İki apolar molekül birbirine yaklaştığında London kuvvetlerinin oluşum mekanizması aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
A) Kalıcı dipollerin birbirini çekmesi
B) İyon-dipol etkileşimlerinin oluşması
C) Elektron bulutundaki anlık polarizasyonun indüklediği dipol etkileşimi
D) Hidrojen bağlarının oluşması
London kuvvetleri (veya London dağılım kuvvetleri), apolar moleküller arasında veya tüm moleküller arasında görülen en zayıf moleküller arası etkileşimlerdir. Bu kuvvetlerin oluşum mekanizması, moleküllerin elektron bulutlarının dinamik doğasına dayanır. Şimdi bu mekanizmayı adım adım inceleyelim:
- Apolar Moleküllerin Özelliği: Apolar moleküllerde elektronlar, molekülün genelinde eşit ve simetrik bir şekilde dağılmıştır. Bu nedenle, bu moleküllerin kalıcı bir dipolü (yani kalıcı bir pozitif ve negatif ucu) yoktur.
- Elektronların Sürekli Hareketi: Ancak, moleküllerdeki elektronlar sürekli hareket halindedir. Herhangi bir anda, elektronlar molekülün bir tarafında diğer tarafına göre anlık olarak daha yoğun bulunabilir.
- Anlık Polarizasyon (Anlık Dipol Oluşumu): Elektronların bu rastgele ve anlık hareketi sonucunda, molekülün bir tarafı geçici olarak kısmi negatif yük kazanırken, diğer tarafı kısmi pozitif yük kazanır. Bu duruma "anlık polarizasyon" veya "anlık dipol" denir. Bu dipol çok kısa ömürlüdür ve sürekli olarak oluşup kaybolur.
- İndüklenmiş Dipol Oluşumu: Bir apolar molekülde oluşan bu anlık dipol, komşu apolar molekülün elektron bulutunu etkiler. Anlık dipolün kısmi negatif ucu, komşu molekülün elektronlarını iterken, kısmi pozitif ucu çeker. Bu etki sonucunda, komşu molekülde de geçici ve zıt yönlü bir dipol indüklenir (oluşturulur). Buna "indüklenmiş dipol" denir.
- Çekim Kuvveti: Bu anlık dipol ile indüklenmiş dipol arasında zayıf bir elektrostatik çekim kuvveti oluşur. İşte bu çekim kuvvetine London kuvveti denir. Bu kuvvetler çok zayıf olsalar da, moleküllerin bir arada durmasını ve yoğuşmasını sağlarlar.
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Kalıcı dipollerin birbirini çekmesi: Bu, polar moleküller arasındaki dipol-dipol etkileşimlerini tanımlar. Apolar moleküllerin kalıcı dipolleri yoktur. Bu nedenle bu seçenek yanlıştır.
- B) İyon-dipol etkileşimlerinin oluşması: Bu etkileşimler bir iyon ile polar bir molekül arasında gerçekleşir. Apolar moleküller ne iyon ne de kalıcı dipol içerir. Bu nedenle bu seçenek yanlıştır.
- C) Elektron bulutundaki anlık polarizasyonun indüklediği dipol etkileşimi: Bu açıklama, yukarıda detaylıca anlattığımız London kuvvetlerinin oluşum mekanizmasını tam olarak ifade eder. Bir moleküldeki anlık polarizasyon (anlık dipol), komşu molekülde bir dipolü indükler ve bu iki geçici dipol arasında çekim oluşur. Bu nedenle bu seçenek doğrudur.
- D) Hidrojen bağlarının oluşması: Hidrojen bağları, hidrojen atomunun yüksek elektronegatifliğe sahip (F, O, N gibi) bir atoma bağlı olduğu polar moleküller arasında oluşan özel ve güçlü bir dipol-dipol etkileşimidir. Apolar moleküller hidrojen bağı oluşturmaz. Bu nedenle bu seçenek yanlıştır.
Cevap C seçeneğidir.
