MaddƏyƏ doğru ikinci pillƏ: Molekullar

MADDƏYƏ DOĞRU İKİNCİ
PİLLƏ: MOLEKULLAR

Sizcə, ətrafınızda gördüyünüz şeyləri bir-birindən fərqli edən nədir? Onların rəngləri, ölçüləri, qoxuları, dadları nəyə görə ayrı-ayrıdır? Nədən bir maddə yumşaq ikən, digəri bərk, üçüncüsü isə elastikdir?

Bura qədər oxuduqlarınızdan çıxış edərək, "çünki atomları fərqlidir" deyə bilərsiniz. Ancaq bu cavab yetərli deyil.

Çünki əgər bu fərqliliyin səbəbi təkcə atomlar olsaydı, onda bir-birindən fərqli özəlliklərə sahib milyardlarca atomun varlığı gərəkirdi. Amma gerçəkdə belə deyil axı. Əksər maddələrin tərkibində eyni atomların olmasına rəğmən, onlar fərqli xüsusiyyətlərə malikdirlər. Bunun da səbəbi atomların molekul yaratmaq üçün öz aralarında qurduqları kimyəvi bağlardadır.

Maddəyə gedən ilk pillə olan atomlardan sonra ikinci pillə molekullardır. Molekullar maddənin kimyəvi özəlliklərini bəlirləyən ən kiçik birləşmələrdir. Onlar iki və ya daha çox atomdan, bəziləri isə minlərlə atom qrupundan ibarət olurlar. Atomlar molekulların daxilində elektromaqnit cazibə qüvvəsinə dayanan kimyəvi bağlarla bir arada tutulurlar. Yəni bu bağlar atomların özlərinin sahib olduqları elektrik yükü əsasında yaranır. Atomların elektrik yükü isə, öncə dediyimiz kimi, yuxarı orbitlərə keçən elektronların sayəsində əmələ gəlir.

Molekulların müxtəlif şəkildə bir araya gəlmələri nəticəsində də ətrafımızda gördüyümüz maddələr yaranır. Bu yerdə maddələrin müxtəlifliyini əsası olan kimyəvi bağlar (əlaqələr) haqqında danışaq.

Kimyəvi əlaqələr

Yuxarıda da deyildiyi kimi, kimyəvi bağlar (əlaqələr) atomların xarici orbitlərindəki elektronların hərəkəti nəticəsində yaranır. Hər bir atom əlavə elektron almaq və ya vermək yoluyla ən yuxarı səviyyədəki sonuncu orbitindəki elektronların sayını 8-ə tamamlamağa çalışır. Artıq bilirik ki, həmin orbitdə maksimum 8 elektron olur. Buna görə də, atomlar həmin orbiti doldurmaq üçün ya başqa atomlardan əlavə elektron alır, ya da əgər oradakı elektronların sayı azdırsa, bunları başqa atoma verərək, həmin orbitin altındakı "dolu" səviyyəni ən üst qat halına gətirirlər. Dediyimiz kimi, burada məqsəd odur ki, ən üst qatdakı orbit həmişə 8 elektronla dolu olsun. Atomların arasındakı bu elektron alış-verişi kimyəvi əlaqənin əsasını təşkil edir.

Bu prosesin nəticəsində atomların arasında 3 cür əlaqə yaranır. Bunlar ion, kovalent və metal əlaqələridir. Molekullar arasında isə "zəif əlaqələr" adı altında xüsusi bağlar fəaliyyət göstərir. Onların atomların arasındakı əlaqələrdən zəifdirlər. Çünki molekullar maddəni meydana gətirmək üçün nisbətən "elastik" olmalıdırlar. İndi isə baxaq görək, bu əlaqələr nədir və necə qurulurlar?

İon əlaqəsi

Bu əlaqəylə birləşən atomlar son orbitlərindəki atomlarının sayını 8-ə tamamlamaq üçün bir-birindən elektron alır və ya verirlər. Sonuncu orbitdə 4-dən az elektronu olan atomlar bunları başqasına verirlər, 4-dən çox elektronu olan atomlar isə başqasından əlavə elektron alırlar. Bu əlaqə nəticəsində yaranan molekullar kristal (kubik) quruluşa sahib olurlar. Hamımızın yaxşı tanıdığımız süfrə duzunun (NaCl) molekulları bu rabitənin nəticəsində formalaşıb. Yaxşı, bəs atomlar niyə belə münasibətlərə girirlər? Bu olmasaydı, nə baş verərdi?

Birinci sualın cavabı - yəni atomların nəyə görə belə davrandıqları çağdaş elmə bəlli deyil. Atomların sonuncu orbitində məhz 8 elektronun olmasını kim təsbit edib? Atomların özlərimi? Təbii ki, yox. Bu, o qədər dəqiq hesabatdır ki, ağlı, şüuru və iradəsi olmayan varlıqlar onu heç vaxt bacarmazlar. Bu rəqəm maddənin və dolayısıyla da kainatın yaranması üçün ilk pillə olan atomların birləşməsinin açarıdır. Əgər bu çox vacib prinsip olmasaydı və atomlar da ona əməl etməsəydilər, maddə yaranmazdı. Halbuki, atomlar var edildikləri ilk andan üzübəri bu işləri görərək, maddənin yaranması üçün qüsursuz xidmət göstərirlər.

Kovalent əlaqə

Atomların arasındakı bağları incələyərkən elm adamları ilginc bir durumla qarşılaşıblar. Belə ki, bəzi atomlar rabitə qurmaq üçün artıq izah etdiyimiz kimi, elektron alış-verişinə girsələr də, bəziləri sonuncu orbitlərindəki elektronlardan ortaq istifadə etməyə "qərar verirlər". Araşdırmalar göstərib ki, həyatın mövcudluğu üçün vacib olan əksər maddələrin molekulları məhz bu əlaqənin sayəsində yaranır. Bu rabitəyə alimlər "kovalent əlaqə" adı veriblər.

Kovalent əlaqənin daha yaxşı anlaşılması üçün belə bir örnək göstərək. Öncə də dediyimiz kimi, atomların sonuncu orbitinə maksimum 2 elektron keçirilə bilir. Hidrogen atomu isə təkcə bir elektrona sahibdir, amma dayanıqlı əlaqə qura bilmək üçün elektronlarının sayını 2-yə qaldırmağa çalışır. Bu səbəbdən, özü kimi ikinci bir hidrogen atomuyla kovalent rabitə yaradır. Yəni bu zaman hər iki hidrogen atomu bir-birlərinin elektronlarından özlərinin ikinci elektronu kimi yararlanırlar. Beləcə, H2 molekulu formalaşır.26

Əgər çoxlu atom bir-birlərinin elektronlarına ortaq olarsa, bu dəfə "metal əlaqəsi" yaranır. Gündəlik həyatımızda ətrafımızda gördüyümüz dəmir, mis, sink, alüminium və s. metallar məhz həmin "metal əlaqəsi"nin hesabına formalaşır, gözlə görülür, əllə tutulur...

Atomların orbitlərindəki elektronların nəyə görə belə davrandıqlarını elm adamları heç cür izah edə bilmirlər. Halbuki, bütün aləm səbəbini bilmədiyimiz bu prosesin sayəsində var olur. Görəsən, bütün bu əlaqələrin sayəsində neçə cür fərqli birləşmə əmələ gələ bilər? Hər gün labarotoriyalarda yeni birləşmələr yaradılır. Hazırda elmə 2 milyon birləşmə bəllidir. Ən bəsit kimyəvi birləşmə hidrogen molekulu qədər kiçik olduğu halda, milyonlarla atomdan formalaşan birləşmələr də mövcuddur.28

Bəs bir element maksimum neçə cür fərqli birləşmə əmələ gətirə bilər? Sualın cavabı olduqca maraqlıdır. Çünki bir tərəfdən, elə elementlər var ki, heç bir kimyəvi elementlərlə birləşmirlər (təsirsiz qazlar). Digər tərəfdən isə, 1700000 birləşmə əmələ gətirə bilən karbon atomu var. Əgər elmə bəlli birləşmələrin toplam sayının 2 milyona yaxın olduğu xatırlatsaq, bəlli olar ki, 109 elementin 108-i 300.000 birləşmə yaradır. Ancaq bircə karbon fövqəladə şəkildə 1700000 birləşmə formalaşdırır.
(harun yahya Atom möcüzƏsi)

25. Martin Sherwood & Christine Sulton, The Physical World, Oxford University Press, 1988, s. 81
26. Martin Sherwood & Christine Sulton, The Physical World, Oxford University Press, 1988, s. 82
27. Martin Sherwood & Christine Sulton, The Physical World, Oxford University Press, 1988, s. 79
28. Vlasov Trifonov, 107 Kimya Öyküsü, TÜBİTAK Yayınları, s. 117