9. SINIF KİMYA 24 MART-04 NİSAN

3. Ünite Kimyasal Türler Arası Etkileşimler Konu Başlıkları 1. Kimyasal Türler ve Etkileşimleri a) Kimyasal Bağ Nedir? b) Bağların Sınıflandırılması - Bağ Enerjisinin Büyüklüğüne Göre (Güçlü ve Zayıf Etkileşimler) - Bağın Oluşum Mekanizmasına Göre (İyonik, Kovalent, Metalik Bağlar) 2. Güçlü Etkileşimler

Bu ünitede kavrayacaklarınız Kimyasal tür Elektrostatik çekim Bağ enerjisi İyonik bağ Orbital örtüşmesi Kovalent bağ Koordinasyon bağı Polarlık Dipol moment Metalik bağ Van der Walls bağı Dipol-dipol bağı İndüklenmiş dipol Hidrojen bağı

Konu Başlıkları 1. Kimyasal Türler 2. Kimyasal Türler Arasındaki Etkileşimler 3. Kimyasal Bağların Oluşum Mekanizması 4. Güçlü ve Zayıf Bağların Oluşması ve Kopması

3.1.2 Kimyasal Türler Arasındaki Etkileşimler Bu konunun anlaşılması için , birkaç deneyle işe başlayalım. Gerekli malzemeler: K metali, eritme kabı, ısıtıcı, Cl2 gazı bulunan kap. Deney-1 Deneyin yapılışı: a) Oda sıcaklığında bir miktar potasyum metali alınıyor. b) Alınan potasyum metali uygun bir kapta erime noktasına kadar ısıtılıyor. c) Eritilen potasyum metali klor gazı bulunduran kabın içine boşaltılıyor. d) Beyaz renkli KCl kristalleri elde ediliyor. Sonuç: Metal ametal arasında iyonik bağ oluşmuştur.

Deney-2 Gerekli malzemeler: Deney tüpleri, Pb+2 I- iyonlarının çözeltileri. Deneyin yapılışı: a) iki ayrı deney tüpünde Pb+2 ve I- içeren çözeltiler hazırlanıyor. b) Pb+2 içeren çözelti ile I- içeren çözeltiler karıştırılıyor. c) Sarı renkli PbI2 katısı elde ediliyor. Sonuç : Farklı yüklü iyonlar birbirlerini çekerek, etkileşirler.

Sonuç: Asitle bazlarla tepkimeye girerek tuzları oluştururlar. Deney-3 Gerekli malzemeler: Uzun cam boru, bir miktar pamuk, NH3 ve HCl çözeltileri. Deneyin yapılışı: a) Bir parça pamuğa birkaç damla NH3 alınıyor. b) Başka bir parça pamuğa da birkaç damla HCl alınıyor. c) NH3 ve HCl damlatılmış pamuklar cam borunun uçlarına aynı anda kapatılıyor. Cam boruda NH4CI'ün beyaz bir halka oluşturduğu görülüyor. Sonuç: Asitle bazlarla tepkimeye girerek tuzları oluştururlar.

3.1.3 Kimyasal Bağların Oluşum Mekanizması Elektrostatik Çekim: Sadece 2 cins elektrik yükü vardır. Bunlar, + ve – elektrik yükleridir. Bu elektrik yüklerine durgun elektrik ya da elektro statik denir. Aynı cins elektrik yükleri bir birlerini iterken, farklı cins elektrik yükleri bir birlerini çekerler. Bu itme ve çekme kuvvetine elektro statik kuvvet denir. Zıt cins yüklü cisimler birbirlerini çekerler. Bu durumda da cisimler birbirlerine zıt yönde kuvvet uygularlar. Fakat bu kuvvetler çekme yönündedirler. Yüksüz cisimler ise birbirlerine kuvvet uygulayamadıkları için, ne iter, ne de çekerler. Cisimlerin yükleri “q1” ve “q2” aralarındaki uzaklık “r” ise, birbirlerine uyguladıkları itme ya da çekme kuvveti, bağıntısından bulunur.

3.1.3 Kimyasal Bağların Oluşum Mekanizması

3.1.3 Kimyasal Bağların Oluşum Mekanizması Birbirinden çok uzakta bulunan iki bağımsız kimyasal tür, birbirine yaklaştığında türlerin elektron bulutları ve çekirdekleri arasında çeşitli elektrostatik etkileşimler meydana gelir. Birbirine yaklaşan iki bağımsız kimyasal türün elektron bulutları ve çekirdekleri arasında meydana gelen elektrostatik çekme ve itme kuvvetleri şekilde gösterilmiştir. Negatif yüklü elektronlar birbirini iter. Pozitif yüklü çekirdekler birbirini iter. 3. Pozitif yüklü çekirdekler komşu kimyasal türün elektronlarını çeker.

Güçlü ve Zayıf Etkileşimler Aynı anda gerçekleşen etkileşimler karşılaştırıldığında çekme kuvvetlerinin aşırı baskın olduğu durumlarda güçlü etkileşimler oluşur. Güçlü etkileşimlere kimyasal bağ da denir. (Metalik bağ hakkında kesin bir birliktelik yoktur.) Çekme-itme kuvvetleri farkının küçük olduğu durumlarda ise zayıf etkileşimler meydana gelir. Zayıf etkileşimlere fiziksel bağ da denir.

Güçlü ve Zayıf Etkileşimler Güçlü Etkileşimler 1. iyonik Bağlar 2. Kovalent Bağlar 3. Metalik Bağlar Zayıf Etkileşimler 1. Van der Waals bağları a. Dipol-dipol bağları b. İyon-dipol bağları c. İndüklenmiş dipol bağlar i. lyon-indüklenmiş dipol bağları ii. Dipol-indüklenmiş dipol bağları iii.lndüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol bağları 2. Hidrojen bağları

3.1.4 Güçlü ve Zayıf Bağların Oluşması ve Kopması Kimyasal türler arasında meydana gelen zayıf etkileşimlerin nedeni türlerin kararlı olabilmek için daha düşük enerjili durumu tercih etmesidir. Örneğin; H atomu tek elektrona sahip olduğu için kararsızdır. Kararsız durumda kalabilmesi için yüksek enerji gerekir. Başka bir H atomu ile kimyasal bağ yaparak hem kararlı hem de düşük enerjili hale gelir. Düşük enerjili hale geçerken bulunduğu ortama enerji verir. H2 molekülündeki 1 mol H-H bağını kırarak H atomlarını elde etmek istersek bu defa ortama 436 kJ enerji vermemiz gerekir.

Bağ enerjisi: Kimyasal bağ oluşurken açığa çıkan enerji, bu bağları kırmak için moleküle verilmesi gereken enerjiye eşittir. Bu enerjiye bağ enerjisi denir. Bağ enerjisi ne kadar büyükse oluşan bileşik o kadar sağlamdır. Moleküllerde iki atom arasındaki bağ sayısı arttıkça bağ uzunlukları azalır ve bağ enerjileri artar. Bağın iyon karakteri arttıkça, iyonlar arasındaki çekme kuvvetleri artacağından bağı koparmak daha çok enerji ister. İki atomlu moleküllerde 1 mol XY’nin ayrışması için gereken enerjiye molar bağ enerjisi denir.  H (g) + H (g) → H2 (g) + 436 kJ/mol  Bu tepkimeye göre, 1 mol H2 (g) molekülü atomlarından oluşurken (436 kJ) enerji açığa çıkar. Aynı koşullarda 1 mol H–H bağını kırmak için aynı miktar enerji gerekir:  H2 (g) + 436 kJ/mol → H (g) + H (g)

Ancak madde gazdan sıvıya, sıvıdan katıya geçerken düşük enerjili İki atomlu bir gaz molekülünü gaz halde nötral atomlara ayırmak için verilmesi gereken enerjiye bağ enerjisi denir. Bağ enerjisi kırılan 1 mol bağ başına kj (kilo joule) cinsinden verilir. Fiziksel değişmelerde de madde düşük enerjili durumu tercih eder. Bu nedenle katının erimesi, sıvının buharlaşması enerji isteyen değişmelerdir. Ancak madde gazdan sıvıya, sıvıdan katıya geçerken düşük enerjili hale geldiği için ortama enerji verir.

H – H (g) + F – F (g) → 2 (H – F) (g) tepkimesinde; Bağ Enerjilerinin Hesaplanması H – H (g) + F – F (g) → 2 (H – F) (g) tepkimesinde; Kırılan bağlar: H – H ve F – F bağlarıdır. Bağları kırmak için enerji veririz. Oluşan bağlar: iki H – F bağıdır. Bağ oluşunca enerji alırız. Verilen ve alınan enerjilerin farkı tepkimenin bağ entalpisini gösterir. Bağları kırmak için: 432+ 155 = 587 kJ/mol gerekir; Oluşan bağlar: İki H – F bağı oluşurken 2 x 565 = 1130 kJ/mol açığa çıkar (ekzotermik). Net Enerji: 1130 – 585 = 545 kJ/mol'dür. H2 (g) + F2 (g) → 2HF (g) + 545 kJ/mol ( ∆ H = -131 Kkal/mol )

Kimyasal Türleri Birbirinden ayrılması Kimyasal türleri birbirinden ayırmak için yaklaşık olarak 40-50 kj mol-1 veya daha yüksek enerji gerekiyorsa bu türler arasında kimyasal bağ oluştuğu kabul edilir. Zayıf etkileşimleri yenmek için ise 40 kj mol-1den daha az enerji gerekir. Kuvvetli etkileşimler Zayıf etkileşimler Kimyasal bağlar oluştuğunda veya koptuğunda yeni kimyasal türler meydana geldiği için maddenin kimliği değişir. Fiziksel bağlar oluştuğunda veya koptuğunda ise maddenin fiziksel halinde değişiklik olur ancak kimliğinde değişiklik olmaz.

Etkinlik : Aşağıda verilen değişimlerden hangileri güçlü etkileşimler, Etkinlik : Aşağıda verilen değişimlerden hangileri güçlü etkileşimler, hangilerinin zayıf etkileşimler sonucu oluştuğunu tartışınız?

Etkinlik : Aşağıda verilen değişimlerden hangileri güçlü etkileşimler, Etkinlik : Aşağıda verilen değişimlerden hangileri güçlü etkileşimler, hangilerinin zayıf etkileşimler sonucu oluştuğunu tartışınız?