Stereokimya, kimyanın bir moleküldeki atomlarının bağlanış şekillerini ve atomların uzayda diziliş şekillerini inceleyen kısmıdır. Genelde atom sayısı ve bağ yapıları aynı olmakla birlikte, uzaysal dizilişlerinin farklılığını anlatan izomerlik kelimesi ile birlikte anılır.

Organik kimyanın kimya bilimi içerisinde çok geniş bir yer kaplaması ve hala genişleyerek devam etmesinin kaynağı olan karbon atomunun, hibritleşme ve uzaysal dizilişinde değişiklik arz etmesi özelliğidir.

Hibritleşme ve bunun sonucu uzaysal dizilişi anlaşılmadan, organik kimyayı ve mekanizmaları anlamak oldukça güç yada imkansızdır.

Stereokimyayı iyi anlayabilmenin yolu, organik kimyayı da iyi anlayabilmenin ön şartı olan, atomların orbital yapıları, özellikle de karbon atomunun hibrit yapıları ve bu hibritleşmeden kaynaklanan uzaysal dizilimleri ve kimyasal özelliklerinin anlaşılmasıdır diyebiliriz.

Periyodik cetvelde çok sayıda element olmakla birlikte bu atomlar, proton sayılarına göre (yada başka bir deyişle yüksüz atomun elektron sayılarına göre), veya daha doğru bir açıklamayla, son yörüngesindeki elektronlarına göre sıralanmıştır.

Nükleer kimya dışındaki diğer kimyasal olayların diğer yörüngelerdeki elektronların oldukça kararlı ve doymuş yapıda olmalarından kaynaklanan bir özellikle, son yörüngesindeki elektron alışverişi veya ortaklaşması, ile yürüdüğünü biliyoruz.

Organik kimyada, organometalik yapılar hariç, tüm bağlar, kovalent veya polar kovalent yapıdadır. Yani elektron ortaklaşması ile yapılan bir bağ şeklidir.

Kimyasal bağların oluşumunu ve bu molekülün yapısı dediğimiz, uzaysal dizilişini de son yörüngedeki elektronlar belirlemektedir.

Ayna görüntüsü, stereokimyanın en çok kullanılan terimidir. Bu zamana kadar aynaya bakarken ne tür bir etki gösterdiğine dikkat ettiniz mi? Şimdi ayna görüntüsü kavramına bir hazırlık yapalım ve hidrojen atomu yada molekülünü kesen öyle bir düzlem bulalım ki bu düzleme koyulan bir ayna molekülü ayna görüntüsü ile toplandığında tam göstersin."Bir elmanın iki yarısı" terimini hatırlayınız.

Dikkatlice bakılacak olursa hidrojen atomunda yada hidrojen molekülünde molekülü tam ortadan ikiye bölen , yada başka deyişle ayna görüntüsü kendini tamamlayan, sonsuz düzlem vardır.

Stereokimya'da molekülün üç boyutlu halinin kafada canlandırılması ve ayna düzleminin varlığının yada yokluğunun bulunması oldukça önem taşımaktadır. Hidrojen atomu veya molekülü için çok kolay gözüken bu durumun tespiti daha kompleks moleküllerde biraz zorlaşabilir.

Periyodik cetvelin ikinci elementi helyum, iki proton ve iki elektrona sahip olmasına rağmen, soy gaz konumu gereği organik moleküllerde yer olmaz. Ama uzaysal dizilişin anlaşılabilir olması için, ikili bağ yapan, son yörüngesinde iki elektronu bulunan diğer elementlerin, Ca, Ba, Sr gibi elementlerin kovalent bağ yaptığı düşüncesi ile, bağ yapıları ve uzaysal dizilişlerine de kısaca bir göz atmakta fayda vardır.

Eğer merkez atoma bağlı her iki atomda aynı ise o takdirde bir tanesi horizontal (Dikey) , sonsuz sayıda da vertikal (Yatay) ayna düzlemi bulmak mümkündür.(Hidrojen molekülü gibi)

Üçüncü atom olan bor atomu , 2S²2P¹ yapısına sahiptir. S-orbitalinin küresel olduğu daha önce anlatılmıştı, P-orbitalleri ise her biri x, y, z uzaysal geometriye dağılmış bir yapıda dır.

9;

Konumuzun bu kısmında çok dikkat edilmesi gereken bir kimyasal olaydan, hibritleşme’den, daha önce bahsedilmişti.

Bor atomunun , S²P¹ yapısında olduğunu söylemiştik. S ve P- orbitallerinin de yapılarını ayrı ayrı anlatmıştık. Şu halde bor atomunun yapacağı BH₃ molekülünün yapısının nasıl olması gerektiğini tahmin etmeye çalışalım.

Tahmini bir yaklaşımla,

Klasik bir düşünce ile, (hibritleşme yok yada bir S elektronunun bir P orbitaline geçmesi) molekülde beklediğimiz; iki tür bağ bulunması ve bunlardan da S-S bağının daha kısa olurken S-P bağının daha uzun olmasıdır. Moleküldeki bağlanma bir T- şeklini oluşturacak şekilde düşünülebilir.

Bu noktada çok dikkat edilmesi gereken durum bor atomunun spektroskopik verileri ( aletlerle ölçülebilir özellikleri) göstermektedir ki, tüm bor hidrojen bağları aynı yapıdadır ve bunlar ne s-s nede s-p bağının aynıdır. Bağ yapıları S ve P orbitalleri karışımına benzemekte ve bir S iki P karışımı bir özellik göstermektedir. Yani bu yapı ve bağlar SP²adı verilen bir yapıdadır.

Bu durumu, hibritleşme kavramı ile açıklıyoruz. Hibritleşme asıl olarak, önceden bilinen atomik orbitallerin sonradan bulunan orbital yapısına uydurulması mantığıdır.

Atomik orbitali daha önce bahsedilen T yapısına benzeyen bor atomu moleküler halde iken SP² denen yapıya geçmişti. Bu yapı şekil...da görüldüğü gibi düzlemseldir ( tek düzlemde) ve her bir orbital arasında 120° lik açılar vardır. Anlama kolaylığı açısından bir üçgene benzetilebilir. Orbitallerdeki adı geçen dönüşümün bir çok farklı açıklanış şekli bulunmakla birlikte genel anlamda bu olaya hibritleşme denir. En kısa ve öz anlamda hibritleşme, bir atomun son yörüngesindeki atomik orbitallerin karışarak enerji seviyeleri aynı olan yeni orbitaller sistemi oluşturması olarak tanımlanabilir.

Hibrit orbitalleri ile atomik elektron konfigurasyonu arasında yazım benzerliği olmakla birlikte anlam kargaşasına yol açan bazı farklılıklar vardır.

Bu farklılıklar kısaca;

1-Atomik orbitaller yazıldığında, elektron konfigürasyonunda, s, p, d, f gibi harflerin önünde bulunan 1, 2, 3 gibi rakamlar (K, L, M, N -yi ifade eden) baş kuantum sayılarını gösterir. Hibrit orbitallerinde baş kuantum sayısı gösterilmez, son yörünge elektronları olduğunun bilinmesi beklenir. Eğer hibrit orbitalinin önünde bir katsayı varsa bu katsayı o hibrit (melez) orbitalden kaç tane orbital olduğunu gösterir.

2-Atomik orbital elektron konfigurasyonunda,s=0 olmak üzere s, p, d, f, yan kuantum sayılarını(l=0.... n-1) gösterir, ve tek harfle gösterilir, hibrit orbitalleri ise, SP², SP³ gibi hibrite karışan ( hibriti oluşturan) orbitalleri ve kaç tane olduğunu ifade eden birkaç harfle gösterilir

3-En çok karıştırıldığı için en önemli olanı da, atomik orbital elektron konfigürasyonunda, orbitaller üzerine yazılan rakamlar orbitallerdeki elektron sayısını ifade etmekte, hibrit orbitalinde ise, hibritleşme anında üzerine yazıldığı orbitalden kaç tanesinin hibritleşmeye katıldığını gösterir.

Şu anda hem organik kimyanın hem de bir organik kimyacı için temel bilgi olan karbon atomunun atomik yapısı ve moleküler yapısı hakkında daha fazla düşünmeye hazırız.

Periyodik tablonun altıncı elementi olan karbon atomu tabiatı gereği karbon kimyası denen kendine has bir bilim dalı ortaya çıkarmış ve bu bilim dalının anlaşılması biraz daha karmaşık olan üç boyutlu yapısı da stereo kimyayı doğurmuştur.

Yorumlar (0)

Bu yorumun beslemesine abone olun

İsim

E-posta

Başlık

Yorum

daha küçük | daha büyük

E-posta ile takip (sadece kayıtlı kullanıcılar)

Okudum ve kabul ediyorum Kullanım şartları.

Yorum Ekle