Merhaba sevgili 9. sınıf öğrencileri kimya dersleri kanalına hoş geldiniz. Yeni müfredata uygun kimya derslerimiz devam ediyor ve bu dersimizde ikinci temaya başlıyoruz. Çeşitlilik isminde olan ikinci temaya başlıyoruz ve ikinci temanın ilk konusu olan etkileşimler konusunun ilk başlığı olan metalik bağı bu dersimizde işleyeceğiz.
Bu dersimizde işleyeceğimiz pdf'i Açıklamalar kısmından ücretsiz olarak indirebilirsiniz diyerek dersimize geçelim. İkinci temanın ismi çeşitlilik ve iki tane konu var. İlk konu etkileşimler konusu ünite olarak da düşünebiliriz. İlk ünite ikinci temanın ilk ünitesi etkileşimler ünitesi.
Burada metalik bağ, iyonik bağ, kovalent bağ, levis nokta yapısı, molekülün polarlığı, apolarlığı ve bileşiklerin adlandırılması alt başlıkları var. Bu dersimizde metalik bağı inceleyip... bitireceğiz.
Atom konusuna başladığımızda atomun merkezinde çekirdek dediğimiz bir bölge oldu ve burada bazı tanecikler olduğunu söylemiştik. Bu taneciklerden yüklü olan elektriksel yüke sahip tanecikleri proton demiştik ve bunları artı yük demiştik. Atomun merkezinde çekirdekte artı yüklü elektriksel yük olan artı yüklü tanecikler var. Bu yükün aynısına sahip olan ancak zıt olarak ifade ettiğimiz eksi yüklü taneciklerde elektronlardır.
Bunlar da çekirdeğin çevresinde büyük boşluklardadır. Ve biz daha önceki derslerimizde atom dersinde yine biliyoruz ki zıt yüklü tanecikler birbirine çekme kuvvetleri uygular. Artı tanecikle yani protonla elektron birbirine çekme kuvveti uygular.
Aynı yüklü tanecikler ise örneğin çekirdekteki artı yüklü tanecikler yani protonlar birbirine itme kuvveti uygular. Yine elektronlar da aynı yüklü tanecikler olduğu için birbirine itme kuvvetleri uygular. Dolayısıyla herhangi iki tanecik bu atom olabilir, molekül olabilir veya iyon olabilir. Birbirine yaklaştığı zaman çekirdekler arasındaki artı yükler, artı yükler aynı yükler olduğu için bunlar birbirine itme kuvveti mi uygulayacak, çekme kuvveti mi? Aynı yükler olduğu için birbirlerine itme kuvvetleri uygular.
Aynı zamanda elektronlar da yine çekirdeğin çevresinde bulunan elektronlar da birbirine... Yine itme kuvvetleri uygulayacak. Bunlar birbirine itme kuvveti uyguluyor. Ama aynı zamanda protonlarla elektronlar arasında şu artı yükle bu eksi yük arasında çekme kuvveti oluşur. Aynı zamanda diğer taraftaki artı yükle bu eksi yük arasında da bir çekme kuvveti oluşur.
Şöyle yapalım çekme kuvveti oluşur. Dolayısıyla iki tür birbirine yaklaştırıldığı zaman aralarında itme ve çekme kuvvetleri oluşur. kuvvetleri daha büyükse mantıklı bir şekilde aralarında güçlü etkileşimler oluşur çekme kuvvetleri buradaki tüm oluşan çekme kuvvetleri tamamı etme kuvvetlerinden daha büyükse o zaman aralarında güçlü bağlar oluşur bu oluşan güçlü bağlara kimyasal bağlar diyoruz kimyasal bağlar Eğer ki etme kuvvetleri çekme kuvvetlerinden çok büyükse o zaman zaten bir bağ oluşmaz ancak itme kuvvetleri ile Çekme kuvvetleri birbirine yakınsa orada da zayıf bağlar yani fiziksel bağlar oluşur diyoruz. Şu an güçlü etkileşimleri inceleyeceğiz. Yani çekme kuvvetleri itme kuvvetinden büyük olan güçlü bağlar, güçlü bağlar aynı zamanda kimyasal bağlar diyoruz.
Bunu inceleyeceğiz. Peki kimyasal bağ tanımına tekrardan bakalım. Maddeyi oluşturan tanecikler, bu tanecikler atom olabilir, molekül olabilir veya iyon olabilir.
Maddeye oluşan tanecikler temel olarak doğada ya atomdur, ya moleküldür, ya da iyon halindedir. Bu tanecikleri bir arada tutan elektrostatik kuvvetler. Elektrostatik kuvvet diyoruz çünkü artı yük, eksi yük.
Bunlar elektriksel yüktür. Ve bu elektriksel yük arasında statik bir çekme ve itme kuvveti oluşur. Statik burada durgun olarak da düşünebiliriz.
Durgun, statik bir çekme. çekme itme kuvvetleri oluşur. Burada bir arada tutan bu elektrostatik kuvvetler kimyasal bağlardır. Biz bunları kimyasal türler arası etkileşimler olarak isimlendiriyoruz.
Ve kimyasal türler arası etkileşimler ikiye ayrılır. Güçlü ve zayıf olmak üzere. Güçlü olan etkileşimler yani kimyasal bağlarda kendi içerisinde üçe ayrılır. Bunlar iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik bağdır. Bu dersimizde metalik bağ kısmını inceleyeceğiz.
Sonraki derslerimizde de iyonik bağ ve kovalent bağı inceleyeceğiz. Önden şunu söyleyeyim. İyonik bağ adı üzerinde. İyonların oluşturduğu bağdır.
Ve genellikle Metal ile ametal arasında oluşur. Daha doğrusu metal ile ametal arasında oluşan bileşiklerin hepsi iyonik bağlı bileşiklerdir. Ancak iyonik bağ farklı şekillerde de oluşabilir ama genel olarak metal ametal diyelim. Metal elektronu ametale vererek artı yüklenir. Ametalde elektron olarak eksi yüklenir.
Bu artı yükle eksi yük arasında elektrostatik çekim kuvvetleriyle bir dengelenme olur. Burada oluşan bağ iyonik bağ adını veririz. Kovalent bağ ise genellikle ametal ametal arasında oluşur.
Ve A metal A metal arasında elektronların ortaklaşa kullanılmasıyla A metal atomları arasında kovalent bağ oluşur. Bu dersimizde göreceğimiz metalik bağ ise metal atomlarını bir arada tutan bağın ismidir. Aynı zamanda alaşımlarda da alaşımda metal metal karışımıdır. Alaşımlarda da yine metalik bağ vardır.
Peki metalik bağ nasıl oluşuyor? Metalik bağ öncelikle metal atomlarını bir arada tutan kuvvetin ismidir. Metalik İlk bağ bileşiklerde oluşan bağ değildir. Çünkü metaller bir araya gelerek bileşik oluşturamazlar. Bakın bir metal olan sodyumla bir ametal olan klor bileşik oluşturabilir.
Bir ametal olan hidrojenle bir ametal olan oksijen bileşik oluşturabilir. Ancak metal ile metal örneğin sodyumla potasyum bileşik oluşturamaz. Veya işte alüminyumla magnezyum örneğin şöyle bir bileşik oluşturamaz.
Metal ile metal bir araya gelerek bileşik oluşturmuyor. Peki metalik bağ ne o zaman? Metalik bağ aynı veya farklı metal atomlarının bir arada durmasını sağlayan kuvvettir. Örneğin altın düşünelim. Şöyle bir altın.
Saf altın düşünelim. Altın içerisinde altın atomları yok mu? Evet.
Peki altın atomları nasıl bir arada son derece de kuvvetli bir şekilde bir arada durabiliyor? Çünkü aralarında bağlar oluşuyor. İşte bu oluşan bağlara biz metalik bağ ismini veriyoruz.
Ve metalik bağın nasıl oluştuğunu... adım adım burada göreceğiz. Sodium üzerinden inceleyelim.
Sodium bir metaldir. Atom numarası 11'dir. Ve elektron dizilimini yazdığımız zaman 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 olarak yazarız. Ve sodyumun valans elektronları yani değerlik elektronları en yüksek enerji seviyesinde bulunan bir tane elektrondur. Her bir sodyum atomunun bir tane değerlik elektronu vardır.
Ve metaller bir araya geldiği zaman nispeten metal atomlarının yarı çapı büyük olduğu için ve elektronegatiflik değerleri de düşük olduğu için bu değerlik elektronu serbest bir şekilde hareket eder. Örneğin şu ilk yazılan sol üstteki bir sodyum atomuydu. Elektronu serbest bir şekilde hareket ediyor. Adeta elektron kopmuş gibi.
Elektron koptuğu durumda sodyumda 11 proton 11 elektron vardı. Bir elektron koparsa elektron sayısı ona düşerse artı bir yük. Büyükte iyon haline geçmez mi sodyum atomu?
Evet. Sodyum atomunda bu elektron adeta kopmuş gibidir ve serbest bir şekilde komşu metal atomlarının boş orbitallerinde bu elektron sürekli bir şekilde hareket eder. Dolayısıyla bu elektron sürekli hareket ettiği için bizim metal atomumuz adeta bir katyon gibi davranır. Katyon gibi.
Ve elektron serbest bir şekilde hareket eder. Diğer metal atomu aynı şekilde. Elektronu kopmuş serbest bir şekilde. Komşu metal atomların boş orbitallerinde rastgele bir şekilde hareket ediyor.
O yüzden kendisi katyon gibi davranır. Diğeri de aynı şekilde. Diğeri aynı şekilde. Dolayısıyla burada serbest hareket eden böyle rastgele hareket eden işte şu elektron bu elektron.
Elektronlar serbest bir şekilde hareketiyle adeta burada bir elektron denizi oluşur. Elektron denizi. Ve burada elektron denizinde bulunan elektronlarla katyon gibi davranan Metaller arasında zıt yükler olduğu için elektrostatik bir çekim kuvveti oluşur.
Ve işte oluşan bu elektrostatik çekim kuvvetine metalik bağ ismini veriyoruz. İşte metalik bağ tam olarak budur. Metal katyonlarıyla değerlik elektronlar serbest dolaşan değerlik elektronlar arasındaki oluşan çekme kuvvetlerine metalik bağ ismini veriyoruz. Burada rastgele olarak çiziyorum şu an. Metalik bağ ismini veriyoruz.
Tanımı da okuyalım. Metal atomları bir araya geldiğinde değerlik elektronunu vermiş gibi davranan metal katyonu, bu artı yüklü yon metal katyonu ve ortamda serbest dolaşan değerlik elektronları bulunur. Bir sonraki sayfada devam ediyor tanım. Yine ilk sayfaya geri döneceğim. Serbest dolaşan elektronlar adeta bir elektron denizi oluşturur.
Elektronların oluşturduğu elektron denizi ile Pozitif metal iyonları arasındaki elektrostatik çekime metalik bağ ismini veriyoruz. Ve metalik bağ elektron denizi modeli ile açıklanıyor. Metal atomlarının bir arada durmasını biz bu model ile açıklıyoruz. Böyle olduğunu düşünüyoruz. Aynı durumu magnezyum üzerinden de görelim.
Magnezyumun atom numarası 12, elektron sayısı da 12 ve elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6 3s2 şeklidir. Magnezyumun en yüksek enerji seviyesinde 3. enerji seviyesinde 2 tane elektron var. O zaman valans elektron sayısı 2'dir. Her bir magnezyum atomu 2 tane elektron verir.
2 elektron verdiği için her bir magnezyum atomu artı 2 yüklü katyon gibi davranır. Ve buradaki her bir atom için 2 elektron... serbest bir şekilde hareket eder ve adeta bir elektron denizi oluşturur. Ve bu serbest hareket eden elektronlarla magnezyum 2 artı yonları arasında oluşan elektrostatik çekim kuvvetine metalik bağ ismini veriyoruz. Şunu da hemen sorayım size.
Magnezyumda her bir magnezyum atomu 2 tane elektron veriyor. Sodiumda ise 1 elektron veriyordu. Magnezyumda daha çok elektron daha çok çekim kuvveti oluşmasına sebep olmaz mı? Evet.
Dolayısıyla... Değerlik elektron sayısı yani valans elektron sayısı arttıkça burada oluşan metalik bağların sayısı da artacağı için metalik bağın kuvveti artmaz mı? Artar.
Dolayısıyla magnezyum 2 artının metalik bağının kuvveti değerlik elektron sayısı daha fazla olduğu için daha fazla olmasını bekleriz. Devam edelim. İşte elektron denizi yani elektronların bu serbest hareketiyle oluşan metalik bağ metallerin sahip olduğu tüm özellikleri ona kazandırır. Metallerin özellikleri metalik bağ sayesinde elektron denizi modeli sayesindedir. Örneğin metaller ısı ve elektriği iyi iletirler.
Nasıl ısı ve elektriği iletiyor? Çünkü elektronlar serbest bir şekilde hareket edebildiği için elektrik akımını bir yerden bir yere taşıyabilirler. Aynı şekilde ısıyı bir yerden bir yere taşıyabilirler. Metallerin yüzeyleri parlaktır. Daha doğrusu kesilen yüzeyleri parlaktır.
Elektron denizi modeli sayesinde serbest dolaşan elektronlardan kaynaklı bir yer kesildiği zaman... Elektronların ışıktaki yansımasından kaynaklı parlak bir görünüme sahip oluyorlar. Tel ve lev haline getirilebilip, esnek olup, dövülebilip, şekillendirilebilmeleri de yine serbest dolaşan elektronlar sayesindedir. Örneğin bir metali vurduğunuz zaman metal çok yüksek bir güçle vurmadığınız sürece kırılmaz.
Neden? Elektronların hareketi sayesinde bu kırılmaz bir yerden bir yere doğru hareket eder. O yüzden kırılmaz metaller.
Eğilip bükülebilir bir metali çekebilirsiniz. Örneğin alüminyum folyo mesela çok incedir. Bunu istediğiniz gibi alüminyum mesela alüminyum folyo olarak kullanıyoruz. Tel ve lev haline getiriyoruz. Esnektir, şekil verebiliyoruz ve istediğimiz şekilde metalleri bu anlamda kullanabiliyoruz.
Bu özelliklerin hepsi elektron denizi modeli sayesindedir. Devam edelim. Metallerde erime noktası karşılaştırması.
İki metalin örneğin sodyumla potasyum ikisi de metal. Metaller civa dışında katı haldedirler oda koşullarında. Bu metaller saf maddeler olduğu için belli erime noktaları var.
Acaba hangisinin büyük? Sodyumu mu büyük, potasyumu mu büyük? Bunu nasıl anlayacağız? Metallerde erime noktası karşılaştırması yapabilmek için metalik bağın sağlamlılığına bakarız.
Metalik bağın sağlamlılığı arttıkça erime noktası da artar. Çünkü ne kadar güçlü metalik bağ o kadar zor kırılacağı için erime noktası da o kadar yüksek olacak. Metallerin erime noktası, metallerin sağlamlılığın karşılaştırılmasına iki şeye bakılır.
Temel olarak... değerlik elektron sayısına aslında bakılır. Metallerin valans elektron sayısı yani değerlik elektron sayısı arttıkça yani metal katyonunun yükü arttıkça daha çok serbest dolaşan elektron daha çok metalik bağ olacağı için metalik bağın sağlamlılığı yani kuvveti artar.
Buraya iyonik bağ yazmışım yanlışlıkla. Notta bunu düzelteceğim. Burada da şimdi düzelttim. Metalik bağın yani değerlik elektron sayısı valans elektron sayısı arttıkça metalik bağın sağlamlılığı, kuvveti artar.
Dolayısıyla erime noktası da artar. Aynı zamanda metal atomunun yarı çapıyla da ters orantılıdır. Yarı çap azaldıkça metalik bağın sağlamlılığı artar. Yani düşük yarı çap ve yüksek değerlik elektron sayısındaki metalin erime noktası daha yüksektir.
Çünkü metalin yarı çapı azaldıkça metalin katyonu ile elektronlar arasında daha güçlü metalik bağlar kopacağı için, onun kopartılması daha zor olacağı için, metal atomun yarı çapı azaldıkça metalik bağın sağlamlığı artar o zaman erime noktası da artar. Aşağıda verilen metallerin aynı koşullarda erime noktalarını büyükten küçüğe bu mantıkla karşılaştıralım. Önce ağ şıkkını yapalım.
Burada periyodik cetvelde yerlerini bulacağız ki değerlik elektron sayısı ve yarı çap karşılaştırması yapabilelim. Sodium 11, 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 ile 3. periyod 1A grubu elementidir. Potasyum 19 ile 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1 ile 4. periyot bira. Rubidium'un dizilimini yazmıyorum.
Bir önceki 36 zaten 8A olduğu için rubidium da 5. periyot 1A'dadır. Yani 3'ü de 1A grubunda. Sodium da 1A grubunda. Potasyum da 1A grubunda.
Rubidium da 1A grubunda. 3'ü de 1A grubunda olduğu için valans elektron sayıları aynıdır. 3'ünün de değerlik elektron sayısı 1. Oradan karşılaştırma yapamıyorum.
O zaman yarı çapa bakacağım. Biliyoruz ki yarı çap yukarıdan aşağı doğru katman sayısı arttığı için artar. E katman sayısı arttığı yarı çap art... Arttıkça metalik bağın sağlamlığı azalır, erime noktası azalır. O zaman A şıkkında erime noktası en büyük olanı sodyum, sonra potasyum, sonra rubidyum olmasını bekleriz.
Peki B şıkkında sodyum, magnezyum, alüminyum. Sodyum 1A grubundadır, değerli elektron sayısı 1. Magnezyum 2A grubundadır, değerli elektron sayısı 2. Alüminyum 3A grubundadır, değerli elektron sayısı 3. Aynı periyoddalar ve soldan sağa doğru da yarı çapları azalıyor. Peki alüminyumun...
Hem değerli kerekton sayısı fazla oradan metalik bağı daha sağlam, hem yarı çapı daha küçük oradan metalik bağın sağlamlığı daha fazla. Her iki durumdan kaynaklı alüminyum metalinin erime noktası tabii ki aynı koşullarda magnezyumdan onun da sodyumdan daha büyük olmasını bekleriz. Gerçekten de gerçek değerlerle karşılaştırdığımız zaman burada verdiğim metallerin erime noktasının bu şekilde büyükten küçüğe olarak sıralandığını da görebiliriz. Devam edelim.
Bir etkinlik yukarıda harflerle gösterilen elementlerden hangilerinde metalik bağ vardır? Hangilerinde metalik bağ var? Metallerde. İlk elementimiz olan hidrojen yani A ile gösterilen bir A metaldir. 8A grubunun hepsi soy gazdır.
Bunlar metal değildir. Sonra ikinci periyodda 4, 3, tabi bu soy gazları farklı renkle boyayalım. Soy gazlar ayrı bir sınıftır. A metal değil ayrı bir sınıftır. Soy gaz sınıfıdır.
Şurası 4, 3, 2, 1 şeklinde boyadıklarım. Bu sarıyla boyadıklarım A metaller. Mavi ile turkazla boyadığım soy gazdı.
Bir de arada yarı metaller var. Onlar da şöyle 1, şöyle 2, 2 şeklinde devam ediyor. Bunlar da yarı metal.
Geri kalan B, C, D ve E'de metalik bağ vardır. O zaman cevap B, C, D ve E'dir. Metalik bağ ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? Bir tane de test sorusu.
Metal katyonları ile serbest elektronlar arasındaki elektrostatik çekim kuvveti metalik bağdır. Tam olarak tanımı bu zaten. Metal metal karışımı olan alışımlarda da metalleri bir arada tutan kuvvet metalik bağdır. Doğru.
Elektron denizi modeliyle açıklanır. Doğru. Aynı periyodda soldan sağa doğru gidildikçe yarı çap azalacak ve değerlik elektron sayısı artacağı için metalik bağın sağlamlığı genellikle artar.
Doğru. Metaller arasında oluşan bileşiklerde diyor ancak metaller arasında bileşik oluşmaz. Sadece metaller arasında alışım denilen karışımlar oluşturulur.
Evet metalik bağ güçlü bir etkileşimdir ancak bileşiklerde oluşma deme ifadesi bu anlamda yanlıştır. E şıkkı burada yanlıştır. Son olarak da size bir sorum var. Metalik bağ kısa bir konuydu bu arada. Kısa bir şekilde mantığıyla burada öğrenmiş olduk.
Son olarak metalik bağı açıklamak için kullanılan modelin adı nedir? Bu soruyu da size soruyorum. Cevaplarınızı yorumlarda sizden bekliyorum. Metalik bağı bitirmiş olduk.
Bir sonraki dersimizde iyonik... İonik bağ ile devam edeceğiz. İonik bağ dersinde görüşmek üzere.