HÜCRE KİMYASI - Deneme Sınavı - 9

Azot beş değerlik elektronuna sahiptir ve oktetini tamamlayabilmesi için üç elektrona ihtiyacı vardır. Bu durumda azotun valensi 3’tür. Doğru cevap C seçeneğidir.

VSEPR teoremi ile PCl₅ molekülünün geometrisi: Merkez atom üzerine yerleşecek ortaklanmamış elektron çifti kalmadığından molekül geometrisi AX₅ düzeninde üçgen çift piramittir. Doğru cevap D seçeneğidir.

CH₄ molekülünün moleküler geometrisi düzgün dörtyüzlü, bağ açısı 109,5 derecedir. Doğru cevap C seçeneğidir.

Dipol-dipol etkileşim kuvvetlerinin gücü, bağ dipollerinin büyüklüğüne ve molekülün geometrisine bağlıdır. İki atomlu moleküllerde iki atom arasındaki elektronegativite farkı önemliyken çok atomlu moleküllerde molekül geometrisi önem kazanmaktadır. Mol kütleleri yaklaşık aynı olan moleküller arasında dipol momenti büyük (daha polar) olan moleküllerin erime ve kaynama noktaları daha yüksektir. Dipol-dipol etkileşimi sadece aynı tür moleküller arasında değil farklı tür moleküller arasında da bulunabilir. Bunun sonucu olarak su (H2O) ve amonyak (NH3) molekülleri gibi aralarında dipol- dipol etkileşimi olan iki sıvı madde birbirinin içinde çözünme eğiliminde olup homojen çözelti oluştururlar. Doğru cevap E' dir.

Kuantum sayıları, baş kuantum sayısı (n), açısal momentum kuantum sayısı (l) ve manyetik kuantum sayısı (ml) olarak adlandırılırlar ve atom orbitallerinin ve bu orbitallerde yer alan elektronların belirlenmesinde kullanılırlar. Dördüncü kuantum sayısı olarak bilinen spin kuantum sayısı (ms) ise, belirli bir elektronun yönelmesini açıklar.

Şekillerine göre atom orbitalleri s, p, d ve f olmak üzere dört ana gruba ayrılırlar.

Bir n değerine sahip toplam orbital sayısını belirleyebilmek için ilk önce l’nin olası değerlerini belirlemek gerekir. n=2 için l’nin olası değerleri 0 ve1’dir. Ardından her bir l değerine ilişkin ml değerleri belirlenmelidir. ml değerleri toplam sayısı o kabuktaki toplam orbital sayısını verir. n=2, l=0, m_l=0 2s orbitaline n=2, l=1, m_l= -1,0,1 2p orbitallerine karşılık gelmektedir. Bu durumda ikinci kabuktaki toplam orbital sayısı 4’tür.

Hund Kuralı’na göre bir alt kabuktaki elektronların en kararlı dağılımı en fazla paralel spin içeren hâldir, yani elektronlar eş enerjili orbitallere önce paralel spinli olarak tek tek yerleşir ve sonra kalan elektronlar zıt spinli olarak yerleşir.

Periyodik çizelge, elementlerin molekülleri oluştururken kullandıkları elektronların yerleştikleri orbitallere göre, s- bloğu, p- bloğu, d- bloğu ve f- bloğu olmak üzere dört blok halindedir. 1A ve 2A grubu elementlerinde s alt kabuğu doludur. 3A-7A ve 8A grubu elementlerinde p alt kabuklarının doluluğu artmaktadır ve p-bloğu elementleri olarak bilinirler. 1B-8B grubu temel geçiş elementleri d-bloğunu oluştururlar. 4f ve 5f alt kabuklarının da dolmasıyla iç geçiş elementi olan lantanit ve aktinitler de f-bloğunu oluşturmaktadır.

₁₆S elementi elektron dizilimi 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ şeklindedir. En büyük başkuantum sayısı elementin bulunduğu periyodu, değerlik elektronu sayısı ise bulunduğu grubu ifade etmektedir. Bu durumda Kükürt, 3. Periyot 6A grubu elementidir.

Periyodik çizelgede bir periyot boyunca soldan sağa ve bir grup boyunca yukarıdan aşağı elementlerin, elektron dizilimlerine bağlı olarak bazı özelliklerinin düzgün bir değişim gösterdiği bilinmektedir. Bu özelliklerden en temelleri, atom yarıçapı, iyonlaşma enerjisi, elektronegatiflik ve elektron ilgisidir.

Gaz halindeki nötr bir atomdan bir elektron uzaklaştırmak için verilmesi gereken enerji iyonlaşma enerjisi olarak tanımlanmaktadır. Nötr bir atomdan bir elektron koparılması için gereken enerji birinci iyonlaşma enerjisidir. Diğer elektronların da koparılması durumunda karşılık gelen enerjiler, ikinci, üçüncü vb. iyonlaşma enerjisi olmaktadır.

Magnezyum klorür oluşurken magnezyum tarafından verilen iki elektronun eşlenebilmesi için iki klor atomu gerekir. Bu durumda formül MgCl₂ şeklindedir.

Apolar moleküller arasında etkin olan tek kuvvet olan bu etkileşim türü, atomlarda ve moleküllerde, elektronların hareketli parçacıklar olması nedeniyle anlık olarak atom veya molekülün bir tarafında daha yoğun olmasıyla oluşur. Bu durumda anlık olarak atom veya molekülün bir tarafı kısmi negatif (δ-) yüklenirken diğer tarafı kısmi pozitif (δ+) yükle yüklenir ve anlık dipol oluşur. Bu anlık dipol nedeniyle atom veya molekülün yakınındaki atom veya moleküllerin elektronlarını çekerek veya iterek onların üzerinde de bir dipol oluşturur. Bu geçici dipole indüklenmiş dipol adı verilmektedir. Oluşan indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri London etkileşimleri olarak adlandırılır ve bu tür indüklenmeler apolar olmayan moleküllerde de gözleneceğinden bu etkileşimler tüm moleküller arasında mevcuttur.

Baş kuantum sayısı en yüksek olan kabuktaki elektronlara değerlik elektronları adı verilir ve değerlik elektron sayısı elementin periyodik çizelgedeki yerini belirler.

Katyonlar, genellikle metallerin (Na+, Ca2+, Cr2+, Fe3+….) değerlik kabuklarından belirli sayıda elektron vermesiyle oluşan pozitif yüklü iyonlardır.

Kimyasal bağlarla oluşan moleküller kendi aralarında veya farklı moleküllerle çeşitli etkileşimlerde bulunurlar. Moleküllerin birçok özelliğini açıklayan ve onları bir arada tutan etkileşimler Moleküller Arası Etkileşimler veya Van der Waals Kuvvetleri olarak adlandırılırlar. Daha önce de belirtildiği gibi kimyasal bağlara göre oldukça zayıf etkileşimlerdir. Bir maddenin erime noktası, kaynama noktası, çözünürlüğü vb. fiziksel özelliklerini belirleyen etkileşimlerdir. Bu etkileşimler en temel olarak London Kuvvetleri, Dipol-Dipol Etkileşimleri ve Hidrojen Bağı olmak üzere üç ana grupta incelenmektedir.

Polar bir molekülün kısmi pozitif tarafı diğer bir polar molekülün kısmi negatif tarafına yakın olduğunda bu iki molekül birbirini çeker. İki polar molekül arasındaki bu elektrostatik çekimin sonucunda oluşan kuvvete dipol-dipol kuvveti adı verilir.

Çok elektronlu atomlarda, perdeleme ve girginliğin etkilerinden dolayı aynı kabuktaki orbitallerin enerji sıralaması s<p<d<f şeklindedir.

Bohr’un Atom hakkında  kuantum fiziğinin temellerini atarak ortaya attığı düşünceleri şöyledir.

• Elektronların hareket ettiği yörüngeler gelişigüzel değildir, çekirdekten belli uzaklıklarda dönmektedir
• Bu uzaklıklar elektronlar için kararlı seviyelerdir. Bu seviyeler içinde elektronlar enerji yaymadan, yörüngede kalır.