KOORDİNASYON BİLEŞİKLERİ



KOORDİNASYON BİLEŞİKLERİ Bugün koordinasyon kimyası anorganik kimyanın önemli bir bölümünü kapsar. Koordinasyon bileşikleri bir metal merkez atam veya iyonu ile onu geometrik kurallara uygun şekilde saran iyonlar veya moleküller kümesinden meydana gelir. Çözeltilerde ve kısmi disosyasyon durumunda bile az veya çok oranda esas yapının korunması komplekslerin karakteristik özelliklerindendir. Kompleks, merkez atom ve onunla koordine olmuş grupların taşıdığı yüklere göre bir anyon, bir katyon veya bir nötral molekül olabilir. Merkez atomu saran gruplara “ligand” ve merkez atomuna bağlı olan ligandların toplam sayısına da “koordinasyon sayısı” adı verilir. İlk bulunan kompleksin, 18. yüzyılın başlarında Berlin’de ressamlara boya hazırlayan Diesbach tarafından bulunan ve KCN.Fe(CN)2.Fe(CN)3 şeklinde formüllendirilmiş olan Pruşya mavisi olduğu sanılmaktadır. Daha sonraları 1798 yılında Tassaert, Kobalt (II) klorürün amonyaklı çözeltisi bir gece kendi haline bıraktığında portakal rengi kristalize bir çökeleğin oluştuğu gördü. CoCl3.6NH3 şeklinde formüllendirilen bir bileşik 150oC’ye kadar amonyak kaybetmez ve sülfat asiti ile saatlerce geri soğutucu altında ısıtılsa bile amonyum sülfat meydana gelmez. Bir tesadüf sonucu olan bu buluşla 1798 yılı koordinasyon kimyasının başladığı tarih olarak kabul edilir. Daha sonraları A. Werner, Pt CI4 ün amanyokla verdiği kompleksleri inceleyerek koordinasyon teorisini ortaya atmıştır. Metal hidratlara benzeyen metal aminler bunların yapılarının aydınlatılmasında yararlı olmuşlardır. Amonyak molekülünün bağlarının sağlamlığı, renklerdeki geniş değişiklikler ve cis ve trans durumlarının varlığı amonyağın bileşiğin bir parçası olduğu fikrini vermiştir. KOMPLEKSLER VE ÇİFT TUZLAR Uzun süre, bileşikler hepsi aynı türdenmiş gibi yan yana yazılarak formüllendirilmiş ve adlandırılmıştır. Örneğin, 2 KCI. HgCI2 be 2KCI. MgC12 gibi. Daha sonra bu ikisinin aynı yapıda olmadığı anlaşılmıştır. Her ikisinin de sulu çözeltisinde potasym iyonları bulunmasına rağmen birincisi mol başına üç ve ikincisi mol başına yedi iyon ihtiva eder. Bugün birincisinin civaya kuvvetle bağlı dört klorur iyonu ihtiva eden ve K2 [HgCI4] şeklinde formüllendirilen bir koordinasyon bileşiği ve ikincisinin de yukarıda formüllendirilen bie “çift tuz” olduğunu biliyoruz. Bir bileşiğin sulu çözeltideki davranışı çift tuz-kompleks ayrımı için yeterli değildir. Örneğin, K2 [HgCI4] ün X- ışınları ile yapılan incelemesi dört klorür iyonun kobalt (II) karşısında tetraedrik olarak dizildiğini göstermiştir. Buna göre, bu bileşik bir çift tuz olmayıp koordinasyon bileşiğidir. Fakat bu kararsız kompleks su ile pembe bir çözelti vermek üzere reaksiyona girer. K2 [HgC14] + 6H2O 2K+ + [Co(H2O)6]2+ + 4CI- Böylece, sulu çözeltideki davranışı bir çift tuz gibidir. Aslında aralarında bir prensip farkı olmayıp sadece disosyasyon derecesi farkı vardır. WERNER’İN KOORDİNASYON TEORİSİ Werrn

Metal + Asit à Tuz + Hidrojen gazı Al(k) + 3HCI (suda)à AICI3(suda)+ 3/2H2(g)
Soy metallerin dışında ki metaller hidrojenden daha aktiftir.Bu yüzden burada Al metali Al+3c Yükseltilirken bileşik haline geçerken asit katyonu olan H+ iyonu H2’ye indirgenmektedir. Metallerin asitlerle reaksiyonlarına aşağıdaki örnekler verilebilir.
Zn(k) + 2HCI(suda) à ZnCI2 (suda) + H2(g)
2Na(k) + 2HCI(suda)à 2NACI (suda) + H2(g)
Mg(k) + H2SO4(suda)à MgSO4(k) + H2(g)
Fe(k) + 2HNO3(suda)àFe(NO3)2(suda)+H2(g)
Soy ve yarı soy metallere (Cu- Hg- Ag- Pt- Au) oksijensiz asitler etki etmezler. Cu+HCIà Reaksiyon vermez Ag+HCIà Reaksiyon vermez 3)Yarı soy metallere (Cu-Hg-Ag) yükseltgen özellik gösteren asitler etki ederler.H2SO4 ve HNO3 yükseltgen özellik gösteren iki önemli asittir.Bunların yarı soy metallere etkisinden tuz,oksit ve su oluşur. Yarı soy metal + Yükseltgen asit àTuz + oksit + su
Asit olarak derişik HNO3 asidi kullanıldığında NO2 gazı açığa çıkar , tuz ve su oluşur.HNO3 deki azot indirgenirken , metal yükseltgenir.
Ag(k)2HNO3(suda) Derişik AgNo3(Suda) No2(g) + H2O(s) Cu(k)+ 4HNO3(SUDA) Derişik Cu(NO3)2(suda)+ 2NO2(g) + 2H2O(s)
Seyreltik HNO3 asidi kullanıldığında ise NO gazı açığa çıkar.Gümüş ve bakırın seyreltik nitrik asitle reaksiyonları aşağıda verilmiştir.
Ag(k)+4hno3(suda)à 3 AgNO3+ NO (g) 2H2O(s)
3cu(k)+HNO3(suda)à 3 Cu (NO3)2 + 2NO(g) + 4h2O(s)
4)Altın (Au) be platin (Pt) tam soy metaldir.Bunlar asitlerle hidrojen çıkışı ile reaksiyona girmediği gibi yükseltgen özellik gösteren asitler de reaksiyon vermez.
Altına yalnızca kral suyu denilen (3HCI+HNO2) karışımı etki eder. Au(k)+HCI(suda)+HNO3 à AuCI3 + NO(g)+ 2HO(s)

BAZLAR
Baz kavramı, her zaman, asit kavramına bağlı kalmıştır. Baz, asidin karşıtıdır; ama baz olmadan hiçbir asit tepkimesi gerçekleşemez.
Bazların asitlerle tepkimeye girmesiyle, gene önemli bir bileşik sınıfı olan tuzlar ve su oluşur. Bu bir nötrleşme (yansızlaşma) tepkimesidir;
çünkü tepkime ürünü olan tuz artık ne asit, ne de baz özelliği taşıyan nötr ya da yansız bir bileşiktir.
1887’de Svante Arrhenius, sulu bir çözeltide iyonun var olduğu kuramını açıklarken, asit çözeltilerinin H+ iyonları, baz çözeltilerinin de
OH- iyonları içerdiğini belirtmişti.1923’te Brönsted ve Lowry birbirlerinden bağımsız olarak, ama, aynı zamanda, daha genel bir tanım
önerdiler: Asit, kimyasal tepkime sırasında, her zaman, bir proton vermeye elverişliyse, baz da bu protonun alıcısıdır.
Bir maddenin baz olabilmesi için protonu “bağlayacak”, her hangi bir kimyasal bağda kullanılmamış bir elektron çifti taşıması gerekmektedir.
Ama, yitirilecek protonu olduğu sürece asit olan madde, bu protonu yitirdiği an baza dönüşür.
Gerçekten, protonunu yitiren asitte bir elektron çifti kalır.
Asit – baz tepkimesi kavramına, “asit- baz çifti” ya da “aside eşlenik baz kavramı” eklenir. Böylece asetik asit (CH3 – COOH), asetat iyonunu (CH3 – COO) ya da eşlenik bazlarını karşılar. Amonyak (NH3) da, NH4+ asidinin karşıladığı bazdır.
NH3 + H2O D NH4+ + OH- Baz bir molekül (CH3 – NH2 ya da metilamin ), ya da OH- , CH3 – COO- gibi bir anyon olabilir. Bu asit- baz tepkimeleri
proton aktarımlarına dönüşürler. 1938’te, Lewis bu kuramı, asidin, bazın verdiği elektron çiftinin alıcısı olduğunu belirterek genelleştirmiştir.
Bu durumda bir kovalans bağ oluşur. Ama bu sonuncu tanım, Brönsted’in baz tanımına yeni bir şey eklemez.

ASİT – BAZ TEPKİMESİ (BRÖNSTED) B + AH u BH + A baz asit asit baz
Bazlar genel olarak molekülünde bir hidroksil grubu (OH ) ile en az bir metal atomu bulunan bileşikler olarak tanımlar; bu nedenle kimyasal açıdan metal hidroksitleri sayılır. Bunların çoğu suda çözünmeyen katı bileşiklerdir. Oysa bazıları, örneğin metal atomları içermeyen amonyağın (NH3 ) ve sodyum, potasyum gibi alkali metallerin hidroksitleri suda kolayca çözünür. Sanayi açısından büyük bir önem taşıyan
bu bazlara alkaliler denir. Alkali terimi , “kül” anlamındaki Arapça bir sözcükten türetilmiştir. Çünkü bu bileşikler eskiden odun ve bitki
küllerinden elde edilirdi. Gerçekten de alkalilerin küllü suyu andıran kendine özgü, acımsı bir tadı vardır. Bu çözeltiler deriye kaygan bir
izlenim bırakır ve baz belirteci olarak kullanılan kırmızı turnusol kağıdının rengini maviye dönüştürür.
Kostik (yakıcı) alkali denen en kuvvetli bazlar, büyük bir dikkatle ve sakınılarak kullanılması gereken çok tehlikeli maddelerdir. İnsanın
üzerine sıçradığında giysilerini parçalayan ve derisini ateş ve kaynar su gibi yakan bu maddelerin kazayla yutulması da yemek borusunun
ve midenin delinmesiyle, hatta ölümle sonuçlanan ağır yanıklara yol açar. Sanayide çok önemli uygulamaları olan bu bileşikler arasında en çok kullanılanları sodyum hidroksit (sudkostik ) potasyum hidroksit (potas kostik) kalsiyum hidroksit (sönmüş kireç ) ve amonyum hidroksittir.
(amonyaklı su)

En önemli alkalilerden biri olan sudkostik beyaz renkli bir bileşiktir. Ya ince levha ve çubuklar halinde katı olarak ya da suda eritilerek sıvı
halde satışa sunulur. Sabun yapımında ve reyon denilen yapay ipekli kumaşların üretiminde çok önemli bir ham madde olan sudkostik, ayrıca
pamuk ipliklerine sağlamlık ve parlaklık kazandırmak amacıyla pamuklu dokuma sanayisinde de kullanılır. Potaskostiğin sanayideki en önemli kullanım alanı arap sabunu ve öbür temizlik maddelerinin üretimidir. Sönmüş kireçten inşaat sanayisinde
sıva, çimento ve badana yapımında, ayrıca asitli toprakları nötrleştirmek için tarımda yararlanılır. Yaygın ama yanlış bir adlandırmayla kısaca
amonyak olarak bilinen amonyaklı su evlerde en çok kullanılan temizlik maddelerinden biridir. Bütün yağ ve kirleri çözen bu bileşik özellikle banyo küveti, lavabo ve cam temizleyicileri bileşimine katılır. Gene kısaca karbonat tozu olarak ya da karbonat olarak bilinen sodyum di karbonat oldukça zayıf bir alkalidir. Kabartma tozlarının ve bazı köpüklü içeceklerin yapımında kullanılır; midedeki fazla asidi giderdiği için mide yanmalarına ve arı sokmasından dolayı meydana gelen ağrıya karşı etkilidir. Dünyanın bir çok yerinde, özellikle ABD’nin batısında alkali topraklar denen geniş topraklar vardır. Bu bölgelerde çok az yağmur yağdığı
için, çözünebilen tuzlar yağmur suyuna karışarak akıp gitmez ve alkaliler toprakta birikir. Alkali oranı çok yüksek olan topraklarda pek
az bitki ve hayvanın yaşama şansı olduğundan, sonunda bu bölgeler çorak alanlara dönüşür. NASIL HAZIRLANIRLAR? Bazlar çeşitli yollarla hazırlanır. Bu yöntemlerin başlıcaları arasında, NaOH ve KOH için alkali klorürlerin elektroliz yoluyla ayrışmaları amonyağın (NH3 )doğrudan bileşimi kireç ve barit için, suyla “söndürmeyle” süren karbonatların ısıl- bozulmaları (piroliz) sayılabilir. Bazlar çeşitli alanlarda kullanılmalarının yanı sıra bir ortamın PH’ını yükseltir ve ester hidrolizi tepkimelerini sonuçlandırır.

METALLERİN BAZLARLA REAKSİYONU
Genelde metaller bazlarla reaksiyon vermezler.Ancak amfoter metal olarak bilinen Al, Zn , Sn, Pb , Cr gibi metaller derişik kuvvetli baz
çözeltileriyle reaksiyon verirler.Reaksiyon sonucunda hidrojen gazı açığa çıkar.
Amfoter metal + Baz à Tuz+ hidrojen gazı
Al(K )+ NaOH(suda)àNa3 AlO3 + H2 (g)
Zn(k)+ NaOH(suda)àNa2ZnO2 + H2 (g)
Amfoter metallerin oksit ve hidroksit bileşikleri de amfoter özellik gösterirler.Bunların kuvvetli bazların derişik çözeltileri ile reaksiyonundan ise tuz ile su oluşur.

Tuzlar Tuz kristalleri Tuz, kimyada, bir asitle bir bazın tepkimeye girmesi neticesinde meydana gelen madde. Tuz bazdaki artı yüklü iyonla asitteki eksi yüklü iyondan meydana gelir. Asitle baz arasındaki tepkime nötrleşme tepkimesi olup bu esnada tuz ve su ortaya çıkar.
Erimiş tuz veya çözelti halindeki tuzların çoğu eksi ile artı yüklü iyonlarına ayrışır ve elektriği iletir.
Tuz adı ayrıca sofra tuzu veya sodyum klorür (NaCl) için de kullanılır.
Tuz çeşitleri Tuzları çeşitli şekilde sınıflandırmak mümkündür.
Sınıflandırmanın birisi tuzun bünyesinde OH- veya H+ iyonunun olup olmayışına bağlı olandır
. Bu sınıflandırmada tuzlar normal, asidik ve bazik tuzlar şeklinde sınıflandırılır.
Normal tuz; tam nötralleşme ürünü olup, meydana getirici asit ve baz kuvvet olarak birbirine denktir.
NaCl, NH4Cl, Na2SO4, Na2CO3, Na3PO4 ve Ca3(PO4)2 birer normal tuzdur. Asidik tuzlar
Asidik tuzlar, tuzun bünyesinde bir veya daha çok proton vardır. Suda çözündükleri zaman bünyelerindeki protonu vererek ortamı asidik yapar. NaH CO3, NaH2PO4, Na2H PO4 ve NaHSO4 birer asidik tuzdur. Bazik tuzlar
Bazik tuzlar, bünyelerinde en az bir OH iyonu bulunduran tuzlardır. Suda çözündükleri zaman ortamı bazik yaparlar. Pb(OH)Cl, Sn(OH)Cl ve Al(OH)2Cl'de olduğu gibi.
Diğer sınıflandırma metodunda ise, basit, çift ve kompleks tuzlar şeklinde sınıflandırılır.
NaCl, NaHCO3 ve Pb (OH)Cl gibi tuzlar basit tuzlardır.

Çift tuzlar
Çift tuzlar iki basit tuzdan meydana gelen tuzlardır. Bunlar suda çözündükleri zaman kendilerini meydana getiren iyonlara ayrışır.
Şaplar da çift tuzlar sınıfına girer. Na Al(SO4)2 ve NH4Cr(SO4)2 birer çift tuzdur.
Kompleks tuzlar, asit kökü aynı olan iki basit tuzun kompleks kök vererek meydana getirdiği tuzlardır.
K4Fe(CN)6, K3Fe(CN)6, birer kompleks tuzdur.
Bunlar suda çözündükleri zaman kendini meydana getiren tuzların iyonlarına ayrışmazlar.
Tuzlar, önce metalin ismi, sonra asidin kökü söylenerek adlandırılır. Na2SO4 = sodyum sülfat, KCl= potasyum klorür, KHCO3 = potasyum hidrojen karbonat (potasyum bikarbonat) gibi. Bazı tuzlar, kuvvetli asit ve zayıf bazdan veya kuvvetli baz ve zayıf asitten meydana gelmiştir.
Bu tuzlar suda çözündükleri zaman hidrolize uğrarlar ve çözeltiyi asidik veya bazik yaparlar.

Tuzların elde edilişi
Asit ve bazların nötralleşmesinden elde edilirler: Baz + Asit › Tuz + Su Metallere asit tesir ettirmekle elde edilirler: Metal + Asit › Tuz + H2 Elementlerinden elde edilebilirler: Metal + Halojen › Tuz