2 Moleküllerarası Kuvvetler Moleküller arası kuvvetler molekülleri bir arada tutan çekimkuvvetleridir.Molekül içi kuvvetler bir molekül içindeki iyonları biraradatutan kuvvetlerdir. Moleküllerarası kuvvetler genel olarak Vander Waals kuvvetleri adını alırlar.Molekül içi ve Moleküller arası kuvvetlerin karşılaştırılması1 mol suyu buharlaştırmak için 41 kJ enerji gereklidir. (moleküller arası kuvvet)1 mol su içerisinde bulunan O-H bağını kırmak için ise 930 kJ gereklidir.(molekül içi kuvvet)Genel olarak, moleküller arası kuvvetler, molekül içi kuvvetlerden çok daha zayıftır.
4 Dipol-Dipol Kuvvetleri Bu etkilesim, iki polar molekülde mevcut olan dipollerin elektrostatik olarak etkilesmesidir. Bu etkilesime, polar sıvılar ve polar bir maddenin polar bir sıvıda çözünmesiyle olusan çözeltiler örnek verilebilir. Örneğin sıvı kloroformda moleküller arasındaki etkilesim ve azot monoksitin sudan çözünmesiyle olusan çözeltide NO ve H2O molekülleri arasındaki etkilesim dipol-dipol etkilesimidir.
5 Moleküller arası Kuvvetler Dipol-Dipol KuvvetleriPolar moleküller arasında gelişen çekim kuvvetleridir.Katı içerisindeki polar moleküllerin düzeni
6 Molekül polarlığı arttıkça, kaynama noktası artar.
7 Moleküller Arası Kuvvetler Iyon-Dipol KuvvetleriBu etkilesim, bir iyon ile bir polar molekülün elektrostatik olarak etkilesmesidir. Her ne kadar Coulomp yasası yönsel değilse de, iyonun dipolü yönlendirmesi nedeniyle iyon-dipol etkilesimi yönseldir. Bu etkilesime, iyonik bilesiklerin suda çözünmesi örnek verilebilir.Bir iyon ve bir polar molekülü bir arada tutan çekim kuvvetleridir.Ion-Dipole Interaction
8 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 kuvvetleri denir.İyonik katılar ( NaCl, KF, CaBr2… ), su gibi polar çözücülerde çözündüğünde iyon - kalıcı dipol etkileşimleri oluşur.
10 KALICI VE GEÇİCİ ( İNDÜKLENMİŞ ) DİPOLLER Polar moleküllerde kalıcı dipoller oluşur. Örneğin ; HCl, HBr, NH3 ve H2O da kalıcı dipoller oluşur.Apolar moleküllerde ( N2, O2, CH4, BF3 ) geçici dipoller oluşur. Bu 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.İndüklenmiş dipoller arasındaki çekim kuvveti ilk kez FRİTT London tarafından açıklandığı için bu kuvvetlere London kuvvetleri de denir. London kuvvetleri moleküller arası etkileşimin en zayıfıdır.
11 Moleküller Arası Kuvvetler Dispersiyon KuvvetleriAtom veya moleküllerde oluşan geçici indüklenmiş dipol kuvvetlerinin sonucudur.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.iyon-indüklenmiş dipol etkileşimi
12 dipol-indüklenmiş dipol etkileşimi Polar moleküller ile indüklenmiş dipoller arasında oluşan anlık çekim kuvvetleri dipol- indüklenmiş dipol bağlarıdır.Dipol- indüklenmiş dipol bağları, polar moleküller arasındaki güçlü dipol –dipol bağlarını koparmaya yetmediğinden çözünme olmaz.Örneğin, polar H2O ve apolar CH4 molekülleri birbiri içinde çözünmez.dipol-indüklenmiş dipol etkileşimi
13 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. Bu da kaynama noktasının yükselmesine neden olur.Apolar moleküllerin elektron sayısı arttıkça polarlığı artar ve kaynama noktaları yükselir.İndüklenmiş dipoller arasında sadece çekme kuvveti ardır.
14 ÖRNEK: Aşağıdaki moleküller arasında ne tür moleküller arası kuvvetler vardır? HBrHBr polar bir molekül olduğu için dipol-dipol etkileşimi vardır, ayrıca HBr molekülleri arasında dispersiyon kuvvetleri de söz konusudur.CH4CH4 apolar: dispersiyon kuvvetleri.SO2SOSO2 polar bir molekül olduğu için dipol-dipol etkileşimi vardır ayrıca dispersiyon kuvvetleri de söz konusudur.
17 Moleküller Arası Kuvvetler Hidrojen BağıHidrojen bağı hidrojen atomu ve elektronegatif F, O, N atomları arasında oluşan özel bir dipol-dipol etkileşimidir.Elektronegatifliği yüksek olan N, O ve F a 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 şekilde hidrojenin oluşturduğu bağa hidrojen bağı denir. Bileşiğin yapısında– OH,- COOH ve NH2 varsa moleküller arası hidrojen bağı oluşturabilir.
19 Hidrojen bağının varlığını gösteren ilk kanıt kaynama noktasıdır Hidrojen bağının varlığını gösteren ilk kanıt kaynama noktasıdır. Aynı periyottaki elementleri içeren bir seri benzer bileşiğin kaynama noktaları artan kütle ile artar. Fakat şekilde görüldüğü gibi 5A, 6A, 7A gruplarındaki elementlerin hidrojenli bileşikleri beklenin aksine çok yüksek kaynama noktasına sahiptir.Azalan mol kütlesiAzalan kaynama noktası
20 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 London kuvvetleri ve dipol – indüklenmiş dipol kuvvetleri meydana gelir.Örnek:A) CCl4 – H2O kalıcı dipol – indüklenmiş dipolB) H2O – C2H5OH dipol-dipol etkileşimiC) CCl4- I London kuvvetleriD) NaCl – H2O iyon – dipolE) NaCl – CCl hidrojen bağı – dipol etkileşimiYukarıdaki bileşikler arasında oluşan zayıf etkileşimlerden hangisi yanlıştır ?Çözüm: E şıkkında iyon-indüklenmiş dipol bağları olmalıdır.Cevap:E
21 A ) CH4 – CH4 B ) Na – H2O C ) K – C2H5OH ÖRNEK:Dispersiyon kuvvetleri aşağıda verilen türlerden hangilerinin arasında görülür?A ) CH4 – CH B ) Na – H2O C ) K – C2H5OHD ) CH4 – NaCl E ) C2H5OH-H2OÇözüm: Bu kuvvetler apolar moleküller arasında görüldüğünden CEVAP : AÖRNEK:I. CH3CH2CH3 II. CH3CH(CH3)CH3 III.CH3CH2CH2CH2CH3Verilen bileşiklerin kaynamaya sıcaklıkları nasıl sıralanır?ÇÖZÜM: Karbon sayısı arttıkça kaynama noktası yükselir, dallanma arttıkça da düşer.Cevap:III>I>II
22 ÇÖZÜM: I, II ve III. de hidrojen bağı IV. de London kuvveti etkindir. Örnek: Aşağıda verilen bileşiklerden hangilerinin moleküller arası hidrojen bağı oluşmaz?A ) C2H5OH B ) HN3 C) CH4 D ) HCOOH E) C3H7OHÇÖZÜM: CH4 apolar molekül olduğundan moleküller arası dispersiyonkuvveti etkindir CEVAP:CÖrnek:I - NH3II - H2OIII - HFIV - C2H6Verilen 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.
26 SIVILARIN ÖZELLİKLERİ Moleküller arası kuvvetler sıvıların bazı yapısal özelliklerineSahip olmasına neden olur BunlarÜze gerilimViskozite
27 Sıvıların Özellikleri Yüzey Gerilimi bir sıvının yüzeyinde birim yüzey kadar artışa yada gerilmeye neden olan enerji miktarıdır.Moleküller arasıkuvvetli çekimYüksekYüzeyGerilimiYüzey geriliminin diğer bir örneği kapiler etkidir
28 Sıvıların Özellikleri Kohezyon kuv Aynı moleküller arasındaki çekim kuvvetleridir.Adhezyon kuv Farklı moleküller arasındaki çekim kuvvetleridir.AdhesionCohesion
34 Sıvıların Özellikleri 2-VİSKOZİTEbir sıvının akmaya karşı gösterdiği dirençtir.Moleküller arasındakuvvetli çekimYüksekviskozite
35 Birim hücrenin üç boyutta genişlemesi KRİSTAL YAPIBir kristalin katı uzun mesafeli değişmez bir düzene sahiptir. Atomlar, moleküller veya iyonlar belirli bir pozisyon işgal eder. Bu tür bir düzen moleküller arası net çekim kuvvetlerinin max. düzende olması anlamına gelirBir amorf katı tanımlanmış bir düzenleme ve uzun mesafeli moleküler yapıdan yoksundur.Bir birim hücre kristalin bir katının tekrarlanan temel yapı birimidir.KafesnoktasıKafes noktasıAtomlarMoleküllerIyonlarBirim HücreBirim hücrenin üç boyutta genişlemesi
37 Kristalin olmayan kuartz-cam Cam gibi amorf katıların atomları üç boyutlu düzenden yoksundur.Cam genellikle, kristallenmeksizin katı halde soğutulmuş anorganik malzemelerin optikçe sağlam bir erime ürünüdür.KristalinKuartz (SiO2)Kristalin olmayan kuartz-cam
39 Buhar basıncıSıvının gaz haline geçmesine buharlaşma denir. Sıvılar her sıcaklıkta buharlaşabilir.Kapalı bir kapta sıvı ile dengede olan buhar fazının basıncına buhar basıncı denir.Buhar basıncı sıcaklık artıkça artar (molekülerarası çekim kuvvetini yenen molekül sayısı artıp buhar fazına geçen molkül sayısı artacağından)