Kimyasal Tür Nedir? Atom, Molekül, İyon ve Radikal Ayrımı
Kimyasal tür, belirli bir yapı ve bileşime sahip atom, molekül, iyon veya radikal gibi taneciklerin genel adıdır. Bir türü sınıflandırırken atom sayısı, toplam elektrik yükü ve eşleşmemiş elektron bulunup bulunmadığı incelenir. Gösterimlerdeki sembol, alt indis, katsayı ve yük işaretleri doğru yorumlamayı sağlar.
Bu yazıda (7)
Kimyasal tür, kimyasal olaylarda tanımlanabilen tek bir atomu, atom topluluğunu ya da yüklü taneciği ifade eder. Atom, molekül, iyon ve radikal bu kavramın temel örnekleridir; aralarındaki farkı anlamak için tanecik sayısı, yük ve elektronların durumu birlikte değerlendirilir.
Kimyasal tür kavramı
Kimyasal tür, aynı yapı ve bileşim özellikleriyle tanımlanan kimyasal taneciklerin genel adıdır. Bu tanecik tek bir atom olabilir; atomların bir araya gelmesiyle oluşan bir molekül olabilir; elektron alıp vermiş yüklü bir iyon olabilir veya eşleşmemiş elektron taşıyan bir radikal olabilir. Dolayısıyla “kimyasal tür” tek başına yalnızca atom anlamına gelmez; farklı özelliklere sahip tanecikleri kapsayan daha geniş bir sınıflandırmadır.
Bir gösterimdeki taneciği kimyasal tür olarak değerlendirirken önce hangi parçacığın temsil edildiğine bakılır. Örneğin He tek bir helyum atomunu, H2 birbirine bağlı iki hidrojen atomundan oluşan bir molekülü, Na+ pozitif yüklü bir sodyum iyonunu gösterir. H· ise eşleşmemiş elektron içeren bir hidrojen radikalini ifade eder. Aynı elementin atomları da molekülleri de kimyasal tür olabilir; önemli olan gösterilen taneciğin yapısını ve özelliklerini doğru belirlemektir. Kimyasal türler arasındaki temel etkileşimler, taneciklerin birbirini çekmesi veya itmesi gibi süreçlerle ilişkilidir; ayrıntılı bağ incelemeleri ayrı bir konudur.
Atom
Atom, bir elementin kimyasal özelliklerini taşıyan temel tanecik olarak düşünülebilir ve tek bir atom çekirdeği ile onu çevreleyen elektronlardan oluşur. Yüksüz bir atomda pozitif yüklü protonların sayısı, negatif yüklü elektronların sayısına eşittir. Bu nedenle atomun toplam elektrik yükü sıfırdır. Bir element sembolü tek başına yazıldığında çoğu durumda tek bir atomu gösterir; örneğin Na bir sodyum atomunu, O bir oksijen atomunu belirtir.
Atomu molekülden ayıran temel nokta, gösterimin tek bir atomu ifade etmesidir. O sembolü bir oksijen atomudur; O2 ise iki oksijen atomunun bir araya gelmesiyle oluşan moleküldür. Atom elektron alır veya verirse artık yüksüz atom olarak değil, iyon olarak sınıflandırılır. Atomların iç yapısının daha ayrıntılı incelenmesi, bu makalenin temel sınıflandırma ölçütlerinin dışındadır.
Molekül
Molekül, iki veya daha fazla atomun kimyasal olarak bir araya gelmesiyle oluşan, bağımsız bir tanecik olarak gösterilebilen kimyasal türdür. Molekül aynı elementin atomlarından oluşabilir; H2, O2 ve N2 bu duruma örnektir. Farklı elementlerin atomlarından oluşan H2O veya CO2 gibi tanecikler de moleküldür. Molekül formülündeki alt indisler, bir molekülün içinde her elementten kaç atom bulunduğunu gösterir.
Molekülü tek bir atomdan ayıran ölçüt atom sayısıdır: H sembolü bir hidrojen atomunu, H2 ise iki hidrojen atomundan oluşan bir molekülü belirtir. Formülün önündeki katsayı ile alt indis karıştırılmamalıdır. 2H iki ayrı hidrojen atomunu, 2H2 ise iki hidrojen molekülünü gösterir; H2 ise tek bir molekülün içinde iki hidrojen atomu bulunduğunu anlatır. Molekülün toplam yükü ayrıca belirtilmemişse gösterim genellikle yüksüz bir taneciği ifade eder.
İyon
İyon, elektron alıp verme sonucunda net elektrik yükü kazanmış atom veya atom grubudur. Bir atom elektron verdiğinde elektron sayısı proton sayısından az olur ve pozitif yüklü katyon oluşur. Elektron aldığında ise elektron sayısı proton sayısından fazla olur ve negatif yüklü anyon oluşur. Bu yüzden bir taneciğin iyon olup olmadığını anlamada, gösterimin üst sağındaki artı veya eksi yük işareti temel ipucudur.
Na+ gösterimi, pozitif yüklü bir sodyum iyonunu; Cl− gösterimi, negatif yüklü bir klorür iyonunu belirtir. İyon birden fazla atom da içerebilir: OH−, iki atomdan oluşan ve toplamda −1 yüklü bir iyon örneğidir. Bu tür bir tanecik atom sayısı bakımından molekülü andırsa da yük taşıdığı için yalnızca molekül değil, çok atomlu iyon olarak sınıflandırılır. İyonların zıt yükler arasındaki çekimle bir araya gelmesi, iyonik bileşiklerin oluşumuyla ilişkilidir; iyonik bağın ayrıntıları ayrı bir konudur.
Radikal
Radikal, elektronlarından en az biri eşleşmemiş olan kimyasal türdür. Elektronlar çoğunlukla çiftler hâlinde bulunurken radikalde tek kalan bir elektron vardır. Bu özellik radikali tanımlayan temel ölçüttür; radikal yüksüz olabilir veya yük taşıyabilir. Bu nedenle “radikal” ile “iyon” aynı sınıflandırma değildir: iyon olma ölçütü net yük, radikal olma ölçütü ise eşleşmemiş elektrondur.
Örneğin H·, tek elektronu eşleşmemiş bir hidrojen radikali olarak gösterilebilir. OH· gösteriminde de nokta, eşleşmemiş elektron bulunduğunu belirtir; OH− gösterimindeki eksi işareti ise net yükü gösterir. Böylece OH· radikal, OH− iyon olarak sınıflandırılır. Bir gösterimde nokta açıkça verilmişse radikal özelliği dikkate alınır; yalnızca atom sayısına veya yük işaretine bakmak yeterli değildir. Radikallerin tepkimeleri ve kararlılığı bu temel sınıflandırmanın ötesinde ayrı bir konudur.
Kimyasal türleri ayırt etme ölçütleri
Bir taneciği sınıflandırmak için üç temel soru sorulur: Kaç atom içeriyor, net yükü var mı ve eşleşmemiş elektron gösterilmiş mi? Tek atomlu ve yüksüz bir gösterim atomdur. İki veya daha fazla atomdan oluşan, yük işareti bulunmayan ve bağımsız bir birim oluşturan tanecik molekül olarak değerlendirilir; iyonik ya da ağ yapılı katılarda yazılan formül ise molekülü değil formül birimini gösterir. Üst sağda artı veya eksi işareti varsa tanecik, tek atomlu ya da çok atomlu olmasına bakılmaksızın iyondur. Eşleşmemiş elektronu belirten nokta varsa tanecik radikaldir. Bir tanecik hem iyon hem radikal olabilir; çünkü bu iki ad farklı özellikleri belirtir.
Örneğin Na için atom sayısı birdir, yük gösterilmemiştir ve eşleşmemiş elektron noktası yoktur; sınıfı atomdur. Na+ yine tek atomludur fakat + yükü taşıdığı için iyondur. H2 iki atom içerir, yükü ve radikal noktası yoktur; bu nedenle moleküldür. OH− iki atomlu ve yüklü olduğu için çok atomlu iyondur. OH· iki atomlu olmasına rağmen nokta taşıdığı için radikaldir. Sadece baştaki katsayıya bakılmaz: 2H2, iki molekülü ifade eder; tek bir kimyasal türün formülü olarak H2’nin özelliklerini değiştirmaz.
Kimyasal türlerin gösterimlerini yorumlama
Gösterimleri okurken element sembolü, alt indis, baştaki katsayı ve üst sağdaki yük işareti birbirinden ayrılmalıdır. Element sembolü türde hangi element atomlarının bulunduğunu gösterir. Alt indis, aynı tanecik içindeki atom sayısını belirtir; CO2 bir tanecikte bir karbon ve iki oksijen atomu bulunduğunu anlatır. Baş katsayı tanecik sayısını gösterir; 3CO2, üç karbon dioksit molekülü demektir. Üst sağdaki +, − veya 2− gibi ifadeler ise taneciğin toplam yükünü belirtir. Radikal gösteriminde eşleşmemiş elektronu anlatmak için türün yanında nokta kullanılabilir.
Bu işaretler birlikte yorumlandığında sınıflandırma yapılabilir. C tek atomlu yüksüz bir gösterimdir; C2 iki atomlu yüksüz bir moleküldür; C4− dört atom içeren yüklü bir iyondur; C· ise eşleşmemiş elektron taşıyan bir radikaldir. Bir formülün bir bileşiğe ait olması, onun mutlaka molekül olduğu anlamına gelmez; iyonlardan oluşan bileşiklerde formül, türlerin en basit oranını da gösterebilir. Element ve bileşik ayrımında element tek tür atom içerirken bileşik birden fazla elementin kimyasal birleşimini ifade eder; bu kavramların ilişkisi ayrı bir başlıkta incelenebilir.
H2: iki atomlu molekül Na+: +1 yüklü iyon Cl−: −1 yüklü iyon OH−: çok atomlu iyon OH·: radikal q = proton sayısı − elektron sayısı (temel yük birimleriyle)
Sofra tuzu suda çözündüğünde NaCl tanecikleri Na+ ve Cl− iyonlarına ayrılır. Soluduğumuz oksijen ise O2 biçiminde, iki oksijen atomundan oluşan moleküller hâlinde bulunur; bu iki gösterim arasındaki fark günlük maddelerin yapısını yorumlamada kullanılır.
Bir gösterimdeki katsayı ile alt indisi ayırmak kritik noktadır: 2H iki ayrı atomu, H2 tek bir molekülü, 2H2 ise iki molekülü gösterir. Ayrıca OH− iyon, OH· ise radikaldir; eksi işareti ile radikal noktası aynı özelliği anlatmaz.
Sık sorulan sorular
Her iki atomlu tanecik molekül müdür?
Yüksüz ve iki atomun kimyasal olarak bir araya geldiği tanecikler moleküldür. Ancak yük işareti varsa çok atomlu iyon, eşleşmemiş elektronu gösteren nokta varsa radikal olarak da sınıflandırılır.
İyon ile radikal arasındaki fark nedir?
İyonun temel özelliği net elektrik yükü taşımasıdır. Radikalin temel özelliği en az bir eşleşmemiş elektron içermesidir; bir tanecik iki özelliği aynı anda taşıyabilir.
H2 ile 2H arasındaki fark nedir?
H2, birbirine bağlı iki hidrojen atomundan oluşan tek bir moleküldür. 2H ise iki ayrı hidrojen atomu bulunduğunu gösterir.
OH− molekül müdür, iyon mudur?
OH− iki atom içerir ancak toplam −1 yüke sahip olduğu için çok atomlu iyondur.
Bir kimyasal türü sınıflandırırken ilk olarak neye bakılır?
Önce taneciğin atom sayısı ve gösterimdeki yük işareti incelenir. Ardından eşleşmemiş elektronu belirten bir nokta olup olmadığı kontrol edilir.
- •Chemistry: Atoms First — Valence Bond Theory / Dipole Moments and Ionic Characteropenstax.org
- •Chemistry: Atoms First — Chemical Formulas / Molecular and Empirical Formulasopenstax.org
- •Chemistry — Classifying Chemical Reactions / Acid-Base Reactionsopenstax.org
- •openstax.orgopenstax.org
- •openstax.orgopenstax.org
- •openstax.orgopenstax.org