Kimya

Bileşikler

Kimya dersinin her safhasında bileşikler ile karşılaşmak mümkündür. Bileşikler konusunu iyi anlamak sonradan gelen konuları anlamak açısından da önemlidir.

Birden fazla elementin belirli miktarda bir araya gelerek kendi özelliklerini kaybedip oluşturdukları yeni saf maddeye bileşik denir. Bileşiği elementten ayıran temel özellik kimyasal reaksiyonlarla daha basit yapıda maddeye, hatta elementlere ayrışmasıdır. Bileşiği karışımdan ayıran temel özellikler ise saf olması, yapısındaki elementleri belli oranda bulunması, kendisini meydana getiren elementlerden tamamen farklı fiziksel ve kimyasal özellikler göstermesidir. Karışımlar fiziksel yöntemlerle bileşenlerine ayrıldıkları halde bileşiker ayrılamazlar.

Bileşik Formülü

Bileşik formülü, bileşikteki atomların cinsini ve bunların sayılarını gösteren ifadedir.

CH4→ Metan molekülü 1 tane C, 4 tane H atomundan oluşmuştur.

Kimyada kaba formül, gerçek (molekül) formül deyimleriyle sık sık karşılaşırsınız.

Kaba formül (Basit formül)

Bileşiği oluşturan elementlerin cinsini ve oranını belirten formüldür.

Gerçek formül (Molükül formülü)

Bileşiği oluşturan elementlerin cinsini, oranını ve sayısını belirten formüldür.

CH2 bir kaba formül ise bu kaba formüle ait gerçek formüller C2H4, C3H6, C5H10, C8H16 vs. olabilir. Birçok bileşiğin ise kaba formülüyle gerçek formülü aynıdır. Örneğin H2O suyun hem gerçek formülü hem de kaba formülüdür.

Metal - Ametal Bileşikleri

İsim: Metalin adı + Ametalin adı + ÜR eki

Oksijenli bileşikler oksik şeklinde isimlendirilir. NH4+ (Amonyum) metal gibi düşünülmelidir.

Örnekler

Al2S3 Alüminyum sülfür
MgBr2 Magnezyum bromür
Zn3N2 Çinko nitrür
NH4Cl Amonyum klorür
Uyarı: Bileşiklerinde farklı değerlik alabilen metal bileşikleri adlandırılırken bileşikteki metalin değerliği belirtilmelidir.

Örnekler

FeO Demir (II) oksit
Fe2O3 Demir (III) oksit
FeCl2 Demir (II) klorür
FeCl3 Demir (III) klorür
Cu2O Bakır (I) oksit
PbO2 Kurşun (IV) oksit

Metal - Kök Bileşikleri

İsim: Metalin Adı + Kökün adı

Örnekler

NaNO3 Sodyum nitrat
Mg(CN)2 Magnezyum siyanür
BaSO4 Baryum sülfat
Ca3(PO4)2 Kalsiyum fosfat
FeSO4 Demir (II) sülfat
Fe3(PO4)2 Demir (II) fosfat
Fe(OH)3 Demir (III) hidroksit

Ametal - Ametal Bileşikleri

Bileşikleri isimlendirirken bileşikteki atomların sayısı, 1 (mono), 2 (di), 3 (tri), 4 (tetra), 5 (penta), 6 (hegza) gibi latince sayılarla ifade edilir. Formülde önce yazılan atom bir taneyse yalnızca adı söylenir. İlk yazılan atomun sayısı birden farklıysa onun da kaç tane olduğu latince belirtilir. Sonraki atomun sayısı kaç olursa olsun belirtilmelidir.

Örnekler

CO Karbon monooksit
NO2 Azot dioksit
CBr4 Karbon tetra bromür
N2O3 Diazot trioksit
P2O5 Difosfor penta oksit
SF6 Kükürt hegza florür

Değerlik Bulma

  1. A grubu metallerinin değerlikleri sabittir ve 1A (+1), 2A (+2), 3A (+3) değerlik alır.
  2. Peroksitler hariç oksijenin değerliği (-2) dir.
  3. Hidrojen ametallerle yaptığı bileşiklerde (+1), metallerle yaptığı bileşiklerde ise (-1) değerliklidir.
  4. B grubu metalleri (geçiş elementleri) farklı (+) değerlik alabilirler. (Fe+2, Fe+3, Cr+3, Cr+6 olduğu gibi)
  5. Ametallerin (-) değerlikleri genelde 1 tanedir ve sabittir. Fakat (+) değerlik alabilirler. (Cl-, Cl+, Cl+3, Cl+5, Cl+7, S-2, S+2, P-3, P+3 gibi)
  6. Bileşiğin toplam yükü sıfır (0)'dır.
  7. Tek başına bulunan element sıfır (0) değerliklidir. Bileşik içerisinde değerliği bilinenler yardımıyla değerliği bilinmeyen veya sorunan elementin değerliği bulunabilir.

Örnek 1:

KMnO4 bileşiğindeki Mn'nin değerliği kaçtır?

Çözüm

K'nın değerliği +1, O'nin değerliği -2 olduğundan; +1 + Mn + 4X(-2) = 0 (4 tane oksijen atamo var ve her birinin değerliği -2)

+1 + Mn - 8 = 0 →Mn - 7 =0 →Mn = +7

Örnek 2:

Fe2(SO4)3 bileşiğindeki Fe ve S atomlarının değerlikleri kaçtır?

Çözüm

Fe2(SO4)3 bileşiğinde Fe'nin değerliği +3 SO4 -2 değerlikli olduğundan

S + (-8) = +2

S = +6

Bileşiklerin Sınıflandırılması

Bileşikler birçok açıdan sınıflandırılabilir.

Asit ve Bazlar

Asit Baz
  1. Sulu çözeltilerde H+ iyonu verilen bileşikler asittir. H2O ve NH3 hariç, H'nın (-) değerlikli olan element ve köklerle yaptığı bileşikler asittir. HCl, HNO3, HBr, H2SO4, CH3COOH vs.
  2. (Cu, Hg, Ag, Pt, Au soy metalleri hariç bütün metallerle reaksiyona girerek H2 gazı açığa çıkarttılar.
  3. Bazlarla birleşerek tuz ve su oluştururlar.
  4. Sulu çözeltileri elektrik akımı iletir.
  5. Turnosal kağıdını kırmızıya boyarlar.
  6. Tatları ekşidir.
  1. Sulu çözeltilere OH- iyonu verebilen ya da H+ iyonu alabilen bileşiklere baz denir. Metallerin OH- ile yaptırdıkları bileşikler bazdır. NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3 NH3 (Amonyak bazı) Organik kimyada bazı belirtici NH2 grubudur.
  2. Kuvvetli bazlar anfoter metallerle (Zn, Al, Sb) reaksiyona girerek H2 gazı açığa çıkarırlar.
  3. Asitlerle birleşerek tuz ve su oluştururlar.
  4. Sulu çözeltileri elektrik akımını iletir.
  5. Turnosal kağıdını maviye boyarlar
  6. Tatları acıdır, ele kayganlık hissi verir.

Asitin Değerliği:

Sulu çözeltilere verdiği H+ iyonu sayısıdır. Organik kimyada ise COOH sayısıdır.

HCl → H+ + Cl- (1) değerlikli

H2SO→ 2H+ + SO4-2 (2) değerlikli

H3PO4 → 3H+ + PO4-3 (3) değerlikli

CH3COOH → H+ + CH3COO-   (1) değerlikli

Bazın Değerliği:

Sulu çözeltilere verdiği OH- iyonu sayısıdır. 

NaOH → Na+ + OH-   (1) değerlikli

Mg(OH)2 → Mg+2 + 2OH-   (2) değerlikli

Al(OH)→ Al+3 + 3OH-   (3) değerlikli

NH3 + H2O ⇔ NH4+ + OH, denkleminden dolayı NH3 1 değerliklidir.

Asitin ve Bazın Kuvvetlilik ve Zayıflığı:

Suda yüzde yüz iyonlaşabilen asitler ya da bazlar kuvvetli, suda az iyonlaşabilenler ise zayıf asit ya da bazdır. Elektrik akımını iyi ileten asit ya da bazlar kuvvetli, elektrik akımını iyi iletmeyen asit ya da bazlar zayıftır. Bir asidin ya da bazın kuvvetliliği ile değerliği arasında herhangi bir ilişki yoktur. 

HCl, H2SO4, HNO3, HBr gibi asitler kuvvetli, organik asitler ve H2S, HCN gibi asitler zayıf asitlerdir. Bazlarda ise aktif olan metalin bazı daha kuvvetlidir. NH3 ise zayıf bir bazdır.

Peryotlar çetvelinde soldan sağa doğru ve yukardan asağıya asitlik özellik artar. Bazlarda ise soldan sağa bazik özellik azalır, yukarıdan aşağıya artar.

Oksi asitlerde ise oksijen sayısı arttıkça (asitin merkez atomun değerliği arttıkça) asitlik kuvvetli artar. HCl, HClO2, HCIO4'ün asitlik kuvveti,

HCIO < HCIO2 < HCIO4 şeklindedir. 

Örneğin HF, HCl, HBr, Hl asitlerinden en kuvvetli olan HI, en zayıf olanı ise HF'dir.

Örnek 3:

Zayıf asitler için;

I. Suda yüzde yüz iyonlaşmazlar.

II. Elektrik akımını iletmezler.

III. Cu metaline etki etmezler.

IV. SO3 gazı ile reaksiyona girerek tuz oluştururlar.

İfadelerinden hangileri doğrudur?

Çözüm

Zayıf asitler elektriği iyi iletmezler. Suda yüzde yüz iyonlaşmayan asitler zayıf asittirler. Cu metaline yalnızca H2SO4 ve HNO3 gibi kuvvetli asitler etki eder. Zayıf asitler etki etmez. I. ve III. ifadeler doğru, II. ifade ise yanlıştır. SO3 asidik oksit olduğundan asitle tepkime vermez. IV. ifade yanlıştır.

Örnek 4:

I. Bir asidin değerliği, suya verdiği H+ iyonu sayısıdır.

II. Bir metal 2A grubunda ise, bu metalin hidroksiti 2 değerlikli bazdır.

III. Bir asit veya baz elektiriği ne kadar iyi iletiyorsa, değerliği o kadar büyüktür.

İfadelerinden hangileri doğrudur?

Çözüm

Bir asidin veya bazın iletkenliği asidin ya da bazın kuvvetini belirtir. Asidin değerliği suya verdiği H+ iyonu sayısı kadardır. Metal 2A grubunda ise X(OH)2 şeklinde baz oluşur. Baz 2 değerliklidir. Bir asit ya da bazın değerliği ile kuvvetli ya da zayıf olması arasında bir ilişki yoktur. Buna göre I. ve II. ifade doğru III. ifade ise yanlıştır.

Örnek 5:

I. NH3 çözeltisi

II. CH3COOH çözeltisi

III. Mg(OH)2 çözeltisi

IV. H3PO4 çözeltisi

Verilen çözeltilere turnusol kağıdı batırılırsa hangi renge boyanır?

Çözüm

NH3 : Baz
CH3COOH : Organik asit
Mg(OH)2 : Baz
H3PO4 : Asit

Asitler turnusolu kırmızı, bazlar ise maviye boyarlar.

Tuzlar

Baz katyonu ile, asit anyonundan oluşan bileşiklere tuz adı verilir. 

NaOH + HCl → NaCl + H2O   

Bu tepkimede NaOH bazı ile HCl asidi bir araya gelerek NaCl dediğimiz sofra tuzunu ve suyu oluşturuyorlar. 

Kuvvetli asit + Kuvvetli baz → Nötr tuz

Kuvvetli asit + Zayıf baz → Asidik tuz

Zayıf asit + Kuvvetli baz → Bazik tuz

Zayıf asit + Zayıf baz reaksiyonunda oluşan tuzun cinsi asit ve bazın zayıflık derecelerine bağlıdır. 

Oksitler

Flor haricindeki elementlerin oksijen ile yapmış oldukları bileşiklere oksit adı verilir. 

Asidik Oksit

Ametallerin oksijence zengin olan oksitlerine asidik oksit denir. CO2, N2O5, SO2, SO3 gibi oksitler asidik oksitlerdir. Asidik oksitlersu ile birleşince asitleri, baz ile birleşince tuzları oluştururlar. 

CO2 + H2O → H2CO3   (H2CO3 asittir)

N2O5 + H2O → 2HNO3   (H2NO3 asittir)

SO3 + 2KOH → K2SO4 + H2O   (K2SO4 tuzdur)

Bazik Oksit

Metallerin oksijenle yapmış oldukları bileşikler genellikle bazik oksittir. Su ile bazları, asit ile tuzları oluştururlar. Na2O, BaO, CaO bazik oksitlere örnektir.

Nötr Oksit

Ametallerin oksijence fakir ya da eşit oksitleridir. Asitlerle ve bazlarla reaksiyon vermezler. Suda da çözünmezler. CO, NO, N2O nötr oksitlerdir. 

d. Anfoter Oksit

Anfoter madde hem asitle hem de bazla reaksiyon verebilen maddedir. Bir başka ifadeyle asitlere karşı baz bazlara karşı asit özelliği gösteren maddelere anfoter madde denir. Anfoter oksitler suda çözünmezler. Al ve Zn elementlerinin hem kendileri hem oksitleri hem de hidroksitleri anfoterdir. Al2O3, ZnO, Al(OH)3, Zn(OH) 2anfoterdirler. Pb, Sn elementleri de anfoter maddelere örnektir. 

e. Peroksit

O2-2, 2 tane oksijenin toplam -2 değerlikli olduğu bileşiklere peroksit denir. Burada oksijenlerden bir tanesi 0 değerlikli , diğeri ise -2 değerliklidir. H2O2 (hidrojen peroksit), Na2O2 (Sodyum peroksit), BaO2 (Baryum peroksit) peroksitlere örnekdirler. Peroksitler ısıtılınca kolaylıkla oksijen gazı verirler.

f. Bileşik Oksit

Farklı değerlik alabilen alabilen metal oksitlerin birleşmesiyle oluşan oksitlerdir. Oksitin yapısında metal farklı iki değerlik almış olmalıdır.  

FeO + Fe2O3 Fe3O4
Demir (II) oksit Demir (III) oksit Bileşik oksit
2PbO + PbO2 Pb3O4
Kurşun (II) oksit Kurşun (IV) oksit Bileşik oksit

Örnek 6:

Aşağıdaki bileşik çiftlerinden hangisinden tuz oluşmaz?

A) NaOH ve HCl B) CO2 ve KOH C) SO3 ve NaOH D) NH3 ve Ca(OH)2 E) CH3COOH ve KOH

Çözüm

NaOH kuvvetli baz, HCl kuvvetli asit olduğundan ikisinin reaksiyonu tuz oluşturur. CO2 asidik oksit, KOH baz olduğundan reaksiyon tuz oluşturur. SO3 asidik oksit, NaOH baz olduğundan reaksiyon tuz oluşturur. NH3 ve Ca(OH)2 her ikisi de baz olduğundan reaksiyon gerçekleşmez. Yalnızca karışım oluştururlar. CH3COOH organik asit, KOH baz olduğundan reaksiyon tuz oluşturur. 

(Cevap D)

Örnek 7:

I. X oksiti, asit ve baz ile reaksiyon verir.

II. Y oksiti, baz ile reaksiyon verir.

III. Z oksiti ısıtılınca, kolayca O2 gazı açığa çıkarıyor.

Buna göre X, Y, Z oksitleri hangi oksit sınıfına dahil edilebilir?

Çözüm

Oksitlerin özelliklerini hatırlayacak olursak; asitle ve bazla tepkime veren oksit, anfoter oksittir. Baz ile tepkime veren oksit, asidik oksittir. Isıtılınca kolayca O2 gazı elde edilen oksitler peroksitlerdir. Buna göre X anfoter oksit, Y asidik oksit, Z ise peroksit olmalıdır.  

Örnek 8:

Atom numarası 9 olan F elementi ile iyonik bağlı XF2 ve XF3 bileşiklerini yapabilen X elementinin oksijen ile oluşturduğu X3O4 oksiti hangi oksit grubuna aittir?

Çözüm

Farklı değerlik alabilen metal oksitlerin birleşmesiyle oluşan oksitlere bileşik oksit dediğimizi hatırlayalım. XF2 ve XF3 bileşiklerinde X'in alacağı değerlikler sırasıyla +2 ve +3 tür. X3O4 bileşiğinde X'in farklı iki değerliği de bulunduğu için, X3O4 bir bileşik oksittir.