Kimyasal Bağların Oluşumu ve Çeşitleri

Maddenin en küçük yapı taşı olan atomlar, kendilerini oluşturan daha küçük alt parçacıklara ayrılırlar. Bunlar: Nötron, proton ve elektronlardır. Atomun esas kütlesini meydana getiren nötron ve protonlar, atomun merkezinde bulunup çekirdek adını alırlar. Elektronlar ise, çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde, hareket halinde bulunan parçacıklardır. Bu atom altı parçacıklardan; nötronlar yüksüz, protonlar pozitif ve elektronlar ise negatif yüklüdür. 

Atom çekirdeği, sahip olduğu elektronegatiflik (çekim kuvveti) sayesinde elektronları kendine doğru çekerek, kararlılığını korur. Ancak doğada bulunan tüm atomlar, tam anlamıyla kararlı halde değildir ve bu atomlar kararlı duruma geçme eğilimi gösterirler. Peki, kararlı hale nasıl kavuşurlar? Atomlar, aralarında kimyasal bağlar oluşturarak kararlı duruma geçerler. Şimdi bu kimyasal bağların nasıl oluştuğunu, çeşitlerini ve özelliklerini açıklayalım: 

Kovalent Bağlar

İki atom arasında elektronların paylaşılması ile oluşan kimyasal bağdır. Başka bir ifade ile son yörüngelerindeki eşleşmemiş elektronların tamamlanmasıdır. Elektronlar, çekirdeğin etrafında gelişi güzel hareket etmeyip yörüngelerden oluşan katmanlarda bulunurlar. Bir atomda ilk katman, tek yörüngeden oluşur ve her yörüngede en fazla iki elektron bulunabilir. Atomun ikinci katmanında ise toplam dört yörünge ve sekiz elektron taşıma kapasitesi vardır. Sonraki katmanlarda yer alan yörünge sayısının iki katı kadar elektron taşıma kapasitesi söz konusudur. Eğer bir atom sahip olduğu tüm yörüngeleri elektronlarla doldurmuşsa kararlı hale gelmiş demektir. Örneğin Helyum (He) atomu tek yörüngeye sahip ve bu yörüngede bulunması gereken iki elektronu da taşıyarak kararlı bir yapı sergilemektedir. Hidrojen atomu da Helyum gibi tek yörüngeye sahip ancak, yörüngesinde sadece bir elektron taşıyarak kararsız halde bulunur. İhtiyacı olan elektronu aldığında kararlı duruma kavuşacaktır. İşte bunu başka bir atomla kovalent bağ kurarak gerçekleştirir. Örneğin iki Hidrojen atomu yan yana gelip sahip oldukları elektronları ortaklaşa kullanarak aralarında kovalent oluştururlar. Böylece oluşan Hidrojen molekülünde (H:H) eksik olan elektronlar karşılanarak kararlı duruma geçilmiş olur. 

Hidrojen, oksijen, karbon, azot gibi elementler kararlı hale geçmek için kovalent bağ oluştururlar. 

İyonik Bağlar

Zıt yüklü iki iyonun birbirlerini çekmesi sonucu oluşan etkileşime iyonik bağ denir. İyonlar, elektrik yükü kazanmış atomlardır. Son yörüngelerinde eksik elektron bulunan iki atomdan, birinin diğerine elektron aktarması esasına dayanır. Bu olay sonucunda elektron kaybeden atom pozitif yüklenirken (katyon), elektron alan atom ise negatif yüklenir (anyon). Böylece iki atom arasında zıt yükten dolayı bir çekim kuvveti doğar ve buna iyonik bağ denir. 

İyonik bağlar sonucunda sağlam katı kristaller (tuzlar) oluşur. 

Hidrojen Bağları

Elektronegatifliği (çekim gücü) yüksek bir atomla kovalent bağ yapmış olan hidrojen atomunun, elektronegatifliği yüksek başka bir atom ile oluşturduğu etkileşimdir. Olayı su (H₂O) örneği ile açıklayalım. Bilindiği gibi iki hidrojen atomu bir oksijen atomu ile kovalent bağ oluşturarak su molekülünü meydana getirir. Bu kimyasal bağ etkileşiminde oksijen, hidrojenden daha elektronegatiftir. Dolayısıyla kovalent bağ kurulurken ortaklaşa kullanılan elektronlar, oksijen tarafından daha fazla çekilir. Bu olay sonucunda oksijen kısmi negatif yüklenirken, hidrojen ise kısmi pozitif yüklenir. Kısmi pozitif yüklenen hidrojen, başka bir su molekülündeki kısmi negatif oksijenle etkileşir. İşte bu kovalent olmayan etkileşime hidrojen bağı denir. 

Hidrojen bağları sadece su molekülleri arasında değil, biyolojik sistemlerde yer alan birçok yapıda sıkça meydana gelen etkileşimlerdir. Örneğin nükleik asitlerde (DNA) hidrojen bağları bulunur.

Van der Waals Etkileşimleri / Bağları

Bilindiği gibi polar ve polar olmayan moleküller vardır. Polar moleküllerdeki elektronların, molekülün bir kısmında kümeleşmesi sonucu oluşan zıt yükten doğan bağlardır. 

Kimyasal bağlardan en kuvvetlileri kovalent ve iyonik bağlardır. Hidrojen bağları ile Van der Waals etkileşimleri bu iki bağa oranla daha zayıftırlar. Neticede bu bağların tamamının canlılık için önemi büyüktür.

Faydalanılan kaynaklar: 

1- Campbell Biyoloji, Dokuzuncu Baskı, Bölüm 2


Gelecek yayınlarımızda görüşmek üzere. Esen kalın!