💡 10. Sınıf Kimya: Kovalent Ve Moleküler Bağ Çözümlü Örnekler

✅ Çözüm:

• 👉 Atomların Elektron Dağılımı: Hidrojen (H) atomunun atom numarası 1 olduğu için, 1 elektronu vardır ve bu elektronu katmanında bulunur. Kararlı hale gelmek için dublet kuralına uymak ister, yani en dış katmanını 2 elektrona tamamlamalıdır.
• 👉 Lewis Yapısı: Bir hidrojen atomunun Lewis yapısı \( \text{H}^\cdot \) şeklindedir.
• 👉 Bağ Oluşumu: İki H atomu, birer elektronlarını ortaklaşa kullanarak kararlı hale gelirler. Bu ortaklaşma sonucunda aralarında bir kovalent bağ oluşur. Her iki H atomu da ortak kullanılan elektronları kendi bünyesinde sayar ve dubletini tamamlar.
• 👉 Molekülün Lewis Yapısı: \( \text{H} : \text{H} \) veya \( \text{H} - \text{H} \) şeklinde gösterilir. Çizgi, ortaklaşa kullanılan iki elektronu (bir bağ) temsil eder.
• 👉 Kovalent Bağın Türü: H₂ molekülünde iki aynı atom (H ve H) arasında bağ oluştuğu için, elektronlar iki atom tarafından eşit çekim kuvvetiyle paylaşılır. Bu nedenle bu bağ apolar kovalent bağdır. Ayrıca sadece bir elektron çifti ortaklaşa kullanıldığı için tekli kovalent bağdır.

✅ Çözüm:

• 👉 Atomların Elektron Dağılımı: Klor (Cl) atomunun atom numarası 17'dir. Elektron dağılımı 2) 8) 7) şeklindedir. Son katmanında 7 değerlik elektronu bulunur. Kararlı hale gelmek (oktetini tamamlamak) için 1 elektrona ihtiyacı vardır.
• 👉 Lewis Yapısı: Bir klor atomunun Lewis yapısı, atom sembolünün etrafına 7 nokta konularak gösterilir:
  \[ \text{:\ddot{Cl}:} \] Bir nokta tek elektronu, iki nokta bir elektron çiftini temsil eder.
• 👉 Bağ Oluşumu: İki Cl atomu, her biri birer tek elektronunu ortaklaşa kullanarak bir kovalent bağ oluşturur. Bu sayede her iki Cl atomu da oktetini tamamlar (8 değerlik elektronu).
• 👉 Molekülün Lewis Yapısı:
  \[ \text{:\ddot{Cl}} - \text{\ddot{Cl}:} \] veya
  \[ \text{:\ddot{Cl}} : \text{\ddot{Cl}:} \]
• 👉 Elektron Çifti Sayıları:
  • Ortaklanmış (Bağlayıcı) Elektron Çifti Sayısı: İki Cl atomu arasında ortaklaşa kullanılan 1 elektron çifti (yani 2 elektron) vardır. Bu, bir tekli kovalent bağdır.
  • Ortaklanmamış (Eşleşmemiş) Elektron Çifti Sayısı: Her bir Cl atomunun üzerinde 3 çift olmak üzere toplamda \( 3 + 3 = 6 \) ortaklanmamış elektron çifti bulunur.

✅ Çözüm:

• 👉 Atomların Lewis Yapıları:
  • Hidrojen (H): Atom numarası 1, 1 değerlik elektronu. Lewis yapısı: \( \text{H}^\cdot \)
  • Klor (Cl): Atom numarası 17, 7 değerlik elektronu. Lewis yapısı: \( \text{:\ddot{Cl}:} \)
• 👉 Bağ Oluşumu ve Molekülün Lewis Yapısı: H atomu tek elektronunu, Cl atomu ise 7 değerlik elektronundan bir tanesini ortaklaşarak tekli kovalent bağ oluşturur.
  \[ \text{H} - \text{\ddot{Cl}:} \] veya
  \[ \text{H} : \text{\ddot{Cl}:} \]
• 👉 Bağ Polarlığının Belirlenmesi:
  • Kovalent bağ, farklı tür atomlar arasında oluştuğunda, bu atomların elektronegatiflikleri (elektronları çekme istekleri) genellikle farklıdır.
  • Klor atomu, hidrojene göre daha elektronegatiftir. Bu, klorun bağ elektronlarını kendine doğru daha fazla çektiği anlamına gelir.
  • Elektronların eşit olmayan bir şekilde çekilmesi sonucunda, klor atomu üzerinde kısmi negatif yük \( (\delta^-) \), hidrojen atomu üzerinde ise kısmi pozitif yük \( (\delta^+) \) oluşur.
  • Bu yük ayrışması nedeniyle H-Cl bağı polar kovalent bağdır.

✅ Çözüm:

• 👉 Oksijen (O₂) Molekülü:
  • Atomların Elektron Dağılımı: Oksijen (O) atom numarası 8, elektron dağılımı 2) 6) şeklindedir. Son katmanda 6 değerlik elektronu bulunur. Oktetini tamamlamak için 2 elektrona ihtiyacı vardır.
  • Bağ Oluşumu ve Lewis Yapısı: İki oksijen atomu, her biri ikişer elektronunu ortaklaşa kullanarak iki çift elektronu paylaşır. Bu durum ikili kovalent bağ oluşumuna yol açar.
    \[ \text{:\ddot{O}} = \text{\ddot{O}:} \] veya
    \[ \text{:\ddot{O}} :: \text{\ddot{O}:} \] Her bir oksijen atomu, ortak kullanılan 4 elektronu ve kendi üzerindeki 4 ortaklanmamış elektronu ile oktetini tamamlar.
• 👉 Azot (N₂) Molekülü:
  • Atomların Elektron Dağılımı: Azot (N) atom numarası 7, elektron dağılımı 2) 5) şeklindedir. Son katmanda 5 değerlik elektronu bulunur. Oktetini tamamlamak için 3 elektrona ihtiyacı vardır.
  • Bağ Oluşumu ve Lewis Yapısı: İki azot atomu, her biri üçer elektronunu ortaklaşa kullanarak üç çift elektronu paylaşır. Bu durum üçlü kovalent bağ oluşumuna yol açar.
    \[ \text{:N} \equiv \text{N:} \] veya
    \[ \text{:N} ::: \text{N:} \] Her bir azot atomu, ortak kullanılan 6 elektronu ve kendi üzerindeki 2 ortaklanmamış elektronu ile oktetini tamamlar.

✅ Çözüm:

• 👉 Atomların Lewis Yapıları:
  • Hidrojen (H): Atom numarası 1, 1 değerlik elektronu. Lewis yapısı: \( \text{H}^\cdot \)
  • Oksijen (O): Atom numarası 8, 6 değerlik elektronu. Lewis yapısı: \( \text{:\ddot{O}:} \)
• 👉 Bağ Oluşumu ve Molekülün Lewis Yapısı: Merkez atom oksijendir. Oksijen, iki hidrojen atomuyla birer tekli kovalent bağ oluşturur. Oksijenin üzerinde ayrıca 2 çift ortaklanmamış elektron bulunur.
  \[ \text{H} - \text{:\ddot{O}} - \text{H} \] veya
  \[ \text{H} : \text{\ddot{O}} : \text{H} \]
• 👉 Bağ Polarlığı:
  • Oksijen (O) ve Hidrojen (H) farklı atomlar olduğu için elektronegatiflikleri farklıdır. Oksijen, hidrojenden daha elektronegatiftir.
  • Bu nedenle, O-H bağlarındaki elektronlar oksijen atomuna doğru daha fazla çekilir.
  • Sonuç olarak, oksijen üzerinde kısmi negatif yük \( (\delta^-) \), hidrojenler üzerinde ise kısmi pozitif yük \( (\delta^+) \) oluşur. Her bir O-H bağı polar kovalent bağdır.
• 👉 Molekül Polarlığı:
  • Su molekülünde, oksijen atomunun üzerinde iki çift ortaklanmamış elektron bulunmaktadır. Bu ortaklanmamış elektron çiftleri, bağ elektron çiftlerini iter ve moleküle açısal (kırık doğru) bir geometri kazandırır.
  • Molekülün geometrisi simetrik değildir. Kısmi negatif yüklü oksijen atomu ile kısmi pozitif yüklü hidrojen atomları molekülün farklı kutuplarda toplanmasına neden olur.
  • Bu asimetrik yapı ve bağ polarlığı nedeniyle, su molekülünde net bir dipol momenti oluşur. Dolayısıyla, su molekülü polar bir moleküldür.

✅ Çözüm:

• 👉 Atomların Lewis Yapıları:
  • Karbon (C): Atom numarası 6, 4 değerlik elektronu. Lewis yapısı: \( \cdot \dot{\text{C}} \cdot \)
  • Oksijen (O): Atom numarası 8, 6 değerlik elektronu. Lewis yapısı: \( \text{:\ddot{O}:} \)
• 👉 Bağ Oluşumu ve Molekülün Lewis Yapısı: Merkez atom karbondur. Karbon, iki oksijen atomuyla ikişer elektron çiftini ortaklaşarak iki adet ikili kovalent bağ oluşturur. Karbon üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
  \[ \text{:\ddot{O}} = \text{C} = \text{\ddot{O}:} \] veya
  \[ \text{:\ddot{O}} :: \text{C} :: \text{\ddot{O}:} \]
• 👉 Bağ Polarlığı:
  • Karbon (C) ve Oksijen (O) farklı atomlar olduğu için elektronegatiflikleri farklıdır. Oksijen, karbondan daha elektronegatiftir.
  • Bu nedenle, C=O bağlarındaki elektronlar oksijen atomlarına doğru daha fazla çekilir.
  • Sonuç olarak, oksijen atomları üzerinde kısmi negatif yük \( (\delta^-) \), karbon atomu üzerinde ise kısmi pozitif yük \( (\delta^+) \) oluşur. Her bir C=O bağı polar kovalent bağdır.
• 👉 Molekül Polarlığı:
  • Karbondioksit molekülünde merkez atom olan karbonun üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur. Ayrıca, moleküldeki C=O bağları birbirine zıt yönlerde ve eşit büyüklükte çekim kuvveti uygular.
  • Bu durum moleküle doğrusal ve simetrik bir geometri kazandırır.
  • Her ne kadar C=O bağları polar olsa da, bu bağların oluşturduğu dipol momentler birbirlerini zıt yönlerde olduğu için vektörel olarak birbirlerini dengeler ve net dipol momenti sıfır olur.
  • Bu simetrik yapı nedeniyle, karbondioksit molekülü apolar bir moleküldür.

✅ Çözüm:

• 👉 Kovalent Bağlı Bileşiklerin Genel Özellikleri:
  • Kovalent bağlı bileşikler, atomlar arasında elektron ortaklaşmasıyla oluşur. Moleküllerin kendi içindeki bağlar çok kuvvetli olsa da, moleküller arasındaki çekim kuvvetleri (moleküller arası etkileşimler) genellikle zayıftır.
  • Bu zayıf moleküller arası etkileşimler, kovalent bağlı bileşiklerin fiziksel özelliklerini belirlemede anahtar rol oynar.
• 👉 Erime ve Kaynama Noktaları:
  • Şeker ve su gibi kovalent bağlı bileşiklerin erime ve kaynama noktaları genellikle düşüktür (iyonik bağlı bileşiklere ve metalik bağlı maddelere kıyasla).
  • Bunun nedeni, molekülleri birbirinden ayırmak için gereken enerjinin, atomlar arası kovalent bağları koparmak yerine, sadece moleküller arası zayıf etkileşimleri yenmek için yeterli olmasıdır. Daha az enerji gerektiği için daha düşük sıcaklıklarda hal değiştirirler.
  • Örneğin, su \( 0^\circ\text{C} \) de donar, \( 100^\circ\text{C} \) de kaynar. Şeker de ısıtıldığında erir ve kararır (yanar).
• 👉 Elektriksel İletkenlik:
  • Kovalent bağlı bileşikler genellikle elektriği iletmezler.
  • Bunun sebebi, katı halde ve sıvı halde (erimiş halde) serbest hareket edebilen iyonlara veya elektronlara sahip olmamalarıdır. Elektrik akımını iletebilmek için yüklü taneciklerin hareket etmesi gerekir.
  • Su, saf haldeyken çok zayıf iletkendir. Ancak, içine iyonik maddeler (tuz gibi) çözündüğünde, bu iyonlar sayesinde iletkenliği artar. Şekerli su da elektriği iletmez çünkü şeker moleküler yapıda çözünür ve iyon oluşturmaz.
• 👉 Sonuç: Şeker ve su gibi kovalent bağlı maddelerin düşük erime/kaynama noktalarına sahip olmaları ve elektriği iletmemeleri, moleküller arası zayıf etkileşimlerin bir sonucudur.

✅ Çözüm:

Her bir ifadeyi ayrı ayrı değerlendirelim:

• 👉 1. İfade: Molekül A (HF)
  • H ve F farklı atomlardır ve elektronegatiflikleri farklıdır (F, H'den daha elektronegatiftir).
  • Bu nedenle H-F bağı elektronları flor atomuna daha yakın çekilir ve kısmi yükler oluşur (\( \text{H}^{\delta^+} - \text{F}^{\delta^-} \)).
  • Bu bağ polar kovalent bağdır. İfade doğrudur.
• 👉 2. İfade: Molekül B (F₂)
  • İki flor atomu (F-F) aynı cins atomlardır. Elektronları eşit kuvvetle çekerler.
  • Bu nedenle F-F bağı apolar kovalent bağdır.
  • Florun atom numarası 9, değerlik elektron sayısı 7'dir. İki F atomu birer elektronunu ortaklaşa kullanarak tekli kovalent bağ oluşturur. Bu sayede her F atomu kendi üzerinde 3 ortaklanmamış elektron çifti ve ortaklaşa kullanılan 1 çift ile oktetini (8 elektron) tamamlar. İfade doğrudur.
• 👉 3. İfade: Molekül C (HCN)
  • HCN molekülünün Lewis yapısını çizelim:
    • H: 1 değerlik elektronu
    • C: 4 değerlik elektronu
    • N: 5 değerlik elektronu
  • Karbon atomu merkezdedir. H ile tekli bağ, N ile ise üçlü bağ oluşturur.
    \[ \text{H} - \text{C} \equiv \text{N:} \] veya
    \[ \text{H} : \text{C} ::: \text{N:} \] Bu yapıda H dubletini (2), C ve N oktetlerini (8) tamamlar.
  • Evet, karbon (C) ve azot (N) atomları arasında üçlü kovalent bağ bulunur. İfade doğrudur.
• 👉 4. İfade: Molekül A ve C'nin bağları polar olmasına rağmen, Molekül B'nin bağı apolardır.
  • Yukarıdaki analizlerden de anlaşıldığı gibi:
    • Molekül A (H-F): Polar kovalent bağ.
    • Molekül C (H-C≡N): H-C ve C≡N bağları farklı atomlar arasında olduğu için polardır.
    • Molekül B (F-F): Apolar kovalent bağ.
  • Bu ifade de doğrudur.

Sonuç olarak, verilen tüm ifadeler doğrudur.