Question

Difficulty: MediumZayıf Etkileşimler: Hidrojen Bağı ve Fiziksel Özelliklere Etkisi

Flor (FF) atomunun elektronegatifliği oksijen (OO) atomundan daha yüksek olmasına ve HFHF molekülündeki polarlaşmanın H2OH_2O molekülündekine göre daha fazla olmasına rağmen, aynı dış basınç altında suyun (H2OH_2O) kaynama noktası (100C100^\circ\text{C}), hidrojen florürün (HFHF) kaynama noktasından (20C20^\circ\text{C}) belirgin derecede daha yüksektir.

Buna göre, suyun kaynama noktasının hidrojen florüre göre daha yüksek olmasının temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Bir su (H2OH_2O) molekülünün komşu moleküllerle oluşturabildiği ortalama hidrojen bağı sayısının, bir hidrojen florür (HFHF) molekülünün oluşturabildiğinden daha fazla olmasıAnswer
  2. B
    Su molekülü içindeki güçlü etkileşimler olan kovalent bağların, HFHF molekülü içindeki kovalent bağlardan daha sağlam olması
  3. C
    Su moleküllerinin polar, hidrojen florür (HFHF) moleküllerinin ise apolar karakterde olması
  4. D
    Oksijen atomunun elektronegatifliğinin flor atomundan daha yüksek olması ve su moleküllerinin daha güçlü dipoller oluşturması
  5. E
    Dış basınç arttıkça suyun kaynama noktasının y��kselmesi, hidrojen florürün ise dış basınçtan etkilenmemesi

Answer

Bir su molekülünün komşu moleküllerle oluşturabildiği ortalama hidrojen bağı sayısının, bir hidrojen florür molekülünün oluşturabildiğinden daha fazla olması
Suyun kaynama noktasının hidrojen florürden daha yüksek olmasının nedeni, bir su molekülünün yapısındaki 2 hidrojen atomu ve oksijen üzerindeki 2 ortaklanmamış elektron çifti sayesinde komşu moleküllerle ortalama 4 hidrojen bağı kurabilmesidir. Hidrojen florür ise moleküldeki hidrojen sayısı 1 ile sınırlı olduğu için ortalama 2 hidrojen bağı kurabilir. Bu durum, suyun sıvı fazda daha sağlam bir ağ yapısı kurmasına yol açar ve kaynama noktasını yükseltir.

Step-by-Step Solution

1
Maddelerin molekül yapılarını ve hidrojen bağı kurabilme kapasitelerini incelemek
Su (H2OH_2O) molekülünde merkez atom olan oksijen üzerinde 2 çift ortaklanmamış elektron ve oksijene bağlı 2 hidrojen atomu bulunur. Hidrojen florür (HFHF) molekülünde ise flor üzerinde 3 çift ortaklanmamış elektron ve 1 hidrojen atomu bulunur.
Hidrojen bağının gücünü ve sayısını belirleyen faktörleri karşılaştırmak için moleküllerin Lewis yapılarına bakılmalıdır.
2
Moleküller arası oluşan ortalama hidrojen bağı sayılarını karşılaştırmak
Bir H2OH_2O molekülü diğer su molekülleriyle ortalama 4 adet hidrojen bağı oluşturabilirken, bir HFHF molekülü (hidrojen atomu sayısı 1 ile sınırlı olduğundan) ortalama 2 adet hidrojen bağı oluşturabilir.
Kaynama noktası moleküller arası etkileşimlerin toplam enerjisine bağlıdır ve bağ sayısı bu enerjiyi doğrudan etkiler.
3
Bağ sayısı ile kaynama noktası arasındaki ilişkiyi kurmak
HFHF molekülleri arasındaki tekil hidrojen bağları daha polar ve güçlü olsa da, H2OH_2O moleküllerinin oluşturduğu 3 boyutlu ağ yapısındaki toplam hidrojen bağı sayısı daha fazla olduğundan suyun kaynama noktası (100C100^\circ\text{C}) hidrojen florürden (20C20^\circ\text{C}) belirgin şekilde daha yüksektir.
Kaynama noktasını belirleyen temel faktörün tek bir bağın gücünden ziyade moleküller arası kurulan toplam bağ sayısı ve ağ yapısı olduğunu açıklamak.

Key Concept

Zayıf Etkileşimler: Hidrojen Bağı ve Fiziksel Özelliklere Etkisi
Rate this question