İyonik Bileşiklerin Suda çözünmesi Nasıl Gerçekleşir

• İyonik bileşiklerin sulu çözeltilerinin oluşumunda su molekülleri kristal yüzeyindeki iyonlara yaklaşır ve iyonların etrafını sarar. 
• Su moleküllerinin negatif uçları ( oksijen tarafı  ) pozitif kısma,  pozitif uçları ( hidrojen tarafı) negatif iyonlara doğru yönelir. 
• Bu nedenle iyonik bileşiklerin çoğunluğu başka çözücülere göre suda çok daha iyi çözünür. 

İyonik Bileşiklerin Örgü Yapısı

• İyonik bileşikleri oluşturan birimler atomlar değil iyonlardır. 
• Anyon ve katyonlar elektriksel itme ve çekme kuvvetlerini dengeleyecek şekilde bir araya gelerek düzenli bir kristal örgü yapı oluştururlar. 
• İyonik yapılı bileşikler çeşitli tiplerde düzenli örgü yapısı oluşturur. 
• Kristal yapıda her iyon, belirli sayıda komşu ve zıt yüklü iyonun çekimi etkisindedir. 
• Sodyum klorürde her Na+iyonu 6 Cl-iyonu tarafından ve her CI-iyonu da 6 Na+ iyonu tarafından çekilerek meydana gelen birimlerden iyonik kristal yapı oluşur. 
• İyonik kristallerde tekrarlayan bu yapısal birimlere birim hücre denir. 

• Kristal örgü yapısı nedeniyle iyonik bileşiklerin formülü atom sayılarının oranını yansıtan en basit formüldür. 

Hibrit Orbitallerinin Oluşması

Formaldehit(CH2O) molekülünün merkez atomu olan C atomunun hibritleşme tipi sp2 dir.               
    C-H bağları tekli, C=O bağı ikili bağdır. İkili bağların  biri sigma diğeri pi bağıdır.

•          İki atom orbitalinin ya da hibrit orbitalinin bağ ekseni doğrultusunda uç uca örtüşmesiyle oluşan bağ tipine sigma bağı(σ) denir.
• ¨       Bağ eksenine dik atomik p-p orbitallerinin yan yana örtüşmesiyle oluşan bağa pi bağı(π) denir.
• ¨        σ bağı π bağından daha kuvvetlidir.
• ¨        σ bağı oluşmadan π bağı oluşmaz.
•          σ bağı ortaklanmamış elektron çiftleriyle molekül geometrisini belirlerken π bağları sadece bağ uzunluğunu kısaltır.

• ¨        C’un sp2 hibrit orbitallerinden ikisi H’in 1s orbitalleri ile σ bağlarını, diğer hibrit orbitali oksijenin 2p orbitali ile σ bağını oluşturur. C’un hibritleşmemiş 2p orbitali O’in 2p orbitali ile π bağını yapar.

Molekül Geometrisi

• Molekülün geometrik yapısı fiziksel ve kimyasal durumunu etkiler. 
• Molekül geometrisini tahmin etmede Lewis yapısı, bağ uzunlukları ve bağ açıları önemlidir. 
• Bağ uzunluğu bağlanmış atomların çekirdekleri arasındaki mesafedir. 
• Bağ açısı bağları gösteren komşu doğrular arasındaki açıdır.
• Moleküllerin geometrisini tahmin etmede Değerlik Kabuğu Elektron Çiftleri İtme Kuramı (VSEPR)’dan yararlanılır.

• VSEPR kuramına göre bağları yapan elektron çiftleri birbirini iter ve hidrojen atomları birbirine en uzak konumda olacak şekilde düzgün dört yüzlünün köşelerine yerleşir ve bağ açısı 109,5 derecedir. 

•  Ortaklanmamış elektron çifti bağ yapan elektron çiftlerini iterek 109,5 derece olan açının küçülmesine neden olur. Molekül geometrisi üçgen piramit ve bağ açısı 107,3 erecedir. 

• İki adet ortaklanmamış elektron çifti bağ yapan elektron çiftlerini iter. Molekül geometrisi kırık doğru ve bağ açısı 104,5 derecedir.

Merkez Atom ve Hibritleşme

• Merkez atom belirlenirken molekülde çok bağ yapan, en düşük iyonlaşma enerjili ve en kolay elektron veren atom seçilmelidir. 
• Merkez atom olan karbonun en dış orbitalleri olan 2s ve 2p orbitalleri karışarak dört tane özdeş orbital oluşturmuştur. 

• Farklı enerji düzeylerinde bulunan orbitallerin etkileşerek aynı enerji düzeyine sahip özdeş orbitallere dönüşmesine hibritleşme, bu yeni orbitallere hibrit orbitaller denir. 
• Etilende merkez atomun çevresinde üç doğrultu vardır. Bunlar yarı dolu bir s ve iki tane p orbitalleri olduğundan hibritleşme türü sp2 dir. 

• Karbon atomunun tüm bağları tekli ise sp³  karbon atomun da ikili bağ var ise sp^2, karbon atomları arasında üçlü bağ ise sp hibritleşmesi yapar. 

Organik Moleküllerde Rezonans ve Tautomeri

• Bazı organik bileşikler 2 ya da daha fazla lewis formülü ile ifade edilebilir. 

• Molekülde ki atomların yeri değişmezken elektron çiftlerinin yer değiştirmesine rezonans denir. 

• İkili bağların farklı konumlarda yer aldığı bir başka durumda tautomeridir. 

• İkili bağ bulunan karbona -OH bağlıysa bu bileşiklere enol denir. Kararsız enol bileşiği -OH'deki hidrojen ile yer değiştirerek keto yapısına dönüşür. 
• Birbirine dönüşen keto - enol bileşiklerinin dengede bulunmasına tautomeri denir. 

Bazı Organik Bileşiklerin Lewis Formülleri

• Lewis formülleri yazılırken atomun sembolünün çevresine değerlik elektron sayısı kadar nokta koyulur. 

Karbon Elementi ve Özellikleri

• Karbon atomunun 4 değerlik elektronu ortak kullanılarak  aynı veya farklı atom ya da atom gruplarıyla 4 tane kovalent bağ yapar.
• Karbon atomunu başka karbon atomları ile tekli, ikili ve üçlü bağ yapabildiği gibi başka atomlarla da bağlar yapabilir.  

                               

• Karbon atomları sonsuz sayıda birbirine bağlanarak düz zincir, dallanmış zincir ve halka yapılarına sahip çok sayıda bileşik oluşturabilir. 

 

• Karbon atomuna en yakın bor, azot, oksijen, silisyum, fosfor ve kükürt atomlarının kendi aralarında bağlanıp zincir oluşturma özelliği daha azdır. 
• Bunun nedenleri; 
• Bu atomların bağ enerjilerinin karbon atomlarından düşük olması 
• Elektronegatiflik değerleri arasındaki fark ile değerlik elektron sayılarının sayılarının azlığıdır. 
•  

Bor elementinin doğal mineralleri

Bor doğada oksijenli bileşikleri olarak bulunur. 

• Minerallerin çizilmeye karşı gösterdikleri direnç sertliktir. Mohs sertlik dizisi adı verilen bir ölçekle ölçülür. 

BOR VE BOR ALAŞIMLARININ ELDESİ, ÖZELLİKLERİ, KULLANIM ALANLARI 

Bor elde edebilmek için kolemanit mineralinden borik asit elde edilmesi gerekir. 

Borik asitten bor elde edebilmek için borik asit, bor trioksite dönüştürülür. 

Bor trioksit magnezyum ile indirgenerek amorf bor elde edilir. 

Kristal bor, bo triklorürün hidrojen ile indirgenmesi ile elde edilir. 

Yüksek saflıkta bor potasyum floroborat (KBF4)’ın elektrolizi ile elde edilir.

Bor donuk metalik parlaklığı nedeniyle metallere benzetilebilir. Fakat elektriği iletmez. Katı halde çok sert olduğundan kırılgandır. Yarı iletkendir ve sıcaklık arttıkça iletkenliği artar. Kimyasal özellikleri daha çok Si ve C’a benzer

Kimyasal aktifliği saflığına, kristal yapısına ve sıcaklığına bağlıdır. Oda sıcaklığında flor gazıyla tepkime verir ve yüzeyi oksijen tarafından etkilenir. Alt gruptaki metaller hariç yüksek sıcaklıkta hemen hemen bütün metallerle reaksiyon verir.

Bor kovalent bileşiklere 3 elektron ile katılarak elektron çifti alıcısıdır (Lewis asidi) ve çok merkezli bağlanır.

Amorf bor, bakırın oksitlerinin giderilmesinde, alüminyumun iletkenliğinin arttırılmasında ve çeliğin sertleştirilmesinde kullanılır. Kristal bor elmastan sonra elementlerin en sertidir.

Borun kararlı iki izotopu yüksek derecede nötron soğurma kapasitesi nedeniyle nükleer reaktörlerde nötron soğurucu olarak kullanılır.

Radyoaktif bor α ışıması yapar ve kanser tedavisinde kullanılır.

Bor yüksek sıcaklıkta serbest hale geçerek elektron sayısı artar ve elektrik akımını daha fazla iletir. Bu özelliği

ile magnezyumla alaşımı bilgisayarların 4 kat hızlı çalışmasını sağlar.

Demir bor (ferrobor) alaşımları oksidasyona dayanıklıdır. Yüksek sıcaklıkta korozyona uğrayabilecek

alanlarda kullanılır. Ferroborun kullanıldığı en önemli alanlardan biride Nd-Fe-B (Neodyum Ferrobor)

mıknatıslarıdır.

Ferrobor, paslanmaz çeliklerde, nükleer reaktörlerde regülatör çubuğu yapımında, nötron absorbsiyonunu

arttırmada, manyetik ayırımda, cep telefonlarında, sensörlerde, metalik cam üretiminde yüksek frekanslı trafo

çekirdeklerinde EKG vb cihazların sensörlerinde kullanılmaktadır.

BOR BİLEŞİKLERİNİN ÖZELLİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI

•Borik asit (H3BO3) doğada ılıcalarda bulunan ve beyaz yapraklar şeklinde kristallenen bir maddedir. Tıpta antiseptik olarak göz damlalarında ve talk pudralarında kullanılır. Kağıt gibi selülozik maddelerin alev almasını önlediği için evlerde duvar kağıtlarında yangın riskini azaltmak için kullanılır.

•Boraks(Na2B4O7.10H2O) tetraborik asitin Na tuzudur ve sulu çözeltisi bazik özellik gösterir. Porselen eşya, glazür ve ısıya dayanıklı cam(pyrex) yapımında kullanılır. Toz boraks renkli cam imalatında katkı maddesidir. Bakterileri öldürücü niteliği, suda çözünürlüğü ve su yumuşatma özelliğinden temizleyici, sabun ve deterjanlarda, çeşitli ilaçlarda, tekstil boyamalarında ve tarım sanayinde kullanılır.

•Sodyum perborat(NaBO3.4H2O) boraks ve hidrojen peroksidin çözeltisinden kristallendirilerekelde edilir. Renkleri soldurmayan ağartıcıların yapılmasında kullanılır.

•Boranlar, hidrojence zengin olduklarından enerji ham maddesi olarak kullanılırlar. Metalik Mg bor trioksit ile ısıtıldığında oluşan ürünün asitle etkileşmesiyle oluşan gaz bor hidrürler içerir. Boranlardan tetraboran (B4H10) katı yakıt füzelerinde kullanılır. Uzay araştırmalarında önemli yere sahiptir.

•Sodyum borohidrür(NaBH4) oto endüstrisinde önemlidir. İyi bir hidrojen kaynağı olması nedeniyle füze katı yakıtlarında, jet motorları ve roketlerde saf hidrojen kaynağı olarak kullanımı için çalışılmaktadır. Organik kimyada çok iyi bir indirgendir. 

Dünyadaki 1,2 milyar toplam bor rezervinin %67’si Türkiye’dedir. 

Rutherford Atom Modeli

• 1911 yılında Rutherford atomun yapısını belirlemek  için alfa ışınları ( pozitif yüklü tanecikler ) ile bir çalışmalar yaptı. Rutherford, çok ince altın levha üzerine alfa ışınları gönderip bunların saçılmasını inceledi. 
• Rutherford'a göre, yüksek enerjili alfa ışınları ince altın levhadan yönünü değiştirmeden geçebilmesi gerekirdi.  
• Alfa ışınları, ancak kendisinden daha büyük kütle ve elektrik yüklerine çarpınca yolundan sapar veya geri dönerler. 

Bu ışınların; 

• çok büyük bir kısmının sapmadığını
• az bir kısmının saparak altın levhadan geçtiğini 
• çok az bir kısmının geriye yansıdığını saptamıştır. 

Rutherford atom modeline göre; 

• Bir atomda pozitif yükün tümü, çekirdek denen küçük bölmede toplanmıştır. 
• Pozitif yüklerin toplam kütlesi atomun kütlesinin yaklaşık yarısı kadardır. 
• Alfa parçacıklarının çoğu sapmaya uğramadığına göre atom çoğunlukla boşluktan ibarettir. 
• Elektronlar çekirdek etrafında bulunurlar ve pozitif yüklere eşit sayıdadır. 
• Çekirdekte pozitif taneciklere eş kütlede yüksüz taneciklerden söz etmiştir. 
• James Chadwick atom çekirdeğinde nötron  denilen yüksüz taneciğin varlığını saptamıştır. 

Thomson Atom Modeli

Atomların yük/kütle oranı üzerine yaptığı deneyler sonucu Thomson atomların negatif elektronların içinde yüzdüğünü, pozitif yüklü elektrikten meydana gelmiş küreye benzediğini ve atomun kütlesinin büyük bir kısmının bu pozitif yüklü elektrikten meydana geldiğini ileri sürdü.
Thomson Atom Modeline Göre;

• Atom, yarıçapı 10-8 cm olan içi dolu, nötr küreciklerdir. 
• Elektronların kütlesi protonların kütlesinden çok küçük olduğundan, atomların kütlesini protonlar oluşturur. 
• Pozitif yükler atomun içerisine homojen olarak dağılmıştır. 
• Elektronlar, pozitif yükü nötrleştirecek sayıda, küre içine dağılmıştır. 
• Pozitif yükler bu küreciğin gövdesini oluşturmaktadır. 
• Elektronlar düzenli bir elektrostatik düzen içinde dağılmışlardır. 

Bu modele Üzümlü kek modeli denir.  üzümler (-) yüklü elektronları, kekin hamuru ise (+) yükleri temsil eder. Atomlarda + ve - yükler birbirine eşit ve atom nötrdür.

İzo ve Neo kavramları

Alkanların sistematik adlandırılmasında ikinci karbona bir metil grubu varsa izo, iki metil grubu varsa neo ön eki isimlendirme yapılır ve toplam karbon sayısına göre  isimlendirme yapılır.

izo bütan

neo pentan 

Termodinamiğin 2. ve 3. Kanunu

• Sistemle ortam arasında oluşan ısı ( enerji ) enerji alışverişi sonucunda hem sistemin hem ortamın hem de bunlara paralel olarak evrenin enropisinde bir değişim meydana gelir. 
• Evrendeki entropi değişimi;

DSTOP= DSEVREN= DSSİS+ DSORT

Ortamın entropisi ile sistemin entalpisi ve sıcaklık arasındaki ilişki 

DS(ORTAM )= -DHSİS/T    

• Termodinamiğin 2. kanunu; Her istemli olayda evrenin entropisi artar. 
• Evren zamanla bir denge haline doğru yaklaşır. 

 DSTOP  > 0 : Olay kendiliğinden gerçekleşir. İstemlidir.

DSTOP  = 0 : Sistem dengededir.

DSTOP   < 0 : Olay istemsizdir. Kendiliğinden gerçekleşmez.

• Katı halde bulunan maddeler, sıvı ve gazlara göre daha düzenli bir kristal yapıya sahip olduklarından entropileri de sıvı ve gazlara göre daha düşüktür. 
• Bir katının sıcaklığı düşürüldüğünde taneciklerinin titreşim hareketi azalacağından dolayı kristal yapıları bozulamayacak ve ve enerjileri minimuma doğru yaklaşacaktır. 
• Termodinamiğin 3. kanunu; Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça bütün hareketler durma noktasına yaklaşır ve sistemin entropisi bir sabite yaklaşır. 

aA + bB     ®   cC + dD

DStepkime= åS(ÜRÜNLER) - åS(GİRENLER)

DS°tep= [c.S°(C) + d.S°(D)] - [ a.S°(A) + b.S°(B)]—