OKTET KURALINDAN SAPMALAR Oktet kuralinin bozuldugu durumlar: 1. Tek sayili elektronu olan yapilar da 2. Molekul icinde oktet’i eksik olan bir atomda 3. Molekul icinde oktet’ten fazla elektrona sahip atomlarda 1. Tek sayili elektronu olan yapilar: (oktet boslugu bulunan atomlar) Azot monoksit icin Lewis yapisi nedir (NO)? 1. Toplam valens elektronu: 6+5=11 2. Iskelet yapisi: 3. Uc atomu oktet’e tamamla 4. Kalan 3 elektronu merkez atoma yerlestir 5. Eger katli bag olusturmaya kalkilirsa, ikili bagda azot 7, uclu bagda ise 9 elektrona sahip olur. Azot monoksit de gercekte azot 7 elektrona sahiptir.

OKTET KURALINDAN SAPMALAR Tek sayida elektronu olan kararli yapilarin sayisi oldukca azdir. Bir ya da daha fazla sayida eslesmemis elektronlari olan ve adina serbest radikaller denen molekul parcaciklariyla daha cok karsilasilir. Serbest radikallerin formulleri, eslesmemis elektronu belirtmek amaci ile bir nokta ile birlikte yazilir. (.CH3, .OH) 2. Oktet bosluguna sahip (sekizden az elektron ile cevrili atomlar) ozellikle 4’ten daha az elektronu bulunan bir atom, bunlari kovalent bag olusturmak uzere ortaklasa kullanirsa, okteti saglayamayacaktir. IIA grubundan Be ve IIIA grubundan B tasiyan kovalent bilesikler en cok rastlanan orneklerdir. Ornek: BF3 1. Total elektron sayisi: (3x7) + 3 = 24 elektron +1 -1

3. Oktet fazlasi bulunan atomlar: Elektron okteti, 2 3. Oktet fazlasi bulunan atomlar: Elektron okteti, 2. periyot elementleri tarafindan asilamaz (Li, Be, B, C, N, O ve F), butun bilesiklerinde sekiz elektron ile cevrilidir. Fakat, 3., 4., 5. ve 6. periyot elementleri, sekizden fazla elektron ile, cogunlukla 10 elektron veya 12 elektron ile cevrili olabilir. Cunku, 3. periyotta d-alt tabakasinin varligindan dolayi degerlik tabakasi (ns2np6nd10) 18 elektrona kadar doldurulabilir. Ornekler; PCl5, SF6, ICl3, SiF6-2

Soru: ICl4-1 de merkez atom I’un kac valens elektronu vardir? 1. 7 + (4x7) + 1 = 36 elektron 2. 3. 4. 5. Cevap : 12

MOLEKULLERIN BICIMLERI Lewis yapisinin bize verdigi bilgiler: Baglantilar , valens elektronlari, bag karakteri hakkinda bilgi verir. Bununla birlikte molekulun sekli konusunda hic bir bilgi vermez. Bir molekulun seklini bilmemiz icin iki nicelige ihtiyacimiz vardir: -Bag acilari; baglari gosteren komsu dogru cizgiler arasindaki acidir. -Bag uzunluklari; baglanmis atomlarin cekirdekleri arasindaki mesafedir. CCl4 icin: C-Cl bag uzunlugu: 1.78Å ; Cl-C-Cl bag acisi: 109.5°

Iki atomlu bir molekulun tek bagi vardir ve bag acisi yoktur Iki atomlu bir molekulun tek bagi vardir ve bag acisi yoktur. Bu nedenle butun iki atomlu molekuller dogrusaldir. Uc atomlu bir molekulun iki bagi ve bir bag acisi vardir. Eger bag acisi 180o ise molekul dogrusaldir. Bunun disinda herhangi bir bag acisi icin uc atomlu molekule acisal, bukuk veya “V” seklinde diyebiliriz. Asagida degisik molekul bicimleri gosterilmektedir. dogrusal Bukuk (acisal) T- seklinde Ucgen piramit dortyuzlu Ucgen bipiramit sekizyuzlu Ucgen duzlemsel Kare duzlemsel

Degerlik Kabugu Elektron Cifti Itmesi (VSEPR) Kurami Ister kimyasal bag (baglayici ciftler) isterse ortaklanmamis (bag yapmayan cift) halde olsun, elektron ciftleri birbirini iter. Elektron ciftleri, atom etrafinda itmeyi en aza indirecek sekilde yonlenirler. Bunun sonucunda molekullerin kendine ozgu geometrik sekilleri olusur. A Ortaklanmamis Elektronlar Elektron grubu Geometrisi Molekul geometrisi E 109.5o X CH4 (AX4) NH3 (AX3E) H2O (AX2E2)

Itmeyi en aza indirecek sekilde merkez atom uzerindeki elektronlar duzenlendiginde: Degerlik kabugunda iki elektron cifti olanlar dogrusal Uc elektron cifti bulunanlar ucgen duzlemsel Dort elektron cifti tasiyanlar dortyuzlu Bes elektron cifti bulunduranlar ucgen bipiramit Alti elektron grubu tasiyanlar sekiz yuzlu geometriye sahiptirler. (Kitap Cizelge 11-1 bak)

Degerlik Kabugu Elektron Cifti Itmesi (VSEPR) Kurami-Devam Molekul geometrisi, sadece butun elektronlar baglayici ise elektron grubu geometrisi ile aynidir. Bu durum VSEPR gosteriminde AXn seklindedir. Iki elektron ciftinin birbirine yaklasmaya zorlanmasi, aralarindaki itmeyi artirir. Iki elektron cifti arasindaki itme 90o’lik acida, 120o ya da 180o ye gore daha fazladir. Ortaklanmamis elektron ciftleri baglayici elektron ciftlerine gore daha cok yer kaplarlar. Buna bagli olarak baga girmeyen iki elektron cifti arasindaki itme, iki baglayici cift arasindakine gore daha buyuktur. Siralama su sekildedir: ortaklanmamis-ortaklanmamis > ortaklanmamis-baglayici > baglayici-baglayici VSEPR kuramindan hareketle molekul biciminin belirlenmesi: Molekul yada cok atomlu iyonun uygun Lewis yapisini yaziniz. Merkez atom etrafgindaki elektron gruplarinin sayisini ve bunlarin baglayici cift veya ortaklanmamis elektron gruplari olduklarini belirleyiniz. Merkez atom etrafindaki elektron grubu geometrisini dogrusal, ucgen duzlem, dortyuzlu, ucgen bipiramit ya da sekizyuzlu olarak saptayiniz. Merkez atom etrafindaki diger atom cekirdeklerinin olusturdugu molekul geometrisini, verilen cizelgelerden hareketle belirleyiniz. Soru: Asagidaki molekul ve iyonlarin sekillerini bulunuz. BeBr2, SCl2, PCl3, GaI3, ICl4-1, SF4, SnCl2, I3-1

Molekul Bicimleri ve Dipol Momentler HF molekulunde F atomu H’den daha elektronegatif oldugu icin, elektronlar F atomu etrafinda daha cok bulunur ve HF molekulu polar bir molekuldur. Polar bir kovalent bagda, yuk dagilimindaki farklilik dipol moment, m, ile verilir. Dipol moment yuk (d) ve uzakligin (d) carpimidir. m= d d Eger bu carpim 3.34 x 10-30 kulon.metre (C.m) ise dipol moment 1 debye, D, dir. Elektronegatiflik olcegini gelistiren Pauling, bag dipol momentini, bagin kismi iyonik karakterini bulmak icin kullanmistir. Bir bagin dipol momenti, bagin tamamen iyonik oldugu ve iyonlarin bir elktron yuku tasidiklari kabul edilerek hesaplanir. Bag, tamamen kovalent ise dipol moment 0’dir. Bagin gozlenen (olculen) dipol momentinin hesaplanan dipol momente orani, bagin kismi iyonik karakterini verir. Ornek: H-Cl kovalent polar bir bilesiktir. Bag uzunlugu 1.27Å ise, ve bag tamamen iyonik iken d =1.60 x 10-19 C ise molekulun dipol momenti nedir? m= d d = (1.60 x 10-19 C) x (1.27 x 10-10 m) = 2.03 x 10-29 C m m = 2.03 x 10-29 C m (1 debye/3.33 x 10-30) = 6.10 debye Bu molekul icin olculen deger ise 1.08 debye. Bunun sebebi molekulun kovalent olup iyonik bir bilesik olmamasidir. Bu bagin kismi iyonik karakteri olculen degerin, hesaplanan degere bolunmesi ile bulunur: 1.08/6.10 = 0.18 x 100 = %18 kismi iyonik karakteri

Poliatomik molekullerin Dipol Momentleri Bilesik Bag Uzunlugu (Å) Elektronegativite farkliligi Dipol Moment (D) HF 0.92 1.9 1.82 HCl 1.27 0.9 1.08 HBr 1.41 0.7 0.82 HI 1.61 0.4 0.44 Poliatomik molekullerin Dipol Momentleri Cok atomlu molekulun dipol momenti olmasi icin, molekuldeki baglar polar olmali ve baglarin duzeni sonucu molekulde yuk dagilimi asimetrik olmalidir. Bazen baglar o sekilde duzenlenmistir ki, baglar polar oldugu halde molekul apolardir. H2O molekulu ise acisaldir ve O uzerinde iki tane ortaklanmamis elektron cifti bulunur. H2O icin net bir dipol moment vardir (1.86 D) ve polar bir molekuldur.

Poliatomik molekullerin Dipol Momentleri Genel olarak; AXn molekulunde A ve X atomlarinin elektronegatiflikleri farkli ise A-X bagi polardir. Molekulun polar olmamasi icin bag dipollerinin birbirini yok etmesi gerekir. Bu kosullari saglayan molekul sekilleri AX2 durumunda cizgisel (CO2), AX3 durumunda ucgen duzlemsel (BCl3), AX4 durumunda tetrahedron (CH4), AX5 durumunda ucgen bipiramit (PCl5) ve AX6 durumunda sekizyuzlu (SF6)’dur.

Bag Enerjileri Lewis yapisinin dogrulugunun kanitlanmasinda kullanilan bir diger ozellik de bag enerjisidir. Bag enerjisi ve uzunlugu bagin katliligi ile dogrudan orantilidir. Katlilik ne kadar artarsa, bag o kadar kisa ve bag enerjisi de o kadar fazladir. Eger atomlar kovalent bag yapacak sekilde birlesirse, enerji salinir ve bu bagin ayrismasi sirasinda da ayni miktarda enerji sogurulur. Bag ayrisma enerjisi, D, gaz halindeki bilesiklerde bir mol kovalent bagi koparmak icin gerekli enerji miktaridir (kJ/mol). D(Cl-Cl) = Cl-Cl bagini koparmak icin gerekli olan enerjiyi ifade etmektedir Metan molekulunde birbirine esdeger 4 tane C-H bagi vardir. D(C-H) degeri, metan molekulundeki C-H baglarini koparmak icin gerekli enerji 4’e bolunerek hesaplanabilir. D(C-H) = (1660/4) kJ/mol = 415 kJ/mol

Bazi baglarin ortalama bag enerjisi: (Kitaptan cizelge 11-3’e bak) Bag enerjileri ve entalpi degisimi (ΔH; bag ayrismasi) Bag (kJ/mol) C-F 485 C-Cl 328 C-Br 276 C-I 240   C-C 348 C-N 293 C-O 358 C=C 614 839 Eger bir reaksiyonun olusumu sirasinda hangi baglarin kirildigi ve hangi baglarin olustugu biliniyorsa, buradan hareketle reaksiyonun entalpi degisimi (ΔH) hesaplanabilir. ΔHtep= ΔHbag ayrismasi (kirilan baglar icin) – ΔHbag olusumu (olusan baglar icin) Kirilan bag: 1 mol Cl-Cl bagi, 1 mol C-H bagi Olusan bag: 1 mol H-Cl bag, 1 mol C-Cl bagi ΔHtep = [D(Cl-Cl) + D(C-H)] - [D(H-Cl)+D(C-Cl)] [242 kJ + 413 kJ] - [431 kJ + 328 kJ] ΔHtep = -104 kJ

Ornek: Ayrisan baglar: 6 mol C-H, 1 mol C-C, 7/2 mol O=O Olusan baglar: 4 mol C=O, 6 mol O-H ΔH = [(6*413) + (348) + (7/2*495)] - [(4*799) + (6*463)] = 4558 - 5974 ΔH = -1416 kJ (ekzotermik) Bag enerjisinin bir diger onemli kullanimi da bir tepkimenin endotermik (isi alan) veya ekzotermik (isi veren) oldugunun ongorulmesidir. Genel olarak: Zayif baglar  Kuvvetli baglar ΔH < 0 (ekzotermik) Kuvvetli baglar  Zayif baglar ΔH > 0 (endotermik)

Soru: Asagidaki molekul ve iyonlarin sekillerini bulunuz. BeBr2, SCl2, PCl3, GaI3, ICl4-1, SF4, SnCl2, I3-1 Cevap: BeBr2 = AX2, molekul sekli; dogrusal SCl2 = AX2E2, molekul sekli; V sekli (acisal) PCl3 = AX3E, molekul sekli; ucgen piramit Gal3 = AX3, molekul sekli; ucgen duzlem ICl4-1 = AX4E2, molekul sekli; kare duzlem SF4 = AX4E, molekul sekli; ucgen bipiramit SnCl2 = AX2E, molekul sekli; V sekli I3-1 = AX2E3, molekul sekli; dogrusal