Bir kristal katının birim hücresinde pozitif iyonlar düzenli bir şekilde dizilmiş ve bu iyonlar arasında serbestçe hareket edebilen elektronlar bulunmaktadır. Bu kristal elektriği katı ve sıvı halde çok iyi iletmektedir.
Bu özelliklere sahip kristal türü ve bir örneği aşağıdakilerden hangisidir?
A) İyonik kristal - MgO
B) Kovalent kristal - SiO₂
C) Moleküler kristal - I₂
D) Metalik kristal - Fe
Bu soruda, bir kristal katının özelliklerini inceleyerek hangi tür kristale ait olduğunu bulmamız isteniyor. Verilen özellikleri adım adım değerlendirelim:
- "Pozitif iyonlar düzenli bir şekilde dizilmiş": Bu ifade, kristal yapının temelini oluşturan pozitif yüklü taneciklerin (iyonlar veya atom çekirdekleri) belirli bir düzen içinde, yani bir kristal kafes içinde bulunduğunu gösterir. Bu özellik, iyonik, kovalent ve metalik kristallerde görülebilir.
- "Bu iyonlar arasında serbestçe hareket edebilen elektronlar bulunmaktadır": Bu, sorunun en kritik ipucudur. "Serbestçe hareket edebilen elektronlar" veya "delokalize elektronlar", özellikle metallerin yapısında bulunan ve "elektron denizi" olarak adlandırılan bir özelliktir. Bu elektronlar, pozitif metal iyonları arasında hareket ederek elektriksel iletkenliği sağlar.
- "Bu kristal elektriği katı ve sıvı halde çok iyi iletmektedir": Bu özellik, önceki ipucuyla birleştiğinde cevabı netleştirir. Metaller, yapılarındaki serbest elektronlar sayesinde hem katı halde hem de erimiş (sıvı) halde elektriği çok iyi iletirler. İyonik bileşikler katı halde iletmezken, sıvı halde iletirler. Kovalent ve moleküler bileşikler ise genellikle elektriği iletmezler.
Şimdi seçenekleri bu özelliklere göre değerlendirelim:
- A) İyonik kristal - MgO: İyonik kristallerde pozitif ve negatif iyonlar düzenli bir kafes oluşturur. Ancak katı halde iyonlar sabit olduğu için elektriği iletmezler. Sıvı halde (erimiş) iyonlar hareketli hale geldiği için elektriği iletirler. Soruda hem katı hem de sıvı halde iletkenlik belirtildiği için bu seçenek doğru değildir.
- B) Kovalent kristal - SiO₂: Kovalent kristallerde atomlar arasında güçlü kovalent bağlar ağı bulunur. Genellikle elektriği iletmezler çünkü serbest elektronları yoktur. SiO₂ (kuvars) elektriği iletmez. Bu seçenek de doğru değildir.
- C) Moleküler kristal - I₂: Moleküler kristallerde moleküller arasında zayıf moleküller arası kuvvetler bulunur. Serbest elektronları veya hareketli iyonları olmadığı için elektriği iletmezler. I₂ (iyot) elektriği iletmez. Bu seçenek de doğru değildir.
- D) Metalik kristal - Fe: Metalik kristallerde, pozitif metal iyonları (atom çekirdekleri ve iç elektronlar) düzenli bir kafes oluşturur. Bu pozitif iyonlar arasında "elektron denizi" adı verilen serbestçe hareket edebilen değerlik elektronları bulunur. Bu serbest elektronlar sayesinde metaller hem katı hem de sıvı halde elektriği çok iyi iletirler. Fe (demir) bir metaldir ve verilen tüm özelliklere uyar.
Bu analizlere göre, verilen özellikler metalik kristallerin tanımlayıcı özellikleridir.
Cevap D seçeneğidir.
