Hidrojen bağı, moleküller arası çekim kuvvetlerinin en güçlülerinden biridir ve belirli koşullar altında oluşur. Bir molekülün yoğun fazda (sıvı veya katı halde) kendi molekülleri arasında hidrojen bağı oluşturabilmesi için iki temel şartı sağlaması gerekir:
- Molekül, elektronegatifliği yüksek olan Flor (F), Oksijen (O) veya Azot (N) atomlarından birine doğrudan bağlı bir hidrojen (H) atomu içermelidir. Bu, $H-F$, $H-O$ veya $H-N$ bağının varlığı anlamına gelir.
- Hidrojen bağı oluşacak diğer molekülde, hidrojen bağını kabul edecek, elektronegatifliği yüksek F, O veya N atomu üzerinde en az bir tane ortaklanmamış elektron çifti (yalın çift) bulunmalıdır.
Şimdi seçenekleri bu kurallar çerçevesinde inceleyelim:
- A) $H_2O$ (Su): Su molekülünde hidrojen atomları oksijen atomuna ($H-O$) bağlıdır. Oksijen, elektronegatifliği yüksek bir atomdur ve üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur. Bu sayede su molekülleri arasında güçlü hidrojen bağları oluşur.
- B) $NH_3$ (Amonyak): Amonyak molekülünde hidrojen atomları azot atomuna ($H-N$) bağlıdır. Azot, elektronegatifliği yüksek bir atomdur ve üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunur. Bu nedenle amonyak molekülleri arasında hidrojen bağları oluşur.
- C) $HF$ (Hidrojen Florür): Hidrojen florür molekülünde hidrojen atomu flor atomuna ($H-F$) bağlıdır. Flor, periyodik tablonun en elektronegatif elementidir ve üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur. Bu da hidrojen florür molekülleri arasında çok güçlü hidrojen bağlarının oluşmasına neden olur.
- D) $CH_3OH$ (Metanol): Metanol molekülünde bir hidrojen atomu oksijen atomuna ($H-O$) bağlıdır (hidroksil grubu, -OH). Oksijen, elektronegatifliği yüksek bir atomdur ve üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur. Bu sayede metanol molekülleri arasında hidrojen bağları oluşur.
- E) $CH_4$ (Metan): Metan molekülünde hidrojen atomları karbon atomuna ($H-C$) bağlıdır. Karbon, elektronegatifliği flor, oksijen veya azot kadar yüksek değildir. Dolayısıyla $C-H$ bağları polar olsa da, bu polarlık hidrojen bağı oluşturmak için yeterli değildir. Metan molekülleri arasında sadece zayıf London dağılım kuvvetleri (indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri) bulunur. Hidrojen bağı oluşmaz.
Yukarıdaki açıklamalar doğrultusunda, $CH_4$ molekülünün yoğun fazda molekülleri arasında hidrojen bağı bulunmadığı açıkça görülmektedir.
Cevap E seçeneğidir.
