Kimyasal Bağlar- İzomeri

Kimyasal Bağlar Pek çok elementin atomları başka atomlara bağlanarak daha kompleks yeni moleküller oluştururlar. Birden fazla atomu ve ya iyonu bir arada tutan çekim kuvvetine KİMYASAL BAĞ denir.

İki veya daha fazla atomun elektronlarının yeniden düzenlenmesi sırasında meydana gelen kimyasal bağlarla birbirlerine bağlanmaları sonucunda moleküller ortaya çıkarlar

Birbirinden uzakta ve serbest halde bulunan atomların elektronları yalnız çekirdeğin çekim gücü altındadır. Birbiriyle bağ yapabilen iki atom, molekül oluşturmak için bir araya geldiğinde elektronlar heriki atomun çekirdek ve elektronlarının etkisi altına girer. Karşılıklı etkileşimler sonucu atomlar yeniden düzenlenme ile kararlı yapıya dönüşür.

Bununla beraber iki atom birbirine daha fazla yakınlaşırsa çok güçlü olarak birbirini iter. Van der Waals itmesi: bir molekülün olası konformasyonlarını sınırlamada rol oynar.

Elektriksel çekim kuvvetlerinin etkisi ile birbirlerine yaklaşan iki atom, birbirlerine göre en kararlı oldukları uzaklıkta bağ oluştururlar.

Kimyasal bağlar beşe ayrılır: İyonik bağlar Kovalent bağlar Koordine kovalent bağlar Hidrojen bağları Van der Waals bağları

1. İyonik bağ Atomlar, elektron kazanarak ya da kaybederek iyon adı verilen yüklü parçacıkları oluştururlar. Bir veya daha fazla elektronun bir atomdan tamamen ayrılıp diğer bir atoma geçmesi sonucu oluşan pozitif ve negatif yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik çekim kuvvetinden ileri gelen bağlanmaya iyonik bağ=elektrokovalent bağlanma adı verilir.

Bağ oluşumunda etkili olan güç zıt elektrik yüklü taneciklerin birbirini çekmesidir. Zıt yüklü Na+ ve Cl- iyonlarının elektrostatik olarak birbirlerini çekmeleri sonucu NaCl kayatuzu minerali oluşur.

İyonik bağ oldukça kuvvetlidir İyonik bağ oldukça kuvvetlidir. İyonik kristallerin; orta sertlikleri, orta erime noktaları, orta mukavemetleri, zayıf elektrik ve ısı iletkenlikleri karakteristiktir. İyonik kristallerde: -iyonların göreceli büyüklükleri -iyonlar arasındaki yük dengesi önemlidir.

Kovalent bağlar Elektronların her iki atom tarafından ortaklaşa kullanılması ile oluşan bağdır. İyonlaşma enerjileri veya elektronlara ilgileri birbirlerine eşit yada çok yakın atomların yada aynı tür atomların meydana getirdikleri moleküller arasında oluşur.

Kovalent bağ

Ortaklaşa kullanılan elektron her iki atom tarafından eşit kuvvetle çekiliyorsa ortak kullanılan elektron tam ortadadır, bu bağa polar olmayan (apolar, H2, N2, O2) kovalent bağ denir.

Kovalent bağda ortak kullanılan elektron elektronegativitesi fazla olan atoma daha yakın olursa oluşan bağ polar kovalent bağdır.

Kovalent bağlar çok kuvvetli bağlardır. Bu bağların koparılması için yaklaşık 50-110 kkal/ml enerji gereklidir. İyonik bağlar zayıf bağlardır. 5 kal/mol enerji ile kopabilir.

3- Koordine kovalent bağlar Kovalent bağlı bir bileşikte atomlardan biri kendi elektronlarını değil diğerinin iki elektronunu ortaklaşa kullanarak bir bağ oluşturabilir. Nitrometan.

H O H-C-N H O Okla gösterilen koordine kovalent bağda azotun 2 elektronu oksijen tarafından ortaklaşa kullanılırken, azot oksijenin hiçbir elektronunu kullanmaz.

Amonyum H H : : H:N: +H+ H:N:H : : H H Koordine kovalent bağ Koordine kovalent bağla oluşan bileşikler hem yüksüz(NH4), hem yüklü(NH3) olabilir. Amonyum H H : : H:N: +H+ H:N:H : : H H Koordine kovalent bağ

3- Hidrojen bağları Bu bağda bir H atomu O ve N gibi iki elektronegatif atom arasındadır ve bunlardan birine kovalent bağ ile diğerine ise elktrostatik çekim kuvveti ile bağlanmıştır. Oluşan üç atom düz bir doğrultuda ise oluşan H bağı en güçlü yapıdadır.

-N H……….O- Kovalent Hidrojen bağı bağ

4- Van der Waals bağları Hidrofobik bağ adı verilen bu bağ polar olmayan moleküller arasında gözlenir Molekülün taşıdığı elektronlar hareket halindeki bir bulut halinde düşünülürse çok kısa bir süre için elektron bulutu öyle bir duruma gelir ki geçici olarak molekülün bir tarafı (-) bir tarafı (+) yükle yüklenir.

Aynı durum diğer moleküllerde de meydana gelir Aynı durum diğer moleküllerde de meydana gelir. Bir molekülün (-) tarafı diğer molekülün (+) tarafınca çekilir. Çok kısa mesafelerde herhangi iki atom arasında sürekli yer değiştiren elektrik yükleri sebebiyle zayıf bağlanma meydana gelir.

İzomeri Organik bir bileşikteki elementleri ve bunların sayılarını gösteren formüle o bileşiğin kaba formülü denir. Kimyada yapıları farklı olan birçok bileşiği aynı kaba formülle göstermek mümkündür.

Aynı sayıda C ve H ihtiva eden 2 bütan vardır. CH3-CH2-CH2-CH3 N-bütan H CH3-C-CH3 CH3 izobütan

C2H6 kaba formülü ile ifade edilen tamamen farklı yapıda bileşikler de vardır. CH3-O-CH3 CH3-CH2-OH Dimetil eter Etil alkol

Aynı kaba formüle sahip, farklı yapıdaki bileşiklere İZOMER denir. Binlerce bileşiğin meydana gelebilmesine neden olur. Yapı İzomerleri: Konstitüsyon izomerisi Yer İzomeri: Stereoizomeri

Yapı İzomerleri Molekülü meydana getiren atomların farklı şekillerde düzenlenişi ile o molekülün yapısı meydana gelir. Bunlar aynı molekül formülüne sahip ancak yapıları(konstitüsyonları) farklı olan bileşiklerdir.

3 grupta toplanır: A- Zincir izomerisi: n- bütan, izobütan örneğinde olduğu gibi aynı kaba formülle ifade edilebilen aynı bileşiğin molekül formülünde farklılık vardır. Dallanma meydana gelmiştir. CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 N-pentan CH3 H CH3-C-CH3 CH3-C-CH2-CH3 CH3 CH3 Neopentan izopentan

B- Durum İzomerisi: Aynı molekül formülü ile ile ifade edilebilen fakat taşıdıkları aynı fonksiyonel grupların yerleri farklı olan bileşikler. CH3-CH2-CH=CH2 büten 1 CH3-CH=CH-CH3 büten 2

C3H8O CH3 CHOH izopropil alkol CH3-CH2-CH2-OH n-propil alkol

C- Fonksiyonel grup izomerisi: Aynı molekül formül ile ifade edilen farklı fonksiyonel grup içeren bileşiklerdir. C2H6O CH3-O-CH3 CH3-CH2-OH Dimetil eter Etilalkol

2- Yer izomerleri(Stereoizomerler) Aynı molekül formülünü, ve aynı yapı formülünü ihtiva eden bileşiklerde görülen izomeridir. Bu bileşiklerde molekülü oluşturan atom veya atom gruplarının uzaydaki düzenlenme şekline konfigürasyon denir.

Yer izomerlerinin yapıları aynı uzaydaki düzenlenmeleri farklıdır Yer izomerlerinin yapıları aynı uzaydaki düzenlenmeleri farklıdır. Molekülün uzaydaki konfigürasyonu iki şekilde farklı olabilir. 1- Molekülün simetrisi farklı olabilir: Moleküldeki simetri farkından doğan izomeriye geometrik izomeri adı verilir. CH3 CH3 H3C H C=C C=C H H H CH3 Cis-2 büten trans-2 büten

Aynı yapı formülü ile ifade edilebilen iki farklı büten 2 vardır Aynı yapı formülü ile ifade edilebilen iki farklı büten 2 vardır. Normal şartlar altında bu izomerlerin fiziksel özellikleri tamamen farklıdır. Moleküllerindeki belirli grupları molekül düzleminin aynı tarafındaysa Cis-şekli; farklı taraflarındaysa trans-şekli denir. Cis-büten2 transbüten 2 nin geometrik izomeridir.

2- Melekülün asimetrisi farklı olabilir: Bundan dolayı oluşan izomeriye optikizomeri denir. Asimetrik izomerler polarize ışığın yönünü değiştirirler. Bunun dışındaki tüm özellikleri aynıdır. Molekülde asimetri simetri elementlerine göre aynı yapının tekrarlanmasından ileri gelir.

En çok rastlanan optik izomeri asimetrik C atomundan meydana gelen izomeridir. Asimetrik C atomu 4 bağında farklı substituent içeren C atomudur. C* ile gösterilir.

CH3 H-C-OH CH3 COOH OH-C-H D(+)laktika sit COOH L(-) laktikasit Polarize ışığın yönünü sağa çeviren optik izomere (+); sola çevirene (-) şekilleri denir. CH3 H-C-OH COOH D(+)laktika sit CH3 OH-C-H COOH L(-) laktikasit

Konformasyon izomerisi: doymuş bileşiklerde görülen diğer bir yer izomerisi konformasyon izomerisidir. Konformasyon bir molekül yapısının atomlarının dönme ve bükülmesi sonucu uzayda farklı şekilde düzenlenmeleridir.

Konformasyon izomerisinde bir bağ olmaksızın tek bağ etrafında dönme ve bükülme ile birbirine çevrilebilen izomerler meydana gelir. Parfin, sikloparafin Konformasyon izomerleri arasında hareketli bir denge vardır. Normal şartlar altında birbirlerine kolayca dönüşebilirler. Geometrik ve optik izomerleri ele geçtiği halde, konformasyon izomerleri ayrılmaz.

FONKSİYONEL GRUPLAR Fonksiyonel gruplar, bir organik moleküle spesifik kimyasal özelliklerini veren atom veya atom gruplarıdırlar. alkan alken alkin alkilhalid alkol aldehit keton amin karboksilik asit amid

anhidrid epoksit ester eter nitril nitroalkan Tiyol (sülfhidril) aren

Sorular Fonksiyonel grup nedir? Örnek veriniz Molekül nedir? Kimyasal bağ nedir? Kaça ayrılır? İzomeri nedir? Atom numarası, Kütle numarası, element, atom kelimelerini tanımlayınız. İyonik bağ nedir? C atomunun bildiğiniz önemli özelliklerini yazınız Doymuş ve doymamış bileşik nedir? Stereoizomeri nedir? Hidrojen bağı nedir?