Soru:
Oda koşullarında gaz halinde bulunan \( \text{CH}_4 \), \( \text{Cl}_2 \) ve \( \text{Br}_2 \) moleküllerinin fiziksel hallerini, Van der Waals kuvvetlerinin şiddetini göz önünde bulundurarak sıralayınız ve nedenini açıklayınız.
Çözüm:
💡 Moleküllerin oda sıcaklığındaki halleri, aralarındaki çekim kuvvetlerinin (genellikle Van der Waals) şiddeti hakkında bilgi verir. Gaz hal, zayıf etkileşim; sıvı/katı hal ise güçlü etkileşim anlamına gelir.
- ➡️ Adım 1: Molekülleri Tanımla - \( \text{CH}_4 \) (metan), \( \text{Cl}_2 \) (klor) ve \( \text{Br}_2 \) (brom) molekülleri hepsi apolar yapıdadır. Bu nedenle aralarındaki tek etkileşim London dağılma kuvvetleridir.
- ➡️ Adım 2: Molekül Büyüklüğünü ve Elektron Sayısını Karşılaştır - \( \text{CH}_4 \) (16 g/mol) < \( \text{Cl}_2 \) (71 g/mol) < \( \text{Br}_2 \) (160 g/mol). Molekül büyüklüğü ve elektron sayısı arttıkça, geçici dipoller daha güçlü olur ve London kuvvetleri şiddetlenir.
- ➡️ Adım 3: Fiziksel Halleri İlişkilendir - En zayıf London kuvvetlerine sahip \( \text{CH}_4 \) gazdır. Daha güçlü London kuvvetlerine sahip \( \text{Cl}_2 \) de gazdır ancak metandan daha kolay sıvılaşır. En güçlü London kuvvetlerine sahip \( \text{Br}_2 \) ise oda koşullarında sıvıdır.
✅ Sonuç: Van der Waals (London) kuvvetlerinin şiddeti \( \text{CH}_4 < \text{Cl}_2 < \text{Br}_2 \) şeklindedir ve bu sıralama fiziksel halleriyle (gaz -> gaz -> sıvı) doğrudan örtüşmektedir.
