Konu anlatımı
Sofra tuzu, birbirine sıkıca bağlı milyarlarca sodyum ve klorür iyonundan oluşur. Bu iyonlar, atomların elektron alıp vermesiyle oluşur ve zıt yükleri sayesinde birbirini çeker. Bu alt başlıkta Lewis sembollerini, iyonik bağın nasıl oluştuğunu ve iyonik bileşiklerin özelliklerini göreceksin.
Lewis sembolleri
Lewis sembolünde elementin sembolünün çevresine değerlik elektronları nokta olarak yerleştirilir. Lityum ve sodyumun yanında bir, magnezyumun yanında iki, alüminyumun çevresinde üç, karbonun çevresinde dört, azotun çevresinde beş, oksijenin çevresinde altı, klorun çevresinde yedi, neonun çevresinde sekiz nokta bulunur. Tek atomlu iyonların Lewis sembolünde katyonun değerlik elektronu kalmadığı için Na⁺ ve Mg²⁺ noktasız yazılır; anyonda ise sekiz nokta çizilir, sembol köşeli parantez içine alınır ve yük sağ üste yazılır: Cl⁻ ve O²⁻ iyonları böyle gösterilir. Programda örnekler ilk 20 element arasından seçilir.
İyonik bağın oluşumu
Sodyum atomu (2) 8) 1)) son katmanındaki bir elektronu klor atomuna (2) 8) 7)) verir. Sodyum Na⁺ iyonuna dönüşerek neonun, klor Cl⁻ iyonuna dönüşerek argonun dizilimine ulaşır. Zıt yüklü bu iyonlar arasındaki elektrostatik çekime iyonik bağ denir. Magnezyum ile oksijen arasında iki elektron aktarılır ve Mg²⁺ ile O²⁻ iyonları oluşur. İyonik bağ genellikle metal ile ametal arasında oluşur; amonyum klorür gibi çok atomlu iyon içeren bazı bileşikler metal içermediği hâlde iyoniktir.
Düzenli yapı ve yapısal birim
İyonik bağ yönsüzdür: her iyon, çevresindeki bütün zıt yüklü iyonları çeker. Bu yüzden iyonlar tek tek çiftler hâlinde değil, her yönde tekrarlanan düzenli bir yapı hâlinde bulunur. NaCl formülü bir molekülü değil, bu yapıdaki sodyum ve klorür iyonlarının 1 : 1 oranını, yani yapısal birimi anlatır; iyonik bileşikler için molekül kavramı kullanılmaz. Çok atomlu iyon içeren bileşiklerde hem iyonik hem kovalent bağ bulunur: sodyum hidroksitte Na⁺ ile OH⁻ arasında iyonik, hidroksit iyonundaki oksijen ile hidrojen arasında kovalent bağ vardır.
İyonik bileşiklerin özellikleri
İyonik bileşikler oda koşullarında katıdır ve erime noktaları yüksektir; sodyum klorür yaklaşık 801 °C sıcaklıkta erir. Serttir ama kırılgandır. Katı hâlde iyonlar yerinden ayrılamadığı için elektriği iletmez; eridiklerinde ya da suda çözündüklerinde iyonlar serbestçe hareket edebildiği için elektriği iletir.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. ₁₂Mg ve ₉F atomları arasında oluşan bileşikte iyonların elektron dizilimleri nasıldır? Bileşiğin formülü ve özellikleri nedir?
Çözüm. Magnezyum (2) 8) 2)) iki elektron vererek Mg²⁺, flor (2) 7)) bir elektron alarak F⁻ iyonu oluşturur; iki iyonun dağılımı da 2) 8) biçimindedir ve neonun dizilimine eşittir. Bir Mg²⁺ iyonunun yükünü iki F⁻ iyonu dengeler; formül MgF₂ olur. Bu bileşik iyonik olduğu için oda koşullarında katıdır, erime noktası yüksektir ve katı hâlde elektriği iletmez.
Örnek 2. Bir öğrenci sodyum klorür için şunları söylüyor: I. Katısı elektriği iletir. II. Sulu çözeltisi elektriği iletir. III. Bir NaCl molekülünde bir sodyum ve bir klor atomu vardır. Hangileri doğrudur?
Çözüm. Yalnızca II doğrudur. Katı sodyum klorürde iyonlar bulundukları yerde sabit durduğu için elektrik iletilmez; sulu çözeltide ise iyonlar serbestçe hareket ederek akımı taşır. Sodyum klorür iyonik bir bileşik olduğu için molekülü yoktur; NaCl formülü iyonların 1 : 1 oranını gösteren yapısal birimdir.
Sık yapılan hatalar
- Lewis sembolünde bütün elektronları göstermek; yalnızca değerlik elektronları gösterilir.
- İyonik bileşiklere molekül demek; formül yapısal birimi gösterir.
- Katı iyonik bileşiklerin elektriği ilettiğini sanmak; iletkenlik eriyik ya da çözelti hâlinde olur.
- Lewis sembolü = element sembolü + değerlik elektronu kadar nokta.
- İyonik bağ: zıt yüklü iyonlar arasındaki çekim; iyonlar her yönde tekrarlanan düzenli bir yapı oluşturur.
- İyonik bileşik: yüksek erime noktası, katıda iletmez, eriyik ve çözeltide iletir.