Reaktiflik, bir maddenin reaksiyona girme eğilimi olarak tanımlanır. Güçlü etkileşimler meydana gelirken atomların en dışarıda bulunan elektronları etkileşir. En dış katmanda bulunan bu elektronlara değerlik elektron denir. Örneğin oksijen (6A) elementinin değerlik elektron sayısı 6’dır.
Formül: Bir atomda her katmanda bulunabilecek en fazla elektron sayısı “2n2” ile hesaplanır. Formüldeki n harfi katman sayısını temsil eder.
Bilgi: Herhangi bir atom; proton sayısı ile elektron sayısı eşit olursa nötr atom, proton sayısı elektron sayısından fazla ise katyon, proton sayısı elektron sayısından az ise anyon olarak adlandırılır.
Güçlü etkileşimler yukarıda da gösterildiği gibi iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik bağ olmak üzere üçe ayrılırlar.
Elektron alışverişi gerçekleştirerek oluşan bağlara iyonik bağ denir. İyonik bağın oluşmasını, atomların elektron çekme isteğinin (elektronegativite) farklı olması sağlar. Elektron çekme isteği daha fazla olan atomun elektron sayısı proton sayısını geçer ve böylece bileşiğin anyon kısmını, elektron veren kısım ise bileşiğin katyon kısmını oluşturur. Örneğin günlük hayatta sıklıkla kullandığımız sofra tuzu (NaCl) bileşiği iyonik bir bileşiktir ve bileşikte sodyum (Na) katyon (Na+), klor (Cl) anyondur (Cl–).
İyonik bağın sağlamlığını veya iki iyonik bağ arasında hangisinin daha sağlam olduğunu bileşiği oluşturan atomların yarı çaplarına ve zıt yüklerin sayısına bakarak karar veririz. Bu değişkenlerin iyonik bağa etkisi şu şekildedir;
Atom yarıçapına ve alacakları yüklere periyodik özellikler konusunda bulabilirsiniz.
Lewis yapısı, iyonik bileşiklerin oluşumu “elektron nokta” formülü ile gösterilebilir. Değerlik elektronlar (atomun son yörüngesinde bulunan elektron sayısı) elementin sembolü etrafında noktalar ile gösterilir. Yukarıdaki örnekte NaCl’nin oluşumu lewis yapısında gösterilmiştir.
Elektron ortaklaşması sonucu kurulan bağlara kovalent bağ denir. Kovalent bağ yapan atomlar arasındaki elektronegativite farkı iyonik bağdaki kadar fazla değildir. Bu yüzden bir taraf elektronunu tam vermez, diğer taraf da elektronu tam almaz; elektron ortada bir yerde kalarak ortaklaşa kullanılır. H2, O2, CO2, H2O, NH3, CH4, C2H6 gibi moleküller kovalent bağlıdır. Kovalent bağ kullanılarak oluşan bileşiklere, kovalent bağlı bileşikler denir. Kovalent bağlı moleküllerin oluşması için kullanılan elementlerin ametal olması gerekir.
Kovalent bağların lewis yapısında gösterimi düz çizgiler şeklinde olmaktadır. Bir çizgi ortaklaşa kullanılan 2 elektronu ifade etmektedir. Aşağıdaki görselde bu durum gösterilmiştir.
Bazı durumlarda atomlar oktetlerini tamamlamak için diğer atomlarla birden fazla bağ yapabilirler. Bu tip bağlara ikili kovalent bağ denir ve lewis yapısında şu şekilde gösterilir. Bazı durumlarda atomlara ikili kovalent bağ yapmak da yetmez. Böyle durumlarda üçlü kovalent bağ yapılabilir. N€€_2€€ molekülü üçlü kovalent bağa, O€€_2€€ molekülü de ikili kovalent bağa örnektir.
Kovalent bağ, apolar ve polar kovalent bağ olmak üzere ikiye ayırılır.
Apolar Kovalent Bağ (Kutupsuz Kovalent Bağ): Bağı yapan atomların elektronegatiflikleri eşitse meydana gelen bağ çeşididir. Yani iki atomda elektronu aynı şiddetle çeker ve elektron üzerinde kutupsuz bir çekim meydana gelir. Aynı cins iki ametal atomunun birleşmesiyle meydana gelir. Apolar kovalent bağ örnekleri; iki oksijen atomunun elektronlarını ortaklaşa kullanarak meydana getirdikleri bağıdır.
Polar Kovalent Bağ (Kutuplu Kovalent Bağ): İki farklı cins atomun bir araya gelmesiyle oluşur. Farklı atomlar oldukları için oluşan elektronegativite farkı, atomlardan elektronegativitesi yüksek olanın kısmi negatif, diğerinin ise kısmi pozitif yüklenmesini sağlar. Örneğin suyu meydana getiren hidrojen ve oksijen moleküllerinin son orbitallerindeki elektronların ortak kullanılmasıyla polar kovalent bağ meydana gelir.
Bir bağın iyonik veya kovalent bağ olması, bağın gösterdiği kovalent veya iyonik karaktere bağlıdır. İyonik ve kovalent karakterleri birbirinden ayıran en büyük etken bağı yapan atomlar arasındaki elektron çekme isteği farkıdır. Bu fark büyükse iyonik karakter, düşükse kovalent karakter ağır basmaktadır.
İyonik bağın tamamen iyonik bağ olması için (%100 iyonik karakterde) bağdaki bir atomun diğerinin bütün elektronlarını sahiplenmesi gerekmektedir. Ancak bir kimyasal bağdaki elektronlar %100 bağdaki bir atoma ait olamaz. Çünkü bu elektronlar her iki atom tarafından az ya da çok çekilir. Dolayısıyla bir kimyasal bağ ne kadar iyonik olursa olsun mutlaka kovalent karakter taşır. Yani %100 iyonik karakterdeki bir bağ mümkün değildir.
İki atom arasındaki elektronegatiflik farkı sıfırsa oluşan bağ %100 kovalent karakterdedir. Bu duruma aynı atomlar arasındaki bağlarda gözlemlenir. Örneğin; O2 ve N2 molekülleri.
Metal atomlarını bir arada tutan bağa metalik bağ denir. Metaller katı halde kristal örgüler oluşturur. Bu örgüler iyonik bileşiklerin örgülerine çok benzerlik gösterir. Katı haldeki metal örgülerinde her metal atomunun yanında 8-12 arasında diğer metal atomları bulunur.
Metal atomlarının değerlik elektronları bu kristal yapıda diğer atomların değerlik elektronlarına göre daha serbesttir ve daha fazla hareket edebilir. Değerlik elektronları kristal yapıda elektron denizi oluşturur. Kristal yapıdaki metal atomları da değerlik elektronlarını kaybettikleri için katyon gibi olur.
Bu şekilde elektron denizinin katyonlar tarafından çekilmesiyle oluşan bağa metalik bağ denir.
Ek konu anlatımı: Kovalent ve İyonik Bileşiklerin Adlandırılması