ZAYIF ETKİLEŞİMLER
Molekülle arası etkileşimlere zayıf etkileşimler denir. Zayıf etkileşimler maddenin katı, sıvı ve gaz halinde olmasını belirler.
1. Van der Waals bağları 2. Hidrojen bağı a. Dipol-dipol bağları
b. İyon-dipol bağları
c. İndüklenmiş dipol bağları
KALICI VE GEÇİCİ ( İNDÜKLENMİŞ ) DİPOLLER
Polar moleküllerde kalıcı dipoller olşur. Örneğin ; HCl, HBr, NH3 ve H2O da kalıcı dipoller oluşur. Apolar moleküllerde ( N2, O2, CH4, BF3 ) geçici dipoller oluşur.
Apolar moleküllerde ve soygaz atomlarında elektron yoğunluğu eşit olarak dağılmıştır.
Bundan dolayı kalıcı dipoller oluşmaz. Bu tür maddelere dışarıdan elektriksel etki
yapıldığında elektronlar atomun veya molekülün bir bölgesinde toplanır. Bu sayede apolar moleküller veya soygazlar polar yapı kazanır. Bu şekilde oluşan dipollere indüklenmiş ( geçici dipol ) denir.
Örneğin helyuma dışarıdan yapılan bir etki sonucunda elektronlar bir bölgede toplanır ve geçici olarak polar özellik kazanır.
İndüklenmiş Dipollerde Polarlık Kuvveti
Apolar molekülleri polarlığının büyüklüğü geometrik şekline ve elektron sayısına bağlıdır.
Apolar molekülde ne kadar fazla elektron varsa indüklenmiş dipolün polarlığı o kadar fazla olur.
Aynı sayıda karbon ve hidrojen atomu bulunduran moleküllerde dallanma arttıkça (küresellik artar) polarlık azalır.
1. VANDER WAALS ETKİLEŞİMİ :
Polar veya apolar moleküllerin hem kendi aralarında hemde başka taneciklerle yapmış olduğu fiziksel bağlar(hidrojen bağı hariç) vander waals bağı olarak adlandırılır. Bu bağlar maddenin yoğun fazında (katı ve sıvı) etkilidir.
A) DİPOL DİPOL ETKİLEŞİMİ
Polar moleküller arasında oluşan etkileşimlere denir. Bir molekülün artı(+) kutbu ile diğer molekülün eksi (–) kutbu arasında gerçekleşen çekim kuvvetleridir. H2S ,HCl ve HBr..vb bileşiklerde dipol dipol etkileşimi etkindir.Dipol dipol bağlarında hem çekme hemde itme kuvvetleri bulunur.
S+ H-
H- H----S+ H- Dipol-dipol etk.
B) İYON- DİPOL BAĞLARI
Kalıcı dipollerin pozitif kutbu ile negatif iyonlar ve kalıcı dipolün negatif kutbu ile pozitif iyonlar arasında bir elektriksel çekim kuvveti oluşur. Bu çekim kuvvetine iyon-dipol bağları denir.
İyonik katıların ( NaCl, KF, CaBr2… ), su gibi polar çözücülerde çözündüğünde iyon - kalıcı dipol etkileşimleri oluşur
C) İNDÜKLENMİŞ DİPOLLER ARASINDAKİ BAĞLAR
Apolar moleküllerin ve soygazların uygun koşullar sağlandığında sıvı veya katı hale geçe bildiği görülmüştür. Buda apolar moleküller ve soygaz atomları arasında bir etkileşim oluştuğunu gösterir.Apolar moleküllerde ve soygazlarda anlık geçici dipoller oluşur. Farklı atom veya moleküllerin anlık kısmi yükleri birbirini çeker ve böylece moleküller arası bağlar oluşur. Oluşan bu etkileşime indüklenmiş dipol-indiklenmiş dipol etkileşimi denir.
İndüklenmiş dipoller arasındaki çekim kuvveti ilk kez FRİTT London tarafından açıklandığı için bu kuvvetlere London kuvvetleri de denir. Londan kuvvetleri moleküller arası
etkileşimin en zayıfıdır.
LONDON etkileşimi tüm moleküllerde bulunur; fakat sadece London etkileşiminin bulunduğu maddeler soygazlar, moleküler elementler ( N2- O2- Cl2 ) ve apolar moleküllerdir.
Atomların ve moleküllerin molekül ağırlığı ve yüzey alanı büyüdükçe ( dallanma azaldıkça ) London etkileşimi güçlenir.Buda kaynama noktasının yükselmesine neden olur.
Apolar moleküllerin elektron sayısı arttıkça polarlığı artar ve kaynama noktaları yükselir.
İndüklenmiş dipoller arasında sadece çekme kuvveti ardır.
İyon-indüklenmiş dipol etkileşimi:
Geçici indüklenmiş moleküller (apolar molekül) ile iyonik bir maddenin iyonları arasında oluşan anlık çekim kuvvetlerine denir. Bu etkileşim çok zayıftır ve iyonları birbirinden ayırarak çözmeye yeterli değildir. Örneğin apolar olan CH4 molekülü ile iyonik yapılı NaCl karıştırıldığında anlık çok zayıf iyon-indüklenmiş dipol bağları oluşur . fakat bu bağlar Na+ ve Cl- arasındaki kuvvetli iyonik bağları koparamadığından çözünme gerçekleşmez.
Dipol- indüklenmiş dipol etkileşimi :
Polar moleküller ile indüklenmiş dipoller rasında oluşan anlık çekim kuvvetleri dipol- indüklenmiş dipol bağlarıdır..dipol- indüklenmiş dipol bağları, polar moleküller arasındaki ğüçlü dipol –dipol bağlarını koparmaya yetmediğinden çözünme olmaz.
Örneğin, polar H2O ve apolar CH4 molekülleri birbiri içinde çözünmez.
2) HİDROJEN BAĞI
Elektronegatifliği yüksek olan N, O ve F ye bağlı hidrojen atomu bu bağı bozmadan başka bir molekülde bulunan ortaklanmamış elektron çifti taşıyan diğer bir atomla da bağlanabilmektedir. Hidrojen atomu bu durumda iki molekül arasında köprü oluşturmuş olur.
Bu şeklide hidrojenin oluşturduğu bağa hidrojen bağ denir. Bileşiğin yapısında – OH,- COOH ve NH2 varsa moleküller arası hidrojen bağı oluşturabilir.
H2O, HF ve NH3 ün kaynama noktasının gruptaki diğer atomlardan daha yüksek olması hidrojen bağından kaynaklanmıştır.
Hidrojen bağının olduğu moleküllerde dipol- dipol ve London etkileşimi de bulunur.
Hidrojen bağı, dipol – dipol ve London etkileşimlerinden daha kuvvetlidir.
Örneğin alkol ( C2H5-OH ) su ( H2O ) içinde çözündüğünde moleküller arasında hidrojen bağı, dipol- dipol etkileşimleri ve London kuvvetleri oluşur.
O2 apolar molekülleri H2O polar moleküller içinde çok az çözünür. Çözünme sırasında Londan kuvvetleri ve dipol – indüklenmiş dipol kuvvetleri meydana gelir.
Örnek:
A) CCl4 – H2O kalıcı dipol – indüklenmiş dipol B) H2O – C2H5OH dipol-dipol etkileşimi
C) CCl4- I2 Londan kuvvetleri D) NaCl – H2O iyon – dipol
E) NaCl – CCl4 hidrojen bağı – dipol etkileşimi
Yukarıda ki bileşikler arasında oluşan zayıf etkileşimlerden hangisi yanlıştır ?
Çözüm: E sıkkında iyon-indüklenmiş dipol bağları olmalıdır. Cevap:E ÖRNEK:
Londan kuvvetleri aşağıda verilen türlerden hangilerinin arasında görülür?
A ) CH4 – CH4 B ) Na – H2O C ) K – C2H5OH D ) CH4 – NaCl E ) C2H5OH-H2O
Çözüm: London kuvvetleri apolar moleküller arasında görülür.
CEVAP : A
ÖRNEK:
I. CH3_CH2_CH2_CH3
II.
III. CH3_CH2_CH2_CH2_CH3
Verilen bileşiklerin kaynamaya başlama sıcaklıkları nasıl sıralanır?
ÇÖZÜM: Karbon sayısı arttıkça kaynama noktası yükselir, dallanma arttıkçada düşer.
Cevap:III>I>II
Örnek : NaCl, MgCl2 ve AlCl3 bileşiklerinin erime noktalarını küçükten büyüğe sıralaması nasıldır?
Çözüm: Metal çapı büyüdükçe çekim kuvveti azalır ve kaynama noktası düşer. Metallerin çaplarından Na en büyük Al en küçüktür. Bundan dolayı; erime noktaları NaCl <MgCl2
<AlCl3 dür.
Örnek:
I - .CH3 II- Na+ III - N2
IV -
Verilen maddelerden hangileri radikal gruptur? Cevap:I ve IV
Örnek: NaCl, NaF, NaBr ve KF bileşiklerinin iyonik bağ kuvvetlerini büyükten küçüğe doğru sıralaması nasıl olur?
CEVAP:KF> NaF> NaCl>NaBr Örnek: aşağıda verilen bileşiklerden hangilerinin moleküller arası hidrojen bağı oluşmaz?
A ) C2H5OH B ) HN3 C) CH4 D ) HCOOH E) C3H7OH
ÇÖZÜM: CH4 apolar molekül olduğundan moleküller arası london kuvveti etkindir.
CEVAP:C Örnek:
I - NH3
II - H2O III - HF IV - C2H6
Verilen bileşiklerin kaynama noktaları sıralaması büyükten küçüğe nasıldır?
ÇÖZÜM: I, II ve III. de hidrojen bağı IV. de London kuvveti etkindir.
Kaynama noktaları H2O> HF > NH3 > C2H6 dir.
