Bir doğalgaz ocağında mavi alevin yükselmesi ya da alüminyum bir yüzeyin havadaki oksijenle temas ettiğinde sert bir tabakayla kaplanması duyularımızla fark edebildiğimiz olaylardır. Ancak bu değişimlerin temelinde, doğrudan gözle göremediğimiz atom, iyon ve moleküllerin çarpışması, mevcut bağların kopması ve yeni bağların kurulması yatar. Bu haftaki dersimizde kimyasal olayları makroskobik, alt mikroskobik ve sembolik düzeylerde nasıl ifade ettiğimizi öğrenecek; tepkime öncesi, tepkime süreci ve tepkime sonucunu tanecik modelleriyle açıklayacak ve moleküllerin farklı gösterim yöntemlerini karşılaştıracağız.
Kimyada Üç Gösterim Düzeyi: Makroskobik, Alt Mikroskobik ve Sembolik Gösterim
Kimya bilimi, maddelerin yapısını ve kimyasal değişimlerin nasıl gerçekleştiğini açıklarken birbirini tamamlayan üç gösterim düzeyinden yararlanır. Bu üç düzey bir üçgenin köşeleri gibi düşünülür. Makroskobik gösterim, maddenin beş duyu organıyla algılanabilen ya da laboratuvarda deney ve ölçümlerle doğrudan gözlemlenebilen özellikleridir. Örneğin doğal gazın yanarken ısı ve ışık yayması, suyun oda sıcaklığında bardakta sıvı hâlde bulunması veya gümüş nitrat ile tuzlu su karıştırıldığında beyaz çökelek oluşması makroskobik düzeydir.
Alt mikroskobik gösterim, maddenin doğrudan gözle görülemeyen atom, iyon, molekül ve elektron gibi taneciklerini ve bu taneciklerin hareketlerini ifade eder. Bu düzey doğrudan gözlemlenemediği için küreler, top-çubuk modelleri veya simülasyonlarla modellenir. Sembolik gösterim ise makroskobik gözlemler ile alt mikroskobik modelleri birbirine bağlayan element sembolleri, bileşik formülleri (H₂O, CH₄, C₂H₅OH), kimyasal tepkime denklemleri, matematiksel formüller ve grafiklerdir.
| Gösterim Düzeyi | Temel Odak Noktası | Su (H₂O) ve Doğal Gazın Yanması Örneği |
|---|---|---|
| Makroskobik Gösterim | Beş duyu ile gözlemlenebilen ve ölçülebilen özellikler | Bardaktaki renksiz sıvı su; ocakta mavi alevle yanan doğal gaz |
| Alt Mikroskobik Gösterim | Atom, iyon, molekül, elektronlar ve bunların hareketleri/etkileşimleri | 1 oksijen küresine bağlı 2 hidrojen küresinden oluşan açısal su molekülü modeli |
| Sembolik Gösterim | Sembol, kimyasal formül, tepkime denklemi, matematiksel formül veya grafik | H₂O(s) formülü ve CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(s) denklemi |
Kimyasal Tepkimenin Oluşum Süreci: Tepkime Öncesi, Süreci ve Sonucu
Bir kimyasal tepkimenin oluşumu alt mikroskobik düzeyde modellenirken süreç üç ardışık aşamada incelenir: (1) Tepkime öncesi, (2) Tepkime süreci ve (3) Tepkime sonucu. Tepkime öncesi aşamasında henüz etkileşime girmemiş olan tepken (reaktif) tanecikleri, kendi kimyasal bağlarıyla ve maddenin fiziksel hâline uygun tanecik düzeniyle (katılarda düzenli ve sıkı istiflenmiş, gazlarda birbirinden bağımsız ve aralıklı) çizilir.
Tepkime süreci aşamasında tepken tanecikleri hareket ederek uygun doğrultuda ve yeterli enerjiyle çarpışır; bu esnada tepkenlerdeki mevcut kimyasal bağlar zayıflayarak kopar, atomlar yeniden düzenlenir veya tanecikler arasında elektron alışverişi gerçekleşir. Tepkime sonucu aşamasında ise atomlar arasında yeni kimyasal bağlar kurularak başlangıçtaki maddelerden tamamen farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip ürün tanecikleri oluşur.
Moleküler Tepkimelerin Alt Mikroskobik Modellenmesi (CH₄ ve NO - O₃ Örnekleri)
Doğal gazın ana bileşeni olan metan gazının yanma tepkimesi CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(s) denklemiyle gösterilir. Bu tepkimenin alt mikroskobik modelinde tepkime öncesinde 1 adet metan molekülü (merkezde 1 siyah karbon küresine bağlı 4 beyaz hidrojen küresi) ile 2 adet oksijen molekülü (ikişer kırmızı oksijen küresinden oluşan toplam 4 oksijen atomu) yer alır. Tepkime sürecinde metandaki C–H bağları ile oksijen moleküllerindeki O=O bağları kopar ve serbest kalan atomlar yeniden düzenlenir. Tepkime sonucunda 1 karbon atomuna 2 oksijen atomunun bağlanmasıyla 1 adet doğrusal CO₂ molekülü, kalan 2 oksijen atomuna ikişer hidrojen atomunun bağlanmasıyla da 2 adet açısal H₂O molekülü oluşur.
Benzer biçimde azot monoksit gazı ile ozon gazı arasındaki NO(g) + O₃(g) → NO₂(g) + O₂(g) tepkimesi modellendiğinde; tepkime öncesinde iki atomlu 1 adet NO molekülü ve üç oksijen atomlu 1 adet O₃ molekülü bulunur. Tepkime sürecinde O₃ molekülündeki bir oksijen atomu uygun doğrultuda çarpışmayla koparak NO molekülüne aktarılır; tepkime sonucunda üç atomlu 1 adet NO₂ molekülü ile iki atomlu 1 adet O₂ molekülü meydana gelir.
Metal - Ametal Tepkimelerinin ve İyonik Kristal Oluşumunun Modellenmesi
Kimyasal tepkimelerin tümü kovalent moleküller arasında gerçekleşmez; metal ile ametaller arasındaki tepkimelerde elektron alışverişiyle iyonik bileşikler oluşur. Örneğin sodyum metali ile klor gazından yemek tuzu oluşumu Na(k) + 12Cl₂(g) → NaCl(k) (veya 2Na(k) + Cl₂(g) → 2NaCl(k)) denklemiyle ifade edilir. Tepkime öncesinde sodyum katısı birbirine temas eden özdeş metal atomları yığını olarak, klor gazı ise iki atomlu Cl₂ molekülleri hâlinde modellenir. Tepkime sürecinde Cl–Cl bağı kopar, sodyum atomlarından klor atomlarına elektron aktarılır ve oluşan Na+ katyonları ile Cl- anyonları tepkime sonucunda düzenli bir NaCl iyonik kristal örgüsü oluşturur.
Günlük hayatta gazlı içecek kutularında kullanılan alüminyum (Al) metalinin havadaki oksijen gazı (O₂) ile tepkimeye girerek yüzeyi koruyucu sert alüminyum oksit (Al₂O₃) tabakasıyla kaplaması da 4Al(k) + 3O₂(g) → 2Al₂O₃(k) denklemiyle gösterilir. Alt mikroskobik modelde katı hâldeki 4 adet Al atomu ile gaz hâlindeki 3 adet iki atomlu O₂ molekülü (toplam 6 adet O atomu) etkileşir; elektron alışverişi sonucunda Al3+ ve O2- iyonları toplam 4 Al ve 6 O taneciği içerecek biçimde 2Al₂O₃(k) katı yapısını oluşturur.
Taneciklerin Gösterim Yöntemleri: Uzay-Dolgu, Top-Çubuk, Lewis ve Çizgi Bağ
Kimyada bir molekülün yapısını amaca göre en iyi açıklayabilmek için farklı tanecik gösterim yöntemleri kullanılır. Etil alkol (C₂H₅OH) molekülü üzerinden bu dört temel gösterim karşılaştırıldığında; top-çubuk modelinde atomlar farklı renklerde kürelerle (genellikle hidrojen beyaz, oksijen kırmızı, karbon siyah), atomlar arasındaki kovalent bağlar ise küreleri birleştiren çubuklarla temsil edilir. Uzay-dolgu modelinde de atomlar renkli kürelerle gösterilir; ancak top-çubuk modelinden farklı olarak arada bağ çubukları yoktur, küreler birbirine yapışıktır ve kürelerin büyüklükleri atomların gerçek boyutlarını oransal olarak temsil eder.
Lewis (Levis) nokta yapılarında ise her atomun değerlik elektronları element sembolünün çevresinde noktalarla gösterilir; atomlar arasındaki bağlar iki nokta (:) ya da tek bir çizgi (–) ile ifade edilirken bağa katılmayan elektron çiftleri de sembol üzerinde açıkça görülür. Çizgi bağ gösterimi ise daha çok karbon bileşiklerinde (organik bileşiklerde) kullanılan pratik bir yöntemdir; karbon atomları çizgilerin kesiştiği köşe veya uç noktalarıyla temsil edilir, karbona bağlı hidrojenler genellikle yazılmaz ve çizgiler doğrudan atomlar arasındaki bağları ifade eder.
| Gösterim Yöntemi | Atomların Temsili | Bağların Temsili | Öne Çıkan Avantajı |
|---|---|---|---|
| Top-Çubuk Modeli | Farklı renkli küreler (H: beyaz, C: siyah, O: kırmızı) | Küreler arasındaki çubuklar | Bağ açılarını ve atomların bağlanma düzenini net gösterir |
| Uzay-Dolgu Modeli | Boyutları atom yarıçapıyla orantılı yapışık küreler | Çubuk yoktur; küreler birbirine bitişiktir | Molekülün gerçek üç boyutlu hacmini ve atom boyut oranlarını gösterir |
| Lewis Nokta Yapısı | Element sembolleri (C, H, O) | İki nokta (:) veya kısa çizgi (–) | Değerlik elektronlarını ve bağ yapmayan elektron çiftlerini gösterir |
| Çizgi Bağ Gösterimi | Karbonlar köşe noktalarıyla, O/N gibi atomlar sembolle | Zikzak oluşturan düz çizgiler | Büyük karbon bileşiklerinin hızlı ve sade yazılmasını sağlar |
Alt Mikroskobik Modelleri Tepkime Denklemleriyle Eşleştirme ve Model Değerlendirme
Verilen bir alt mikroskobik modelin hangi kimyasal tepkime denklemine ait olduğunu belirlerken taneciklerin tek atomlu mu yoksa çok atomlu molekül mü olduğuna, atom sayılarına ve fiziksel hâl dizilişine bakılır. Örneğin: • Fe(k) + S(k) → FeS(k) tepkimesinde başlangıçta iki ayrı tek atomlu katı yığını varken, sonuçta iki farklı atomun birebir dizildiği katı kristal oluşur. • H₂(g) + F₂(g) → 2HF(g) tepkimesinde 1 adet küçük iki atomlu gaz molekülü (H₂) ile 1 adet daha büyük iki atomlu gaz molekülü (F₂) çarpışarak 2 adet iki farklı atomlu HF gaz molekülü oluşturur. • 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(s) tepkimesinde 2 adet H₂ ve 1 adet O₂ gaz molekülünden 2 adet üç atomlu açısal H₂O molekülü oluşur. • 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) tepkimesinde ise iki farklı atomdan oluşan 2 adet CO molekülü, 1 adet O₂ molekülü ile birleşerek üçer atomlu 2 adet doğrusal CO₂ molekülüne dönüşür.
Hazırlanan bilimsel modeller değerlendirilirken modelin eksik veya yanlış yönleri sorgulanmalıdır. Örneğin kağıt üzerine çizilen statik küre modelleri atom sayısının korunumunu ve bağların yeniden düzenlenmesini başarıyla açıklarken, taneciklerin gerçekteki sürekli titreşim/öteleme hareketlerini, çarpışma enerjilerini veya elektron bulutlarının esnek yapısını gösteremez; bu nedenle modeller animasyonlar ve farklı gösterim türleriyle bir arada kullanılır.
Örnekler
Örnek 1Doğal gazın ana bileşeni olan metanın yanma tepkimesi CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(s) şeklindedir. Bu tepkimenin alt mikroskobik modelinde tepkime öncesi, tepkime süreci ve tepkime sonucunda hangi bağlar kırılır, hangi bağlar oluşur ve kaçar adet atom bulunur?
Cevabı göster
Tepkime öncesinde 1 adet CH₄ ve 2 adet O₂ molekülünde toplam 1 karbon (C), 4 hidrojen (H) ve 4 oksijen (O) atomu vardır. Tepkime sürecinde metan molekülündeki 4 adet C–H bağı ile iki oksijen molekülündeki O=O bağları kopar ve atomlar yeniden düzenlenir. Tepkime sonucunda karbon atomu 2 oksijen atomuyla yeni bağlar kurarak 1 adet CO₂ molekülünü, kalan 2 oksijen atomu ise ikişer hidrojen atomuyla O–H bağları kurarak 2 adet H₂O molekülünü oluşturur; toplam atom sayısı (1 C, 4 H, 4 O) değişmez.
Örnek 2Bir kimyasal olayla ilgili şu üç ifade veriliyor: I. Etil alkol renksiz, uçucu ve kendine özgü kokusu olan bir sıvıdır. II. Etil alkolün yarı açık formülü C₂H₅OH şeklindedir. III. Etil alkol molekülünde iki karbon atomu birbirine kovalent bağla tutunmuş olup birine –OH grubu bağlıdır. Bu ifadeleri makroskobik, alt mikroskobik ve sembolik gösterim düzeyleriyle eşleştiriniz.
Cevabı göster
• I. ifade beş duyu organıyla (görme, koklama) doğrudan gözlemlenen özellikleri belirttiği için makroskobik gösterim düzeyindedir. • II. ifade element sembolleri ve alt indis sayılarıyla yazılmış bir kimyasal formül olduğu için sembolik gösterim düzeyindedir. • III. ifade gözle görülemeyen atomları ve aralarındaki kimyasal bağları açıkladığı için alt mikroskobik gösterim düzeyindedir.
Örnek 3Etil alkol (C₂H₅OH) molekülünün gösteriminde kullanılan 'top-çubuk modeli' ile 'uzay-dolgu modeli' arasındaki iki benzerlik ve iki farkı açıklayınız.
Cevabı göster
Benzerlikler: Her iki model de alt mikroskobik düzeyde molekülün üç boyutlu yapısını temsil eder ve her iki modelde de farklı element atomları farklı renklerde kürelerle (karbon siyah, oksijen kırmızı, hidrojen beyaz) gösterilir. Farklılıklar: Top-çubuk modelinde atomlar arasındaki kimyasal bağlar çubuklarla gösterilirken uzay-dolgu modelinde çubuklar yoktur, küreler birbirine yapışıktır. Ayrıca uzay-dolgu modelinde kürelerin büyüklükleri atomların gerçek boyutlarını oransal olarak temsil eder.
Örnek 4Alt mikroskobik modelinde tepkime öncesinde 'iki farklı renkte küreden oluşan 2 adet iki atomlu gaz molekülü' ile 'aynı renkte iki küreden oluşan 1 adet iki atomlu gaz molekülü' bulunan ve tepkime sonucunda 'üçer atomlu 2 adet doğrusal gaz molekülü' oluşan tepkime; H₂(g) + F₂(g) → 2HF(g) ve 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) denklemlerinden hangisine aittir? Gerekçesiyle açıklayınız.
Cevabı göster
Verilen model 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) tepkimesine aittir. Çünkü tepkime öncesinde iki farklı atomdan oluşan 2 adet molekül (2CO) ile aynı tür iki atomdan oluşan 1 adet molekül (O₂) vardır ve tepkime sonucunda her biri 1 karbon ve 2 oksijen atomu içeren üçer atomlu 2 adet CO₂ molekülü oluşmuştur. H₂ + F₂ → 2HF tepkimesinde ise ürün molekülleri üç atomlu değil, iki atomludur.
Örnek 5Alüminyum metalinin havadaki oksijen gazıyla oluşturduğu 4Al(k) + 3O₂(g) → 2Al₂O₃(k) tepkimesini alt mikroskobik düzeyde kutucuklara modellerken tepkime öncesi, tepkime süreci ve tepkime sonucunda kaçar tanecik nasıl çizilmelidir?
Cevabı göster
• Tepkime öncesinde: Kutucuğun alt kısmında birbirine bitişik ve düzenli dizilmiş 4 adet Al atomu (katı hâl) ile kutucuğun üst kısmında birbirinden bağımsız dağılmış ikişer atomlu 3 adet O₂ molekülü (toplam 6 adet O atomu, gaz hâli) çizilir. • Tepkime sürecinde: O=O bağlarının koptuğu ve Al atomlarından O atomlarına elektron transferi gerçekleşerek Al3+ ve O2- iyonlarının oluştuğu gösterilir. • Tepkime sonucunda: 4 adet Al3+ katyonu ile 6 adet O2- anyonunun birbirine temas edecek şekilde düzenli bir katı kristal örgü (2Al₂O₃(k)) oluşturduğu çizilir.
Örnek 6NO(g) + O₃(g) → NO₂(g) + O₂(g) tepkimesinin oluşum sürecini bağ kırılması ve bağ oluşumu temelinde açıklayınız.
Cevabı göster
Tepkime öncesinde 1 azot ve 1 oksijen atomundan oluşan NO molekülü ile 3 oksijen atomundan oluşan O₃ (ozon) molekülü bulunur. Tepkime sürecinde bu iki molekül uygun doğrultuda çarpışır; O₃ molekülündeki oksijen-oksijen bağlarından biri kopar ve ayrılan oksijen atomu NO molekülündeki azot atomuyla yeni bir kimyasal bağ kurar. Tepkime sonucunda 1 adet NO₂ molekülü ve 1 adet O₂ molekülü oluşur.
Etkinlikler
Soruları çözün; her cevaptan sonra doğru mu yanlış mı olduğunu hemen göreceksiniz.
1Kimyada kullanılan gösterim düzeyleri ve molekül modelleriyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
Atomlar arasındaki bağların çubuklarla gösterildiği model top-çubuk modelidir. Uzay-dolgu modelinde ise bağları gösteren çubuklar yoktur; küreler birbirine yapışıktır ve atom boyutlarını oransal olarak temsil eder.
2Metan gazının yanma tepkimesi olan CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(s) denkleminin alt mikroskobik modeliyle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
Denklem göre tepkime sonucunda 1 adet CO₂ (1 C + 2 O = 3 atomlu) ve 2 adet H₂O (2 H + 1 O = 3 atomlu) molekülü oluşur; süreçte C–H ve O=O bağları kopup C=O ve O–H bağları kurulur ve toplam atom sayısı (1 C, 4 H, 4 O) korunur.
3Daha çok karbon bileşikleri (organik bileşikler) için kullanılan, karbon atomlarının köşe noktalarıyla ve atomlar arasındaki bağların çizgilerle temsil edildiği gösterim şekli aşağıdakilerden hangisidir?
Karbon bileşiklerinde karbon atomlarının köşe/uç noktalarıyla, bağların ise çizgilerle ifade edildiği gösterim yöntemi çizgi bağ gösterimidir.
4Alt mikroskobik düzeyde verilen bir tepkime modelinde; tepkime öncesinde özdeş ikişer atomdan oluşan iki farklı gaz molekülü (1 adet X₂ ve 1 adet Y₂) çarpışmakta, tepkime sonucunda ise birbirinin aynı olan iki atomlu 2 adet gaz molekülü (2XY) oluşmaktadır. Bu modele ait sembolik tepkime denklemi aşağıdakilerden hangisi olabilir?
H₂(g) + F₂(g) → 2HF(g) tepkimesinde başlangıçta 1 adet diatomik H₂ ve 1 adet diatomik F₂ gaz molekülü vardır; tepkime sonucunda iki farklı atomdan oluşan 2 adet HF gaz molekülü meydana gelir.
5Kimyasal tepkimelerin modellenmesi ve tanecik gösterimleriyle ilgili aşağıdaki ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğunu belirleyiniz.
- Kimyasal bir tepkimenin oluşum sürecinde tepkenlerdeki atomlar arası bağlar kopar ve atomlar yeniden düzenlenerek yeni bağlar oluşturur.
Kimyasal değişimin alt mikroskobik temeli, tepken bağlarının kırılması ve ürün bağlarının oluşmasıdır.
- Uzay-dolgu modelinde atomları temsil eden küreler arasında bağları gösteren uzun çubuklar yer alır.
Uzay-dolgu modelinde çubuklar yoktur; küreler birbirine yapışıktır ve atomların hacmini oransal olarak gösterir.
- Makroskobik, alt mikroskobik ve sembolik gösterim şekilleri birbirini tamamlayıcı özelliktedir.
Kimyada bu üç gösterim bir üçgenin köşeleri gibi birbirini tamamlar ve olayın bütüncül anlaşılmasını sağlar.
- Na(k) + 1/2Cl₂(g) → NaCl(k) tepkimesinde sodyum ve klor atomları elektronlarını ortaklaşa kullanarak bağımsız NaCl gaz molekülleri oluşturur.
Na metali elektron verir, Cl ametali elektron alır; oluşan Na⁺ ve Cl⁻ iyonları düzenli bir iyonik kristal katı (NaCl(k)) oluşturur.
- Alt mikroskobik bir tepkime modelinde tepkime öncesindeki toplam atom sayısı ve türü, tepkime sonrasındaki toplam atom sayısı ve türüne eşit olmalıdır.
Kimyasal tepkimelerde atomların türü ve sayısı her zaman korunur.
- Kimyasal bir tepkimenin oluşum sürecinde tepkenlerdeki atomlar arası bağlar kopar ve atomlar yeniden düzenlenerek yeni bağlar oluşturur.
6Aşağıdaki gösterim türlerini ve modelleri temel açıklamalarıyla eşleştiriniz.
Soldan bir öğeye, sonra sağdaki eşine dokunun.
7Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri kutudaki uygun kavramlarla tamamlayınız.
- Sembol, kimyasal formül, tepkime denklemi veya grafiklerin kullanıldığı düzeye gösterim denir.
- Top-çubuk ve uzay-dolgu modellerinde karbon atomu genellikle siyah, hidrojen beyaz, atomu ise kırmızı küre ile temsil edilir.
- Karbon bileşiklerinde karbon atomlarının köşe noktalarıyla, bağların ise çizgilerle ifade edildiği yönteme gösterimi denir.
- Bir kimyasal tepkimenin alt mikroskobik modelinde tepkime öncesi, tepkime ve tepkime sonucu olmak üzere üç aşama gösterilir.
- Alüminyum metalinin havadaki oksijenle tepkimesi sonucunda yüzeyinde koruyucu bileşiği oluşur.
Önce bütün boşlukları doldurun.
82H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(s) tepkimesini kimyanın üç gösterim düzeyinde (makroskobik, sembolik, alt mikroskobik) ve alt mikroskobik oluşum sürecinin üç aşamasına (tepkime öncesi, tepkime süreci, tepkime sonucu) göre adım adım açıklayınız.
1. ipucu: 1. Adım: Olayın makroskobik (gözlenen sıvı su oluşumu ve enerji çıkışı) ve sembolik (denklem) boyutunu yazınız.
2. ipucu: 2. Adım: Alt mikroskobik düzeyde tepkime öncesinde kaçar adet H₂ ve O₂ molekülü bulunduğunu belirtiniz.
3. ipucu: 3. Adım: Tepkime sürecinde hangi bağların koptuğunu ve tepkime sonucunda kaç adet H₂O molekülünün nasıl oluştuğunu açıklayınız.
Cevap: 1. Gösterim Düzeyleri: Yanıcı hidrojen gazı ile yakıcı oksijen gazının etkileşerek oda koşullarında renksiz sıvı su damlacıklarını oluşturması makroskobik düzeydir; sürecin 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(s) denklemiyle yazılması ise sembolik düzeydir. 2. Alt Mikroskobik Oluşum Süreci: • Tepkime Öncesi: Birbirinden bağımsız hareket eden, ikişer beyaz küreden oluşan 2 adet H₂ molekülü (toplam 4 H atomu) ile iki kırmızı küreden oluşan 1 adet O₂ molekülü (toplam 2 O atomu) bulunur. • Tepkime Süreci: Moleküller uygun doğrultuda çarpışır; H–H ve O=O kovalent bağları kopar ve atomlar yeniden düzenlenir. • Tepkime Sonucu: Her 1 oksijen atomuna 2 hidrojen atomunun açısal olarak bağlanmasıyla (yeni O–H bağlarının kurulmasıyla) 2 adet H₂O molekülü oluşur; toplam 4 H ve 2 O atomu korunmuştur.
Kısaca
- Kimyacılar maddelerdeki değişimleri üç temel düzeyde ifade eder: makroskobik gösterim (beş duyu, deney ve ölçümlerle gözlenen özellikler), alt mikroskobik gösterim (atom, iyon, molekül ve elektronların davranışlarını temsil eden modeller) ve sembolik gösterim (element sembolleri, formüller, tepkime denklemleri ve grafikler).
- Bir kimyasal tepkimenin oluşum süreci alt mikroskobik düzeyde tepkime öncesi (tepkenler), tepkime süreci (etkin çarpışma, bağların kopması / elektron alışverişi ve yeniden düzenlenme) ve tepkime sonucu (ürünler) olmak üzere üç aşamada modellenir.
- Kovalent bağlı maddelerin tepkimelerinde (örneğin CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O veya NO + O₃ → NO₂ + O₂) tepken moleküllerindeki atomlar arası bağlar kopar ve atomlar yeniden düzenlenerek yeni kovalent bağlarla ürün moleküllerini oluşturur.
- Metal ve ametaller arasındaki tepkimelerde (örneğin Na(k) + 1/2Cl₂(g) → NaCl(k) veya 4Al(k) + 3O₂(g) → 2Al₂O₃(k)) metal atomları elektron vererek katyona, ametal atomları elektron alarak anyona dönüşür ve zıt yüklü iyonlar kristal örgü yapısını oluşturur.
- Taneciklerin gösteriminde top-çubuk modeli (atomlar renkli küre, bağlar çubuk), uzay-dolgu modeli (çubuksuz, atom boyutlarını oransal gösteren yapışık küreler), Lewis nokta yapısı (değerlik elektronları ve bağ çiftleri) ve çizgi bağ gösterimi (karbon iskeleti ve bağ çizgileri) kullanılır.
- Kimyasal tepkime modellerinde tepkime öncesi ve tepkime sonrasında toplam atom sayısı ve atom türü (cinsi) daima korunur; her bilimsel modelin olayı anlaşılır kılan güçlü yönleri yanında bazı sınırlılıkları (eksik yönleri) da bulunur.