bu bölümdeki notlar SALĠH KARTALOĞLU tarafından gönderilmiştir. Arkadaşımıza teşekkür ediyoruz. Anorganik Kimya II 1. 2. 3.
4.
a) piridin, 2-metilpiridin ve 3-kloropiridinin bazlıklarını, b) H3PO2, H3PO3 ve H3PO4’ün asitliklerini karşılaştırınız. [NiCl4]2- kompleks iyonunun yapısını DBT, KAT ve MOT’a göre açıklayınız. Ni: 28 Co(en)2(NO2)2Cl üç izomeri elde edilmiştir. Bunlardan birincisi AgNO3 ve en (etilendiamin) ile tepkime vermemektedir ve kiral değildir. Ġkinci izomer AgNO3 ile tepkime vermekte, en ile vermemektedir ve kiral değildir. Üçüncü izomer hem AgNO3 hem de en ile tepkime vermektedir ve kiraldir. Bu üç izomerin yapısını çiziniz ve adlandırınız. a) KAT’ göre potasyum hekzasiyanokobaltat(III) kompleksi paramanyetik yada diyamanyetik olduğunu tahmin ediniz. Co: 27 b) KAYE’nin, [CrCl6]3-< [Cr(NH3)6]3+<[Cr(CN)6]3- sırasında artmasının nedenini M®L p etkileşimini dikkate alarak açıklayınız. Cr: 24
Güz Yarıyılı Anorganik Kimya II Ara Sınavı
1. a) [Cr(CO)6] kompleksinin yapısını ve özelliklerini p–bağı oluşumunu da göstererek DBT’e göre
açıklayınız. Cr=24 (15 p) b) K2[NiCl4] ve K2[PtCl4] komplekslerinin geometrik şekilleri nasıldır? Neden? Ni=28 Pt=78 (10 p) a) Çözünmeye karışma entropi değişimindeki artışın katkısı nasıldır? Ġzah ediniz. (10 p) b) MX şeklindeki bir tuzun çözünürlüğünü Born-Haber çevirimini de dikkate alarak nasıl tahmin edebilirsiniz. Örneklerle açıklayınız. (10 p) a) piridin, 2-metilpiridin ve 3-kloropiridinin bazlıklarını, (10 p) b) HIO4, HOCl, H2SO4 ve H3PO4’ün asitliklerini karşılaştırınız. (10 p) a) NH3, NH2OH, NH2NH2, MeNH2,Me2NH ve Me3N’in bazlıklarını karşılaştırınız. (10 p) b) AlI3 + 3NaF = AlF3 + 3NaI, CaS + H2O = CaO + H2S, CuI2 + 2CuF = CuF2 + 2CuI ve TiF4 + 2TiI2 = TiI4 + 2TiF2 tepkimelerinin hangi yöne doğru ilerlemesini beklersiniz? Neden? (10 p) Ma4b2, Ma3b3, Ma2bc, Mabcd, Ma2b2c2, Ma6 ve Ma5b yapısındaki komplekslerin mümkün izomerlerini yazarak hangilerinin kiral olduklarını gösteriniz. (15 p)
2. 3. 4. 5.
Güz Yarıyılı Anorganik Kimya II Ara Sınavı
6. z-eksenini bağ ekseni kabul ederek s-pz, pz-pz, py-py, dx2-y2- dx2-y2 ve 5pz-3s atomik orbitallerin girişimi 7. 8. 9. 10. 11.
sonucu ne tür molekül orbitallerin oluşacağını çizerek gösteriniz. (15 p) Be2 molekülü ve Be metalinin bağ yapısını MOT’a göre, Be metalinin iletkenliğini de Bant teorisine göre izah ediniz. (20 p) Siyanür iyonu bileşik oluştururken genelde hangi ucuyla bağlanır? MOT’a göre açıklayınız. (15 p) Cs kristalinin atomlaşma enerjisi 79,9 , Cs atomunun iyonlaşma enerjisi 374,05 , klor molekülünün bağ enerjisi 241,84 , CsCl tuzunun oluşum entalpisi – 623,00 ve örgü enerjisi – 799,97 kjmol-1 olduğuna göre, Cl atomunun elektron ilgisini Born-Haber çevirimini kullanarak hesaplayınız. (15 p) Bravais hücrelerden bk, imk ve ymk sistemleri çizerek bunlara ait doluluk ve boşluk oranlarını hesaplayınız. (15 p) a) BeSO4 ve CaSO4 tuzlarının SO3(g) vererek oksitlerine dönüşmelerine ilişkin reaksiyon sıcaklıklarını iki farklı yolla izah ediniz. (10 p) b) MnSO4.4H2O bileşiğinin µden.=5,86 BM’dir. Bu bileşiğin teorik manyetik momentini hesaplayıp değerleri karşılaştırarak yorumlayız. (10 p)
Güz Yarıyılı Anorganik Kimya II Final Sınavı 5. 6. 7.
a) piridin, 2-metilpiridin ve 3-kloropiridinin bazlıklarını, (10 p) b) H3PO2, H3PO3 ve H3PO4’ün asitliklerini karşılaştırınız. (10 p) [NiCl4]2- kompleks iyonunun yapısını DBT, KAT ve MOT’a göre açıklayınız. Ni: 28 (20 p) Altı koordinasyonlu CuF2 kristal yapısında dört Cu2+-F- uzaklığı 1,93 Å iken, iki Cu2+-F- uzaklığı 2,27 Å’dür. Bunun sebebini izah ediniz. Cu: 29 (20 p)
[MnCl6]4- ve [Fe(CN)6]4- kompleks iyonlarının kararlılıklarına p–bağı katkısı nasıldır? Açıklayınız. Mn: 25, Fe: 26 (20 p) a) 18 elektron kuralını dikkate alarak [Ni(CO)2(PR3)2], [Fe(CO)2(NO)2] ve [FeBr4]-’nun ligant değiştirme mekanizmalarını gösteriniz.(10 p) b) [Fe(NH3)5F]+ ve [Fe(CN)5F]4- kompleks iyonlarının hangisi iyodo ligandı ile yer değiştirir? Neden? (10 p)
8. 9.
Yaz Okulu Anorganik Kimya II Final Sınavı a) Altı koordinasyonlu CuF2 kristal yapısında dört Cu2+-F- uzaklığı 1,93 Å iken, iki Cu2+-F- uzaklığı 2,27 Å’dür. Bunun sebebini izah ediniz. Cu: 29 (15 p) b) [Ti(H2O)6]3+ kompleksinin d-d -1 geçişine ilişkin maksimum absorpsiyon 20300 cm olduğuna göre, [Ti(CN)6]3- ve [TiCl6]3komplekslerinin absorpsiyon piklerinin dalga sayılarını tahmin ediniz. Ti: 22 (15 p) [MnCl6]4- ve [Fe(CN)6]4- kompleks iyonlarının kararlılıklarına p–bağı katkısı nasıldır? Açıklayınız. Mn: 25, Fe: 26 (20 p) [Co(NO2)6]4- kompleks iyonunun yapısını DBT ve MOT’a göre açıklayınız. (20 p) Oktahedral, tetrahedral ve karedüzlem kristal alanda s, p ve d orbitallerinin nasıl etkilendiğini ilgili orbital şekillerini de çizerek gösteriniz.(15 p) NH3, NH2OH, NH2NH2, CH3NH2, (CH3)2NH ve (CH3)3N’in bazlıklarını karşılaştırınız. (15 p)
1.
2. 3. 4. 5.
Güz Yarıyılı Anorganik Kimya II Bütünleme Sınavı a) Üçüncü periyot florürlerinin erime noktalarındaki değişimi açıklayınız (10 p) b) Su, etilalkol ve dietileterin kaynama noktalarını karşılaştırınız. (Bileşiklerin dipol momentleri sırasıyla 1.85, 1.69 ve 1.30 D) (10 p) Co(en)2(NO2)2Cl üç izomeri elde edilmiştir. Bunlardan birincisi AgNO3 ve en (etilendiamin) ile tepkime vermemektedir ve kiral değildir. Ġkinci izomer AgNO3 ile tepkime vermekte, en ile vermemektedir ve kiral değildir. Üçüncü izomer hem AgNO3 hem de en ile tepkime vermektedir ve kiraldir. Bu üç izomerin yapısını çiziniz ve adlandırınız (20 p) [Fe(CN)6]3- kompleks iyonunda Fe-CN p etkileşimine ait MO gösterilişini çiziniz ve kristal alan yarılma enerjisinin nasıl etkileneceğini gösteriniz Fe: 26 (20 p) Tetrahidroksonikelat(II) kompleks iyonunun DBT’ye göre hibritleşme türünü ve geometrisini belirleyiniz. Bu kompleks iyonunun spin manyetik momentini hesaplayınız. Ni: 28 (20 p) a) KAT’ göre potasyum hekzasiyanokobaltat(III) kompleksi paramanyetik yada diyamanyetik olduğunu tahmin ediniz. (10 p) Co: 27 b) KAYE’nin, [CrCl6]3-< [Cr(NH3)6]3+<[Cr(CN)6]3- sırasında artmasının nedenini M®L p etkileşimini dikkate alarak açıklayınız. Cr: 24 (10 p) Bahar Yarıyılı Anorganik Kimya I Ara Sınavı
1.
2.
3. 4. 5.
1.
a-) 5A
grubu
elementlerinin
hidrojenli
bileşiklerin
yapısını
DTEÇİK’e
göre
bulunuz.
Molekül geometrilerinde farklılık var mıdır, Neden? 5A grubunun H’li bileşikler : NH3, PH3, AsH3, SbH3 2 2 3 7N:1s 2s 2p
NH3 de üç BEÇ ve bir OEÇ bulunur. OEÇ nin daha büyük hacim kaplaması ve daha büyük itme kuvveti etkisiyle H-N-H bağı düzgün dört yüzlü açısı daralır. Benzer geometrili bu moleküllerin bağ açıları farklıdır, çünkü bu seride merkez atomu giderek büyür ve OEÇ içeren orbitaller de grup içinde büyür ve BEÇ ‘i kuvvetle iter. Aynı zamanda aynı grupta elektronegatiflik azaldığından bağ elektronları merkez atomdan uzaklaşır. Ayrıca
grup içinde bağ uzunlukları giderek artar ve bağ elektronları arasındaki itmeyi azaltır. O halde moleküllerin bağ açıları NH3 > PH3 > AsH3 > SbH3 şeklindedir. b-) BH4-, CO32-, N3-, NH4+, NO3- ve NO2+ iyonlarının yapısını ampirik yönteme göre bulunuz. Ampirik yönteme göre molekülün geometrik şekli aşağıdaki formüllerle bulunur.
m
D= MLnEm
(toplam
değerlik
DH =( D + 6.t) / 8 = n + b
b/2 = m
BH4- : D= 3+4+6.4 +1 = 32/8=4
CO32- : D= 4+3.6+2 = 24/8 =3
N3- : D= 3.5 + 1 = 16 / 8 =2
e- sayısı)
/
8
=
ML3 Üçgen düzlem yapıya sahip
Doğrusal yapıya sahip
N―N≡N NH4+ : D = 5+4+6.4-1 = 32 / 8 = 4
ML4
Tetrahedral yapıya sahip
NO3- : D= 5+3.6+1= 24 / 8 = 3
ML3 Düzlem üçgen yapıya sahip
NO2+ : D= 5+2.6-1 = 16 / 8 =2
ML2 Doğrusal yapıya sahip
2-
O=N=O
I3- ve SO3’ün yapısını DBT’ye göre açıklayınız. S=16, I=53
I3- ün DBT ‘ye göre yapısı
+
MLnEm (t= toplam H sayısı)
ML4 Tetrahadral yapıya sahip
ML2
n
b
b/2
=
Ġyot atomu 2 tane sp3d hibrit orbitalleri ile σ (sigma) bağı yapar. Üç çift ortaklanmamış e - lar itme kuvvetini en aza indirmek için üçgen kuşağa yerleşirler. Çizgisel bir yapıya sahiptir.
SO3 ün DBT ye göre yapısı
Merkez atomu S 6 tek e- ile sp2 melez orbitalleri oluşturur, bu melez orbitaller eşkenar üçgenin köşelerine yöneldiğinden molekülün şekli düzlem üçgen olur. S atomunun bir 3p ve iki 3d orbitalinin Oksijenin 2py ve 2pz orbitalleri ile uygun simetride ve yan yana girişim yapmasıyla üç π bağı oluşur.
3- CO2 ve NO2 aynı geometrik yapıya mı sahiptirler orbital girişimlerini de göstererek açıklayınız
CO2 : 4+2.6= 16 değerlik elektronlu simetrik ve çizgisel yapılı bir moleküldür. Basitlik için O nun düşük enerjili 2s AO nin bağa katkıda bulunmadığı kabul edilir. Molekül ekseni z ise 2pz-2s-2pz ve 2pz-2pz-2pz girişimleri σbağ ve karşıt bağ molekül orbitallerini verir, 2px-2px-2px ve 2py-2py-2py girişimleri de π bağ, karşıt bağ ve bağ yapmayan molekül orbitallerini oluşturur. Molekülün bağ derecesi B.D=(8-0) /2= 4 tür. C-O bağı bir σ ve bir π bağı olmak üzere çifte bağdır. πxb , πyb – bağ MO, πX* , πy* karşıt bağ MO ,πx, πy bağ yapmayan MO dur. NO2 : 5+2.6= 17 değerlik elektrona sahip molekülde 17. elektron, πx* veya πy* MO ya yerleşir, bağ zayıflar ve molekül fazladan enerjiyi, Walsh kuralına göre bükülerek dengelemek isteyeceğinden açısal yapılı olur. 2pz-2s-2pz bağ MO
2pz-2s-2pz karşıt bağ MO
2pz-2pz-2pz bağ MO
2pz-2pz-2pz karşıt bağ MO
2px-2px-2px bağ MO
2px-2px-2px karşı bağ MO
2py-2py-2py bağ MO
2py-2py-2py karşıt bağ MO
2py-2py-2py bağ yapmayan MO
2px-2px-2px bağ yapmayan MO
4- BH2+ ile BH2 nin NH3+ ile NH3 ün yapısını MOT’a göre izah ediniz.
B= 1s2 2s2 2p1
5
1
H= 1s1
BH2 molekülünün değerlik elektron sayısı 5 tir. Walsh kuralına göre 5 elektron açısal yapı için verilen diyagrama yerleştirildiğinde elektronlar σs , σx in yanı sıra, daha yüksek enerjili orbitallere (σs* veya πy ) yerleşir. Çizisel yapıda bu orbitallerden biri olan σs* karşıt bağ molekül orbital karakterliyken açısal geometride ona karşılık gelen σsz bağ yapmayan karakterlidir. Bu sebeple molekülün toplam enerjisinin daha düşük olduğu açısal yapı daha karalı olur. Bu yüzden Walsh Kuralına göre BH2 molekülü açısaldır. BH2+ molekülünün değerlik elektron sayısı ise 4 tür. Molekülün değerlik elektronları σs ve σx orbitallerine yerleşir. Bu şekilde molekülün toplam enerjisi minimum olur ve bu da molekülü daha kararlı yapar. Bu yüzden Walsh Kuralına göre BH2+ molekülü çizgiseldir.
7
N= 1s2 2s2 2p5
1
H= 1s1
NH3 ün değerlik elektron sayısı 8 dir. Walsh kuralına göre 8 elektrondan altısı bağ yapan karakterli orbatallere kalan ikisi de bağ yapmayan σsz orbitaline yerleşir ve molekül piramidal yapıyı tercih eder. NH3+ nün değerlik elektron sayısı 7 dir. 7.elektronun daha düşük orbitalin σs* ve σsz de bulunmasının yapıyı belirlemede etkisi azdır. Bu elektron daha düşük enerjili piramidal yapının σ sz orbitalinde bulunması gerektiği halde NH3+molekülü hemen hemen düzlemseldir. 5- SOFCl, NHF2, H2O2, POCl3, OCS, Ni(en)3, trans-CoCl2(en)2 ve SO3 ‘ün simetri elemanlarını bularak nokta gruplarını belirleyiniz.
SOFCl D= 6+6+7+7 = 26 / 8 = 3 + 2
2/2 = 1
ML3E
Tetrahedral yapılı üçgen
piramittir.
Molekül düşük simetrili bir moleküldür ve E den başka simetri işlemi yoktur. Molekülün nokta grubu C 1 dir.
NHF2
D = 5+2.7+1+6.1 = 26 /8 = 3 + 2
2/2=1
ML3E
Tetrahedral yapılı üçgen piramittir. Sadece
simetri (ayna) düzlemi σ elemanı bulunduğundan nokta grubu Cs dir.
H 2O 2
Düzlemsel olmayan molekül sadece C2 dönme işlemi yapılabilen düşük simetrili bir moleküldür. Nokta grubu C2 dir.
POCl3: D= 5+6+3.7 = 32/8 = 4
ML4
Tetrahedral geometriye sahiptir.
Ana ekseni C3, ana ekseni içine alan 3σv ye sahip, molekülde dönme eksenine dik C2 ekseni bulunmadığı için nokta grubu C3v’dir.
OCS: D= 6+4+6=16 / 8=2
ML2
Çizgiseldir.
Ana eksen C∞ , ana ekseni içine alan σ v var, molekülde dönme eksenine dik C2 ekseni bulunmadığı için molekülün nokta grubu C∞v’ dir
Ni(en)3
Dönme
ekseni C3 olan
molekülün
ana
eksenine
dik
3C2 bulunduğundan
ve
yansıma
düzlemi
bulunmadığından nokta grubu D3 olur. Trans- [CoCl2(en)2]
Ana dönme ekseni C2 olan molekül dönme eksenine dik C2 ye, ve ana eksene dik bir yansıma düzlemine σh sahip olduğundan nokta grubu D2h dır. SO3
Ana dönme ekseni C3, ana eksene dik 3C2, ana eksene dik σh olduğundan nokta grubu D3h dır. Ayrıca molekül S3 dönme yansıma ekseni ve ana ekseni içine alan 3σv ye sahiptir.
Bahar Yarıyılı Anorganik Kimya I Final Sınavı a-) CF molekülü ve CF+ molekül iyonunun yapısını MOT’a göre açıklayarak bağ uzunluklarını
1-
karşılaştırınız?
6C
: 1s2 2s2 2p2
9F
: 1s2 2s2 2p5
CF nin MOT diyagragramı bu şekildedir. σ1, σ3 ve π1 bağ MO, σ2, σ4 ve π2 karşıt bağ MO dir. B.D = (8-3)/2 = 5/2 = 2,5 CF den bir e- uzaklaştırılırsa oluşan CF+ için B.D = (8-2)/2 = 3 olur. Bağ derecesi ile bağ uzunluğu ters orantılı olduğundan
BUCF > BUCF+ dır.
b-) H2O ve H2S moleküllerinin bağ açıları sırası ile 104° ve 92° dir. Bu farklılığın sebebini MOT’a göre açıklayınız?
8O
= 1s2 2s2 2p4
1
H = 1s1
σ3 ve π bağ yapmayan MO, σ1 ve σ2 bağ MO ve σ1* ve σ2* karşıt bağ MO’dır. BD = (4-0)/2 = 2 dir. H2S molekülünün MOT diyagramı elektron sayısı aynı olan H2O ile aynıdır. Oksijen kükürtten daha elektronegatiftir ve kükürtün elektronegatifliği azaldıkça bağ elektronları H’ye doğru kayar. Orbital büyümesi ile ortaklanmamış elektronlar bağları daha fazla kırar ve açı daralır.
2-
a-) Mg’nin bağ yapısını, parlaklığını , ısı ve elektrik iletkenliğini Bant Kuramına
göre açıklayınız? Mg=12
12Mg
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p0 elektron dizilişine sahiptir.
Magnezyumda bant oluşumu sırasında atomik orbitallerin girişimi çok şiddetli ise ve 3s ve 3p bantlar oldukça genişler. Bunun sonucunda 3s bandının üst kısmı 3p bandının alt kısmı ile çakışır. Bantların bu çakışmadan dolayı 3p bandının bir kısmı dolu 3s bandının ise bir kısmı boş kalır. Magnezyumdaki bant elektronları görünür ışığın tümünü absorblayarak boş enerji düzeylerine geçerler. Bu uyarılmış elektronlar kısa süre sonra absorbladıkları enerjiyi yayımlayarak eski yerlerine dönerler. Bu olay sonucunda metal ışığı yansıtır ve bu sebeple magnezyum parlak görünür. Magnezyum metali bir ucundan ısıtıldığında bu kısımdaki elektronlar E=3/2 kT lik bir enerji kazanır ve boş iletim bandına geçerler. Elektronlar metalin diğer bölgelerine hareket ederek bu bölgenin ısınmasına sebep olur. Elektriksel iletim de benzer şekilde dolu değerlik bandında bulunan elektronların az bir enerji ile boş iletim bandına geçmesiyle gerçekleşir. Elektrik alan yok iken elektronlar serbestçe her yöne doğru hareket eder. + ve – elektrot metalin iki ucuna yerleştirilirse e-lar + uca doğru hareket ederek elektrik akımını iletirler.
b-) Grafit ve elmas ne tür katılardır. İletkenlikleri hakkında ne söyleyebilirsiniz, neden? Grafit ve elmas kovalent katılardır. Grafitte her bir tabakada bulunan karbon atomları diğer üç karbon atomu ile σ simetrili kovalent bağla bağlıdır. Her bir karbon atomunda melezleşmeye katılmayan π simetrili delokalize bağ oluşur. Delokalize bağ sistemi grafite elektriksel iletkenlik özelliği kazandırır. Bu nedenle grafit elektrot olarak kullanılır.
Elmasda değerlik ve iletkenlik bantları arasındaki enerji farkı çok fazla olduğu için elmas yalıtkandır. Sıcaklık artışı ise bu büyük enerji boşluğundan dolayı iletkenliği etkilemez.
c-) Safsızlık yarıiletken ne demektir, nasıl oluşturulur? Bu tür katıların iletkenliğini açıklayınız? Safsızlık yarıiletkenler bir yalıtkana uygun safsızlıkların aşılanmasıyla üretilen aşılı yarı iletkenlerdir. Bu yarı iletkenler iki çeşittir ;n ve p tipi.Eklenen safsızlıkların oluşturduğu bant değerlik ve iletim bandı arasında bir yerde yer alarak köprü görevi görürler. Pratikte P ve As gibi V. Grup elementleri n- tipi yarı iletkenler için aşı elementi, B, Al, Ga, In gibi III. grup elementleri p-tipi aşı elementi olarak kullanılır.
Saf Germanyum
n-tipi Germanyum
p-tipi Germanyum
n tipi yarı iletkenler aynı tür atomlardan oluşmuş katı bir yalıtkana kristali oluşturan atomlardan elektronca zengin atomların ilave edilmesiyle elde edilir. Bu aşı bandı enerjice boş olan iletim bandına daha yakındır ve burada bulunan e-ların bir kısmı termik yolla iletim bandına kolaylıkla geçer ve iletkenlik sağlanır. p tipi yarı iletkenler aynı tür atomlardan oluşmuş katı bir yalıtkan kristali oluşturan atomlardan elektronca fakir atomların ilavesiyle elde edilir. Aşılanan atomlardaki e- eksikliği kristal içinde dolu değerlik bandının hemen üzerinde çok dar boş bir bant oluşmasına yardımcı olur. Bu bant T=0 K‘de boştur, daha yüksek sıcaklıklarda değerlik bandından termik yolla uyarılan elektronlar kolaylıkla bu banda geçer. Böylece değerlik bandında eboşluğu oluşur ve bu boşluklara elektronların göçmesiyle iletkenlik sağlanır.
3-
a-) Platin atomunun yarıçapı 1.38Ǻ, atom ağırlığı 195,08g/mol, kübik hücrenin bir kenarı 3,914x10 -10 m ve gözlenen yoğunluğu 21,45g/cm3 olduğuna göre birim hücre tipini bularak boşluk oranını hesaplayınız?
a3: hacim, M:atomun molekül ağırlığı, N: Avagadro sayısı, p: yoğunluk V = a3 = (3.914x10-8cm)3 = 5.99x10-23 cm3
m= 3.99 ~ 4 olarak alınabilir. Birim hücresinde 4 tanecik bulunduran yüzey merkezli kübik sistemdir (ymk). Yüzey merkezli kübik sistem: 4r = a
r=a
/4
Boşluk oranı = 100 - 74 = %26
b-) Bu kristal üzerine 154pm dalga boylu Cu ışıması gönderildiğinde hangi açılarda kırınım olacağını bulunuz? n.λ = 2d.sinθ Bragg denklemi kullanılarak θ değerleri hesaplanabilir. Yüzey merkezli kübik sistem için d = a / 10
dir.
4r = a
olduğundan d = 2r olarak bulunur. a=3.914x10-
m olarak verilmiştir, r de bu verilerden 1.383x10 -10 m olarak ve n.λ = 2d.sinθ
d = 2.786x10-10 m olarak hesaplanır.
n=1 için 1x154x10-12 m = 2x2.786x10-10 m x sinθ1 θ1 = 16.04° n=2 için 2x154x10-12 m = 2x2.786x10-10 m x sinθ2 θ2 = 33.56° n=3 için 3x154x10-12 m = 2x2.786x10-10 m x sinθ3 θ3 = 56.01° Platin kristali üzerine 154pm dalga boylu Cu ışıması gönderildiğinde 16.04°, 33.56°, 56.01° açılarında kırınım olacaktır. 4- MgCl2 tuzunun MgCl’den neden daha kararlı olduğunu açıklayınız? MgCl2 için;
-DHol. + DHs + I1 + I2 + DHAE + 2A + U = 0
- DHol. + 146 + 738 + 1451 + 244 - 698 - 2526 = 0 DHol. = -645 kj/mol
MgCl için;
-DHol. + DHs + I1 + 1/2DHAE + A + U = 0 - DHol. + 146 + 738 + 122 - 349 - 676 = 0
DHol. = -19 kj/mol
Mg2+ oluşturmak için gerekli enerji Mg+ oluşturmak için gerekenden daha büyük olmasına rağmen, MgCl2(k) örgü enerjisi MgCl(k) örgü enerjisinden daha büyüktür. Bu nedenle Mg2+ iyonları, Cl- üzerinde Mg+ iyonlarına göre daha çok kuvvet uygular. Bu da tepkimenin MgCl aşamasında durmayıp MgCl 2 oluşumuna kadar sürmesini sağlar.
5- a-) Al2(CH3)6 ‘nın simetri elemanlarını bularak nokta grubunu belirleyiniz ve yapısını DBT ve MOT’a göre açıklayınız. Al=13
Al2(CH3)6 molekülü ana dönme ekseni C2, ana eksene dik 2C2, ana eksene dik yansıma düzleme σh sahip olduğundan nokta grubu D2h tır.
DBT:
Al atomunun iki tane yarı dolu sp2 melezi uç metil gruplarıyla 2m-2e’lu kovalent bağ oluşturmada kullanılırken geriye kalan bir yarı dolu ve bir boş melez orbital ise köprü metil gruplarıyla üç merkezli iki elektronlu (3m-2e) bağ oluşturmada kullanılır.
MOT:
Bağ derecesi= (12-0)/2=6 MOT’a göre Al atomlarının yarı dolu ikişer sp 2 melez orbitali ile dört uç karbonun 2s ve 2p atomik orbitalinin girişim yaparak dört tane σ-bağ molekül orbitali ve dört tane σ*-karşıt bağ molekül orbitali oluşturur. Her CH3 atomunun kalan iki sp3 molekül orbitali ise karşılıklı olarak ikisi birer köprü metil molekülünün atomik orbitali ile girişim yaparak ikişer tane σb-bağ molekül orbitali, σ-bağ yapmayan molekül orbitali ve σ*-karşıt bağ molekül orbitali oluşturur. Bağ derecesi 2m-2e’lu bağlar için 1, 3m-2e’lu bağlar için 1/2’dir.
b-) CHFClBr, SOFCl, H2O2, SO2Cl2, Cu(en)3, ve cis-[CrCl2(en)2]+ nun kiralliklerini simetrilerini dikkate alarak açıklayınız? Ayna görüntüsü ile çakışmayan moleküllere kiral moleküller denir. Genel olarak hiçbir simetri elemanı bulunmayan asimetrik moleküller, C1 nokta grubuna sahip olan, Sn dönme yansıma ekseni bulunmayan, Cn dönme eksenleri bulunan ve Cn ve Dn nokta gruplarında bulunan dissimetrik moleküller kiraldir.
Molekülün nokta grubu C1 ve ayna görüntüsü çakışmadığından CHFClBr molekülü kiraldir.
Nokta grubu C1 olduğundan kiraldir.
Düzlemsel olmayan H2O2 molekülünün ayna görüntüsü çakışmaz. Yalnızca C2 dönme eksenine sahip dissimetrik kiral bir moleküldür.
Cu(en)3 D3 nokta grubuna sahip ve Sn dönme yansıma ekseni bulunmayan dissimetrik kiral bir moleküldür.
Cis-[CrCl2(en)2]+ molekülünün ayna görüntüsü üst üste çakışmadığından kiral bir moleküldür. 6- a-) İkinci grup metal sülfatlarının termik kararlılıklarını gerekçeleriyle karşılaştırınız?
Ġkinci grup metal sülfatları sırasıyla BeSO4, MgSO4, CaSO4, SrSO4, BaSO4 tır. MSO4
MO
+
SO3
Sülfat tuzlarının yukarıdaki tepkimeye karşı kararlılıklarının değişimi üç şekilde açıklanabilir: Polarizasyon: Termik kararlılık metalin polarizleme gücüne bağlıdır. Grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe katyon yarıçapı artar ve yarıçap arttıkça katyonun SO42- anyonlarını polarizlemesi azalır. Polarizasyon azaldıkça kovalent karakter azalır ve iyonik karakter artar. Böylece IIA grubu metal sülfatlarının termik kararlılığı yukarıdan aşağıya doğru artar. Yarıçaplar oranı: IIA grup katyonlarının yarıçapları yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe artar. Bunun sonucunda da katyonların oluşturduğu sülfat bileşiklerinde r+/r- oranı yukarıdan aşağıya doğru artar, ve böylece anyonlar arası itme azalacaktır. Küçük katyon yarıçapına sahip tuzların bozunması daha kolay ve düşük sıcaklıkta gerçekleşir. Bozunma sıcaklığı katyon yarıçapı attıkça artar. Termodinamik yaklaşım: Termodinamik olarak bozunma sıcaklığı DGo’nin (Gibbs serberst enerji) negatif olduğu yani reaksiyonun istemli olduğu sıcaklıktır. DGo = DHo - TDSo Bu durumda bozunma sıcaklığı reaksiyonun dengeye ulaştığı DG o=0 andır. Yani; T = DHo /DSo T : denge sıcaklığının ilk aşıldığı ilk değer DGo’ı negatif yapan bozunma sıcaklığıdır.
b-) Bir iyonik tuzun teorik ve deneysel örgü enerjileri nasıl bulunabilir, açıklayınız? Bir kristalin örgü enerjisi teorik olarak üç farklı yolla hesaplanabilir. 1- Born Lande Eşitliği : Coloumb yasasına göre iki iyon arasındaki çekim kuvveti
Z+ ve Z- : pozitif ve negatif iyon yükü, e-: elektron yükü, r: iyonlar arası uzaklıktır. Birden fazla iyon için E iyon sayısı ve uzaydaki düzenine bağlıdır. A= Madelung sabiti Ġyonlar birbirine değecek kadar yaklaştığında iki atom veya iyonun e - bulutları birbirini iter. Ġtici güç B/rn ile B yapıya bağlı Born sabiti, n ise Born itme terimi olarak verilir.
Dengede dU/dr = o ve denge uzunluğu r=r0 dır.
B’nin bu değeri yerine konulursa örgü enerjisi,
eşitliğinden hesaplanabilir.
2-Born-Mayer Eşitliği : Born Layer eşitliği geliştirerek aşağıdaki denklemi elde etti.
p: sıkıştırılabilme sabiti. 3- Kapunstinski eşitliği: Bütün gerçek iyonik yapıların enerjice eşdeğer olduğu teorik kaya tuzu tasarlayarak aşağıdaki bağıntıyı geliştirdi.
n: kristal yapıdaki iyonların toplam sayısı,
K: 1.21x103kjǺ/mol olan bir sabit.
Bir kristalin örgü enerjisi deneysel olarak termodinamik veriler ve Hess kanunu yardımıyla hesaplanabilir. Kristali oluşturan metalin atomlaşma enerjisi veya süblimleşme enerjisi, kristaldeki katyonu oluşturmak için toplam Ġ.E., anyonu oluşturan gaz molekülün bağ enerjisi, elektron ilgisi, kristalin standart oluşum enerjisi ve örgü enerjisini birbirine bağlayan Born-Haber çevrimi kurulur. Termodinamik olarak çevrim içindeki enerji değişimi 0(sıfır)dır.
Born –Haber Çevrimi
▲HS+1/2▲HBE+∑ ▲HĠE+n▲HEĠ+U+▲HOL = 0
