BÖLÜM 2: BAĞLAR ve ÖZELLİKLER Değinelecek konular... • Atomlar neden bağ yapıyorlar? • Kaç farklı bağ çeşidi vardır? • Bağ yapısına göre özellikler nasıl değişiyor?

Atom Yapısı atom – elektronlar – 9.11 x 10-31 kg  protonlar nötronlar atom numarası = atom çekirdeğindeki proton sayısı = nötr durum için elektron sayısı   A [=] atomsal kütle birimi = akb = 1/12 mass of 12C   Atomsal kütle = 6.023 x 1023 molekül ya da atomun ağ.   1 amu/atom = 1gr/mol C 12.011 H 1.008 vs. } 1.67 x 10-27 kg

Atom Yapısı Değerlik elektronları aşağıdaki özelliklerin hepsini belirler. Kimyasal Elektrik Termal Optik

Periyodik Tablo • Sütunlar: Benzer değerlik (Valans) Yapısı 1e verir Soy gaz 1e alır 2e alır O Se Te Po At I Br He Ne Ar Kr Xe Rn F Cl S Li Be H Na Mg Ba Cs Ra Fr Ca K Sc Sr Rb Y Adapted from Fig. 2.6, Callister 7e. Elektropozitif elementer: Electron vererek + iyona dönüşmeye meyilli. Elektronegatif elementler: Elektron alarak – iyona dönüşmeye meyilli.

Elektronegatiflik • 0.7 ile 4.0 arasında değişir, • değeri büyük olan: elektron alma ister. Daha düşük elektronegatiflik Daha yüksek elektronegatiflik Adapted from Fig. 2.7, Callister 7e. (Fig. 2.7 is adapted from Linus Pauling, The Nature of the Chemical Bond, 3rd edition, Copyright 1939 and 1940, 3rd edition. Copyright 1960 by Cornell University.

İyonik bağ – metal + ametal elektron elektron verir alır   Elektronegatiflikleri oldukça farklı  olmalı ör: MgO Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 O 1s2 2s2 2p4 [Ne] 3s2  Mg2+ 1s2 2s2 2p6 O2- 1s2 2s2 2p6 [Ne] [Ne]

İyonik Bağ - + • + ve – iyonlar arasında oluşur. • elektron transferi gerçekleşir. • elektronegatiflikleri arasında büyük fark bulunması gerekir. • Örnek: NaCl Na (metal) kararsız Cl (ametal) elektron + - Kulomb Çekimi Na (katyon) kararlı Cl (anyon)

İyonik Bağ Enerji – minimum enerji en kararlı EN = EÇ + Eİ çekme ve itme bileşenleri arasında enerji dengesi EN = EÇ + Eİ Çekme Enerjisi EÇ Net enerji EN İtme enerjisi Eİ Atomlar arası mesafe r Fig. 2.8(b), Callister 7e. ‘den uyarlanmıştır

Örnekler: İyonik Bağ • Seramik malzemelerde ağırlıklı olarak bulunur NaCl MgO Give up electrons Acquire electrons CaF 2 CsCl Adapted from Fig. 2.7, Callister 7e. (Fig. 2.7 is adapted from Linus Pauling, The Nature of the Chemical Bond, 3rd edition, Copyright 1939 and 1940, 3rd edition. Copyright 1960 by Cornell University.

Kovalent Bağ benzer elektronegatiflik  elektronlar paylaşılır Bağlar değerliğe göre oluşur – bağlar s & p yörüngelerinde gerçekleşir Örnek: CH4 Karbon atomu tarafından paylaşılan elektron Hidrojen atomu H C CH 4 C: 4 değerlik e- var, 4 taneye H: 1 değerlik e-var, 1 fazlaya ihtiyacı var Elektronegatiflikleri birbirine yakın. Adapted from Fig. 2.10, Callister 7e.

Birincil Bağ Metalik Bağ -- delocalized as electron cloud İyonik-Kovalent Karışık Bağ % iyonik karakter =   XA & XB Pauling elektronegatiflik değeri %) 100 ( x Ex: MgO XMg = 1.3 XO = 3.5

İKİNCİL BAĞ + - dipoller arası etkileşim sonucu oluşur • Dalgalanan dipoller asimetrik elektron bulutu + - ikincil bağ H 2 ör: Sıvı H Adapted from Fig. 2.13, Callister 7e. • Kalıcı dipoller-molekülden kaynaklanan + - -genel olarak: ikincil bağ Adapted from Fig. 2.14, Callister 7e. Cl Cl -ör: sıvı HCl ikincil H H bağ secondary bonding -ör: polimer İkincil bağ

Özet: Bağ Tür Bağ Enerjisi Açıklama İyonik Yüksek Yönden bağımsız (seramikler) kovalent yüksek-Elmas Yöne bağlı (yarıiletkenler, seramikler polimer zincirleri) düşük-Bizmut Metalik Yüksek-Tungsten düşük-Cıva Yönden bağımsız (metaller) İkincil En düşük Yöne bağımlı Zincirler arası (polimer) Moleküller arası

Bağdan kaynaklanan Özellikler: Te • Bağ mesafesi, r • Melting Temperature, Te r o Enerji r • Bağ enerjisi, Eo Eo = “bağ enerjisi” Enerji r o zorlanmamış mesafe DüşükTe Yüksek Te Eo büyükseTe de büyüktür.

Bağdan kaynaklanan özellikler: a • ısıl genleşme katsayısı, a Isıl genleşme katsayısı D L uzunluk, o unheated, T 1 ısınmış, T 2 D L = a ( T - T ) 2 1 L o • a ~ ro göre simetri r o küçük a büyük a Enerji Zorlanmamış mesafe Eo Eo küçükse a büyüktür

Özet: Birincil Bağlar Ceramikler Yüksek Bağ Enerjisi Metaller yüksek Te yüksek E küçük a (iyonik & kovalent bağ): Metaller Variable bond energy ortaTe orta E orta a (Metalik bağ): Polimerler Yöne bağımlı özellikler İkincil bağlar belirleyici düşük Te düşük E büyük a (kovalent & İkincil): secondary bonding