Aşağıdaki maddelerden hangisinde moleküller arasında hidrojen bağı bulunur?
($H:1$, $C:6$, $N:7$, $O:8$, $F:9$, $Cl:17$)
A) $CH_4$
B) $HCl$
C) $H_2O$
D) $CO_2$
E) $CCl_4$
Moleküller arasında hidrojen bağı bulunup bulunmadığını anlamak için öncelikle hidrojen bağının ne olduğunu ve hangi koşullarda oluştuğunu hatırlayalım.
Hidrojen Bağı Nedir? Hidrojen bağı, bir moleküldeki hidrojen atomunun, başka bir moleküldeki yüksek elektronegatifliğe sahip (Flor (F), Oksijen (O) veya Azot (N)) bir atomla etkileşime girmesiyle oluşan özel bir dipol-dipol etkileşimi türüdür. Bu bağın oluşabilmesi için hidrojen atomunun doğrudan F, O veya N atomlarından birine bağlı olması gerekir. Kısaca, hidrojenin F, O veya N'ye bağlı olduğu moleküller arasında hidrojen bağı oluşabilir.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
A) $CH_4$ (Metan): Bu molekülde hidrojen atomları karbon (C) atomuna bağlıdır. Karbon, hidrojen bağı oluşturmak için yeterince elektronegatif değildir (F, O, N grubunda değildir). Bu nedenle $CH_4$ molekülleri arasında hidrojen bağı bulunmaz.
B) $HCl$ (Hidrojen klorür): Bu molekülde hidrojen atomu klor (Cl) atomuna bağlıdır. Klor elektronegatif bir atom olmasına rağmen, Flor (F), Oksijen (O) ve Azot (N) kadar yüksek elektronegatifliğe sahip değildir ve hidrojen bağı oluşturma kapasitesi yoktur. $HCl$ molekülleri arasında dipol-dipol etkileşimleri görülür.
C) $H_2O$ (Su): Bu molekülde hidrojen atomları oksijen (O) atomuna bağlıdır. Oksijen, hidrojen bağı oluşturabilen yüksek elektronegatifliğe sahip atomlardan biridir (F, O, N grubundadır). Bu nedenle, bir $H_2O$ molekülündeki hidrojen atomu, komşu bir $H_2O$ molekülündeki oksijen atomu ile güçlü hidrojen bağları oluşturabilir.
D) $CO_2$ (Karbondioksit): Bu molekülde hiç hidrojen atomu bulunmamaktadır. Dolayısıyla hidrojen bağı oluşması mümkün değildir.
E) $CCl_4$ (Karbon tetraklorür): Bu molekülde de hiç hidrojen atomu bulunmamaktadır. Dolayısıyla hidrojen bağı oluşması mümkün değildir.
Yukarıdaki incelemeler sonucunda, molekülleri arasında hidrojen bağı bulunabilen tek bileşik $H_2O$'dur.
