H2O su molekülü, moleküller arası dipol-dipol hidrojen bağları ile polardır. Su molekülleri birbirini çeker ve bağlar oluştururken, su yüksek yüzey gerilimi ve yüksek buharlaşma ısısı gibi özellikler gösterir. Moleküller arası kuvvetler, molekülleri bir arada tutan moleküller arası kuvvetlerden çok daha zayıftır, ancak yine de bir maddenin özelliklerini etkileyecek kadar güçlüdürler. Su söz konusu olduğunda, sıvının benzersiz şekillerde davranmasını sağlar ve ona bazı yararlı özellikler verir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Su, suya yüksek bir yüzey gerilimi ve yüksek bir buharlaşma ısısı veren ve onu güçlü bir çözücü yapan güçlü hidrojen bağı dipol-dipol moleküller arası kuvvetlere sahiptir.
Kutup Molekülleri
Moleküller genel olarak nötr bir yüke sahipken, molekülün şekli, bir ucu daha negatif ve diğer ucu daha pozitif olacak şekilde olabilir. Bu durumda, negatif yüklü uçlar diğer moleküllerin pozitif yüklü uçlarını çekerek zayıf bağlar oluşturur, A polar moleküle dipol denir çünkü artı ve eksi iki kutbu vardır ve polar moleküllerin oluşturduğu bağlara dipol-dipol denir tahviller.
Su molekülünün bu tür yük farklılıkları vardır. Sudaki oksijen atomunun dış elektron alt kabuğunda sekiz elektron için yer bulunan altı elektron vardır. Sudaki iki hidrojen atomu, oksijen atomuyla iki elektronunu paylaşarak oksijen atomuyla kovalent bağlar oluşturur. Sonuç olarak, moleküldeki mevcut sekiz bağ elektronundan ikisi, iki hidrojen atomunun her biri ile paylaşılır ve dördü serbest kalır.
İki hidrojen atomu molekülün bir tarafında kalırken serbest elektronlar diğer tarafında toplanır. Paylaşılan elektronlar, hidrojen atomları ve oksijen atomu arasında kalır ve çekirdeğin pozitif yüklü hidrojen protonunu açıkta bırakır. Bu, su molekülünün hidrojen tarafının pozitif, serbest elektronların bulunduğu diğer tarafının ise negatif yüklü olduğu anlamına gelir. Sonuç olarak, su molekülü polar ve dipoldür.
Hidrojen bağları
Sudaki en güçlü moleküller arası kuvvet, hidrojen bağı adı verilen özel bir dipol bağıdır. Birçok molekül polardır ve moleküllerinde hidrojen bağları oluşturmadan veya hatta hidrojen olmadan bipol-bipol bağları oluşturabilir. Su polardır ve oluşturduğu dipol bağı, moleküldeki iki hidrojen atomuna dayanan bir hidrojen bağıdır.
Hidrojen bağları özellikle güçlüdür çünkü su gibi moleküllerdeki hidrojen atomu, iç elektron kabuğu olmayan küçük, çıplak bir protondur. Sonuç olarak, bir polar molekülün negatif tarafının negatif yüküne yaklaşabilir ve özellikle güçlü bir bağ oluşturabilir. Suda, bir molekül, her hidrojen atomu için bir molekül ve negatif oksijen tarafında iki hidrojen atomu ile dört hidrojen bağı oluşturabilir. Suda bu bağlar güçlüdür ancak suya özel özelliklerini vermek için sürekli değişir, kırılır ve yeniden şekillenir.
İyon-Dipol Bağları
Suya iyonik bileşikler eklendiğinde, yüklü iyonlar polar su molekülleri ile bağlar oluşturabilir. Örneğin, NaCl veya sofra tuzu iyonik bir bileşiktir çünkü sodyum atomu tek dış kabuk elektronunu klor atomuna vererek sodyum ve klor iyonları oluşturur. Suda çözündüklerinde moleküller, pozitif yüklü sodyum iyonlarına ve negatif yüklü klor iyonlarına ayrışır. Sodyum iyonları su moleküllerinin negatif kutuplarına çekilir ve orada iyon-dipol bağları oluştururken, klor iyonları hidrojen atomları ile bağlar oluşturur. İyon-dipol bağlarının oluşumu, iyonik bileşiklerin suda kolayca çözülmesinin bir nedenidir.
Moleküller Arası Kuvvetlerin Malzeme Özellikleri Üzerindeki Etkileri
Moleküller arası kuvvetler ve ürettikleri bağlar, bir malzemenin nasıl davrandığını etkileyebilir. Su durumunda, nispeten güçlü hidrojen bağları suyu bir arada tutar. Ortaya çıkan özelliklerden ikisi, yüksek yüzey gerilimi ve yüksek buharlaşma ısısıdır.
Yüzey gerilimi yüksektir, çünkü su yüzeyi boyunca su molekülleri bir tür bağ oluşturan bağlar oluşturur. yüzeyde elastik film, yüzeyin bir miktar ağırlığı desteklemesine ve su damlacıklarını yuvarlak içine çekmesine izin verir. şekiller.
Buharlaşma ısısı yüksektir, çünkü su kaynama noktasına ulaştığında, su molekülleri hala bağlıdır ve bağları kırmak için yeterli enerji eklenene kadar sıvı halde kalır. Moleküller arası kuvvetlere dayalı bağlar, kimyasal bağlar kadar güçlü değildir, ancak yine de bazı malzemelerin nasıl davrandığını açıklamada önemlidir.
