23 Ocak 2016 Cumartesi

4. ZAYIF ETKİLEŞİMLER

 Zayıf etkileşimler (fiziksel bağlar) maddelerin yoğun fazlarında (sıvı ve katı halde) etkilidir. Maddelerin fiziksel özelliklerini etkiler. Kimyasal bağlardan (güçlü etkileşimler) çok daha zayıftır. Bu etkileşimler Van der Waals ve hidrojen bağları olarak iki ana gruba ayrılır.


VAN DER WAALS KUVVETLERİ 

Van der Waals kuvvetleri moleküller arasındaki zayıf çekim kuvvetleridir. Kalıcı ve İndüklenmiş Dipoller Bir kimyasal tür bir bütün olarak negatif ve pozitif kutuplar bulunduruyorsa dipole sahiptir denir. Dipoller kalıcı olabileceği gibi geçici (anlık) de olabilir. Polar kovalent bağlı bileşikleri oluşturan atomlar arasındaki elektronegatiflik farkından dolayı atomlardan biri kısmi pozitif yüklü (+) diğeri de kısmi negatif yüklü (– ) olur. Bu şekilde oluşan kovalent bağlar (HCl, HF, NH3, H2O.... gibi) kalıcı dipolleri oluştururlar. Kalıcı dipoller kimyasal türlerin kendi yapılarından kaynaklanan ve üzerlerinde sürekli bulunan dipollerdir. Molekülü oluşturan atomlar arasında elektronegatiflik farkı olmayan (H2, Cl2, O2 ...) apolar moleküllerde ise kalıcı dipoller oluşamaz. Bunlarda indüklenmiş (geçici, anlık) dipoller oluşur. 

Atomdaki elektronlar sürekli hareket halinde iken bir bölgeye yığılmaları ile bölgenin (–) diğer bölgenin (+) yüklü olmasını sağlayabilirler. Böylece sürekli oluşup kaybolan anlık polarlanma (kutuplanma) oluştururlar. Bu olaya indüklenme ortaya çıkan dipollere indüklenmiş dipol denir. 
Polar kovalent bağ içeren moleküllerin kalıcı dipole sahip olup olmadığını anlayabilmek için molekülün geometrisi bilinmelidir. CO2 ve CH4 molekülleri polar kovalent bağ içermesine rağmen kalıcı dipole sahip değildir. CO2'de oksijenler üzerindeki kısmi negatif yükler doğrusal ve zıt yönde olduğu için birbirini nötrler ve geçici dipol oluşur. CH4 molekülü de apolar olduğundan kalıcı dipoller oluşamaz. İndüklenmiş (geçici) dipol oluşur. 
Birbirine yaklaşan nötr taneciklerin elektron bulutları etkileşir. Örneğin iki He atomu veya H2 molekülü birbirlerine yaklaştıklarında taneciklerde geçici indüklenmiş dipoller meydana gelir. Yani apolar moleküllerde özellikle de soy gazlarda geçici dipollük oluşur.


a. Dipol–Dipol Kuvvetleri 

İki polar molekül birbirine yaklaşırken birinin pozitif (+) kutbu ile diğerinin negatif (–) kutbu arasında elektrostatik çekim kuvveti oluşur. Bu kuvvetlere dipol-dipol kuvvetleri denir. Bu kuvvet kısmi yüklenmeden dolayı oluşan moleküllerde bulunduğundan zıt yüklü iyonlar arasında oluşan bağdan çok zayıftır. Üstelik aynı kısmi yüke sahip uçlarda da itme gerçekleşeceğinden düzgün biraraya gelme gerçekleşmez.


 ➢ Dipol­ dipol bağı, kimyasal bağlardan zayıftır. 
Polar moleküller arasında oluşan dipol ­dipol kuvvetleri polar moleküllerin birbiri içerisinde çözünmesini kolaylaştırır.

b. İyon–Dipol Etkileşimi 

Anyon ya da katyon olduğu bilinen bir iyon polar bir molekülle bir araya geldiğinde yüklü iyon ile polar molekülün zıt yüklü kısmı arasında çekim kuvveti oluşur. Buna iyon–dipol etkileşimi denir. Örneğin KCl iyonik kristalinin H2O sıvısında çözünmesi olayında iyon­dipol etkileşimi önemli rol oynar. H2O moleküllerinin kısmi pozitif yüklü uçları ile Cl– iyonları arasında ve kısmi negatif yüklü uçları ile K+ iyonları arasında iyon­dipol bağı oluşur.


c. İndüklenmiş Dipol Bağları 

i. İyon–indüklenmiş dipol etkileşimi 
İyon bulunduran maddenin apolar moleküllerde çözünmesi ile ortaya çıkan etkileşim türüne iyon–indüklenmiş dipol etkileşimi denir. Bu etkileşim iyon–dipol etkileşimine göre çok zayıftır. Çünkü iyonik katıların polar olmayan çözücülerde çözünürlüğü genellikle yok denecek kadar azdır. Örneğin KCl kristali CCl4 ile karıştırıldığında K+ – CCl4 ve Cl– – CCl4 şeklinde anlık çok zayıf iyon–indüklenmiş dipol bağları oluşur. Ancak bu zayıf etkileşimler K+ – Cl– arasındaki güçlü etkileşimi koparamaz. Dolayısıyla çözünme gerçekleşmez.



ii. Dipol–indüklenmiş dipol etkileşimi 

Apolar bir maddenin polar çözücülerde veya polar bir maddenin apolar çözücülerde çözünmesi ile ortaya çıkan etkileşim türüne dipol–indüklenmiş dipol etkileşimi denir. Bu etkileşim iyon–indüklenmiş dipol etkileşiminden çok daha zayıftır. Çünkü genellikle polar moleküllerin polar çözücülerde, apolar moleküllerin apolar çözücülerde çözünürlüğü daha kolay olur. Örneğin, I 2'nin etil alkol (C2H5OH) içinde çözünmesi dipol–indüklenmiş dipol etkileşimidir. Çünkü etil alkol polar, I 2 ise apolar moleküldür. Burada indüklenmeyi gerçekleştiren etil alkoldür. 

iii. İndüklenmiş dipol–indüklenmiş dipol etkileşimi (London kuvvetleri) 
İlk kez Fritz London tarafından açıklanmıştır. Apolar moleküller ve soy gazlar arasında etkileşimler olmasaydı maddeler fiziksel hallerini değiştiremez, gazlar sıvılaşamaz veya katı- laşamazdı. Bu yüzden dışarıdan bir etki ile tanecik geçici polarlanabileceği gibi taneciklerin birbiri ile çarpışması sonucu da geçici dipoller oluşabilir. Apolar moleküllerin yapısında bulunan hareketli elektronların bir anlık yığılma hareketi ile ani ve geçici kutuplaşma oluşturması indüklenmiş dipol–indüklenmiş dipol çekim kuvvetlerini (London kuvvetlerini) oluşturur. Anlık dipoller elektronların sürekli hareket halinde olmasından dolayı sürekli yön değiştirir. 
London kuvvetleri bütün moleküller arasında vardır. Anlık ve geçicidir. Çünkü elektronların hareketi sonucu indüklenmiş dipol ve bağ bozulur. Apolar molekülde veya soy gazda elektron sayısı, molekül ağırlığı arttıkça London kuvvetleri artar. Böylece taneciklerin erime ve kaynama noktası artar. 
Apolar moleküllerde ve soy gazlarda yoğun fazda yalnızca London kuvvetleri bulunur.
 ➢ Elektron sayısı aynı olan apolar moleküllerden doğrusal yapılı (düz zincirli) olanların London kuvvetleri küresel olanlara (dallanmış) göre daha büyüktür. Böylece erime ve kaynama noktaları daha yüksektir. 

HİDROJEN BAĞI 

Elektronegatifliği diğer atomlara göre oldukça yüksek olan, bu nedenle bileşiklerinde kısmi negatif yüklenen F, O, N atomlarıyla hidrojen atomu bileşik oluşturduğunda polarlaşma sebebiyle hidrojen atomu kısmi artı yük kazanır. Hidrojen bağı, F, O ve N atomlarına bağlanmış hidrojen atomlarının komşu moleküllerdeki bağ yapmamış elektron çiftlerine uyguladığı çekim kuvvetidir.


Hidrojen bağları aynı tür moleküller arasında oluşabileceği gibi farklı tür moleküller arasında da oluşabilir. 
  Hidrojen bağları zayıf etkileşimler arasında en güçlüsüdür. Kimyasal bağlardan zayıf, Van der Waals kuvvetlerinden yaklaşık 10 kat daha güçlüdür. Hidrojen Bağının Fiziksel Özelliklere Etkisi Hidrojen bağları maddelerin kaynama noktalarının artmasına neden olur. Hidrojen bağı bulunan bileşiklerin kaynama noktaları Van der Waals bağı içerenlere göre genellikle yüksektir. (NH3 > H2S).


             Zayıf Etkileşimler ve Görünür Özellikler:


4 yorum:

  1. Çok iyi emeği geçen bütün insanlara teşekkürler

    YanıtlaSil
  2. The Best of TIGERO AT HOME - Titanium Art
    With titanium mens ring all the love for the latest titanium guitar chords metal and vintage TIGERO AT HOME, you womens titanium wedding bands can make titanium screws an incredible experience with TIGERO AT HOME. TIGERO titanium quartz meaning AT HOME.

    YanıtlaSil