Aşağıdaki olaylardan hangisi London kuvvetlerinin bir sonucudur?
A) Tuzun suda iyonlarına ayrışması
B) Şekerin suda moleküler çözünmesi
C) $O_2$ gazının yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta sıvılaşabilmesi
D) Suyun $100^\circ C$ de kaynaması
E) Demirin paslanması
Sevgili öğrenciler, bu soru moleküller arası kuvvetler konusundaki bilginizi ölçüyor. Özellikle London kuvvetlerinin hangi olaylarda etkili olduğunu anlamamız gerekiyor.
- London Kuvvetleri Nedir? London dağılım kuvvetleri (veya indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol kuvvetleri), tüm moleküller arasında bulunan en zayıf moleküller arası çekim kuvvetleridir. Özellikle apolar moleküller arasında tek etkileşim kuvvetidir. Elektronların anlık ve rastgele hareketleri sonucu oluşan geçici dipoller nedeniyle ortaya çıkarlar. Bu geçici dipoller, komşu moleküllerde de geçici dipoller indükleyerek bir çekim kuvveti oluşturur.
- Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Tuzun suda iyonlarına ayrışması: Tuz (örneğin $NaCl$) iyonik bir bileşiktir. Suda çözündüğünde, suyun polar molekülleri ile tuzun iyonları arasında iyon-dipol etkileşimleri oluşur. Bu etkileşimler London kuvvetlerinden çok daha güçlüdür ve çözünmenin ana nedenidir.
- B) Şekerin suda moleküler çözünmesi: Şeker (örneğin glikoz, $C_6H_{12}O_6$) polar bir moleküldür ve yapısında çok sayıda hidroksil ($OH$) grubu bulunur. Suda çözünmesi, şeker molekülleri ile su molekülleri arasında oluşan hidrojen bağları sayesinde gerçekleşir. London kuvvetleri de mevcut olsa da, hidrojen bağları baskın etkileşimdir.
- C) $O_2$ gazının yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta sıvılaşabilmesi: $O_2$ (oksijen) molekülü apolar bir moleküldür. Apolar moleküller arasında sadece London dağılım kuvvetleri bulunur. Bir gazın sıvılaşabilmesi için moleküllerin birbirine yeterince yaklaşması (yüksek basınç) ve kinetik enerjilerinin azalması (düşük sıcaklık) gerekir ki, aralarındaki çekim kuvvetleri (bu durumda London kuvvetleri) onları bir arada tutabilsin. Dolayısıyla, $O_2$ gazının sıvılaşması tamamen London kuvvetlerinin bir sonucudur.
- D) Suyun $100^\circ C$ de kaynaması: Su ($H_2O$) molekülü oldukça polardır ve molekülleri arasında güçlü hidrojen bağları, dipol-dipol etkileşimleri ve London kuvvetleri bulunur. Suyun yüksek kaynama noktasının ana nedeni, molekülleri arasındaki güçlü hidrojen bağlarıdır. London kuvvetleri de olsa da, baskın kuvvet değildir.
- E) Demirin paslanması: Demirin paslanması, demir metalinin oksijen ve su ile reaksiyona girerek demir oksitler oluşturduğu kimyasal bir olaydır (oksidasyon). Bu bir kimyasal değişimdir ve moleküller arası kuvvetlerle değil, kimyasal bağların kırılması ve oluşmasıyla ilgilidir.
Yukarıdaki açıklamalara göre, apolar bir molekül olan $O_2$'nin sıvılaşması tamamen London kuvvetlerinin bir sonucudur.
Cevap C seçeneğidir.
