KOVALENT BAĞLAR
Hidrojenin ametallerle ya da ametallerin kendi aralarında elektronlarını ortaklaşa kullanarak oluşturulan bağa
kovalent bağ denir.
a. Apolar Kovalet Bağ
Kutupsuz bağ, yani (+), (-) kutbu yoktur.
İ;İki hidrojen atomu elektronları ortaklaşa kullanarak bağ oluştururlar.
şeklinde gösterilir. İki arasındaki bağ H—H şeklinde gösterilir ve H
2 şeklinde yazılır.
Aynı cins atomlar arasındaki bağ apolar kovalent bağdır.
b. Polar Kovalent Bağlar
Farklı ametaller arasında oluşan bağa
polar kovalent (kutuplu)
bağ diyoruz.
Elektronlar iki atom arasında eşit olarak paylaşılmadığından kutuplaşma oluşur ve buna
polar kovalent bağ denir. Bu polarlığı HF molekülü ile açıklamaya çalışalım:
Hidrojen ve Flor elektron ortaklığı ile bileşik oluşturmuş durumdadır. Florun elektron alması yani elektronu kendisine çekme gücü hidrojenden daha fazla olduğundan elektron kısmen de olsa Flor tarafındadır. Dolayısıyle Flor kısmen (-), Hidrojen ise kısmen (+) yüklenmiş olur. Bu olaya
kutuplaşma, bu tür bağa
polar kovalent bağ denir.
KOVALENT BİLEŞİKLER
Ametal atomlarının elektronları çekme istekleri birbirine yakın olduğundan atomlar arasında elektron alış-verişi olmaz.Atomlar elektronlarını ortaklaşa kullanırlar.İşte ametal atomlar arasında elektron ortaklaşması ile oluşan bağa kovalent bağ denir.Örneğin iki hidrojen atomu birer elektronlarını ortaklaşa kullanarak H2 molekülünü oluştururlar. Bu şekilde aynı periyottaki soy gaz olan helyuma benzemeye çalışır ve dublet kuralına uyarlar.
Atomlar arasındaki bir çift elektron – yüklü olduğundan bir mıknatıs gibi davranarak + yüklü iki atom çekirdeğini bir arada tutar:
H2O molekülünde de hidrojen ve oksijen atomları ametal olduğundan elektronları ortaklaşa kullanarak bir H2O molekülünü oluştururlar.Böylece oksijen atomu son yörüngesinde 8 elektron bulundurarak oktede ulaşır.Hidrojen atomları ise tek yörüngelerini 2 ye tamamlayarak dublete ulaşır:
Oksijen atomunun son katmanında 6 elektron vardır.2 oksijen atomu 2 şer elektronlarını ortaklaşa kullanarak son katmanlarını 8 elektrona tamamlayarak oktede ulaşırlar:
Bir iyonik bileşik olan MgF2 de ise ortadaki Mg atomu 2 elektronunu birer birer F atomlarına vermiş ve kendisi Mg2+ iyonuna dönüşmüş (12 proton 10 elektron) ve son katmanında 8 elektron kalmıştır.F atomları ise birer elektron alarak F- iyonu haline geçmiştir(9 proton 10 elektron).Atomlar son tabakalarındaki elektron sayılarını sekize tamamlayarak oktede ulaşmıştır.(Elektronların ortaklaşa kullanılmadığına dikkat ediniz.)
MOLEKÜL OLUŞUMUNUN LEWİS YAPISI İLE GÖSTERİLMESİ
Kovalent bağı oluşturan yani bağ yapımında kullanılan elektronlara bağlayıcı elektron çifti, kovalent bağ oluşumuna katılmayan elektronlara da ortaklanmamış elektron çifti denir.A grubu atomlarının Lewis yapıları yazılırken gup numarasına eşit sayıda nokta kullanılır:
|
IA
|
IIA
|
IIIA
|
IVA
|
VA
|
VIA
|
VIIA
|
VIIIA
|
|
1 bağ
|
2 bağ
|
3 bağ
|
4 bağ
|
3 bağ
|
2 bağ
|
1 bağ
|
-
|
Tek kovalent bağlar:
Tablada görüldüğü gibi atomlar tek değerlik elektronu sayısı kadar bağ yaparlar.Örneğin hidrojen atomlarından (H) hidrojen molekülü (H2) oluşurken tek kovalent bağ yaparlar.
Klor atomlarından (Cl) klor molekülü (Cl2) oluşurken de tek kovalent bağ oluşur.
H2O molekülünün oluşması: (O + 2H → H2O)
CH4 molekülünün oluşması: (C + 4H → CH4)
HCl molekülünün oluşması: (H + Cl → HCl)
Çok katlı kovalent bağlar:
Oksijen atomlarında iki tane tek elektron vardır.O halde oksijen atomları iki bağ yaparlar.İki oksijen atomu birleşerek O2 molekülünü oluştururken ikili kovalent bağ yapar:
Azot atomlarında üç tane tek elektron vardır.O halde azot atomları üçlü bağ yaparlar.İki azot atomu (N) birleşerek azot molekülünü (N2 ) oluştururken üçlü kovalent bağ meydana gelir. (N + N → N2)
CO2 molekülünün oluşması: (C + 2 O → CO2)
C2H6 molekülünün oluşması: (C + 6 H → C2H6)
C2H4 molekülünün oluşması: (C + 4 H → C2H4)
C2H2 molekülünün oluşması: (C + 2 H → C2H2)
Başka bağ oluşur mu?
Bir moleküldeki atomlar ortaklaşmamış (tek) elektronlarının tamamını bağ yapımında kullandıklarında başka bağ oluşturamazlar.Yukarıdaki moleküllerin hepsinde atomlar tek elektronlarını bağ yapımında kullandıklarından başka bağ yapamazlar.Bu nedenle kovalent bağlı bileşikler ve elementlerin çoğu molekül adı verilen bağımsız taneciklerden (birimlerden) oluşur.
Kovalent bağlı maddelerin molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri iyonik bağa göre daha zayıftır.Bu nedenle kovalent bağlı maddelerin erime ve kaynama noktaları daha düşüktür.Oda koşullarında çoğu gaz veya sıvı halde
bulunurlar.
Örnek: 5B , 6C, 7N, 8O, 1H atomlarından oluşan
Yapılarından hangisi ya da hangileri başka bağ oluşturabilir (moleküllü yapıda değildir)?
Çözüm:
Bu atomların Lewis elektron nokta yapıları şeklindedir.C atomu 4 tane tek noktasından birini bağ oluşumunda kullanmamış,diğerleri tek noktalarının hepsini bağ oluşumunda kullanmıştır.O halde II. Madde bir bağ daha yapabilir.Moleküllü yapıda değil, iyonu halindedir.
Bağ elektronlarını sahiplenme :
Periyodik cetvelde aynı periyotta bulunan (eşit sayıda elektron katmanına sahip olan) atomlarda proton sayısı (atom numarası) arttıkça bağlayıcı elektronları çekme kuvveti de artar.Örneğin; 6C,7N,8O ve 9F atomlarının bağ elektronlarını sahiplenme sırası şu şekilde belirlenir:
Görüldüğü gibi tüm atomlar ikişer katmanlıdır. Protonlar birer mıknatıs gibi elektronları çekerler. O halde proton (mıknatıs) sayısı fazla olan atom elektronları daha çok çektiğinden bağ elektronlarını sahiplenme sırası F>O>N>C şeklindedir.
Periyodik cetvelde bir grupta yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe (katman sayısı arttıkça) elektronlar atom çekirdeğinden (mıknatıslardan) uzaklaşacağından bağ elektronlarını sahiplenme eğilimi azalır. Örneğin; 7A grubuna bulunan 9F, 17Cl, 35Br ve 53I atomlarının bağ elektronlarını sahiplenme sırası:
I>Br>Cl>F şeklinde olacaktır.
Moleküllerde polarlık:
İki atomlu (diatomik) moleküllerde atomlar birbirinin aynı ise (H2,O2,N2,F2,Cl2,Br2 …) bağ elektronlarını eşit şekilde çekeceğinden (+) ve (-) yük merkezleri atom çekirdeklerini birleştiren doğrunun ortasında bulunur.Molekülde bir kutuplanma olmaz.Bağ ve molekül apolar (kutupsuz) olur.
İki atom birbirinden farklı ise (HCl,HBr,HI…) atomların elektron çekme istekleri de farklı olur.Bağ elektronlarını daha çok sahiplenen atom yani flor (-) yüke,hidrojen ise (+) yüke sahip olur.Bağ ve molekül polar (kutuplu) olur.
CO2 molekülünde C ve O atomları arasındaki bağlar polar olduğu halde oksijen atomlar bağ elektronlarını her iki taraftan eşit şekilde çekeceğinden (+) ve (-) yük merkezleri üst üste biner (bileşke kuvvet sıfır olur) ve molekül apolar olur.
Diğer önemli moleküllerde atomlar arasındaki bağların ve molekülün bütününün polarlığı tablodaki gibidir.
|
Molekül
|
Molekülün polarlığı
|
|
N2
|
Apolar
|
|
H2O
|
Polar
|
|
HF
|
Polar
|
|
CH4
|
Apolar
|
|
C2H2
|
Apolar
|
|
C2H4
|
Apolar
|
|
C2H6
|
Apolar
|
|
CS2
|
Apolar
|
Polarlık,moleküller arası etkileşim ve çözünme:
Polar moleküller arasındaki etkileşim (+) ve (-) yüklerin birbirini çekmesi nedeniyle apolar moleküllere göre daha güçlüdür.Bu nedenle bu moleküller arsındaki çekim kuvvetini yenip maddeyi kaynatmak için daha çok enerji vermek gerekir,zor buharlaşırlar ve buhar basınçları küçük olur.Uçuculukları da apolar maddelere göre daha azdır.
Kimyada benzer benzeri çözer kuralı vardır.Polarlık yönü birbirine benzeyenler birbirlerini daha iyi çözerler.Yani polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler ise apolar çözücülerde daha çok çözünürler.Su polar olduğundan HCl gibi polar maddeleri daha iyi çözerken CH4 gibi apolar maddeleri çözmesi beklenmez.
