ATOMLAR ARASI BAĞLANTILAR: ÖZELLIKLERI VE TÜRLERI - KIMYA - 2024

Atomlar arası bağ atomları arasında formları molekülleri üretmek için kimyasal bağdır. Günümüz bilim adamları genellikle elektronların çekirdek etrafında dönmediği konusunda hemfikir olsalar da, tarih boyunca her elektronun ayrı bir kabukta bir atomun çekirdeği etrafında döndüğü düşünülüyordu.

Günümüzde bilim adamları, elektronların atomun belirli alanlarının üzerinde gezindikleri ve yörüngeler oluşturmadıkları sonucuna varmışlardır, ancak yine de değerlik kabuğu elektronların varlığını tanımlamak için hala kullanılmaktadır.

Şekil 1: Kimyasal bağlar yoluyla birbirleriyle etkileşime giren atomlar.

Linus Pauling, Sir Isaac Newton, Étienne François Geoffroy, Edward Frankland ve özellikle Gilbert N. Lewis'ten fikir topladığı "Kimyasal Bağlamanın Doğası" kitabını yazarak modern kimyasal bağ anlayışına katkıda bulundu.

İçinde kuantum mekaniğinin fiziğini, kimyasal bağlar yapıldığında meydana gelen elektronik etkileşimlerin kimyasal doğasıyla ilişkilendirdi.

Pauling'in çalışması, gerçek iyonik bağların ve kovalent bağların bir bağ spektrumunun uçlarında bulunduğunu ve çoğu kimyasal bağın bu uç noktalar arasında sınıflandırıldığını belirlemeye odaklandı.

Pauling ayrıca, bağda yer alan atomların elektronegatifliği tarafından yönetilen bağ tipi kayan bir ölçek geliştirdi.

Pauling'in modern kimyasal bağ anlayışımıza muazzam katkıları, "kimyasal bağın doğasına ilişkin araştırma ve karmaşık maddelerin yapısını aydınlatmak için uygulanması" nedeniyle 1954 Nobel Ödülü'ne layık görülmesine yol açtı.

Canlılar atomlardan oluşur, ancak çoğu durumda bu atomlar tek tek yüzmezler. Bunun yerine, normalde diğer atomlarla (veya atom gruplarıyla) etkileşime girerler.

Örneğin, atomlar güçlü bağlarla bağlanabilir ve moleküller veya kristaller halinde organize edilebilir. Veya kendileriyle çarpışan diğer atomlarla geçici, zayıf bağlar oluşturabilirler.

Hem molekülleri bağlayan güçlü bağlar hem de geçici bağlantılar oluşturan zayıf bağlar, vücudumuzun kimyası ve yaşamın kendisinin varlığı için gereklidir.

Atomlar kendilerini mümkün olan en kararlı modellerde düzenleme eğilimindedir, bu da onların en dıştaki elektron yörüngelerini tamamlama veya doldurma eğiliminde oldukları anlamına gelir.

Bunu yapmak için diğer atomlarla bağlanırlar. Moleküller olarak bilinen koleksiyonlarda atomları bir arada tutan kuvvet, kimyasal bağ olarak bilinir.

Atomlar arası kimyasal bağ türleri

Metalik bağ

Metalik bağ, atomları saf bir metalik maddede bir arada tutan kuvvettir. Böyle bir katı, sıkıca paketlenmiş atomlardan oluşur.

Çoğu durumda, metal atomlarının her birinin en dıştaki elektron kabuğu, çok sayıda komşu atomla çakışır. Sonuç olarak, değerlik elektronları sürekli olarak atomdan atoma hareket eder ve herhangi bir özel atom çiftiyle ilişkilendirilmez.

Şekil 2: bir metalik bağın resmi

Metaller, elektriği iletme yeteneği, düşük iyonlaşma enerjisi ve düşük elektronegatiflik gibi benzersiz birkaç özelliğe sahiptir (bu nedenle elektronları kolayca bırakırlar, yani katyonlardır).

Fiziksel özellikleri arasında parlak (parlak) bir görünüm bulunur, yumuşak ve sünektirler. Metallerin kristal bir yapısı vardır. Bununla birlikte, metaller ayrıca dövülebilir ve sünektir.

1900'lerde Paul Drüde, metalleri atom çekirdeği (atom çekirdeği = pozitif çekirdek + iç elektron kabuğu) ve değerlik elektronlarının bir karışımı olarak modelleyerek elektron denizi teorisini ortaya çıkardı.

Bu modelde, değerlik elektronları serbesttir, yerelleştirilmiştir, hareketlidir ve herhangi bir belirli atomla ilişkili değildir.

İyonik bağ

İyonik bağlar doğası gereği elektrostatiktir. Pozitif yüklü bir elementin bir negatif yüklü ile birlikte kulombik etkileşimlerle birleşmesiyle oluşurlar.

Düşük iyonlaşma enerjisine sahip elementler, elektronları kolayca kaybetme eğilimindeyken, elektron afinitesi yüksek elementler, iyonik bağları oluşturan sırasıyla katyonlar ve anyonlar üreterek kazanma eğilimindedirler.

İyonik bağlar gösteren bileşikler, pozitif ve negatif yüklü iyonların birbirine yakın salınım yaptığı iyonik kristaller oluşturur, ancak pozitif ve negatif iyonlar arasında her zaman doğrudan 1-1 bir korelasyon yoktur.

İyonik bağlar tipik olarak hidrojenasyon veya bir bileşiğe su ilavesiyle kırılabilir.

İyonik bağlarla bir arada tutulan maddeler (sodyum klorür gibi), su içinde çözüldüğünde olduğu gibi, üzerlerine bir dış kuvvet etki ettiğinde genellikle gerçek yüklü iyonlara ayrılabilir.

Dahası, katı formda, tek tek atomlar tek bir komşuya çekilmez, bunun yerine her atomun çekirdeği ile komşu valans elektronları arasındaki elektrostatik etkileşimlerle birbirlerine çekilen dev ağlar oluşturur.

Komşu atomlar arasındaki çekici kuvvet, iyonik katılara iyonik kafes olarak bilinen son derece düzenli bir yapı verir; burada zıt yüklü parçacıklar, sıkı bir şekilde bağlanmış sert bir yapı oluşturmak için birbirleriyle hizalanır.

Şekil 3: sodyum klorür kristali

Kovalent bağ

Kovalent bağ, elektron çiftleri atomlar tarafından paylaşıldığında meydana gelir. Atomlar, tam bir elektron kabuğu oluşturarak daha fazla stabilite elde etmek için diğer atomlarla kovalent olarak bağlanacaktır.

Atomlar, en dıştaki (değerlik) elektronlarını paylaşarak, dış kabuklarını elektronlarla doldurabilir ve kararlılık kazanabilir.

Şekil 4: Azot molekülünün kovalent bağının Lewis diyagramı

Atomların kovalent bağlar oluşturduklarında elektronları paylaştıkları söylense de, genellikle elektronları eşit olarak paylaşmazlar. Ancak aynı elementin iki atomu kovalent bir bağ oluşturduğunda, paylaşılan elektronlar aslında atomlar arasında eşit olarak paylaşılır.

Farklı elementlerin atomları kovalent bağlanma yoluyla elektronları paylaştığında, elektron en yüksek elektronegatifliğe sahip atoma doğru çekilerek polar bir kovalent bağla sonuçlanır.

İyonik bileşiklerle karşılaştırıldığında, kovalent bileşikler genellikle daha düşük bir erime ve kaynama noktasına sahiptir ve suda çözünme eğilimi daha azdır.

Kovalent bileşikler gaz, sıvı veya katı halde olabilir ve elektrik veya ısıyı iyi iletmez.

Hidrojen bağları

Şekil 5: İki su molekülü arasındaki hidrojen bağları

Hidrojen bağları veya hidrojen bağları, bir elektronegatif elemana bağlı bir hidrojen atomu ile başka bir elektronegatif eleman arasındaki zayıf etkileşimlerdir.

Hidrojen içeren bir polar kovalent bağda (örneğin, bir su molekülündeki bir OH bağı), hidrojenin hafif bir pozitif yükü olacaktır çünkü bağ elektronları diğer elemente doğru daha güçlü çekilir.

Bu hafif pozitif yük nedeniyle, hidrojen komşu negatif yüklere çekilecektir.

Van der Waals'a bağlantılar

Gazlarda, sıvılaştırılmış ve katılaşmış gazlarda ve hemen hemen tüm organik ve katı sıvılarda nötr molekülleri birbirlerine çeken nispeten zayıf elektrik kuvvetleridir.

Kuvvetlerin adı, 1873'te gerçek gazların özelliklerini açıklamak için bir teori geliştirirken bu moleküller arası kuvvetleri ilk kez öne süren Hollandalı fizikçi Johannes Diderik van der Waals'tan geliyor.

Van der Waals kuvvetleri, moleküller arasındaki moleküller arası kuvvetlerin çekiciliğini tanımlamak için kullanılan genel bir terimdir.

Van der Waals kuvvetlerinin iki sınıfı vardır: zayıf ve daha güçlü çift kutuplu kuvvetler olan Londra Saçılma Kuvvetleri.

Referanslar

1. Anthony Capri, AD (2003). Kimyasal Bağlanma: Kimyasal Bağın Doğası. Visionlearning visionlearning.com'dan alındı
2. Camy Fung, NM (2015, 11 Ağustos). Kovalent bağlar. Chem.libretexts chem.libretexts.org adresinden alınmıştır.
3. Clark, J. (2017, 25 Şubat). Metalik bağlayıcı. Chem.libretexts chem.libretexts.org adresinden alınmıştır.
4. Encyclopædia Britannica. (2016, 4 Nisan). Metalik bağ. Britannica britannica.com'dan alınmıştır.
5. Encyclopædia Britannica. (2016, 16 Mart). Van der Waals kuvvetleri. Britannica britannica.com adresinden alınmıştır
6. Kathryn Rashe, LP (2017, 11 Mart). Van der Waals Kuvvetleri. Chem.libretexts chem.libretexts.org'dan alınmıştır.
7. Khan, S. (SF). Kimyasal bağlar. Khanacademy khanacademy.org sitesinden alınmıştır.
8. Martinez, E. (2017, 24 Nisan). Atomik Bağ nedir? Sciencing sciencing.com sitesinden alınmıştır.
9. Wyzant, Inc. (SF). Bağlar. Wyzant wyzant.com'dan alınmıştır.