KONU 12: Kimyasal Bağlar - II: Chemistry 140 Fall 2002 Genel Kimya Principles and Modern Applications Petrucci • Harwood • Herring 8th Edition KONU 12: Kimyasal Bağlar - II: Philip Dutton University of Windsor, Canada N9B 3P4 Prentice-Hall © 2002     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ Thermochemistry branch of chemistry concerned with heat effects accompanying chemical reactions. Direct and indirect measurement of heat. Answer practical questions: why is natural gas a better fuel than coal, and why do fats have higher energy value than carbohydrates and protiens. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 Chemistry 140 Fall 2002 İÇİNDEKİLER Δ δ σ  → ║ │ π τ t ζ α β ω ψ Ψ Ω Ω Χ υ Ψ λ λ ε ε η μ μ ω ψ ∑ ½ ¼ ¾ ∆│║ α β γ δ ε λ √ ~ η μ π υ φ ψ  √‾       — ∞ √«»¼½¾|~‾‾ + Δ δ σ   →   ║ │ | π τ t ζ α β γ δ ε λ υ φ ω ψ η μ Ω ∞ ~ ∑ ½ ¼ ¾ √       ****** 12 KİMYASAL BAĞ-II :BAĞ KURAMLARI 435 ****** 12-1 BİR BAĞ KURAMI NASIL OLMALIDIR? 436 12-2 DEĞERLİK BAĞ (VALENS BAĞ) (DB=VB) KURAMINA GİRİŞ 437 12-3 ATOM ORBİTALLERİNİN MELEZLEŞMESİ 439 12-4 KATLI KOVALENT BAĞLAR 447 12-5 MOLEKÜL ORBİTAL (MO) KURAMI 451 12-6 DELOKALİZE ELEKTRONLAR (BENZEN) 460 12-7 METALLERDE BAĞ OLUŞUMU 464 ÖZEL KONU Fotoelektron Spektroskopisi Lewis theory has shortcomings. It does not explain conduction or semiconductors. More sophisticated approaches are required. Hybridization. Molecular orbitals from atomic orbitals. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

11-1 KİMYASAL BAĞ : BAĞ OLUŞUMU Chemistry 140 Fall 2002 11-1 KİMYASAL BAĞ : BAĞ OLUŞUMU Bağ oluşumu Potensiyel Energi Diyagramı 2 Atomun birbirine etki etmediği mesafede etkileme etkisi (çekim ) sıfırdır. 2 atom birbirini etkileyince potansiyel enerjide 2 değişim oluşur, itmelerin etkili olduğu halde enerji devamlı yükselir (ANTİBAĞ TESİRLERİ), çekmelerin etkili olduğu halde enerji devamlı düşer (BAĞ TESİRLERİ). Potansiyel Enerjinin minumuma ulaştığı hal en kararlı, en sağlam yapının yani bağın oluşmasına tekabül eder.Enerjinin düşme miktarı (BAĞ ENERJİSİ) dir. Bundan sonra itme tesirleri daha etkin olarak ortaya çıktığından enerji aniden yükselir. KİMYASAL BAĞ ÇEŞİTLERİ : 1-Kovalent Bağ, 2-İyonik Bağ, 3-Metalik Bağ, 4- Koordinasyon Bağları Antibağ Tesirleri Bağ Tesirleri BAĞ ENERJİSİ     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 Chemistry 140 Fall 2002 12-2 VB (Valens Bağ = Değerlik Bağ) TEORİSİ sp Hibriti oluşumu (Lineer -Doğrusal Yapı) Berilyum Orbitalleri 12-2 VB (Valens Bağ = Değerlik Bağ) TEORİSİ Atom orbitallerinin (girişimi) örtüşmesiyle kovalent bağlar oluşur. Bunun için örtüşen atom sayısı kadar yarı dolu HİBRİT orbitali oluşur. Bazan dolu orbitallerde bu Hibritleşmeye katılır fakat o zaman düzgün geometrik yapılar bozulur.     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

sp2 Hibridizasyonu ÜÇGEN YAPI oluşumu -BOR Orbitalleri Chemistry 140 Fall 2002 sp2 Hibridizasyonu ÜÇGEN YAPI oluşumu -BOR Orbitalleri Bor Orbitalleri     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

12-3 sp3 hibriti oluşumu -TETRAHEDRAL YAPI- C Orbitalleri Chemistry 140 Fall 2002 12-3 sp3 hibriti oluşumu -TETRAHEDRAL YAPI- C Orbitalleri     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 Chemistry 140 Fall 2002 Örnek 12-1 Using the Valence-Bond Method to Describe a Molecular Structure. Fosfin (PH3) molekülünü VB teoriye göre yapısı. sp3 Hibriti oluşumu (3+1) yapısı = ÜÇGEN PRAMİT (1 Bozuk Tetrahedral yapı)     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

sp3 (2+2) yapısı Açısal Yapı (H2S / H2O yapıları) Chemistry 140 Fall 2002 sp3 (2+2) yapısı Açısal Yapı (H2S / H2O yapıları)     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ Bonding atomic orbitals are shown in grey. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 Chemistry 140 Fall 2002 sp3d Hibriti ÜÇGEN-BİPRAMİDAL YAPI (P orbitalleri) sp3d2 Hibriti OKTAHEDRAL YAPI (S Orbitalleri)     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

Hibrit Orbitalleri ve VSEPR Chemistry 140 Fall 2002 Hibrit Orbitalleri ve VSEPR Uygun Lewis yapılarını yazılması. VSEPR Kurallarıyla elektron geometrisi belirlenir. Elektron grup geometrisine uygun hibrit şekli seçilir. 12-4. Çoklu Kovalent Bağlar H H Etilen ikili Bağa sahiptir ve Lewis yapısı C = C VSEPR ‘e göre 2 üçgen yapıya sahiptir. H H Δ ∇ δ π σ υ λ γ ō Ō ≡ | ǁ |│║ │     ↕ ↑↓ ≈      ➪ ➽ ➨ ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ α β ψ Ψ Ω Χ ε φ ω η μ ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 Chemistry 140 Fall 2002 Etilen C2H4, 2li Lokal π bağa sahiptir ve 2 adet üçgen yapıda M Atomu içerir ASETİLEN C2H2, 3’lü Lokal π bağa sahiptir ve VSEPR’e göre LİNEER yapılıdır.     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

12-5 MO ( Moleküler Orbital Teori) Chemistry 140 Fall 2002 12-5 MO ( Moleküler Orbital Teori) Molekülü oluşturan Elementlerin Atomik Orbitalleri, sağda olan sağa , solda olanda sola yazılır ve ortada LCAO (Linear combination of atomic orbitals) kurallarına göre birleştirilir. Ψ1= φ1+φ2 , Ψ2= φ1 - φ2     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

Hidrojen (H2) Molekül Orbitalleri Chemistry 140 Fall 2002 Hidrojen (H2) Molekül Orbitalleri     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

MO’ lerinin Basit olarak oluşturulması Chemistry 140 Fall 2002 MO’ lerinin Basit olarak oluşturulması Elementlerin AO sayısına eşit MO oluşur Oluşan MO yarısı AO’lerden daha düşük enerjili Bağ MO’leridir. Oluşan MO yarısı AO’lerden daha yüksek enerjili * işaretli Antibağ MO’leridir Pauli Ekskulizyon prensibi -Hund ve Aufbau Kurallarına göre en düşük enerjiliden en yükseğe doğru sıralanan Bağ ve Antibağ MO leri, AO’lerdeki toplam e sayısı kadar e’la en düşük enerjiliden başlayarak en yükseğe doğru doldurulur. Eş enerjili MO dolumunda Hund Kuralı uygulanır. BAĞ DERECESİ = Bağ MO e- sayısı - Antibağ MO e- /2 olur. BDH2+=(1-0)/2= ½ BDH2 = (2-0)/2 = 1 BDHe2 = (2-2)/2 = 0 BDHe2+ = (2-1)/2 = ½     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ Pauli – maximum number of e- in an MO is two Degenerate orbitals are filled singly before e- pair up . 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

İkinci Periyot Elementlerinin Molekül Orbitalleri Chemistry 140 Fall 2002 İkinci Periyot Elementlerinin Molekül Orbitalleri     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

p orbitallerinin örtüşmesi Chemistry 140 Fall 2002 p orbitallerinin örtüşmesi     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

Paramanyetik ve Diyamanyetik C2 molekülü MO Enerji Diyagramı Chemistry 140 Fall 2002 C için yanlış yapı     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ C için doğru yapı 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

2. Periyot Elementlerinin Diatomik yapıda MO Enerji Diagramı Chemistry 140 Fall 2002 2. Periyot Elementlerinin Diatomik yapıda MO Enerji Diagramı     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

Heteronükleer Diatomik Bileşiklerin MO Energi Diagramı Chemistry 140 Fall 2002 Heteronükleer Diatomik Bileşiklerin MO Energi Diagramı CN Ve=4+5=9 ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ ↑ ____ __ CN- Ve=4+5+1=10 ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ ____ __ CN+ Ve=4+5-1=8 ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ __ ____ __ BN Ve=3+5=8 ⇅ ⇅ ⇅ ⇅ __ ____ __ σ2s σ*2s π2p σ2p π2p σ*2s ⇄    ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈ ⇅  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

12-6 Delokalize π Elektronlar : Benzen’de bağ oluşumu Chemistry 140 Fall 2002 12-6 Delokalize π Elektronlar : Benzen’de bağ oluşumu Benzen Molekülünün Rezonans ve Kekule’ yapıları a) Benzenin sıra ile değişken -C=C- tek-çift bağlarının Lewis yapısı b) Benzenin iki Eşdeğer Kekule’ yapısı c)Benzenin Uzay dolgu modeli Benzendeki bağların VB’a göre gösterimi : a) Her C Atomu sp2 ve p orbitalleriyle 2’si komşu C’la, 2σ -1 π bağı, 1 H’le de 1σ bağı oluşturur. b)2p orbitallerinin yandan örtüşmesiyle 3 π bağı oluşur. Bu 3 π bağı benzen halkası içinde delokalize olduğu için molekülün altıgeni içinde daire şeklinde gösterilir.     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ ∇ ≡ | ǁ |│║ │  ↕    ≤ ≥ « » ~ ∞ ‾ + ∑√ t τ ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾    ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

Benzen’deki π bağlarının MO diyağramı Chemistry 140 Fall 2002 Benzen’deki π bağlarının MO diyağramı    ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

OZON O3 MOLEKÜLÜNÜN YAPISI Chemistry 140 Fall 2002 OZON O3 MOLEKÜLÜNÜN YAPISI O=O-O  O-O=O  O=O=O (Açı 117o) olan sp2 hibriti düzlem üçgen yapı oluşturur. Ve=18,Oe=24, Be=6, Bo=3, Bσ =L=2 , Bπ=1, Ne=12 M Atoma göre (2+1) üçgen yapı oluşur. Burada 3 O atomu aralarında 2σ + 1 π bağı oluşturur. Bu molekülde düzgün bir dağılım yaptığı için 2 O arasında 1σ + 1/2 π bağı varmış gibidir, ölçülen bağ uzunluğuda bunu gösterir.     ➪ ➽ ➨ ↑↓ ≈  δ π σ υ λ α β γ ψ μ Δ 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 12-7 METALİK BAĞ Metalik Bağ Metalik bağ esas olarak metaller arasındaki, bir ya da daha çok atomu bir arada tutan bir kimyasal bağ türüdür. Metal atomlarının valensindeki serbest elektronların kolayca paylaşılması ve yer değiştirebilmesi esasına dayanır.. Metal atomları valens bandında -dış yörüngelerinde- yüksek sayıda serbest elektron içerirler. Bunlar atomdan ayrılarak bir pozitif iyonun dev latisinin etrafını saran bir elektron zarfı, gazı oluştururlar. Negatif elektron gazı ile pozitif çekirdekler arasında oluşan elektrostatik çekim kuvvetleri metal atomlarının bir arada kalmalarını sağlar. Burada, kovalent ve iyonik bağlardaki gibi merkezi bir bağ söz konusu değildir. Metalik bağ, düzgün pozitif iyon yığını ile bu yığını kuşatan elektron gazı arasında ortaya çıkar. Metaller genellikle yüksek kaynama ve ergime noktalarına sahiptirler ve bu da atomlar arasında güçlü bir bağ olduğuna işaret eder. Metalik bağ polar değildir ve bağlanma etkileşimi içerisindeki atomlar arasında ya hiç (saf elementel metaller) elektronegatiflik farkı yoktur, ya da çok az (alaşımlar) elektronegatiflik farkı vardır. Bu etkileşimler olmadığından metal valensindeki elektronlar metal kristalinde kolayca yer değiştirebilirler. Metalik bağ, metalin dayanımı, dövülebilirliği, süneklik (eğilip-bükülebilme), ısı iletkenliği, elektrik iletkenliği ve parlaklığı gibi pek çok özelliğinin nedenidir. Metalik bağ, metal atomları veya iyonlar ile yer değiştirmiş elektronlar arasındaki elektrostatik çekimdir. Bu nedenle, atomların veya tabakaların birbiri üzerinde kayması ile dövülebilirlik ve süneklik (eğilip-bükülebilme) gibi karakteristik özellikler ortaya çıkar. Metal atomlarının en az bir valens elektronu vardır ve bu elektronu ne bir komşu atomla paylaşır ne de iyon oluşturmak üzere verirler. Bunun yerine, metal atomlarının dış enerji seviyeleri üst üste biner ve bu anlamda kovalent bağa benzerlik gösterirler. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 12-7 METALİK BAĞ Metal Bağı ● Metaller, elektrik ve ısı iletkinliklerinin yüksek olmasıyla tanınır. Basınç uygulayarak şekillendirilebilirler. Parlaktırlar, bu özellikler metal bağ türünün sonucudur. ● Serbest elektron kuramına göre, metal katılar, bir elektron denizi içerisinde bulunan katyonlardan oluşur. Böylece bir yapı metal atomlarının elektronegatifliklerinin düşük olmasından, başka bir deyişle değerlik elektronlarını yeterince çekememelerinden ileri gelmektedir. Elektron denizi değerlik elektronlarından oluşmaktadır. Katyonlar ise değerlik elektronlarını vermiş olan artı yüklü atomlardır. ● Metallerin % 60’ı yüzey merkezli küp (ymk), % 20’ı hekzagonal istif (hi), % 20’i cisim merkezli küp (cmk) yapısını oluşturur. ● Kovalent bağlar ve iyon bağlarıyla karşılaştırıldığında, metal bağlarının daha zayıf olduğu görülür. Bu elementlerin erime noktaları düşük , atomlaşma ısıları küçüktür. Toprak alkali metallerin erime noktaları daha yüksektir. Geçiş metallerinde d5 elektron dizilişine yakın Metallerin erime noktalarının (EN) yüksek, atomlaşma enerjilerinin büyük olduğu görülür. ● Çelik, lehim,tunç, pirinç (sarı),tutya gibi Alaşımlar çeşitli metallerin birbiri içinde atom mertebesinde dağılarak oluşturdukları homogen karışımlar,yani katı+katı madde çözeltileridir. İki veya daha fazla metalin eritilip karıştırılmasıyla hazırlanmış ve daha sonra soğutulmuş homogen karışımlardır. . 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 12-7 METALİK BAĞ Elektron denizi modeli M + iyonları arasında valens e’ları e-denizi gibi düzgün ve hareketli (oynak=delokalize) bir dağılım yapar. e’ların tüm yapıya ait hareketli olması metallere ısı ve elektrik iletkenliği, parlaklık, kırılmadan eğilip bükülme, tel ve levha haline gelebilme gibi özellikler kazandırır. Bir Kuvvet uygulandığında M+ iyonları yer değiştirse bile yakın çevresi değişmez. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

YARI İLETKENLER (Semiconductors) Chemistry 140 Fall 2002 YARI İLETKENLER (Semiconductors) Yarı iletkenliği değerlik-iletkenlik bandları arasındaki enerji farkı oluşturur.CdS’de bu aralık sabit olup (İÇSEL yarı iletken) beyaz ışık etkidiğinde e’lar iletkenlik bandına uyarılırlar, bunun için mor ışığı absorbe ederler ve göze mor ışığı eksik tamamlayıcı sarı renkte gözükür.GaAs ve PbS’de bu enerji farkı çok küçük olup bunlar görünür bölgenin tüm ışığını absorpladıkları için göze siyah görünürler. Si/Ge gibi IVA grubu yarı iletkenlerde dolu değerlik bandı ile boş iletkenlik bandı arasında küçük enerji farkı dışardan eklenen safsızlıklarla aşılabilir (DIŞSAL yarı iletken).Bunun için Si’a VA grubundan (P gibi) bir kirletici konursa, P’un donor e yüzeyi iletkenlik bandının altında olduğu için P e verici (dönor) olup P’un 4 Valens e Si ile bağ yapar 5.e ise çevreden aldığı ısı ile Si’un iletkenlik bandına atlar. Böylece n-tipi (negatif) yarı iletkenler oluşur. Si/Ge gibi IVA grubu yarı iletkenleri IIIA grubuyla (Al gibi) kirletilirse Al’un enerji düzeyi Si’un üzeride olduğu için burada Al e-akseptör (alıcı) olur ve Al’un 3 valens e’nu Si’un 3e ile bağ yapar. Si’un 4.e’nu alıcı Al’a atlar ve Al- iyonu oluşturur. Bu ise değerlik bandında pozitif bir deliğe neden olur.Bunlara da p-tipi (pozitif) yarı iletkenler denir. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

Si yarı iletkenli Fotovoltaik Güneş Pili Chemistry 140 Fall 2002 Si yarı iletkenli Fotovoltaik Güneş Pili Si yarı iletkeninin kullanıldığı bir güneş pilinde ince bir p-tipi yarı iletken tabakası ile n-tipi yarı iletken kavşak denilen bölge de temas ettirilir. Burada kavşaktan geçen e sayısının ve pozitif delik sayısının az olması istenir, aksi halde bir yük ayrılması oluşur. P-tipi yarı iletkende kavşağı geçen pozitif delikler hareketsiz Al- iyonlarından uzaklaşmış olur. Aynı şekilde n-tipi yarı iletkende de kavşağı geçen e’lar hareketsiz P+ iyonlarından uzaklaşırırlar. Eğer p-tipi yarı iletkene bir ışık düşerse değerlik e’ları derhal iletkenlik bandına çıkar ve değerlik bandında pozitif delikler oluşur. İletken e’lar kolayca kavşağı geçebildiklerinden n-tipi yarı iletkene atlar bu hareket bir elektrik (elektron) akımı meydana getirir. E’lar lamba tel vs gibi almaç ve iletkenlerden sonra tekrar p-tipi yarı iletkene döner ve buradaki pozitif delikleri doldururlar.Daha çok ışık soğurulması daha çok iletken e ve daha çok pozitif delik oluşturacağından güneş piline gelen ışınlarla kullanılabilir elektrik enerjisi üretilmiş olur. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

General Chemistry: Chapter 12 KRİSTAL KUSURLARI KRİSTALLERDE DÜZENSİZLİK : A) NOKTA KUSURLARI ● Kristal bütününde değil yalnızca belirli noktalarda görülür. Bu nedenle nokta kusurları olarak bilinirler. Schotty ve Frenkel kusurları olmak üzere İki tür nokta kristal kusuru vardır. 1. SCHOTTY KUSURU: İdeal kristallerde bulunması gereken yerde tanecik yoktur. Eğer madde bir iyonik kristal ise, bazı konumlarda iyon yoktur. Kristalin herhangi bir bölgesinde bir iyonun bulunmaması elektrik yükü dengesini bozar. Başka bir bölgede karşıt yüklü bir iyonun da yok olması gerekir. Bir noktada bir iyonun bulunmaması, çevredeki iyonların konumlarının bozulmasına neden olur. Merkezdeki çekici güç kaybolduğundan bu iyonlar birbirinden uzaklaşır ve boşluğu büyültürler. Bileşiğin toplam stokiyometrisinde değişiklik olmaz. 2. FRENKEL KUSURU: Daha çok yarıçapı büyük anyonlar ve yarıçapı küçük katyonlardan oluşan kristallerde görülür. Çünkü katyonlar küreler arası boşluğa kolaylıkla kayabilir. Düzensizlik, kristalin başka bir bölgesinde karşıt bir düzensizlikle dengelenir. Bileşiğin toplam stokiyometrisinde herhangi bir değişiklik olmaz. ● B) Örgünün daha geniş bir bölgesinde yayılmış düzensizlikler: 1. DÜZLEM KAYMA : Örgünün bir kısmı, geri kalan kısmına göre bir düzlem boyunca kaymıştır. 2. BURGU KAYMA : Kristal yüzeydeki kayma bir vidanın yivlerinde olduğu gibi dönerek devam eder. 3. KİRLİLİK KUSURU 4A grubu elementleri Si ve Ge’un 3A ve 5A grubuyla kirletilmesiyle ortaya çıkar ve bu kusur dolayısıyla n ve p tipi yarı iletkenler oluşur. ● Kristallerde düzensizlik katı hal difüzyonunu kolaylaştırır. Katı içinde atomlar kristal düzensizliğinden yararlanarak bir bölgeden diğerine gidebilir. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

ÖZEL KONU: FOTOELEKTRON SPEKTROSKOPİSİ Chemistry 140 Fall 2002 ÖZEL KONU: FOTOELEKTRON SPEKTROSKOPİSİ Fotoelektrik olaya benzer şekilde fotonlar bir metale değilde bir gaz numuneye etkirse fotonların enerjisi moleküldeki dolu olan orbitallerin enerjisinden fazla ise buradan ölçülebilecek bir Ek ile e’lar fırlamasına neden olur. Düşük enerjili uyarmalar için uyarılmış He+’nın yaydığı fotonlar (2104 kJ) yeterliyse de daha yüksek enerjili uyarmalar için uyarılmış Mg’dan elde edilen (11900 kJ) fotonlar, daha da yüksek enerjiye ihtiyaç olduğunda ise X-ışınları (75000kJ) kullanılır. 1.Grafikte Ne’un orta şiddette uyarılmasıyla 2p ve 2s orbitali e’larına ait pikler elde edilir (1s için daha şiddetli uyarmaya ihtiyaç var) . 2.grafik N2, 3. Grafik ise CO in molekül yapılarını gösteren spektrumlardır. MO enerji diyagramlarının bu deneysel verilere uyması için daha iyi teorilere ve açıklamalara ihtiyaç duyulur. 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12

12. Konuda Çözülmesi tavsiye edilen problemler Konunun iyice anlaşılabilmesi için öncelikle konu içinde yer alan çözümlü örnekler ve benzerleri iyice öğrenilmeli ayrıca konunun arkasında yer alan numaraları aşağıda verilen sorular çözülmelidir. Sahife 472-477 deki yapılması tavsiye edilen sorular 1, 3, 8, 10, 16, 29, 33, 39, 45, 59, 68, 72, 76 17 Kasım 2018 Cumartesi17 Kasım 2018 CumartesiPrentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 12