Kimyasal Türler Arası Etkileşimler

Van Der Waals Kuvvetleri

Zayıf etkileşimlerde hidrojen bağlarının dışındaki bütün çekim kuvvetleri van der Waals kuvvetleri olarak tanımlanır. Bu etkileşimlerin anlaşılmasında dipol teriminin önemi büyüktür.

Her kimyasal türün yapısında pozitif ve negatif yükler vardır. Bu yükler birbirine eşit değilse bu tür iyondur. Türün yapısındaki yükler eşit ise tür dışarıya karşı yüksüzdür. Bir türün yüksüz olması yapısındaki pozitif ve negatif yüklerin eşit bir dağılım gösterdiği anlamına gelmez.

Bir kimyasal türde yük dağılımı eşit değilse zıt yüklü iki kutup oluşur. İki kutuplu anlamında bu türe dipol denir. Aşağıdaki şekilde kutupsuz ve kutuplu (dipol) yapı şematik yük dağılımları ile görülmektedir.

Kutupsuz ve kutuplu (dipol) yapının şematik gösterimi
Kutupsuz ve kutuplu (dipol) yapının şematik gösterimi

Kimyasal türlerde de yük dağılımının dengesizliğinden dipol yapılar oluşur. Bu dipol yapılar kalıcı dipol veya geçici dipol olabilir. Geçici dipol yapılardan ise indüklenmiş dipol olarak bahsedilir.

Kalıcı dipol yapının oluşması için molekülün polar karakterde olması gerekir. Polar kovalent bağ içeren iki atomlu moleküllerde kalıcı dipoller vardır. HF, HCl, HBr gibi moleküller polar karakterdedir ve kalıcı dipoller içerir.

HCI molekülünde kalıcı dipoller
HCI molekülünde kalıcı dipoller

Yukarıdaki şekilde δ – ve δ + ile gösterilen farklı yük merkezleri görülmektedir. HCl molekülünde Cl– iyonu negatif, H+ iyonu pozitif yüklüdür. HCl molekülü kalıcı dipoller içeren polar bir moleküldür.

Polar kovalent bağ içeren moleküllerde atom sayısı ikiden fazla ise molekülün geometrisi, molekülün polarlığında etkilidir. Bir molekülde pozitif (+) ve negatif (–) yük merkezleri farklı olursa molekül polardır ve kalıcı dipoller vardır. H2 O, NH3 , H2 S, PH3 gibi moleküller polardır ve kalıcı dipoller içerir.

H2 Omolekülünde kalıcı dipoller
H2 Omolekülünde kalıcı dipoller

Yukarıdaki şekilde H2 O molekülünde 2δ – ve δ + ile gösterilen farklı yük merkezleri görülmektedir. H2 O molekülü O atomu kısmı negatif, H atomları kısmı pozitif yüklü kalıcı dipoller içeren polar bir moleküldür.

Aşağıdaki tabloda polar yapılı ve kalıcı dipoller içeren bazı moleküllerin Lewis yapıları verilmiştir.

Kalıcı dipoller içeren polar moleküller
Kalıcı dipoller içeren polar moleküller

Asal gazların, ametallerin ve apolar yapılı moleküllerin yapısında pozitif (+) ve negatif (–) yük merkezleri aynı noktadadır ve bir kutuplaşma yoktur. Apolar yapılıdır. Bu maddeler sıcaklıkları düşürüldüğünde veya yüksek basınçlarda sıvılaştırıldıklarında, türler birbirine çok yaklaşır ve aralarındaki etkileşimden dolayı bir anda apolar yapıları bozulur.

Gaz hâlde apolar yapıda olan böyle bir madde yoğun fazlarda (katı ve sıvı) polar yapı gösterebilir. Bu polar yapı geçici bir polarlıktır. Madde gaz hâline geldiğinde tekrar apolar duruma döner. Bu şekilde oluşan geçici polarlanmaya geçici dipol veya indüklenmiş dipol denir. He, Ne, Ar gibi asal gazların; F2 , Cl2 , Br2 , N2 , O2 , H2 gibi apolar element moleküllerinin ve CH4 , CO2 gibi apolar yapılı bileşik moleküllerinin yapısında yoğun fazlarda geçici dipol yapı oluşur. Bu geçici dipol yapı, türler arasında bir çekim kuvveti oluşmasını sağlar. Geçici dipol yapıdan dolayı oluşan çekim kuvvetine indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri veya London kuvvetleri denir.

Aşağıdaki tabloda apolar yapılı bazı molekül ve atomların Lewis yapıları verilmiştir.

Apolar yapılı türlerin Lewis yapıları
Apolar yapılı türlerin Lewis yapıları

İlgili Makaleler

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu