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

3-1 Molekül Bileşikler bileşikte bulunan elementleri Molekül yapısında bileşik bağımsız moleküller içeren bileşiktir ve molekülde az sayıda ametal atomları kovalent bağlarla bir arada tutulurlar. 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. Molekül Formülü: Bileşiğin gerçek formülüdür. Bazı durumlarda kaba ve molekül formülleri aynıdır. Diğer durumlarda, molekül formülü kaba formülün katlarıdır.

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

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

Molekül Kütlesi Glukoz Molekül formülü C6H12O6 Kaba formülü CH2O 6 x 12,01 + 12 x 1,01 + 6 x 16,00 Molekül Kütlesi: İzotoplarının karışımının doğal oluşumlarının kullanılması, = 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

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

Bileşiğin Yüzde Kütle Bileşiminin Hesaplanması Örnek 3.4 Bileşiğin Yüzde Kütle Bileşiminin Hesaplanması Molekül kütleyi hesaplayınız M(C2HBrClF3) = 197,38 g/mol Sonra, bir mol bileşikteki kütle oranlarını ve yüzdelerini hesaplayınız:

Örnek 3.4

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.

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. 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.

Yakma Analizi Oksijen gazı analiz edilecek örneği içeren yanma tüpünden geçer. Düzeneğin bu kısmında yüksek sıcaklık fırını vardır. Yanma ürünleri fırını terk ederken tutulurlar. Su buharı magnezyum perklorat ve CO2 gazı NaOH (Na2CO3 verir) tarafından tutulurlar. Yakmadan önce ve yakmadan sonra tutucuların kütlelerinin farkı, yakma tepkimesinde oluşan H2O ve CO2’nin kütlelerini verir.

Etanolün Yanmasının Molekül Gösterilişi Yakma Analizi Etanolün Yanmasının Molekül Gösterilişi Her bir etanol molekülü iki CO2 ve üç H2O molekülü oluşturur. Yakma işlemi aşırı oksijenli ortamda olur ve tepkime sonunda O2 molekülleri artar.

Soru 1:

Soru 2:

3-4 Yükseltgenme Basamakları Metaller elektron vermeye yatkındır. Na  Na+ + e- Ametaller elektron almaya yatkındır. Cl + e-  Cl- İndirgeyiciler Yükseltgeyiciler Yükseltgenme Basamağı: Bir atomun bileşiklerinde verdiği ya da aldığı elektron sayısını gösterir.

Yükseltgenme Basamaklarını Belirlemek İçin Gereken Kurallar Serbest element atomunun yükseltgenme basamağı (Y.B.) 0’dır. Tüm atomların yükseltgenme basamaklarının toplamı; Serbest atomlar, moleküller ve formül birimleri gibi nötür türlerde 0’dır. Bir iyonda iyonun yüküne eşittir. Grup 1 metallerinin bileşiklerinde Y.B. +1 ve Grup 2 metallerinin ise +2’dir. Bileşiklerinde florun Y.B. daima -1’dir.

Yükseltgenme Basamaklarını Belirlemek İçin Gereken Kurallar Bileşiklerinde hidrojenin Y.B. genellikle +1’dir. Bileşiklerinde oksijenin Y.B. genellikle –2’dir. Metallerle yaptığı ikili bileşiklerde: Halojenlerin Y.B. –1, Grup 16 elementlerinin Y.B. –2 ve Grup 15 elementlerinin Y.B. –3’tür.

Yükseltgenme Basamaklarının Belirlenmesi Örnek 3-7 Yükseltgenme Basamaklarının Belirlenmesi Aşağıda altı çizilmiş elementlerin Y.B.’larını bulunuz ? a) P4; b) Al2O3; c) MnO4- ; d) NaH P4 elementtir. P’nin Y.B. = 0 Al2O3: O –2’dir. O3 –6’dır. (+6)/2=(+3), Al’nin Y.B. = +3. MnO4-: net Y.B. = -1, O4 –8’dir. Mn’nin Y.B. = +7. NaH: net Y.B. = 0, Na’un Y.B. = +1’dir ve H’nin Y.B.= -1.

İyonik Bileşikler Al2O3 Al3+ O2- CaBr2 Ca2+ Br- Na2CO3 Na+ CO32- 2 x +3 = +6 3 x -2 = -6 Al2O3 Al3+ O2- 1 x +2 = +2 2 x -1 = -2 CaBr2 Ca2+ Br- 1 x +2 = +2 1 x -2 = -2 Na2CO3 Na+ CO32-

Kimyasal adlandırma İyonik Bileşikler BaCl2 Baryum klorür K2O Genellikle metal + ametal Anyon (ametal), “ür” ya da “it” eki alır BaCl2 Baryum klorür K2O Potasyum oksit Mg(OH)2 magnezyum hydroksit KNO3 potasyum nitrat

Geçiş metallerin iyonik bileşikleri Geçiş metalleri birden fazla değerlik alabilirler. FeCl2 2 Cl- -2 , Fe is +2 Demir (II) klorür FeCl3 3 Cl- -3 , Fe is +3 Demir (III) klorür Cr2S3 3 S-2 -6 , Cr is +3 (6/2) Krom (III) sülfür

Karbür adı aynı zamanda C22- anyonu içinde kullanılır. Çok Rastlanan Bazı Tek Atomlu Anyonların ‘ür’ Adlandırması ve Periyodik Çizelgedeki Yerleri Karbür Nitrür Oksit Florür Silisür Fosfür Sülfür Klorür Selenür Bromür Telürür İyodür Karbür adı aynı zamanda C22- anyonu içinde kullanılır.

Bazı Yaygın Tek atomlu katyonların Adlandırılması Lityum Li+ Krom (II) Cr+2 Sodyum Na+ Krom (III) Cr+3 Potasyum K+ Demir (II) Fe+2 Magnezyum Mg+2 Demir (III) Fe+3 Kalsiyum Ca+2 Kobalt (II) Co+2 Stronsiyum Sr+2 Kobalt (III) Co+3 Baryum Ba+2 Bakır (I) Cu+ Aluminyum Al+3 Bakır (II) Cu+2 Çinko Zn+2 Civa (I) Hg2+2 Gümüş Ag+ Civa (II) Hg+2 Rubidyum Rb+ Kalay (II) Kalay (IV) Sn+2 Sn+4 Sezyum Cs+ Kurşun (II) Kurşun (IV) Pb+2 Pb+4

Moleküler Bileşikler Ametaller veya ametaller + yarımetaller Yaygın olanlar H2O, NH3, CH4, Genellikle ametallerin ikili bileşikleridir. Bileşikteki ilk element bir tane ise ön ek kullanılmaz birden fazla ise elementin sayısı elementin adı sonra ikinci elementin sayısı elemntin adı ve sonuna ‘ür’ eki alır. Önekler

Bazı Yaygın Çok Atomlu İyonların Adlandırılması ADI FORMÜLÜ Amonyum NH4+ Nitrit NO2- Asetat CH3COO- Nitrat NO3- Karbonat CO3-2 Okzalat C2O4-2 Hipoklorit ClO- Permanganat MnO4-2 Klorit ClO2- Fosfat PO4-3 Klorat ClO3- Hidrojen fosfat HPO4-2 Perklorat ClO4- Dihidrojen fosfat H2PO4- Kromat CrO4-2 Sülfit SO3-2 Dikromat Cr2O7-2 Bisülfit HSO3- Siyanür CN- Sülfat SO4-2 Hidroksit OH- Bisülfat HSO4-

Asit suda çözündüğünde hidrojen iyonları (H+) veren bir madde olarak tanımlanabilir. Örnek: HCl gaz ve HCl suda Saf madde, hidrojen klorür Suda çözünme(H3O+ ve Cl−), hidroklorik asit

Bazı Basit Yapılı Asitler Anyon Karşılık Gelen Asit Florür Hidroflorik asit Klorür Hidroklorik asit Bromür Hidrobromik asit İyodür Hidroiyodik asit Siyanür Hidrosiyanik asit

Hidrojen, oksijen ve bir diğer element içeren asitlere oksiasitler denir. HNO3 Nitrik asit H2CO3 Karbonik asit H3PO4 Fosforik asit

Oksiasitlerin ve Oksianyonların Adlandırılması H+ iyonlarının Oksianyon Oksiasit tümünün çıkarılması per—ik asit per--at Temel alınan, -ik asit -at -öz asit -it hipo--öz asit hipo--it

Oksianyonlar adı verilen oksi asit anyonları aşağıdaki kurallara göre adlandırılır: 1. “-ik” asitten bütün hidrojen atomları çıkarıldığında, anyonun adı “-at” ile sonlandırılarak adlandırılır. 2. “-öz” asitten bütün hidrojen atomları çıkarıldığında, anyonun adı “-it” ile sonlandırılarak adlandırılır. 3. Asitten bir yada daha çok hidrojen çıkarıldığında oluşan anyon adı, anyonda kaç hidrojen olduğunu belirterek adlandırılır. Örnek: H2PO4- dihidrojen fosfat HPO4 2- hidrojen fosfat PO43- fosfat

Oksi Asitlerin Ve Oksi Anyonların Adlandırılması Perklorik asit Perklorat klorik asit klorat Kloröz asit klorit Hipokloröz asit Hipoklorit

Baz, suda çözündüğünde hidroksit iyonları (OH-) veren bir madde olarak tanımlanabilir. NaOH Sodyum hidroksit KOH Potasyum hidroksit Ba(OH)2 Baryum hidroksit

Baryum klorür dihidrat Hidratlar, bileşiklerinde belli sayıda su molekülü bulunan bileşiklerdir. BaCl2•2H2O Baryum klorür dihidrat LiCl•H2O lityum klorür monohidrat MgSO4•7H2O magnezyum sülfat heptahidrat Sr(NO3)2 •4H2O stronsiyum nitrat tetrahidrat CuSO4•5H2O CuSO4

Soru 1:

Soru 2: