Hidrojen bağı (Zayıf hidrojen bağı) nedir Test 1

Aşağıdaki molekül çiftlerinden hangisi arasında hidrojen bağı oluşmaz?

A) NH₃ - H₂O
B) CH₄ - H₂O
C) HF - H₂O
D) CH₃OH - H₂O

Sevgili öğrenciler, moleküller arası kuvvetler, maddelerin fiziksel özelliklerini (kaynama noktası, erime noktası, çözünürlük gibi) belirlemede çok önemli bir rol oynar. Hidrojen bağı da bu kuvvetlerin en güçlülerinden biridir. Şimdi sorumuzu adım adım inceleyerek hangi molekül çifti arasında hidrojen bağı oluşmadığını bulalım.

• Öncelikle, hidrojen bağı nedir ve hangi koşullarda oluşur, bunu hatırlayalım:
  • Hidrojen bağı, bir moleküldeki hidrojen atomunun ($H$) doğrudan yüksek elektronegatif bir atoma (flor ($F$), oksijen ($O$) veya azot ($N$)) bağlı olması ve bu hidrojenin başka bir moleküldeki yüksek elektronegatif bir atomun ($F$, $O$ veya $N$) ortaklanmamış elektron çifti ile etkileşime girmesiyle oluşan güçlü bir dipol-dipol etkileşimidir.
  • Kısacası, hidrojen bağı oluşumu için iki temel şart vardır:
    1. Moleküllerden birinde $H$ atomu $F$, $O$ veya $N$ atomlarından birine doğrudan bağlı olmalıdır (örneğin, $O-H$, $N-H$, $F-H$ bağları).
    2. Diğer molekülde (veya aynı molekülün başka bir kısmında) $F$, $O$ veya $N$ atomlarından birinin üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmalıdır.
• Şimdi seçenekleri bu kurallara göre inceleyelim:
• A) $NH_3$ - $H_2O$
  • $NH_3$ (amonyak) molekülünde $H$ atomları $N$ atomuna bağlıdır ve $N$ atomunun üzerinde ortaklanmamış elektron çifti vardır.
  • $H_2O$ (su) molekülünde $H$ atomları $O$ atomuna bağlıdır ve $O$ atomunun üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri vardır.
  • Bu iki molekül arasında hem $N-H \dots O$ hem de $O-H \dots N$ şeklinde hidrojen bağları oluşabilir.
• B) $CH_4$ - $H_2O$
  • $CH_4$ (metan) molekülünde $H$ atomları $C$ (karbon) atomuna bağlıdır. Karbon, flor, oksijen veya azot kadar yüksek elektronegatif bir atom değildir. Bu nedenle $C-H$ bağları hidrojen bağı oluşturmak için yeterince polar değildir. Ayrıca karbon atomunun üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
  • $H_2O$ (su) molekülü hidrojen bağı oluşturabilir, ancak $CH_4$ molekülü hidrojen bağı oluşturma koşullarını sağlamaz.
  • Dolayısıyla, bu iki molekül arasında hidrojen bağı oluşmaz. Sadece zayıf London kuvvetleri ve dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri görülebilir.
• C) $HF$ - $H_2O$
  • $HF$ (hidrojen florür) molekülünde $H$ atomu $F$ atomuna bağlıdır ve $F$ atomunun üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri vardır.
  • $H_2O$ (su) molekülünde $H$ atomları $O$ atomuna bağlıdır ve $O$ atomunun üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri vardır.
  • Bu iki molekül arasında hem $F-H \dots O$ hem de $O-H \dots F$ şeklinde hidrojen bağları oluşabilir.
• D) $CH_3OH$ - $H_2O$
  • $CH_3OH$ (metanol) molekülünde $H$ atomu $O$ atomuna bağlıdır (hidroksil grubu, $-OH$) ve $O$ atomunun üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri vardır.
  • $H_2O$ (su) molekülünde $H$ atomları $O$ atomuna bağlıdır ve $O$ atomunun üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri vardır.
  • Bu iki molekül arasında hem $O-H \dots O$ şeklinde hidrojen bağları oluşabilir.

Yukarıdaki analizlere göre, $CH_4$ molekülü hidrojen bağı oluşturmak için gerekli olan $H-F$, $H-O$ veya $H-N$ bağlarına sahip değildir. Bu nedenle $CH_4$ ile $H_2O$ arasında hidrojen bağı oluşmaz.

Cevap B seçeneğidir.