Kimyasal bağ, iki veya daha fazla atom bir molekül oluşturmak üzere birleştiğinde meydana gelir. Tüm sistemlerin en düşük enerji seviyelerine ulaşmaya çalıştıkları bilimde genel bir ilkedir ve kimyasal bağlar ancak bağlı olmayan atomlarından daha az enerjiye sahip bir molekül oluşabiliyorsa gerçekleşebilir. En önemli üç bağ türü iyonik, kovalent ve metaliktir. Bütün bunlar, atomlar arasında farklı şekillerde hareket eden elektronları içerir. Çok daha zayıf olan başka bir tür de hidrojen bağıdır.
Atomik Yapı ve Özellikleri
Atomlar, eşit sayıda negatif yüklü elektronlarla çevrili pozitif yüklü protonlara sahip bir çekirdekten oluşur. Bu nedenle normalde elektriksel olarak nötrdürler. Bununla birlikte, bir atom bir veya daha fazla elektron kaybedebilir veya kazanabilir, bu da ona pozitif veya negatif bir yük verir. Birinin elektrik yükü olduğunda buna iyon denir.
Kimyasal bağda yer alan elektronlardır. Bu parçacıklar, çekirdekten artan mesafelerde hayal edilebilecek kabuklar halinde düzenlenmiştir. Genel olarak, kabuklar çekirdekten ne kadar uzaktaysa, o kadar fazla enerjiye sahiptirler. Bir kabuğu işgal edebilen elektronların sayısı sınırlıdır. Örneğin, en içteki birinci bardağın sınırı iki ve sonraki bardağın sınırı sekizdir.
Çoğu durumda, bağa katılanlar yalnızca en dış kabuktaki elektronlardır. Bunlara genellikle değerlik elektronları denir. Genel bir kural olarak, atomlar, hepsi tam dış kabuklara ulaşacak şekilde bir araya gelme eğilimindedir, çünkü bu konfigürasyonlar genellikle enerji bakımından daha düşüktür. Asil gazlar olarak bilinen bir grup element; helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radon tam bir dış kabuğa sahiptir, bu nedenle tipik olarak kimyasal bağlar oluşturmazlar. Diğer elementler genellikle elektronları diğer atomlarla bağışlayarak, kazanarak veya paylaşarak soy gaz yapısını elde etmeye çalışır.
Kimyasal bağlar bazen Lewis yapısı olarak bilinen ve Amerikalı kimyager Gilbert N. Lewis'in adını taşıyan yapıyla temsil edilir. Bir Lewis yapısında, değerlik elektronları, bir moleküldeki elementler için kimyasal sembollerin hemen dışındaki noktalarla temsil edilir. Elektronların bir atomdan diğerine nerede göç ettiğini ve atomlar arasında nerede paylaşıldığını açıkça gösterirler.
İyonik Bağ ve Özellikleri
Bu tür kimyasal bağlar, kolayca elektron veren metaller ile kolayca kabul eden ametaller arasında gerçekleşir. Metal, tamamlanmamış en dış kabuğundaki elektronları metal olmayana verir ve bu kabuğu boş bırakır, böylece alttaki dolu kabuk yeni en dış kabuğu olur. Ametal, tamamlanmamış en dış kabuğunu doldurmak için elektronları kabul eder. Bu şekilde her iki atom da tam dış kabuklara kavuşmuştur. Bu, metali pozitif yüklü ve ametali negatif yüklü tutar, bu nedenle birbirini çeken pozitif ve negatif iyonlardır.
Basit bir örnek, sodyum florürdür. Sodyum, en dışta bir değerlik elektronu bulunan üç kabuğa sahiptir. Flor, en dışta yedi elektron bulunan iki kabuğa sahiptir. Sodyum, değerlik elektronunu flor atomuna bağışlar, böylece sodyum artık iki tam kabuğa ve bir pozitif yüke sahipken, florin iki tam kabuğa ve bir negatif yüke sahiptir. Ortaya çıkan molekül sodyum florür elektriksel çekimle birbirine bağlanan tam dış kabuklara sahip iki atomdan oluşur.
Kovalent Bağ ve Özellikleri
Ametallerin atomları, genel enerji seviyelerini düşürecek şekilde elektronları paylaşarak birbirine bağlanır. Bu genellikle, birleştirildiğinde hepsinin tam dış kabuklara sahip olduğu anlamına gelir. Basit bir örnek verecek olursak, hidrojenin ilk ve tek kabuğunda yalnızca bir elektron vardır ve tam bir kabuk eksiktir. İki hidrojen atomu, her ikisinin de tam bir dış kabuğa sahip olduğu bir molekül oluşturmak için elektronlarını paylaşabilir.
Atomların birbirine nasıl bağlandığı genellikle sahip oldukları elektron sayısından tahmin edilebilir. Örneğin, karbonun altı vardır, yani ilk kabuğu iki ve en dıştaki dörttür, yani tam bir dış kabuğa göre dört eksik kalır. Oksijenin dış zarfında sekiz ve altı tane vardır, ikisi tam bir zarfın hemen altındadır. Bir karbon atomu, iki oksijen atomu ile birleşerek karbon dioksit oluşturabilir; burada karbon, her oksijen atomuyla iki elektronunu paylaşır ve oksijen atomları da elektronlarından ikisini karbon atomuyla paylaşır. Bu şekilde, üç atomun tümü sekiz elektronlu tam dış kabuklara sahiptir.
Metalik Bağ ve Özellikleri
Bir metal parçasında değerlik elektronları aşağı yukarı serbestçe hareket edebilir ve tek tek atomlara ait değildir. Metal, hareketli, negatif yüklü elektronlarla çevrili pozitif yüklü iyonlardan oluşur. İyonların taşınması nispeten kolaydır, ancak elektronlara olan çekimlerinden dolayı ayrılması zordur. Bu, metallerin neden genellikle bükülmesinin kolay, ancak kırılmasının zor olduğunu açıklar. Elektronların hareketliliği, metallerin neden elektriği iyi ilettiklerini de açıklar.
Hidrojen Bağı ve Özellikleri
Yukarıdaki örneklerden farklı olarak, hidrojen bağı moleküller arasında değil, moleküller arasında bağlanmayı içerir. Hidrojen, flor veya oksijen gibi elektronları güçlü bir şekilde çeken bir elementle birleştiğinde, elektronlar hidrojenden çekilir. Bu, bir tarafta toplam pozitif yük ve diğer tarafta negatif yük bulunan bir molekülle sonuçlanır. Bir sıvıda pozitif ve negatif taraflar birbirini çekerek moleküller arasında bağlar oluşturur.
Bu bağlar iyonik, kovalent veya metalik bağlardan çok daha zayıf olsalar da çok önemlidirler. Hidrojen bağı, iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu içeren bir bileşik olan suda gerçekleşir. Bu, sıvı suyu gaza dönüştürmek için normalde olduğundan daha fazla enerji gerektiği anlamına gelir. Hidrojen bağı olmasaydı, suyun kaynama noktası çok daha düşük olurdu ve Dünya'da sıvı olarak var olamazdı.
Yorum Gönder