Aşağıdaki maddelerden hangisinin tanecikleri arasında sadece London kuvvetleri (indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri) bulunur?
(Atom numaraları: $H:1$, $C:6$, $N:7$, $O:8$, $Cl:17$, $Br:35$)
A) $HCl$
B) $NH_3$
C) $O_2$
D) $H_2O$
E) $CH_3OH$
Tanecikler arası etkileşim kuvvetlerini belirlerken molekülün polar olup olmadığını anlamak çok önemlidir. London kuvvetleri (indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri), tüm moleküllerde bulunan zayıf etkileşimlerdir. Ancak, sadece apolar moleküllerde tek etkileşim türü olarak bulunurlar. Polar moleküllerde ise London kuvvetlerinin yanı sıra dipol-dipol etkileşimleri ve bazı durumlarda hidrojen bağları da bulunur.
- Molekülün Polaritesi Nasıl Belirlenir?
- Bir molekülün polar olup olmadığını anlamak için öncelikle bağların polaritesine ve molekülün geometrisine bakılır.
- İki atom arasındaki elektronegatiflik farkı sıfır ise (aynı atomlar arası bağ gibi), bağ apolardır. Fark varsa bağ polardır.
- Moleküldeki tüm bağlar apolar ise, molekül apolardır.
- Molekülde polar bağlar varsa, molekülün geometrisine bakılır. Bağ dipol momentleri birbirini simetrik olarak iptal ediyorsa (örneğin $CO_2$, $CH_4$), molekül apolardır. İptal etmiyorsa (örneğin $H_2O$, $NH_3$), molekül polardır.
- Seçeneklerin İncelenmesi:
- A) $HCl$ (Hidrojen Klorür):
- $H$ ve $Cl$ atomları arasında elektronegatiflik farkı vardır ($Cl$ daha elektronegatiftir). Bu nedenle $H-Cl$ bağı polardır.
- İki atomlu bir molekül olduğu için molekülün kendisi de polardır.
- Polar moleküller arasında dipol-dipol etkileşimleri ve London kuvvetleri bulunur. Sadece London kuvvetleri yoktur.
- B) $NH_3$ (Amonyak):
- $N$ ve $H$ atomları arasında elektronegatiflik farkı vardır ($N$ daha elektronegatiftir). Bu nedenle $N-H$ bağları polardır.
- Azot atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunur ve molekülün geometrisi üçgen piramittir. Bu nedenle molekül polardır.
- Azot atomuna doğrudan bağlı hidrojen atomları olduğu için moleküller arasında hidrojen bağları, dipol-dipol etkileşimleri ve London kuvvetleri bulunur. Sadece London kuvvetleri yoktur.
- C) $O_2$ (Oksijen Gazı):
- İki oksijen atomu arasında bağ bulunur ($O=O$). Aynı atomlar arasında elektronegatiflik farkı sıfırdır.
- Bu nedenle $O_2$ molekülü apolardır.
- Apolar moleküller arasında sadece London kuvvetleri (indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri) bulunur.
- D) $H_2O$ (Su):
- $O$ ve $H$ atomları arasında elektronegatiflik farkı vardır ($O$ daha elektronegatiftir). Bu nedenle $O-H$ bağları polardır.
- Oksijen atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur ve molekülün geometrisi kırık doğrudur. Bu nedenle molekül polardır.
- Oksijen atomuna doğrudan bağlı hidrojen atomları olduğu için moleküller arasında hidrojen bağları, dipol-dipol etkileşimleri ve London kuvvetleri bulunur. Sadece London kuvvetleri yoktur.
- E) $CH_3OH$ (Metanol):
- Molekülde $C-O$ ve $O-H$ gibi polar bağlar bulunur. Özellikle $O-H$ bağı çok polardır.
- Molekülün genel yapısı nedeniyle dipol moment sıfır değildir, yani molekül polardır.
- Oksijen atomuna doğrudan bağlı hidrojen atomu olduğu için moleküller arasında hidrojen bağları, dipol-dipol etkileşimleri ve London kuvvetleri bulunur. Sadece London kuvvetleri yoktur.
Yukarıdaki analizlere göre, tanecikleri arasında sadece London kuvvetleri bulunan madde $O_2$'dir çünkü apolar bir moleküldür.
Cevap C seçeneğidir.
