Ünite I Ders_3 Kimyasal Bağ Kavramının Tarihsel Gelişimi

KİMYASAL BAĞ KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ

• Arkadaşlar çeveremizde gördüğümüz çeşit çeşit maddeler, kimyasal bağlar sayesinde oluşmaktadır.
• Kimyasal bağlar olmasaydı, sadece elementler olurdu, bileşikler oluşamazdı ve etrafımızda 111 tane olan elementten başka bir madde türü göremezdik.
• Kimyasal bağlar, iyonik ve kovalent bağlardır.
• Kimyasal bağlar, kimyasal tepkimelerde oluşur ve yeni maddelerin meydana gelmesini sağlar.
• Fakat, simya döneminde ve daha öncesinde, kimyasal bağlar farklı şekillerde düşünülmüştür. Aşağıda, bazı filozflar ve kimyasal bağlar hakkındaki düşünceleri verilmiştir:

EMPEDOKLES'in KİMYASAL BAĞ AÇIKLAMASI: 

• Empedokles, maddelerin bir araya gelmesini sağlağan sebebin aralarındaki sevgi, birbirinden ayrılmasının sebebinin de aralarındaki nefret olduğunu söylemiştir.
• Sevgi, maddeler arasında bir çekim kuvveti, nefret de maddeler arasında bir itme kuvveti meydana getirir.

Empedokles Sevgi (çekme) ve Nefret (İtme)'den Bahsetmiştir

Empedokles, aslında pek de haksız sayılmaz. Kimyasal bağlar, gerçekten de çekme ve itme kuvvetlerinin etkisiyle oluşur ya da ayrışır.

DEMOKRİTOS'un KİMYASAL BAĞ AÇIKLAMASI: 

• Atom kavramını ilk defa ortaya atan filozftur.
• Bütün maddelerin aynı atomlardan oluştuğunu söylemiştir, farklı olanın atomların kendisi değil, yüzeyleri olduğunu savunmuştur.
• Su gibi, akışkan maddelerin atomları pürüzsüz yüzeylere sahipken, demir gibi akmayan katıların yüzeylerinin pürüzlü olduğunu söylemiştir.
• Pürüzlü yüzeyleri olan atomlar, birbirinin üzerinden kayıp geçememekte bu yüzden de böyle atomları olan maddeler akışkan özellik göstermemektedir, demiştir.

Yüzeyleri Düzgün  ve Pürüzlü Atomlar

Arkadaşlar, Demokritos'un dediklerinin hiç bir gerçeklik payı yoktur. Atomların yüzeyleri böyle değildir.

ARİSTO'nun KİMYASAL BAĞ AÇIKLAMASI: 

• Aristo, daha basit bir mantık yürütmüş ve atomların tıpkı oltalar gibi çengelleri olduğunu söylemiştir.
• Çengelleri birbirine takılınca atomlar bağlanmış olur, ayrılınca atomların bağları kopmuş olur.

Ariston'un Kancalı Atomları

Arkadaşlar, Aristo'nun da dediklerinin hiç bir gerçeklik payı yoktur. Atomların kancaları yoktur.

Bunların dışında; NEWTON, atomların tıpkı yer çekimi kuvveti gibi bir çekme kuvveti sayesinde birbirlerini çektiklerini ve böylece aralarında bir bağ olduğunu söylemiştir.

DALTON ATOM MODELİ

Bilimsen anlamda, atom ile ilgili ilk modeli ortaya atan kimyacı, atomu bilimsel olarak ilk tanımlayan kişi John Dalton'dur.

Dalton yaptığı çalışmalar sonucunda atomu şöyle tarif etmiştir:

• Elementler atom adı verilen, son derece küçük taneciklerden oluşmuştur. (Doğru)
• Maddenin en küçük yaptaşı atomlardır. (Yanlış)
• Atom parçalanamaz. (Yanlış, Çekirdek reaksiyonları ile parçanabilir.)
• Bir elementin bütün atomları birbirinin ikizidir. (Yanlış, birçok elementin izotop atomları vardır.)
• Bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır. (Doğru)
• Bileşikler, birden çok elementin atomlarından oluşmuştur. Herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranı tam sayılı bir kesirdir. (Burası sabit oranlar kanununa işaret etmektedir ve doğrudur.)
• Kimyasal tepkimeler yalnızca; atomların birbirinden ayrılması, birbirleri ile birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir. (Doğru)  

Arkadaşlar, Dalton atom modeli deyince hayalimizde çok sağlam ve çok çok küçük bir bilardo topu canlansın. Çünkü; Dalton, atomu içi dolu ve sağlam bir kürecik olarak tarif ediyor...

Dalton, bu atom modeli ile birlikte katlı oranlar yasasını da ortaya atmıştır.

Kimyasal Bağların Temel Mantığı

• Arkadaşlar, biliyorsunuz ki kimyasal bağlar atomları bağlar. Atomlarda da artı ve eksi yükler vardır.
• İşte bütün olay atomlardaki bu artı ve eksi yüklerin birbirini çekmesidir. İşte kimyasal bağ dediğimiz de budur, başka birşey değil...
• Sadece kimyasal bağların değil, fiziksel bağlarında sebebi, bu artı ve eksi yükler arasındaki çekim kuvvetidir. 

Kimyasal Bağların ve Fiziksel Bağların Sebebi ARTI - EKSİ Çekim Kuvvetidir

• Arkadaşlar, atomların aralarında kimyasal bağ kurabilmeleri için, öncelikle birbirlerine yeterince yaklaşmaları gerkir.
• Birbirlerine yeterince yaklaşan atomlar ya elektron alış-verişi yaparlar ya da elektron ortaklaşması yaparlar, böylece aralarında bir kimyasal bağ oluşur.
• Elektron alış-verişi yapan atomlar iyonik bağ kurmuş olur, elektron ortaklaşması yapan atomlar da kovalent bağ kurmuş olur.
• İki atom biribirine yaklaştığında, birinin artı yükleri, değerinin eksi yüklerini nasıl çekiyorsa, birinin artıları da diğerinin artılarını iter, aynı şekilde her iki atomun eksi yükleri de birbirini iter ve böylece itme kuvvetleri de oluşur.
• İki atom arasında oluşan itme ve çekme kuvvetlerinden, çekme kuvvetleri daha baskın gelirse atomlar bağ kurar; itme kuvvetleri daha baskın gelirse atomlar bağlanmadan yollarına devam eder.  

Peki atomlar niye kimyasal bağ kurma ihtiyacı hisseder?

• Arkadaşlar, atomların yaşam gayesi kararlı olmaktır. Kararlı olmak için kimyasal bağ kurarlar.
• Soygaz elementlerinin atomları kimyasal bağ kurmazlar. Çünkü, elektron dizilişleri sayesinde çok kararlı bir yapıya sahiptirler. Soygazlar şunlardır: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn 

Hatta şunlardır: 

Elektrik Verildiğinde Soygazların Işıkları

• Diğer atomlar, soygazlar gibi doğuştan şanslı değildir. Onlar, kararlı olmak için elektron almak, vermek veya ortaklaşmak zorundadır. İşte bütün bu zahmetten sonra bu atomlar hem karalı olurlar hem de aralarında bir çekim kuvveti oluşur hem de kimyasal bağ kurmuş olurlar.

Peki bir atomu kararlı yapan şey nedir?

• Arkadaşlar bir atomun kimyası son yörüngesindedir.
• Aşağıda soygaz atomlarının elektron dağılımlarına dikkat edelim:

İlk 3 Soygaz Atomunun Elektronlarının Yörüngelerine Dağılımı

Dikkat ettiysek, Helyumun (He) sadece iki elektronu vardır. En kararlı soygaz da Helyumdur. Yani bir atomun iki elktronunun olması ona süper bir kararlılık kazandırır. Buna dubleti tamamlanmış denir.

Ama diğer soygazların birden fazla yörüngesi vardır ve son yörüngelerinde hep 8 elektronları vardır. Buna okteti tamamlanmış denir.

İşte, metal ve amataller oktet ya da dublet tamamlamak için kimyasal bağ kurarlar. 

Hatırlarlayalım; metal atomlarının son yörüngelerinde 1,2 veya 3 tane elektron vardır, ametal atomlarının son yörüngelerinde 5, 6 veya 7 tane elektron vardır. Ametaller elektron alıp dublet veya oktet tamamlamak, metaller de elektorn verip dublet veya oktet tamamlamak isterler.

Aşağıdaki atomlara dikkat edelim:

Metal ve Ametel Atomları Arasında Elektron Alış-Verişi Olur ve Kimyasal Bağ Kurulur

Yukarıda, Na metali ve F ametalinin atomları verilmiştir. Elektron dağılımlarına baktığımızda Na bir metal, F ise bir ametaldir. Na atomu, oktet tamamlamak için son yörüngesinde 1 elektrondan kurtulmak ister, F atomuda son yörüngesinde eksik olan 1 elektronu bulup son yörüngesine dahil etmek ister.

Bu yüzden Na atomu son yörüngesindeki 1 elektronu F atomuna verir.

Elektron veren atom verdiği elektron sayısı kadar artı yüklenir, elektron alan atom da aldığı elektron sayısı kadar eksi yüklenir.

Bu yüzden alış-veriş bittikten sonra Na atomu +1,  F atomu da -1 yüklü olur. Biz yüklü atomlara iyon deriz. Yani elektron alış-verişinden sonra Na atomu +1 yüklü iyon, F atomu da -1 yüklü iyon olmuştur.

Hani artı ve eksiler birbirini çekiyordu ya işte artık Na⁺¹ ile F^-1 birbirini çekeceklerdir. İşte bu çekim gücüne iyonik bağ denir.

Maddenin Halleri ve Fiziksel Bağlar

• Arkadaşlar, kimyasal bağlar vardır bir de fiziksel bağlar vardır.
• Fiziksel bağlar da yine artı eksi çekim kuvvetleri sayesinde kurulur.
• Fiziksel bağlar; maddelerin taneciklerini birbirine bağlar, taneciklerin bir arada durbilmelerini sağlar. Bu da maddenin katı ve sıvı halde olmasını sağlar. Gaz halindeki maddelerde, tanecikler arasında bir bağ yoktur.
• Fiziksel bağlara, moleküller arası bağlar veya zayıf etkileşimler de denir.
• Fiziksel bağlar, kimyasal bağlardan daha zayıftır ve önce koparlar.
• Fiziksel bağların kuvveti arttıkça maddelerin molekülleri arasındaki bağlar kuvvetlenmiş olur. Bu da maddenin erime ve kaynama noktasının yüksek olması demektir. 
• Fiziksel bağlar, genellikle nokta nokta şeklinde çizilir.
• Aşağıdaki resimde, kırmızı ve gri atomlar (H₂O) su moleküllerini ve dizilmiş küçük mavi boncuklara benzeyen çizimler de aralarındaki fiziksel bağları temsil etmektedir:

• Kimyasal bağlar ise genellikle atomlar arasına çizilen bir çizgi ile gösterilir.
• Eğer atomlar birbirine yapışık ise (yukarıdaki resimde olduğu gibi), bu da atomların kimyasal bağ kurduklarını anlatmaya yeter.
• Aşağıda, gaz halindeki bir maddenin moleküllerinin birbirinden tamamen bağımsız oluduğu görülmektedir:

Gaz Tanecikleri (Molekülleri) Birbirinden Bağımsızdır

Gaz moleküllerinin ne kadar özgür olduğunu gösteren bir animasyon:

Gaz Tanecikleri Arasında Fiziksel Bağlar Olmadığından Moleküller Özgürce Hareket Edebilir

UNUTMAYIN!!! Fiziksel ve kimyasal bağlar birer çekim kuvvetidir. İki mıknasıtısın zıt kutupları arasındaki çekim kuvveti gibi düşünün.

UNUTMAYIN!!! Moleküller arası bağları/etkileşimleri daha güçlü olan maddelerin erime ve kaynama noktaları daha yüksek, uçuculukları daha düşüktür.

Yukarıda analttıklarımızı, bir de izlemek isterseniz, sizin için bulduğum, aşağıdaki videoları izleyebilirsiniz:

Aynı şeyleri anlatan bir başka video daha:

sonraki ders için tıklayınız