı ismi, bağın bir hidrojen atomunu kapsamasından gelir Hidrojen bağı ismi, bağın bir hidrojen atomunu kapsamasından gelir. Genelde bağ, hidrojenin flor, oksijen ve azot gibi elektronegatifliği yüksek atomlarla yapmış olduğu kuvvetli bir etkileşim türüdür.(Sadece F,O,N ile H atomu arasında oluşabilir)

Van der Waals Etkileşimleri Moleküller arasındaki (veya aynı molekül parçalarının arasındaki) çekici veya itici güçlerin toplamıdır. Bu etkileşimler sadece atomlar ve moleküller birbirlerine çok yaklaştıkları zaman ortaya çıkarlar. Tek başına olduğunda oldukça zayıf olan bu etkileşimler, çok sayıda olduklarında oldukça güçlüdürler. (kertenkelenin düz duvara tırmanması)

3-1 Molekül Bileşikler bileşikte bulunan elementleri Molekül yapısında bileşiği göstermek için, kimyasal formül kullanırız. Kimyasal formül simgelerle gösterilir ve formül bileşikte bulunan elementleri her bir elementin bağıl atom sayısını belirtir. Kaba Formülü: Bir bileşik için en basit formüldür; bileşikteki atomları ve bunların bağıl sayılarını gösterir. Genelde kaba formül bileşik hakkında ayrıntılı bilgi vermez Molekül Formülü: Bileşiğin gerçek formülüdür. Bazı durumlarda kaba ve molekül formülleri aynıdır. Diğer durumlarda, molekül formülü kaba formülün katlarıdır. P2O5, bileşiğin kaba formülü olup molekül formülü P4O10 dur.

3-1 Molekül Bileşikler Chemical formula – relative numbers of atoms of each element present Empirical formula – the simplest whole number formula Structural formula – the order and type of attachements – shows multiple bonds - may show lone pairs - hard to show 3-d Yapı Formülü: Bir moleküldeki atomların hangi bağ türleriyle ve hangi atomların birbirine bağlandığını gösterir.

Standart Renk Şeması

Bazı Moleküller H2O2 CH3CH2Cl P4O10 CH3CH(OH)CH3 HCO2H

İyonik Bileşikler Bir metal ve ametalin kimyasal olarak birleşmesi bir iyonik bileşik verir. İyonik Bileşik: Pozitif ve negatif iyonlarının elektrostatik çekim kuvveti ile bir araya gelmesinden oluşur. Metal atomları ametal atomları ile birleştiği zaman, bir ya da daha fazla elektron kaybetme, ametal atomları da bir ya da daha fazla elektron alma eğilimindedirler. Bunun sonucu, metal atomu pozitif iyon (katyon) ve ametal atomu negatif iyon (anyon) haline gelir. Positive and negaive ions joined together by electrostatic forces Metals tend to lose electrons to form cations Non-metals tend to gain electrons to form anions Ionic solids formulae are reported as the formula unit – inappropriate to call it a molecular formula

Sodyum Klorür Formül birimi NaCl’dir. Na loses one electron to form the sodium ion Cl gains one electron to form the chloride ion Centers of ions are shown in the ball and stick model for clarity Space filling model shows how the ions are actually in contact with one another. We will discuss face centered cubic and other types of packing in chapter 13

Molekül Kütlesi Glukoz Molekül formülü C6H12O6 Kaba formülü CH2O 6 x 12,01 + 12 x 1,01 + 6 x 15,99 Molekül Kütlesi: Atom kütle birimi cinsinden bir molekülün kütlesidir = 180,18 Glucose Emprical formula leads us to the name “carbohydrate” Tam Kütlesi: Bol olarak bulunan izotoplarının kullanılması, 6 x 12,000000 + 12 x 1,007825 + 6 x 15,994915 = 180,06339

KİMYASAL BİLEŞİKLERİN BİLEŞİMİ Bir Kimyasal Formül o bileşik ve onu oluşturan elementlerle ilgili önemli bilgiler içerir. Kimyasal formülden yararlanarak mol kütlesini hesaplayabiliriz.

Kimyasal Bileşim Halotan C2HBrClF3 Mol oranı nC/nhalotan Kütle oranı mC/mhalotan Molecular formula tells us there are TWO moles of C per mole of halothane. We also know about the MASSES of the compound and its elemental components. Therefore we can talk about PERCENT COMPOSITION BY MASS M(C2HBrClF3) = 2MC + MH + MBr + MCl + 3MF = (2 x 12,01) + 1,01 + 79,90 + 35,45 + (3 x 19,00) = 197,38 g/mol

Kimyasal Formülden Yüzde Bileşiminin Hesaplanması Yeni bir bileşik sentezlediğine inanan bir bir kimyacı bileşiği analiz laboratuarına gönderir ve yüzde bileşiminin bulunmasını ister. Laboratuar sonucuna bakarak inandığı bileşiğin formülüyle hesapladığı yüzde bileşimi karşılaştırır ve elde ettiği bileşiğin gerçekten o olup olmadığını test etmiş olur.

Kimyasal Formülden Yüzde Bileşiminin Hesaplanması Molekül kütleyi hesaplayınız M(C2HBrClF3) = 197,38 g/mol Elementin kütlece %si=(elementin formül birimindeki atomsayısı) X(elementin mol kütlesi) X 100 bileşiğin mol kütlesi

Örnek 3.4 These types of calculations can be carried out in reverse for the following reasons: Unknown compounds are analyzed for % composition. Relative proportion of elements present on a mass basis. Chemical formula requires mole basis, I.e. numbers of atoms.

Bir Bileşiğin Deneysel Olarak Bulunan Yüzde Bileşiminden Formülünün Bulunması Bir kimyacının örneğin bir bitkiden elde ettiği bir kimyasal bileşiğin ne olduğu hakkında genellikle hiçbir fikri yoktur. Ancak laboratuarda yüzde bileşimi saptanan bu bileşiğin formülü hesap yoluyla bulunabilir. Kütle oranlarını mol oranlarına çevirmek ve buradan bileşiğin formülünü saptamak için aşağıdaki beş basamaklı yol izlenir.

Elinizdeki örneğin tam 100 g olduğunu varsayın. Bir Bileşiğin Deneysel Olarak Bulunan Yüzde Bileşiminden Formülünün Bulunması Elinizdeki örneğin tam 100 g olduğunu varsayın. 100 g örnekteki kütleleri mollere çeviriniz. Bulunan mol değerlerine uyan formülü yazın. Bulduğunuz sayıları en küçüğüne bölerek indisleri tam sayı haline getirin. Bu noktada indisler tam sayılardan çok az farklı ise bu rakamları tam sayıya yuvarlayın. Bir veya daha fazla indis tam sayılı değilse, bütün indisleri tam sayı yapacak küçük bir tam sayı ile çarpın. If you know the molecular wt it is beneficial to choose that number, then only first three steps are required.

Örnek 3-5 Bir Bileşiğin Kaba ve Molekül Formüllerinin Yüzde Bileşimlerinden Bulunması Dibütil süksinat ev karıncaları ve hamam böceklerine karşı kullanılan bir böcek kovucudur. Bileşimi %65,58 C, %9,63 H ve %27,79 O’dir. Deneysel olarak bulunan molekül kütlesi 230 akb’dir. Dibütil süksinatın kaba ve molekül formüllerini bulunuz. 1.Basamak: 100,0 g örnekteki elementlerin kütlelerini belirleyiniz. Read the problem carefully Pick out the critical information Think Follow the steps to solve the problem 62,58 g C, 9,63 g H, 27,79 g O

Örnek 3-5 2.Basamak: Bütün bu kütleleri mole çeviriniz. 3.Basamak: Bulduğunuz mol sayılarına göre geçici bir formül yazınız. C5,21H9,55O1,74 4.Basamak: Geçici formüldeki her bir sayıyı en küçüğüne bölünüz. C2,99H5,49O

Örnek 3-5 5.Basamak: Bütün sayıları tam sayı yapmak için, indisleri uygun bir tamsayı ile çarpınız. Burada 2 ile çarpmamız gerekir: C5.98H10.98O2 Kaba Formülü C6H11O2’dir. 6.Basamak: Molekül formülünün belirlenmesi. Kaba formülün kütlesi 115 akb. Molekül formülün kütlesi 230 akb. Molekül formülü C12H22O4’dir. Step 5. You can multiply the rounded off one if you wish, but be careful of introducing an error If all the subscripts are within ±0.1 you are probably OK to round to the integer. Step 6: Simple multiplication is obvious here.