Calculating Formal Charges and Predicting Molecular Structures | Chemistry | JoVE

Login processing...

Bölüm 9: Kimyasal Bağlar: Temel Kavramlar Back To Chapter

9.11: Formal Yükler

İÇİNDEKİLER

X

Bölüm 1: Giriş: Madde ve Ölçüm

30
1.1: Bilimsel Yasalar ve Teoriler
30
1.2: Bilimsel Yöntem
30
1.3: Maddenin Haline Göre Sınıflandırılması
30
1.4: Maddenin İçeriğine Göre Sınıflandırılması
30
1.5: Physical and Chemical Properties of Matter
30
1.6: Enerji Nedir?
30
1.7: Ölçüm: Standart Birimler
30
1.8: Ölçüm: Türetilmiş Birimler
30
1.9: Ölçümdeki Belirsizlik: Doğruluk ve Hassasiyet
30
1.10: Ölçümdeki Belirsizlik: Okuma Aletleri
30
1.11: Ölçümdeki Belirsizlik: Önemli Rakamlar
30
1.12: Boyut Analizleri

Bölüm 2: Atomlar ve Elementler

30
2.1: Maddenin Atom Teorisi
30
2.2: Atomaltı Parçacıklar
30
2.3: Elementler: Kimyasal Semboller ve İzotoplar
30
2.4: İyonlar ve İyonik Yükler
30
2.5: Periyodik Tablo
30
2.6: Atomik Kütle
30
2.7: Molar Kütle

Bölüm 3: Moleküller, Bileşikler ve Kimyasal Denklemler

30
3.1: Moleküller ve Bileşikler
30
3.2: Kimyasal Formüller
30
3.3: Moleküler Modeller
30
3.4: Elementlerin ve Bileşiklerin Sınıflandırılması
30
3.5: İyonik Bileşikler: Formüller ve İsimlendirme
30
3.6: Moleküler Bileşikler: Formüller ve İsimlendirme
30
3.7: Organik Bileşikler
30
3.8: Bileşiklerin Formül Kütlesi ve Mol Kavramları
30
3.9: Kimyasal Formülün Deneysel Olarak Belirlenmesi
30
3.10: Kimyasal Denklemler

Bölüm 4: Kimyasal Nicelikler (Miktarlar) ve Sulu (Aköz) Reaksiyonlar

30
4.1: Reaksiyon Stokiyometrisi
30
4.2: Sınırlayıcı Reaktan
30
4.3: Reaksiyon Verimi
30
4.4: Çözeltilerin Genel Özellikleri
30
4.5: Çözelti konsantrasyonu ve Seyreltme
30
4.6: Elektrolit ve Non-Elektrolit Çözeltiler
30
4.7: İyonik Bileşiklerin Çözünürlüğü
30
4.8: Sulu Çözeltilerdeki Kimyasal Reaksiyonlar
30
4.9: Çökelme Reaksiyonları
30
4.10: Oksidasyon-Redüksiyon Reaksiyonları
30
4.11: Oksidasyon Numarası
30
4.12: Asitler, Bazlar ve Nötralizasyon Reaksiyonları
30
4.13: Sentez ve Ayrışma Reaksiyonları

Bölüm 5: Gazlar

30
5.1: Basınç ve Basınç Ölçümü
30
5.2: Gaz Yasaları
30
5.3: İdeal Gaz Yasasının Uygulamaları: Molar kütle, Yoğunluk ve Hacim
30
5.4: Gazların Karışımı - Dalton Kısmi Basınç Yasası
30
5.5: Kimyasal Stokiyometri ve Gazlar
30
5.6: Kinetik Moleküler Teori: Temel Varsayımlar
30
5.7: Kinetik Moleküler Teori ve Gaz Yasaları
30
5.8: Moleküler Hız ve Kinetik Enerji
30
5.9: Efüzyon ve Difüzyon
30
5.10: Gerçek Gazlar - İdeal Gaz Yasasından Sapma

Bölüm 6: Termokimya

30
6.1: Enerji Temelleri
30
6.2: Termodinamiğin Birinci Yasası
30
6.3: İç Enerji
30
6.4: Isı Ölçümü
30
6.5: İş Ölçümü
30
6.6: Entalpi
30
6.7: Termokimyasal Denklemler
30
6.8: Sabit Basınç Kalorimetrisi
30
6.9: Sabit Hacim Kalorimetrisi
30
6.10: Hess Yasası
30
6.11: Standart Oluşum Entalpisi
30
6.12: Reaksiyon Entalpileri

Bölüm 7: Atomların Elektronik Yapısı

30
7.1: Işığın Dalga Doğası
30
7.2: Elektromanyetik Spektrum
30
7.3: Girişim ve Kırınım
30
7.4: Fotoelektrik Olay
30
7.5: Bohr Modeli
30
7.6: Emisyon Spektrumu
30
7.7: De Broglie Dalga Boyu
30
7.8: Belirsizlik İlkesi
30
7.9: Atomun Kuantum-Mekanik Modeli
30
7.10: Kuantum Sayıları
30
7.11: Atomik Orbitaller
30
7.12: Pauli Dışarlama İlkesi
30
7.13: Atomik Orbitallerin Enerjileri
30
7.14: Aufbau İlkesi ve Hund Kuralı
30
7.15: Çok Elektronlu Atomlarının Elektron Konfigürasyonu

Bölüm 8: Elementlerin Periyodik Özellikleri

30
8.1: Elementlerin Periyodik Sınıflandırılması
30
8.2: Atomik Yarıçaplar ve Etkili Nükleer Yük
30
8.3: İyonik Yarıçap
30
8.4: İyonlaşma Enerjisi
30
8.5: Elektron Afinitesi
30
8.6: Alkali Metaller
30
8.7: Halojenler
30
8.8: Soygaz

Bölüm 9: Kimyasal Bağlar: Temel Kavramlar

30
9.1: Kimyasal Bağ Türleri
30
9.2: Lewis Sembolleri ve Oktet Kuralı
30
9.3: İyonik Bağ ve Elektron Transferi
30
9.4: Born-Haber Döngüsü
30
9.5: Örgü Enerjisindeki Trendler İyon Boyutu ve Yükü
30
9.6: Kovalent Bağ ve Lewis Yapıları
30
9.7: Elektronegatiflik
30
9.8: Bağ Polaritesi, Dipol Momenti ve Yüzde İyonik Karakter
30
9.9: Moleküler Bileşiklerin ve Poliatomik İyonların Lewis Yapıları
30
9.10: Rezonans
30
9.11: Formal Yükler
30
9.12: Oktet Kuralının İstisnaları
30
9.13: Bağ Enerjileri ve Bağ Uzunlukları
30
9.14: Metallerde Bağlanma

Bölüm 10: Kimyasal Bağlar: Moleküler Geometri ve Bağ Teorileri

30
10.1: VSEPR Teorisi ve Basit Gösterimleri
30
10.2: VSEPR Teorisi ve Yalın Çiftlerin Etkisi
30
10.3: Moleküler Geometrinin Tahmini
30
10.4: Moleküler Şekil ve Polarite
30
10.5: Deeğerlik Bağ Teorisi
30
10.6: Atomik Orbitallerin Hibridizasyonu I
30
10.7: Atomik Orbitallerin Hibridizasyonu II
30
10.8: Moleküler Orbital Teorisi I
30
10.9: Moleküler Orbital Teorisi II

Bölüm 11: Sıvılar, Katılar ve Moleküller Arası Kuvvetler

30
11.1: Gazların, Sıvıların ve Katıların Moleküler Karşılaştırması
30
11.2: Moleküller Arası ve Molekül İçi Kuvvetler
30
11.3: Moleküller Arası Kuvvetler
30
11.4: Moleküller Arası Kuvvetlerin Karşılaştırılması: Erime Noktası, Kaynama Noktası ve Karışabilirlik
30
11.5: Yüzey Gerilimi, Kapiller Etkiler, ve Vizkosite
30
11.6: Hal Değişimi (Faz Geçişi)
30
11.7: Hal Değişimleri: Buharlaşma ve Katılaşma
30
11.8: Gaz Basıncı
30
11.9: Clausius-Clapeyron Denklemi
30
11.10: Hal Değişimleri: Erime ve Donma
30
11.11: Hal Değişmleri: Süblimleşme ve Kırağılaşma
30
11.12: Isınma ve Soğuma Eğrileri
30
11.13: Hal Diyagramları
30
11.14: Katıların Yapısı
30
11.15: Kafes Merkezleme ve Koordinasyon Numarası
30
11.16: Moleküler ve İyonik Katılar
30
11.17: İyonik Kristal Yapı
30
11.18: Metalik Katılar
30
11.19: Kuşak Teorisi
30
11.20: Ağ Kovalent Katıları
30
11.21: X Işını Kristalografisi

Bölüm 12: Çözeltiler ve Kolloidler

30
12.1: Solüsyon Formasyonu
30
12.2: Donma Noktası Alçalması ve Kaynama Noktası Yükselmesi
30
12.3: Solüsyonun Entalpisi
30
12.4: Sulu Çözeltiler ve Hidrasyon Isısı
30
12.5: Çözüm Dengesi ve Doygunluk
30
12.6: Çözünürlüğü Etkiliyen Fiziksel Özellikler
30
12.7: Solüsyon Konsantrasyonunu İfade Etmek
30
12.8: Buhar Basıncını Düşürme
30
12.9: İdeal Solüsyonlar
30
12.10: Donma Noktası Alçalması ve Kaynama Noktası Yükselmesi
30
12.11: Ozmos ve Solüsyonların Ozmatik Basıncı
30
12.12: Elektrolitler: van't Hoff Faktörü
30
12.13: Kolloidler

Bölüm 13: Kimyasal Kinetik

30
13.1: Reaksiyon Hızı
30
13.2: Reaksiyon Hızını Ölçme
30
13.3: Hız Yasasının Konsantre Hali
30
13.4: Dereceli Reaksiyonları Tanımlama
30
13.5: Entegre Oran Yasası: Konsantrasyonun Zamana Bağımlılığı
30
13.6: Bir Reaksiyonun Yarı Ömr
30
13.7: Reaksiyon Oranında Sıcaklık Bağımlılığı
30
13.8: Arrhenius Grafikleri
30
13.9: Reaksiyon Mekanizmaları
30
13.10: Oran Belirleyici Adımlar
30
13.11: Kataliz
30
13.12: Enzimler

Bölüm 14: Kimyasal Denge

30
14.1: Dinamik Denge
30
14.2: Denge Sabiti
30
14.3: Gazlı Reaksiyonlar ve Heterojen Reaksiyonlar için Denge
30
14.4: Denge Sabitinin Hesaplanması
30
14.5: Reaksiyon Katsayısı
30
14.6: Denge Konsanstrasyonlarını Hesaplama
30
14.7: Küçük x Varsayımı
30
14.8: Le Chatelier Prensibi: Konsantrasyon Değiştirme
30
14.9: Le Chatelier Prensibi: Hacim (Basınç) Değiştirme
30
14.10: Le Chatelier Prensibi: Sıcaklık Değiştirme

Bölüm 15: Asitler ve Bazlar

30
15.1: Bronsted-Lowry Asitleri ve Bazları
30
15.2: Asit/Baz Güçleri ve Ayrışma Sabitleri
30
15.3: Su: Bir Bronsted-Lowry Asidi ve Bazı
30
15.4: pH Skalası
30
15.5: Eşlenik Asit Baz Çiftlerinin Relatif Güçleri
30
15.6: Güçlü Asit ve Baz Çözeltileri
30
15.7: Zayıf Asit Çözeltileri
30
15.8: Zayıf Baz Çözeltileri
30
15.9: Asitlerin Karışımları
30
15.10: Asit ve Baz Olarak İyonlar
30
15.11: Tuz Çözeltilerinin pH'sını Belirleme
30
15.12: Poliprotik Asitler
30
15.13: Asit Gücü ve Moleküler Yapı
30
15.14: Lewis Asitleri ve Bazları

Bölüm 16: Asit-baz ve Çözünürlük Dengesi

30
16.1: Ortak İyon Etkisi
30
16.2: Tamponlar
30
16.3: Henderson-Hasselbalch Denklemi
30
16.4: Bir Tampon Çözeltisindeki pH Değişikliklerinin Hesaplanması
30
16.5: Tampon Etkinliği
30
16.6: Asit-Baz Titrasyon Eğrileri
30
16.7: Titrasyon Hesaplamaları: Güçlü Asit - Güçlü Baz
30
16.8: Titrasyon Hesaplamaları: Zayıf asit - Zayıf Baz
30
16.9: İndikatörler
30
16.10: Bir Poliprotik Asitin Titrasyonu
30
16.11: Çözünürlük Dengesi
30
16.12: Çözünürlüğü Etkileyen Faktörler
30
16.13: Kompleks İyonların Oluşumu
30
16.14: İyonların Çökelmesi
30
16.15: Nitel Analiz

Bölüm 17: Termodinamik

30
17.1: Spontanlık
30
17.2: Entropi
30
17.3: Termodinamiğin İkinci Yasası
30
17.4: Termodinamiğin Üçüncü Yasası
30
17.5: Bir Reaksiyon için Standart Entropi Değişimi
30
17.6: Gibbs Serbest Enerjisi
30
17.7: Sıcaklığın Serbest Enerji Üzerindeki Etkileri
30
17.8: Standart Serbest Enerji Değişimlerinin Hesaplanması
30
17.9: Standart Olmayan Durumlar için Serbest Enerji Değişimleri
30
17.10: Serbest Enerji ve Denge

Bölüm 18: Elektrokimya

30
18.1: Redoks Denklemlerinin Dengelenmesi
30
18.2: Elektromotor Kuvvet
30
18.3: Voltaik / Galvanik Hücreler
30
18.4: Standart Elektrot Potansiyelleri
30
18.5: Hücre Potansiyeli ve Serbest Enerji
30
18.6: Nernst Denklemi
30
18.7: Konsantrasyon Hücreleri
30
18.8: Piller ve Yakıt Hücreleri
30
18.9: Korozyon
30
18.10: Elektroliz

Bölüm 19: Radyoaktivite ve Nükleer Kimya

30
19.1: Radyoaktivite ve Nükleer Denklemler
30
19.2: Radyoaktivite Türleri
30
19.3: Nükleer Kararlılık
30
19.4: Nükleer Bağlanma Enerjisi
30
19.5: Radyoaktif Bozunma ve Radyometrik Tarihleme
30
19.6: Nükleer Fisyon
30
19.7: Nükleer Güç
30
19.8: Nükleer Füzyon
30
19.9: Nükleer Dönüşüm
30
19.10: Radyasyonun Biyolojik Etkileri

Bölüm 20: Geçiş Metalleri ve Koordinasyon Kompleksleri

30
20.1: Geçiş Metallerinin Özellikleri
30
20.2: Koordinasyon Bileşikleri ve İsimlendirme
30
20.3: Metal-Ligand Bağları
30
20.4: Koordinasyon Numarası ve Geometri
30
20.5: Yapısal İzomerizm
30
20.6: Stereoizomizm
30
20.7: Değerlik Bağı Teorisi
30
20.8: Kristal Alan Teorisi-Oktahedral Kompleksler
30
20.9: Kristal Alan Teorisi - Tetrahedral ve Kare Düzlemsel Kompleksler
30
20.10: Renkler ve Manyetizma

Bölüm 21: Biyokimya

30
21.1: Fonksiyonel Gruplar
30
21.2: Polimerler
30
21.3: Hücrenin Kimyası
30
21.4: Lipidlerin Yapısı
30
21.5: Karbonhidratların Kimyası
30
21.6: Aminoasitler
30
21.7: Peptid Bağları
30
21.8: Protein ve Protein Yapısı
30
21.9: Nükleik Asitler
30
21.10: DNA Bazlarının Eşleştirilmesi
30
21.11: DNA Replikasyonu
30
21.12: DNA'dan Proteine

İÇİNDEKİLER

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education

Formal Charges

Previous Video Next Video

Önceki Video
9.10: Rezonans

Sonraki Video
9.12: Oktet Kuralının İstisnaları

İçe Yerleştir Languages FAVORİLERE EKLE ADD TO PLAYLIST

English 中文 Deutsch Français Português Türkçe Русский Español Nederlands 한국어 العربية עִבְרִית Italiano 日本語

TRANSKRİPT

Bazı moleküller veya çok atomlu iyonlar birden fazla Lewis yapısı ile temsil edilebilir, ancak hangisinin baskın yapı olduğuna nasıl karar verilir? Atomların biçimsel yükleri hesaplanarak, molekülün molekülün gerçek yapısına en yakın Lewis yapısı belirlenebilir. Her atoma, moleküldeki diğer tüm atomlar aynı elektronegatifliğe sahipmiş gibi, atom üzerindeki yük olacak olan biçimsel yük adı verilen varsayımsal bir yük atanır.

Her bir bağ elektronunun iki atom tarafından eşit olarak paylaşıldığını varsayar. Hidrojen klorürü ele alalım. Her bir atomdaki biçimsel yükü belirlemek için önce bağlanmayan elektronların sayısını bağ elektronlarının sayısının yarısına ekleyin ve sonra elde edilen değeri valans elektronlarının sayısından çıkarın.

Bir molekül veya iyondaki tüm biçimsel yüklerin bir toplamı, molekül veya iyonun net yüküne eşittir. Örneğin, nitröz oksit üç olası Lewis yapısı ile temsil edilebilir biri iki çift bağlı, biri nitrojen atomları arasında üçlü bağ ve diğeri nitrojen ve oksijen arasında üçlü bağ şeklindedir ve hepsi okteti tamamlar. En iyi Lewis yapısı, formal yük hesaplamaları ile tanımlanır.

Azot'un beş valans elektronu ve oksijenin altı valans elektronu vardır. Bağlayıcı olmayan elektronların sayısı ve bağlanan elektronların sayısının yarısına dayanan hesaplama, her yapı için formal yükü verir. Çünkü azot oksit nötr bir molekül olduğu için tüm formal yüklerin toplamının sıfır olması gerekir.

Genel olarak, baskın bir Lewis yapısındaki tek tek atomlar üzerindeki formal yükler sıfıra en yakın olanıdır. Bu nedenle, daha yüksek formal yüke sahip üçüncü yapı göz ardı edilebilir. Ek olarak, eğer varsa, negatif bir formal yük en elektronegatif atom tarafından taşınmalıdır.

Oksijen nitrojenden daha elektronegatif olduğundan, oksijen üzerinde negatif formal yüke sahip ikinci yapı, nitröz oksit için baskın yapı olarak tanımlanır. Formal yükler, moleküllerin veya atomların gerçek yükleri değil, bir hesaplamadır. Molekülün gerçek yükü, kurucu atomlar arasındaki elektronegatiflik farkı da dahil olmak üzere birkaç faktöre bağlıdır.

9.11: Formal Yükler

Bazı durumlarda moleküller ve poliatomik iyonlar için görünüşte birden fazla geçerli Lewis yapısı vardır. Formal yükler kavramı, birden fazla makul yapı mevcut olduğunda en uygun Lewis yapısını tahmin etmeye yardımcı olmak için kullanılabilir.

Formal Yüklerin Hesaplanması

Bir moleküldeki bir atomun formal yükü, bağlardaki elektronlar atomlar arasında eşit olarak dağılırsa, atomun sahip olacağı varsayımsal yüktür. Alternatif olarak, formal yük, nötr bir atomun değerlik elektronlarının sayısından, bağlanmayan elektronlar ilk önce azaltıldığında ve ardından Lewis yapısındaki bu atoma bağlı bağların sayısının çıkarılmasıyla sonuçlanır..

Böylece, formal yük aşağıdaki gibi hesaplanır:

Eq1

Formal yük hesaplamaları, tüm yapı için formal yüklerin toplamı belirlenerek iki kez kontrol edilebilir. Bir moleküldeki tüm atomların formal yüklerinin toplamı sıfır olmalıdır; bir iyondaki formal yüklerin toplamı, iyonun yüküne eşit olmalıdır. Bir atom için hesaplanan formal yükün, moleküldeki atomun gerçek yükü olmadığını unutmayın. Formal yük, yalnızca yararlı bir defter tutma prosedürüdür; gerçek yüklerin varlığını göstermez.

Lewis Yapılarından Formal Yükün Hesaplanması

Aşağıdaki adımlar, interhalojen iyon ICl₄⁻'deki her bir atoma formal yükler atamak için izlenir.

Adım 1. Bağ elektron çiftlerini tüm I–Cl bonds bağları için eşit olarak bölün:

Adım 2. Elektronların yalın çiftlerini atomlarına atayın. Her bir klor atomu artık kendisine atanmış yedi elektrona sahiptir ve iyot atomu sekiz elektrona sahiptir.

Adım 3. Bu sayıyı nötr atom için değerlik elektronlarının sayısından çıkarın:
İyot: 7 – 8 = –1
Klor: 7 – 7 = 0
Tüm atomların formal yüklerinin toplamı –1'e eşittir, bu da iyonun yüküyle aynıdır (–1).

Moleküler Yapıyı Tahmin Etmek İçin Formal Yükü Kullanma

Atomların bir molekül veya iyondaki dizilişine moleküler yapısı denir. Pek çok durumda, Lewis yapılarını yazmak için olan adımları takip etmek, birden fazla olası moleküler yapıya yol açabilir — örneğin, çoklu farklı bağlar ve yalın çift elektron yerleşimleri veya farklı atom düzenlemeleri. Formal yükü içeren birkaç kılavuz, belirli bir molekül veya iyon için olası yapılardan hangisinin en olası olduğuna karar vermede yardımcı olabilir:

Tüm formal yüklerin sıfır olduğu bir moleküler yapı, bazı formal yüklerin sıfır olmadığı bir yapıya tercih edilir.
Lewis yapısının sıfır olmayan formal yüklere sahip olması gerekiyorsa, sıfır olmayan en küçük formal yüklerle düzenleme tercih edilir.
Lewis yapıları, bitişik formal yükler sıfır olduğunda veya zıt işaretli olduğunda tercih edilir.
Benzer formal yük dağılımlarına sahip birkaç Lewis yapısı arasından seçim yaparken, daha elektronegatif atomlar üzerindeki negatif formal yüklü yapı tercih edilir.

Bu yönergelerin nasıl geçerli olduğunu görmek için, karbondioksit,, CO₂ için bazı olası yapıları düşünelim. Daha az elektronegatif atomun tipik olarak merkezi konumu işgal ettiği bilinmektedir, ancak formal yükler bunun neden meydana geldiğini anlamaya yardımcı olur. Yapı için üç olasılık çizilebilir: merkezde iki çift bağı bulunan karbon, merkezde tek ve üçlü bağı bulunan karbon ve merkezde çift bağı olan oksijen.

Üç formal yükü karşılaştırırken, soldaki yapı tercih edilebilir olarak belirlenebilir çünkü yalnızca sıfır formal yüke sahiptir.

Başka bir örnek olarak, bir karbon atomu, bir nitrojen atomu ve bir sülfür atomundan oluşan bir iyon olan tiosiyanat iyonunun üç farklı moleküler yapısı olabilir: NCS–, CNS– veya CSN–. Bu moleküler yapıların her birinde bulunan formal yükler, atomların en olası düzenlemesini seçmeye yardımcı olabilir. Muhtemel Lewis yapıları ve tiyosiyanat iyonu için olası üç yapının her biri için formal yükler - merkezde çift bağlı karbon, merkezde çift bağlı nitrojen ve merkezde çift bağlı kükürt.

Her durumda formal yüklerin toplamının iyonun yüküne (–1) eşit olduğuna dikkat edin. Bununla birlikte, merkezde karbon bulunan atomların ilk dizilimi, sıfır olmayan formal yüklü en düşük atom sayısına sahip olduğu için tercih edilir. Ayni zamanda bu dizilimde en düşük elektronegatif atom merkezdedir ve negatif yük ise daha elektronegatif elementtedir.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Chapter 7.4 Formal Charges and Resonance.

Tags

Formal Charges Lewis Structures Dominant Structure Molecules Polyatomic Ions Actual Structure Electronegativity Hypothetical Charge Bonding Electrons Nonbonding Electrons Valence Electrons Net Charge Nitrous Oxide Double Bonds Triple Bond Octet

X

Simple Hit Counter