Aşağıda verilen madde çiftleri ve aralarındaki baskın moleküller arası etkileşim türü eşleştirmelerinden hangisi doğrudur?
A) $H_2O$ ve $H_2O$: London kuvvetleri
B) $CH_4$ ve $CH_4$: Dipol-dipol etkileşimleri
C) $HCl$ ve $HCl$: Hidrojen bağı
D) $HF$ ve $HF$: Hidrojen bağı
E) $CO_2$ ve $CO_2$: Dipol-dipol etkileşimleri
Sevgili öğrenciler, moleküller arası etkileşimler, maddelerin fiziksel özelliklerini (kaynama noktası, erime noktası, çözünürlük vb.) belirleyen önemli kuvvetlerdir. Bu soruyu doğru çözebilmek için her bir molekülün polaritesini ve buna bağlı olarak hangi etkileşim türlerinin baskın olduğunu dikkatlice incelememiz gerekiyor.
- Moleküller Arası Etkileşim Türleri:
- London Kuvvetleri (İndüklenmiş Dipol-İndüklenmiş Dipol): Tüm moleküllerde bulunur ancak apolar moleküllerde baskın etkileşimdir. Elektronların anlık hareketleri sonucu oluşan geçici dipoller arasındaki çekim kuvvetidir.
- Dipol-Dipol Etkileşimleri: Polar moleküller arasında bulunur. Moleküllerin kalıcı dipolleri arasındaki çekim kuvvetidir.
- Hidrojen Bağı: Özel ve güçlü bir dipol-dipol etkileşimi türüdür. Hidrojen atomunun doğrudan Flor (F), Oksijen (O) veya Azot (N) atomlarından birine bağlı olduğu moleküllerde görülür. Bu H atomu, komşu moleküldeki F, O veya N atomunun üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftine çekilir.
- Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) $H_2O$ ve $H_2O$: London kuvvetleri
- $H_2O$ (su) molekülü, oksijenin yüksek elektronegatifliği ve bükülmüş geometrisi nedeniyle polardır.
- Ayrıca, hidrojen atomu doğrudan oksijen atomuna bağlı olduğu için $H_2O$ molekülleri arasında **hidrojen bağları** oluşur. Hidrojen bağları, London kuvvetlerinden çok daha güçlüdür ve baskın etkileşimdir. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.
- B) $CH_4$ ve $CH_4$: Dipol-dipol etkileşimleri
- $CH_4$ (metan) molekülü, düzgün dörtyüzlü (tetrahedral) geometriye sahiptir ve bağ dipolleri birbirini götürdüğü için **apolar** bir moleküldür.
- Apolar moleküller arasında baskın etkileşim türü **London kuvvetleri**dir. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.
- C) $HCl$ ve $HCl$: Hidrojen bağı
- $HCl$ (hidrojen klorür) molekülü, klorun elektronegatifliği nedeniyle polardır.
- Polar olduğu için dipol-dipol etkileşimleri görülür. Ancak hidrojen atomu klora bağlıdır (F, O, N'den biri değil). Bu nedenle $HCl$ molekülleri arasında **hidrojen bağı oluşmaz**. Baskın etkileşim dipol-dipol etkileşimleridir. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.
- D) $HF$ ve $HF$: Hidrojen bağı
- $HF$ (hidrojen florür) molekülünde, hidrojen atomu doğrudan flor atomuna (F, O, N'den biri) bağlıdır. Flor, periyodik tablodaki en elektronegatif elementtir.
- Bu koşul sağlandığı için $HF$ molekülleri arasında **hidrojen bağları** oluşur ve bu etkileşim baskındır. Bu nedenle bu ifade **doğrudur**.
- E) $CO_2$ ve $CO_2$: Dipol-dipol etkileşimleri
- $CO_2$ (karbon dioksit) molekülü, doğrusal geometriye sahiptir. C=O bağları polar olsa da, molekülün simetrik yapısı nedeniyle bağ dipolleri birbirini götürür ve molekül **apolar**dır.
- Apolar moleküller arasında baskın etkileşim türü **London kuvvetleri**dir. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki analizler sonucunda, doğru eşleştirmenin $HF$ ve $HF$ molekülleri arasındaki hidrojen bağı olduğu açıkça görülmektedir.
Cevap D seçeneğidir.
