“Nature of the Covalent Bond” Değerlik Bağı Teorisi Valence Bond Theory “Nature of the Covalent Bond” title of book by Linus Pauling first published in 1939 dedicated to G. N. Lewis

VBT, moleküllerdeki kovalent bağlanmayı kuantum mekaniği ile izah eder. VBT, Lewis’in “atomlar arasında bağ oluşturan elektron çifleri” kavramına matematiksel yorum getirir. VBT, göre iki atomun orbitalleri örtüşürse bir kovalent bağ meydana gelir. Atom çevresindeki orbitallerin yönelmeleri geometriyi belirler ve VSEPR teorisini matematiksel olarak yorumlar.  bağı: Bağ ekseni etrafında simetrik (tek lop örtüşür) bağı: Bağ ekseni üzerinde düğüm düzlemi mevcuttur. (iki lop örtüşür)   . − − −  −

Sigma Bağı Oluşumu Two s orbitals overlap Two p orbitals overlap

Pi Bağı Oluşumu etilen asetilen

H 2 HA 1s1 HB 1s1 A (1) B (2) 1 = A(1) B(2) 2 = A(2) B(1) elektron A (1) B (2) B atomu üzerideki atom dalga fonksiyonu 1 = A(1) B(2) Kuantum mekaniğine göre elektronlar yerdeğiştirebilirler, bu durumda 1 ve 2 nin doğrusal bileşimi (linear combination) kullanılmalıdır. 2 = A(2) B(1) + = N (1 + 2) ( bağ, H-H) 3 = A(1) A(2) (iyonik H- H+) - = N (1 - 2) (karşı-bağ) 4 = B(1) B(2) (iyonik H+ H-) molekül = N [1 + 2] + (C [3 + 4]) molekül = N [kovalent + (C iyonik)] N : normalizasyon sabiti C : iyonik karakter ile ilgili katsayı

Hibritleşme (Hybridization) Hibrit orbitalleri atom orbitallerinin karışımıdır. Matemetiksel olarak uygun s, p ve d atom orbitallerinin doğrusal bileşimi şeklinde ifade edilir. Doğrusal sp hibrit orbitalleri The 1/2 normalizasyon katsayılarıdır.

Üçgen düzlem sp2 hibrit orbitalleri B* (sp2)

dörtyüzlü sp3 hibrit orbitalleri C C* sp3 C* (sp3)

üçgen çiftpiramit sp3d hibrit orbitalleri Bu orbitaller iki farklı setten oluşur. (sp2) Ekvator konumu s px py (pd) pz dz2 Eksen konumu Eksen konumundaki bağlar, ekvator konumundan daha uzundur.

PCl5 P* (sp3d) 3d F 2s 2p F F 2s 2p 2s 2p F 2s 2p F 2s 2p

ClF3 3s 3p Cl 3d Cl* F 2s 2p F 2s 2p F 2s 2p “Hypervalent molecules”

C2H4 ClNO N Cl O C H 3 tane sp2 hibrit orbitali pz orbitali  bağı

NO3- 2s 2p N N+ O 2s 2p O- 2s 2p O- 2s 2p

[Ne] CCl4 CO2 SCl4 sp3 Cl Cl Cl Cl 1s sp 2p O O O O s bonds p bonds sp3d 3d [Ne] SCl4 F F F F

Bazı Hibrit Türleri Koordinasyon sayısı Geometri Hibrit Doğrusal Açısal Üçgen düzlem Üçgen piramit Dörtyüzlü Karedüzlem Üçgen çiftpiramit Dörtgen piramit Beşgen düzlem Sekizyüzlü Üçgen pirizma Üçgen antiprizma sp, pd, sd sd sp3, p2d pd2 sp3, sd3 p2d2, sp2d sp3d, spd3 sp2d2, sd4, pd4, p3d2 p2d3 sp3d2 spd4, pd5 p3d3 2 3 4 5 6

Glisin 3 sp O H sp2 •• H N C C •• O H H H •• sp3 sp3

sp3 3 p orbitals s orbital x x y y z z

x y z x y z

4 sp3 orbitals x y z

H 4 sp3 orbitals x C H y H z H

s + px + py = 3 sp2 orbitals Pz orbital

H O C H

H C O H

s + px = 2 sp orbitals Py orbital Pz orbital

N C

C N

C N

C N

H C N

Molekül Modelleri Molecular Models