What is the shape of a molecule? - George Zaidan and Charles Morton

Çeviri: Zafer Tunca Gözden geçirme: Miraç Şendil

What is the shape of a molecule?

Bir molekülün şekli nedir?

Well, a molecule is mostly empty space.

Aslında çoğu boşluktan oluşur.

Almost all of its mass is concentrated

Kütlesinin neredeyse tamamı,

in the extremely dense nuclei of its atoms.

atomların oluşturduğu, inanılmaz yoğunluktaki çekirdektedir.

And its electrons,

Atomların nasıl bağlandığını belirleyen elektronlar ise

which determine how the atoms

are bonded to each other,

are more like clouds of negative charge

bireysel parçacıklardan ziyade,

negatif yüklerin oluşturduğu

than individual, discrete particles.

bir buluta benzer.

So, a molecule doesn't have a shape

Yani moleküllerin

in the same way that, for example,

örneğin bir heyekelde olduğu gibi

a statue has a shape.

belirli bir şekli yoktur.

But for every molecule,

Ancak her molekülün,

there's at least one way

to arrange the nuclei and electrons

zıt yüklerin çekimini arttıracak

so as to maximize the attraction

ve aynı yüklerin çekimini

of opposite charges

azaltacak şekilde düzenlemenin

and minimize the repulsion

of like charges.

en az bir yolu vardır.

Now, let's assume that the only electrons

Sadece atomun en dış halkasında bulunan elektronların

that matter to a molecule's shape

are the outermost ones from each participating atom.

atomun şeklini belirlediğini

And let's also assume

ve atomlar arasındaki

that the electron clouds in between atoms,

elektron bulutlarının

in other words, a molecule's bonds,

yani molekül bağlarının

are shaped kind of like sausages.

sosis şeklinde olduğunu varsayalım.

Remember that nuclei are positively charged

Çekirdek pozitif yüklerden

elektronlar ise negatif yüklerden oluştuğundan

and electrons are negatively charged,

and if all of a molecule's nuclei

çekirdekler veya elektronlar bir araya geldiğinde

were bunched up together

or all of its electrons were bunched up together,

aynı yükte parçacıklar

they would just repel each other and fly apart,

birbirlerini iteceğinden

and that doesn't help anyone.

molekül dağılacaktır.

In 1776, Alessandro Volta,

1776'da, henüz pil keşfedilmeden yıllar önce

decades before he would eventually invent batteries,

Alessandro Volta,

discovered methane.

metanı keşfetmiştir.

Now, the chemical formula of methane is CH4.

Metanın kimyasal formülü CH4'tür.

And this formula tells us

Bu formül,

that every molecule of methane

metanın dört hidrojen

is made up of one carbon and four hydrogen atoms,

ve bir karbondan oluştuğunu ifade eder

but it doesn't tell us what's bonded to what

ancak bu atomların

or how they atoms are arranged in 3D space.

üç boyutta nasıl sıralandığını belirtmez.

From their electron configurations,

Elektron dizilimlerinden,

we know that carbon can bond

karbonun, diğer dört atomla

with up to four other atoms

bağ kurabildiğini,

and that each hydrogen can only bond

ve hidrojenin sadece tek bir atomla

with one other atom.

bağ kurabildiğini biliyoruz.

So, we can guess

Bu bilgi sayesinde

that the carbon should be the central atom

karbonun merkezdeki atom olduğu

bonded to all the hydrogens.

ve dört hidrojene bağlandığı çıkarımında bulunabiliriz.

Now, each bond represents

Her kimyasal bağ,

the sharing of two electrons

iki elektronun paylaşılmasından oluşuyor

and we draw each shared pair of electrons as a line.

ve her paylaşılan elektronu çizgilerle gösteriyoruz.

So, now we have a flat representation

Böylece molekülün tek boyuttaki

of this molecule,

görüntüsünü elde ediyoruz,

but how would it look in three dimensions?

peki aynı molekül üç boyutta nasıl gözükürdü?

We can reasonably say

Bu bağların,

that because each of these bonds

negatif yük bulutları olduğunu

is a region of negative electric charge

ve aynı yüklerin birbirini ittiğini düşünürsek

and like charges repel each other,

atomların en elverişli diziliminin

the most favorable configuration of atoms

aralarındaki boşluğu

would maximize the distance between bonds.

en fazla tutan olduğunu düşünebiliriz.

And to get all the bonds

Tüm bağları,

as far away from each other as possible,

en uzak mesafede konumlamak için

the optimal shape is this.

en uygun şekil budur.

This is called a tetrahedron.

Bu şekle dört yüzlü adı verilir.

Now, depending on the different atoms involved,

Tabii ki bağı oluşturan atomlar değiştikçe

you can actually get lots of different shapes.

bir çok şekil elde etmek mümkündür.

Ammonia, or NH3, is shaped like a pyramid.

Amonyak yani NH3, piramit şeklindedir.

Carbon dioxide, or CO2, is a straight line.

Karbondioksit, yani CO2, düz bir çizgi şeklindedir.

Water, H2O, is bent like your elbow would be bent.

Su, yani H2O, dirseğiniz gibi bükülür.

And chlorine trifluoride, or ClF3,

Klor Triflorür, yani CIF3,

is shaped like the letter T.

"T" harfi şeklindedir.

Remember that what we've been doing here

Unutmayın ki yapmaya çalıştığımız şey,

is expanding on our model of atoms and electrons

üç boyutlu şekiller üretmek için

to build up to 3D shapes.

atom ve elektron modellerini yakından incelemek.

We'd have to do experiments

Bu moleküllerin,

to figure out if these molecules

tahmin ettiğimiz şekillerde olduklarını öğrenmek için

actually do have the shapes we predict.

deneyler yapmamız gerekir.

Spoiler alert:

Spoiler uyarısı:

most of the do, but some of them don't.

Çoğu öyle ancak hepsi değil.

Now, shapes get more complicated

Atomların sayısını arttıkça

as you increase the number of atoms.

şekiller daha da karmaşık hale gelecektir.

All the examples we just talked about

Şimdiye kadar kullandığımız

had one obviously central atom,

tüm örneklerde merkezi bir atom vardı

ancak nispeten küçük tıbbi ilaç bileşenlerinden

but most molecules,

from relatively small pharmaceuticals

all the way up to long polymers

DNA veya protein gibi uzun polimerlere

like DNA or proteins, don't.

birçok molekülde bu durum söz konusu değildir.

The key thing to remember

Daima hatırlamamız gereken şey

is that bonded atoms will arrange themselves

atomların, zıt yükler arası çekimi arttırmak

to maximize the attraction between opposite charges

ve aynı yükler arasındaki itimi azaltmak için

and minimize the repulsion between like charges.

kendilerini şekillendirirler.

Some molecules even have two or more

Bazı moleküllerde,

stable arrangements of atoms,

atomların birden fazla

and we can actually get really cool chemistry

farklı dizilimi vardır

from the switches between those configurations,

dizilimindeki bu değişikler sayesinde

even when the composition of that molecule,

moleküldeki atomlar ve sayıları değişmese de

that's to say the number and identity of its atoms,

has not changed at all.

kimyanın ilginçliğini görebiliriz.