Su neden 100 °C'de kaynar da benzer yapıdaki H₂S −60 °C'de kaynar? Cevap, tanecikler arasındaki görünmez çekim kuvvetlerinde. Güçlü bağları, zayıf etkileşimleri ve hidrojen bağını keşfet.
Etkileşimleri incelemeden önce, etkileşen tanecikleri tanımamız gerekir. Kimyada bu taneciklere kimyasal tür denir ve dört gruba ayrılır: atom, molekül, iyon ve radikal.
Bir elementin bütün özelliklerini taşıyan en küçük birim. Yükü yoktur, eşleşmemiş elektronu yoktur.
İki ya da daha çok atomun kovalent bağla bağlanmasıyla oluşur. Net yükü yoktur.
Elektron alıp vermiş, bu yüzden net yükü olan taneciktir. Tek atomlu da olabilir, çok atomlu da.
Üzerinde eşleşmemiş (tek başına kalmış) elektron bulunan taneciktir. Çok kararsız ve çok tepkindir.
Ekrandaki taneciğin hangi kimyasal tür olduğunu seç.
Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, o etkileşimi koparmak için gereken enerjiye göre ikiye ayrılır. Sınır 40 kJ/mol kabul edilir: bunun üstü güçlü etkileşim (kimyasal bağ), altı zayıf etkileşimdir.
Grafikteki fark çarpıcı: bir kovalent bağı koparmak, bir hidrojen bağını koparmaktan yaklaşık 20 kat daha fazla enerji ister. Bu yüzden su kaynarken H−O bağları kopmaz, sadece moleküller birbirinden ayrılır.
Atomları bir arada tutar, maddenin kimliğini belirler. Kopmaları kimyasal değişim demektir.
Bu üç bağı bir önceki ünitede ayrıntılı işlemiştik → Bileşikler
Molekülleri birbirine yaklaştırır ama molekülün içini değiştirmez. Kopmaları fiziksel değişim demektir.
İlk üçü topluca van der Waals kuvvetleri adıyla anılır.
Bir maddenin gaz değil de sıvı ya da katı olmasının sebebi bu kuvvetlerdir. Zayıftırlar ama milyonlarcası bir aradayken suyu bir arada tutmaya, örümcek ağını yapıştırmaya, kertenkelenin duvara tırmanmasına yeter.
Elektronlar sürekli hareket hâlinde olduğu için bir an için bir tarafta yoğunlaşabilirler. O anda tanecik geçici olarak kutuplanır ve komşusunu da kutuplar. Bu anlık çekime London kuvveti denir.
Polar bir molekülün bir ucu kısmen artı (δ+), öbür ucu kısmen eksi (δ−) yüklüdür. Komşu moleküllerin zıt uçları birbirini çeker.
Bir iyon ile polar bir molekül arasındaki çekimdir. Zayıf etkileşimlerin en güçlülerindendir.
Hidrojen atomu flor, oksijen veya azot gibi çok elektronegatif bir atoma bağlıysa, komşu moleküldeki F/O/N üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftiyle güçlü bir çekim kurar.
Bir sıvıyı kaynatmak, moleküllerini birbirinden koparmak demektir. O hâlde aralarındaki etkileşim ne kadar güçlüyse kaynama noktası o kadar yüksek olmalı. Aşağıdaki iki grafik bunun en net kanıtı.
H₂O, NH₃ ve HF, kendi gruplarındaki diğer bileşiklere göre beklenenden çok daha yüksek sıcaklıkta kaynar. Sebep: aralarında hidrojen bağı vardır ve bunu koparmak fazladan enerji ister.
Soy gazlarda ve apolar moleküllerde yalnızca London kuvveti vardır. Bu yüzden kaynama noktaları düzenli olarak molekül kütlesiyle birlikte artar; sıçrama görülmez.
Bu ünitenin en işe yarar sonucu şu: bir olayın fiziksel mi kimyasal mı olduğunu anlamak için "hangi etkileşim koptu?" diye sormak yeterli.
Moleküller birbirinden ayrılır ama molekülün kendisi bozulmaz. Madde aynı maddedir, sadece hâli veya görünüşü değişmiştir.
Moleküllerin içindeki bağlar kopar, atomlar yeniden dizilir. Ortaya yeni maddeler çıkar.
Kopan şey moleküller arasındaki hidrojen bağlarıdır, molekülün içindeki O−H kovalent bağları değil. Bu yüzden buharlaşma fizikseldir.
6 sorudan oluşan bu testle "Kimyasal Türler Arası Etkileşimler" konusunu ne kadar öğrendiğini gör.
Etkileşime giren tanecikler. Radikalde eşleşmemiş elektron vardır, çok tepkindir.
Etkileşimi koparmak için gereken enerjiye göre sınıflandırılır.
Kimyasal bağlardır. Kopmaları kimyasal değişim demektir.
London her tanecikte vardır ve tanecik büyüdükçe güçlenir.
Zayıfların en güçlüsü. H₂O, NH₃ ve HF'nin yüksek kaynama noktasının sebebi.
Güçlü bağ koparsa kimyasal değişim olur, yeni madde oluşur.