Molekül

Kimyada, bir molekülün genel olarak en az iki atomun değişik durumlarında beraber durmasıyla oluşan, bütün şekline denir.[1] Genel olarak bir molekül, saf kimyasal maddenin kendi başına bütün kimyasal bileşimini ve özelliklerini taşiyan en küçük parçasıdır.

Molekül

Molekül Kimyada, bir molekül genel olarak en az iki atomun değişik durumlarda beraber duran, bütün şekline denir. Genel olarak bir molekül, saf kimyasal maddenin kendi başına bütün kimyasal bileşimini ve özelliklerini taşiyan en küçük parçasıdır. Bazı katı ve sıvı kimyasal maddelerde (örneğin; metaller, eriyik durumundaki tuzlar, kristaller, vb) bu tanım her zaman geçerli değildir ve böyle kimyasal maddelerin farkedilebilir meleküllerden değil atomlardan oluştuğu söylenmelidir. Moleküler fizikte ise bir molekül, iki ya da daha fazla atomdan oluşan, yeterli düzeyde değişmez, elektriksel olarak nötr bir oluş biçimidir. tekatomlu molekül genel düşüncesi, asal gazlardaki gibi tek atomlu moleküller, neredeyse tek başına gazların kinetik teorisinde açıklamada kullanılır. Çok atomlu iyonlar bazen işe yarar bir şekilde elektirksel olarak yüklenmiş moleküller şeklinde düşünülebilirler.

En küçük molekül, hidrojen molekülü (H2) olup, çapı 2,3-2,4 angstron (1 angstron= 10-8cm) ve ağırlığı 3,3x10-24 gramdır. Mesela bir çay kaşığında bulunan su moleküllerinin sayısı, Atlas (Atlantik) Okyanusunda bulunan suyun, çay kaşığı sayısına eşittir. En büyük moleküller, protein ve DNA gibi karmaşık organik moleküllerdir. Bunlar binlerce tek atomdan müteşekkildir ve molekül ağırlıkları hidrojeninkinin birkaç milyon katıdır.

Moleküller gaz, sıvı ve katı olarak bulunurlar. Genel olarak, diğer özellikleri aynı olmak şartıyla, moleküller, büyük ve ağır oldukça daha zor buharlaşırlar. Mesela, metan (CH4)dan butan (C4H10)a kadar olan moleküller normal sıcaklıkta gazdırlar. Ancak pentan (C5H12)’dan pentadekan (C15H32) a kadar olanlar ise sıvıdırlar. Heksadekan (C16H32) ve daha ağır olanlar ise katıdır. Bu durum ayrıca sıcaklığa ve moleküller arası çekim kuvvetine bağlıdır. Molekül yığınlarında moleküller, oldukça zayıf moleküller arası kuvvetle tutulurken; moleküllerin elektrik yüklü olması halinde kuvvetli bir elektrostatik kuvvetle bir arada tutulurlar. Böyle bir katı kristali eritmek için bu kuvvetli bağların çözülmesi gerekir. Bu ise erime noktasının yüksek olması ve daha fazla enerjiye ihtiyaç olunması sonucunu getirir.

Molekül

içi kuvvetler

Bir kimyasal maddede moleküller elektronların etkili olduğu iki tür kimyasal kuvvetle bir arada tutulurlar. Moleküllerden meydana gelmeyen bileşikler iyon bağı ile bir arada bulunurlar. Böyle durum bir veya daha fazla elektronun bir elektropozitif elementten (genellikle metaldan) bir elektronegatif elemente (genellikle metal olmayan) geçişi şeklinde meydana gelir. Bir atomun elektronegatifliği, elektronların cezbedilmesinin bir ölçüsüdür. Bu ölçünün büyüklüğü oranında iyon bağı teşkil etme eğilimi fazladır. Mesela, yüksek elektropozitif olan sodyum metali, yüksek elektronegatif olan klor gazı içinde yanarsa, her bir sodyum atomu bir elektron kaybederek tek yüklü bir pozitif iyon meydana getirirken, her bir klor atomu bir elektronu alarak tek yüklü bir negatif iyon meydana getirirler. Böyle bir değişimin sonucu olarak her bir atom, dış halkalarında sekiz elektrona sahip olarak kararlı bir yapı kazanırlar. Sonuç olarak sodyum klorür (NaCl) normal yemek tuzu ortaya çıkar. Yemek tuzunda sodyum ve klorlar üç boyutlu yerleşmiş olarak bulunurlar. Hiçbir sodyum, belirli bir klora ait değildir.

İyonik bileşiklerin tanınmış özelliklerinden biri de sıvı halde ve bir sıvıda çözüldükleri zaman elektrik iletmeleri, oldukça yüksek erime ve kaynama noktasına sahip olmaları ve su gibi sıvılarda çözülebilmeleridir.

Diğer taraftan molekülün meydana gelmesinde etkili olan kovalent bağı, iki atom arasında elektronun geçişi şeklinde değil de, elektronun ortaklaşılması suretiyle ortaya çıkar. Bu genellikle metal olmayan elementlerde görülür. Atomların tamamen aynı olması durumunda her ikisi de, aynı elektronegatifliğe sahiptir. Birbirlerine elektron vererek kararlı duruma gelemezler. Bunun yerine her bir atomun dış kabuğunda bulunan elektronlar, diğer atom tarafından karşılıklı paylaşılır. Böylece her biri kararlı duruma gelir. Mesela, iki flor atomu bir araya gelerek, bir elektronlarını karşılıklı paylaşırlar. Azotta ise, karşılıklı üç elektronun paylaşılması suretiyle molekül meydana gelir. Bu tür moleküller genellikle elektrik akımı iletmezler. Erime ve buharlaşma noktaları düşüktür. Sadece kovalent bağı ile aynı cins atomların birleşmesiyle meydana gelen Cl2 gibi olan moleküllerde, atomlar aynı elektronegatifliğe sahiptir. Ortaklaşa kullanılan elektronlar arada bulunur.

Bu şekilde açıklamalar yanında moleküler yapı, kuvantum mekanik teorisi yönünden de açıklamalara sahiptir. Kuvantum mekanik, kimyasal bağları ve değişiklikler için bir teori verirken, moleküllerin üç boyutlu yapıda nasıl titreştiğini açıklar. Bu yaklaşımda elektron, artık, ayrık parçalar olarak düşünülmez. Burada önemli kabul, Heisenberg’in belirsizlik prensibidir. Buna göre bir elektronun hem yerini ve hem de hızını kesin olarak aynı zamanda ölçmek mümkün değildir. Bu halde elektron bulutları söz konusu olur. Bu tür bulutların yoğunluğu, verilen bir noktada elektron bulunma ihtimaliyle orantılıdır. Ancak bu tür yaklaşımda basit atomların dışında çözümü zor denklemlerle karşılaşılır. Bu sebepten tekrar ayrık elektron kabulüne gerek duyulur.

Moleküller arası çekim

Moleküller arasında çekici ve itici olmak üzere iki tür kuvvet mevcuttur. Bir maddenin molekülleri, birbirine birkaç angstrom mertebesinde yaklaştıkları zaman, negatif yüklü iki elektron bulutu birbirini kuvvetli bir şekilde iter. Ancak biraz büyük mesafelerde, çekici kuvvetler daha önemli olabilir. Basınç ve sıcaklığa bağlı olarak bu kuvvetler, molekülleri sıvı veya katı halde bir arada tutacak kadar kuvvetli olabilirler.

Moleküllerin hareketi

Genel olarak bir madde ısındıkça, yani ısı enerjisi arttıkça, moleküllerinin de hareketi artar. Ötelenme, dönme ve titreşim olarak üç türlü molekül hareketi vardır. Ötelemede molekül, atılan bir top gibi hareket ederken, dönmede karmaşık bir molekülün bir parçası, diğer bir parçası etrafında döner. Titreşim hareketinde ise moleküller birbirine yaylarla bağlanmış gibi ileri geri hareket ederler. Bu tür harekette moleküller arası mesafe onda bir oranında azalır veya artar. Titreşimleri çok hızlı olup, saniyede 10 trilyon (1013) mertebesinde iken, dönme yaklaşık bunun yüzde biri hızında, saniyede 100 milyar (1011) civarındadır. Moleküllerin öteleme hızları ise, saatte birkaç kilometre mertebesindedir.

Molekülün hareketinin tür ve derecesi, maddenin sahip olduğu ısı enerjisine bağlıdır. Eğer sıcaklık çok düşükse, moleküller sıkı olarak yerleşmiş olur ve sadece titreşim hareketi yaparlar ve madde katı halde bulunur. Sıcaklık yükseldikçe molekül, titreşim yanında dönme de yapar. Ancak yerleri sabit kaldığı müddetçe madde katı kalır. Sıcaklık daha da yükselirse moleküller sıkı yerleşmiş olmakla beraber öteleme hareketi, kayma, birbiri üzerinde atlama yaparlar. Bu halde de sıvı durumdadır. Daha yüksek sıcaklıklarda ise moleküller birbirlerine daha az bağlıdırlar. Uzayda serbestçe hareket ederler. Bir gaz olarak, bir kap içinde değilseler, sınırsız bir şekilde hareket ederler.

Karmaşık moleküler yapılar

Düz zincirler

Düz zincir moleküllerine tipik misal olarak, hidrokarbon serilerini gösterebiliriz. Metan (CH4) en basit hidrokarbon bileşiği, tetraedral yapıya sahiptir. Tetraedrin her köşesinde bir hidrojen atomu bulunur. Karbon atomu ise tetraedrin tam merkezindedir. Bu, karbon atomunun bağlarının köşelere doğru yöneldiği sonucunu verir. Metan genellikle şeklinde gösterilir. Metanın hidrojen atomlarından birinin yerine metil gurubu (CH3-) konulursa, hidrokarbonların bir üst üyesi olan etan meydana gelir. Buna benzer olarak bundan sonra gelen üye propandır. Hidrokarbon serisinde birbirini takip edenler arasında (CH2) kadar bir fark vardır. Bu tür hidrokarbon zincirleri aslında dosdoğru değildir. Komşu karbon atomları arasındaki açı, tedraedral (109°28’) olduğu için zincir zikzak şekle sahiptir. Kapalı zincirlere karşılık olarak “düz” ismilendirilirler.

Halkalar

Karbon atomunun bağlanma açısı tedraedral olduğundan, halka yapısı, zincirin sonlarının birbirlerine bağlanmasıyla meydana gelir. Bu yapıya aromatik bileşikler, siklohegzan ve steroitler misal olarak verilebilir.

Halkalı bileşiklerin en önemli sınıfı aromatik bileşiklerdir. Bu bileşiklerin en basit üyesi benzen (C6H6)dir. Benzende karbonlar arasında sırayla bir tek ve bir çift bağ bulunmaktadır. Karbonlar arasında çift bağ olduğu halde, doymamış hidrokarbonların özelliğini göstermez. Bu çift bağlar belirli bir yerde değildir. Titreşim halinde karbonlar arasında değişir. Halka yapı, organik bileşiklere has bir yapı olmayıp, bazı anorganik bileşiklerde de görülür. Bor elementinin meydana getirdiği borazin bileşiği, elektronik yapı bakımından benzene benzer ve buna bazan “anorganik benzen” de denir.

Kafes yapısı

En basit kafes yapı, beyaz fosforda (P4) bulunur. Bu, fosfor atomlarının bir tedrahedrin köşelerine yerleşmesinden meydana gelir. Fosforun oksitlerinden P4O6 ve P4O10 kafes yapısına sahiptirler. P4O6 ile aynı sayıda elektron sayısına ve aynı yapıya sahip olan fosfor imid P4(NCH3)6 de kafes yapısına sahiptir.

Sandaviç bileşimler

Metal atomun iki hidrokarbon halkasının arasında bulunduğu oldukça büyük bir organometalik bileşiklerdir. İlk sandaviç bileşim ferosende bulundu. Benzene olan benzerliğinden (aromatik reaktivitesinde) bu isim verildi.

İzomerler

İzomerler aynı kimyasal bileşime ve moleküler ağırlığa sahip, fakat farklı özellik gösteren moleküllerdir. Çeşitli türde sınıflandırıldığı halde, yapısal izomerler ve stereoizomerler esas grubu teşkil eder.

İzomerler, aynı tür ve sayıda atomlara sahip olmakla beraber, atomlar arası bağlar farklıdır. Atomların ve bağlarının uzayda yerleşmesi farklıdır.

Makromoleküller

Makromoleküller veya polimerler, kovalent bağlar yardımıyla aynı küçük moleküllerin biraraya gelmesi suretiyle meydana gelirler. Mesela, formaldehit (HCHO) simetrik trioksan olarak isimlendirilen bir trimer (HCHO)3 ve uzun bir zincir polimer olan paraformaldehit HO (HCHO)nH’i teşkil eder. Burada n, 8 ile 100 arasında değişir.

Makromoleküller bir boyutlu polimerler olabilir. Bunlar tabii olarak ortaya çıkan lastik, ipek, aspest ile suni madde olan polietilen ve sıvı silikonlardır. Keza, bunlar mika, grafit veya volkanize (çapraz bağlı) lastikte olduğu gibi iki boyutlu ve kuars veya elmasda olduğu gibi üç boyutlu da olabilirler.

Polimerlerin özelliklerini bunu meydana getiren dev moleküllerin özellikleri belirler. Silikon sıvılar, mika ve kuarsın hepsi silikooksijen bağlara sahiptir. Fakat birbirine olan bağlantı sıra ile bir, iki ve üç boyutludur. Diğer bir misal de grafit ve elmas olup, tamamen karbondan ibaret olmalarına rağmen, çok değişik yapıya sahiptirler. Grafitte karbon atomları iki boyutlu levhalarda bağlı olup, levhalar arasındaki bağ oldukça zayıftır. Levhalar birbiri üzerinde kolayca kayarak grafiti yumuşak ve mükemmel bir yağlayıcı yaparlar. Elmasta ise karbon atomları birbirine üç boyutlu bağlı olup, üç boyutlu bir yapı ortaya çıkar. Elmas, kuvvetli kovalent bağlardan dolayı en sert maddedir.

Canlılardaki glikojen, nişasta, selüloz ve protein, polimerdirler.

Molekül

element ya da bileşikleri oluşturan ve onların özgül niteliklerini gösteren en küçük birim, özdek. (fiziksel kimyada) bir ya da birkaç atomun birleşmesinden oluşan, birkaç çekirdek ya da elektronlu yapı. bir bütünün en küçük parçası.

Molekül

Almanca Molekül kelimesinin Türkçe karşılığı.
i. molekül (n)

Molekül

Almanca Molekül kelimesinin İngilizce karşılığı.
(das) n. molecule, smallest unit in a substance or compound; tiny particle

Molekül

Türkçe Molekül kelimesinin İngilizce karşılığı.
[Molekül (das) ] n. molecule, smallest unit in a substance or compound; tiny particle n. molecule, particle

Molekül

Molecule

Molekül

Almanca Molekül kelimesinin Flemenkçe karşılığı.
molecuul

Molekül

Almanca Molekül kelimesinin Fransızca karşılığı.
n. molécule (f)

Molekül

Almanca Molekül kelimesinin İtalyanca karşılığı.
n. molecola (f)

Molekül

Almanca Molekül kelimesinin İspanyolca karşılığı.
n. molécula (f)

Molekül

Türkçe Molekül kelimesinin Fransızca karşılığı.
molécule [la]

Molekül

Türkçe Molekül kelimesinin Almanca karşılığı.
n. Molekül

İlgili konuları ara

Yanıtlar