İdeal gazlar, belirli varsayımlara dayanan teorik gazlardır. Gerçek gazlar ise ideal gaz davranışından farklılık gösterir. Bir gazın ideal gaza en yakın davranışı sergilemesi için iki temel koşulu sağlaması gerekir:
- Moleküller arası çekim kuvvetlerinin çok zayıf olması veya hiç olmaması: İdeal gaz molekülleri birbirini çekmez veya itmez. Gerçek gazlarda ise moleküller arası çekim kuvvetleri (Van der Waals kuvvetleri, hidrojen bağları vb.) mevcuttur. Bu kuvvetler ne kadar zayıf olursa, gaz o kadar ideale yakın davranır.
- Moleküllerin kendi hacimlerinin, kabın hacmine göre ihmal edilebilir olması: İdeal gaz moleküllerinin kendi hacimleri yoktur. Gerçek gaz moleküllerinin ise belirli bir hacmi vardır. Moleküllerin hacmi ne kadar küçük olursa, gaz o kadar ideale yakın davranır.
Bu bilgiler ışığında seçenekleri inceleyelim:
- A) H2O (g) (Su buharı): Su molekülleri polar yapıdadır ve güçlü hidrojen bağları oluşturur. Ayrıca molekül ağırlığı ($18 \text{ g/mol}$) diğer bazı seçeneklere göre daha yüksektir. Bu durum, moleküller arası çekim kuvvetlerinin güçlü olmasına ve molekül hacminin ihmal edilemez olmasına neden olur. Dolayısıyla ideal gazdan oldukça sapar.
- B) NH3 (g) (Amonyak): Amonyak molekülleri de polar yapıdadır ve hidrojen bağları oluşturur. Molekül ağırlığı ($17 \text{ g/mol}$) H2O'ya benzer. Güçlü moleküller arası çekim kuvvetleri nedeniyle ideal gazdan sapma gösterir.
- C) He (g) (Helyum): Helyum, bir soygazdır ve tek atomludur. Çok küçük bir atom yarıçapına ve çok düşük bir molekül ağırlığına ($4 \text{ g/mol}$) sahiptir. Moleküller arası sadece çok zayıf London dağılım kuvvetleri bulunur. Bu özellikleri (küçük hacim, zayıf çekim kuvvetleri) nedeniyle ideal gaza en yakın davranışı sergiler.
- D) CO2 (g) (Karbondioksit): Karbondioksit molekülü doğrusal yapıda olduğu için apolardır. Ancak molekül ağırlığı ($44 \text{ g/mol}$) Helyum'dan çok daha yüksektir ve molekül hacmi de daha büyüktür. Bu durum, Helyum'a kıyasla daha güçlü London dağılım kuvvetlerine ve daha belirgin bir molekül hacmine sahip olmasına neden olur. Bu yüzden Helyum'dan daha az idealdir.
Sonuç olarak, molekül ağırlığı en düşük olan ve moleküller arası çekim kuvvetleri en zayıf olan gaz Helyum'dur. Bu nedenle Helyum, ideal gaza en yakın davranışı sergiler.
Cevap C seçeneğidir.
