Kimyasal Türler Arası Etkileşimler Alıştırma Soruları — YKS TYT (Temel Yeterlilik Testi) — Sayfa 4

Soru 61Soru →

Aşağıda verilen kimyasal sistemler ile bu sistemlerin yoğun fazlarında veya çözeltilerinde etkin olan Van der Waals etkileşim türlerini doğru şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Yoğun fazdaki polar

HCl

molekülleri dipol-dipol etkileşimi ile, sıvı argon (

Ar

) atomları London kuvvetleri ile,

NaCl

iyonları ve polar

H_2O

molekülleri iyon-dipol etkileşimi ile, polar

H_2O

ve apolar

O_2

molekülleri ise dipol-indüklenmiş dipol etkileşimi ile eşleşir.

Polar

HCl

molekülleri arasında kalıcı dipoller nedeniyle dipol-dipol; apolar

Ar

atomları arasında geçici dipoller nedeniyle London; suda çözünen

NaCl

iyonları ile polar su molekülleri arasında iyon-dipol; polar

H_2O

ile apolar

O_2

arasında ise dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri kurulması doğru eşleştirmeleri oluşturur.

Adım Adım Çözüm

1

Kimyasal türlerin polar ve apolar karakterlerini belirleme

HCl

polar,

Ar

apolar (soy gaz),

Na^+

ve

Cl^-

iyon,

H_2O

polar,

O_2

apolar moleküldür.

Etkileşim türünü belirlemek için türlerin polarite durumunu ve iyon oluşturup oluşturmadıklarını saptamak gerekir.

2

Eşleştirmeleri tamamlama

Polar-polar için dipol-dipol (

HCl

-

HCl

); apolar-apolar veya soygaz-soygaz için London (

Ar

-

Ar

); iyon-polar için iyon-dipol (

NaCl

-

H_2O

); polar-apolar için dipol-indüklenmiş dipol (

H_2O

-

O_2

) etkileşimleri eşleşir.

Van der Waals etkileşimleri, etkileşen türlerin özelliklerine (polar, apolar, iyon) göre sınıflandırılır.

Anahtar Kavram

Zayıf Etkileşimler: Van der Waals Etkileşimleri

Soru 62Soru →

Apolar bir molekül olan karbondioksit ( $CO_2$ ) gazı ile polar bir molekül olan kükürt dioksit ( $SO_2$ ) gazı soğutularak sıvılaştırılıyor ve yoğun fazda bir karışım elde ediliyor.

Buna göre, bu iki maddenin tanecikleri arası etkileşimleri ve fiziksel özellikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

CO_2

ve

SO_2

moleküllerindeki

C-O

ve

S-O

bağları polar kovalent olduğundan, bu iki molekül arasındaki en etkin etkileşim türü dipol-dipol etkileşimidir.

SO_2

polar,

CO_2

apolar molekül yapısına sahip olduğundan, yoğun fazda bu iki tür arasında oluşan en etkin zayıf kuvvet dipol-indüklenmiş dipol etkileşimidir.

SO_2

molekülünde oksijen atomları bulunduğundan, yoğun fazda kendi molekülleri arasında ve

CO_2

ile kurduğu en etkin etkileşim hidrojen bağıdır.

Aynı sıcaklıkta açık hava basıncının daha yüksek olduğu bir ortamda

SO_2

sıvısının denge buhar basıncı artacağından,

CO_2

ile olan etkileşim gücü de artar.

Apolar olan

CO_2

molekülü yalnızca geçici dipoller oluşturabildiğinden, polar

SO_2

molekülleriyle herhangi bir zayıf etkileşim kuramaz.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $SO_2$ polar, $CO_2$ apolar molekül yapısına sahip olduğundan, yoğun fazda bu iki tür arasında oluşan en etkin zayıf kuvvet dipol-indüklenmiş dipol etkileşimidir.

Cevap

Polar bir molekül olan kükürt dioksit ile apolar bir molekül olan karbondioksit arasındaki en etkin etkileşim dipol-indüklenmiş dipol etkileşimidir.

Kükürt dioksit polar, karbondioksit ise apolar bir moleküldür. Polar moleküllerin kalıcı dipolleri ile apolar moleküllerde oluşan geçici (indüklenmiş) dipoller arasında kurulan zayıf etkileşime dipol-indüklenmiş dipol etkileşimi denir. Bu etkileşim Van der Waals etkileşimleri sınıfına dahildir.

Adım Adım Çözüm

1

Moleküllerin polarlık durumlarının belirlenmesi

CO_2

doğrusal geometride olup net dipol momenti sıfır olduğundan apolar bir moleküldür.

SO_2

ise kırık doğru geometrisine sahip olup merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti bulundurduğundan polar bir moleküldür.

Moleküller arası zayıf etkileşimin türünü belirlemek için moleküllerin polarlık veya apolarlık durumlarının doğru saptanması gerekir.

2

Etkin etkileşim türünün saptanmas��

Polar olan molekülden (

SO_2

) kalıcı dipol, apolar olan molekülden (

CO_2

) ise indüklenmiş (geçici) dipol gelir. Bu iki molekül arasındaki en etkin zayıf etkileşim dipol-indüklenmiş dipol etkileşimidir.

Van der Waals etkileşimleri kapsamında polar-apolar etkileşimi bu adla tanımlanır.

3

Diğer önermelerin elenmesi

Molekül içi bağların polar olması molekülü polar yapmaz. Hidrojen bağı için F, O, N atomlarına bağlı H atomu gerekir. Denge buhar basıncı dış basınca bağlı değildir.

Seçeneklerde yer alan kavram yanılgılarını belirlemek doğru cevabı teyit etmemizi sağlar.

Anahtar Kavram

Zayıf Etkileşimler: Van der Waals Etkileşimleri

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 63Soru →

Aynı sıcaklıkta bulunan $CH_3OCH_3$ (dimetil eter), $C_2H_5OH$ (etanol) ve $C_2H_4(OH)_2$ (etan-1,2-diol) sıvılarının denge buhar basınçlarını en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıvıların aynı sıcaklıktaki denge buhar basınçları sırasıyla dimetil eter, etanol ve etan-1,2-diol şeklindedir.

Buhar basıncı, moleküller arası zayıf etkileşimlerin gücü ile ters orantılıdır. Dimetil eter molekülleri arasında hidrojen bağı bulunmadığından zayıf etkileşimleri en güçsüzdür ve buhar basıncı en yüksektir. Etan-1,2-diol ise iki adet hidrojen bağı yapabilen gruba sahip olduğundan etkileşimleri en güçlüdür ve buhar basıncı en düşüktür. Bu durumda sıralama dimetil eter, etanol ve etan-1,2-diol şeklinde olmalıdır.

Adım Adım Çözüm

1

Bileşiklerin molekül yapılarını ve moleküller arası etkileşim türlerini belirleme.

Dimetil eter molekülleri polar olup kendi aralarında dipol-dipol etkileşimi kurar. Etanol ve etan-1,2-diol moleküllerinde ise oksijene bağlı hidrojen atomları bulunduğu için kendi aralarında hidrojen bağı oluştururlar.

Zayıf etkileşimlerin gücü moleküllerin fiziksel özelliklerini belirlemede ilk adımdır.

2

Hidrojen bağlarının gücünü ve sayısını karşılaştırma.

Etan-1,2-diol bileşiğinde molekül başına iki adet

-OH

grubu bulunurken, etanolde bir adet

-OH

grubu bulunur. Bu nedenle etan-1,2-diol molekülleri arasındaki hidrojen bağları etanole göre daha etkindir ve moleküller arası çekim kuvveti daha büyüktür.

Moleküldeki etkin hidrojen bağı sayısı arttıkça tanecikler arası çekim kuvveti artar.

3

Tanecikler arası çekim kuvveti ile denge buhar basıncı ilişkisini kurma.

Tanecikler arası çekim kuvveti arttıkça sıvının buharlaşması zorlaşır ve denge buhar basıncı düşer. Çekim kuvvetleri etan-1,2-diol > etanol > dimetil eter şeklinde olduğundan, buhar basınçları tam tersi olan dimetil eter > etanol > etan-1,2-diol sırasına sahiptir.

Denge buhar basıncı moleküller arası çekim kuvvetleri ile ters orantılıdır.

Anahtar Kavram

Moleküller arası hidrojen bağı sayısı ve zayıf etkileşimlerin gücü arttıkça sıvının denge buhar basıncı azalır.

Soru 64Soru →

Periyodik sistemin 5A grubunda yer alan azot ( $N$ ), fosfor ( $P$ ) ve arsenik ( $As$ ) elementlerinin hidrojenli bileşikleri olan $NH_3$ (amonyak), $PH_3$ (fosfin) ve $AsH_3$ (arsin) oda koşullarında gaz hâlindedir.

Buna göre; $NH_3$ , $PH_3$ ve $AsH_3$ bileşiklerini aynı dış basınç altındaki kaynama noktalarına göre en yüksekten en düşüğe doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Kaynama noktası sıralaması en yüksekten en düşüğe doğru

NH_3 > AsH_3 > PH_3

şeklindedir.

En güçlü etkileşim olan hidrojen bağı amonyak bileşiğinde bulunduğundan kaynama noktası en yüksektir. Gruptaki diğer bileşikler olan arsin ve fosfin kıyaslandığında ise arsinin elektron sayısı daha fazla olduğu için London kuvvetleri daha güçlüdür ve kaynama noktası fosfinden daha yüksektir. Böylece sıralama

NH_3 > AsH_3 > PH_3

olur.

Adım Adım Çözüm

1

Moleküller arası etkileşim türlerini belirleme

NH_3

molekülleri polar yapıdadır ve azot atomunun yüksek elektronegatifliği nedeniyle molekülleri arasında hidrojen bağları kurulur.

PH_3

ve

AsH_3

molekülleri de polar yapıda olup molekülleri arasında dipol-dipol ve London kuvvetleri etkindir fakat hidrojen bağları bulunmaz.

Kaynama noktalarını karşılaştırabilmek için öncelikle moleküller arasındaki zayıf etkileşim türlerinin tespit edilmesi gerekir.

2

Hidrojen bağının etkisini değerlendirme

Hidrojen bağları, dipol-dipol ve London etkileşimlerine kıyasla çok daha güçlü fiziksel bağlardır. Bu nedenle yapısında hidrojen ba��ı bulunduran

NH_3

bileşiğinin kaynama noktası, grubundaki diğer üyelerden daha yüksek olur.

Hidrojen bağının kaynama noktası üzerindeki belirgin artırıcı etkisini ortaya koymak.

3

Kalan bileşikleri London kuvvetlerinin gücüne göre karşılaştırma

PH_3

ve

AsH_3

bileşiklerinde hidrojen bağı yoktur. Periyodik sistemde yukarıdan aşağıya inildikçe (

P

'den

As

'ye) atomların elektron sayısı ve kutuplanabilirliği (polarize olabilirliği) artar. Bu durum London kuvvetlerini güçlendirir. Dolayısıyla

AsH_3

bileşiğinin London kuvvetleri

PH_3

'ten daha güçlüdür ve kaynama noktası

AsH_3 > PH_3

şeklinde sıralanır.

Benzer etkileşimlere sahip moleküllerde büyüklük ve elektron sayısının kaynama noktasına etkisini analiz etmek.

Anahtar Kavram

Fiziksel özelliklerin hidrojen bağı ve London kuvvetleri yardımıyla yorumlanması

Soru 65Soru →

Hidrojen bağları ve bu bağların kimyasal türlerin fiziksel özelliklerine etkileriyle ilgili,

I. Hidrojen florür ( $HF$ ) bileşiğinin aynı dış basınç altındaki kaynama noktasının, 7A grubundaki diğer elementlerin hidrojenli bileşiklerinden ( $HCl$ , $HBr$ , $HI$ ) daha yüksek olması molekülleri arasındaki hidrojen bağlar��yla açıklanır.
II. Amonyak ( $NH_3$ ) gazının sudaki çözünürlüğünün, benzer molekül kütlesine sahip ve polar olan hidrojen sülfür ( $H_2S$ ) gazına göre çok daha yüksek olması, $NH_3$ ile su ( $H_2O$ ) molekülleri arasında hidrojen bağlarının kurulabilmesindendir.
III. Sıvı hâldeki su ( $H_2O$ ) molekülünde, oksijen ve hidrojen atomlarını bir arada tutan güçlü etkileşimler hidrojen bağlarıdır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

I ve III

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

I ve II ifadeleri doğrudur.

Doğrulanan öncüllere göre; HF bileşiğinde moleküller arası hidrojen bağları etkin olduğu için kaynama noktası grubundaki diğer hidrojenli bileşiklerden daha yüksektir. Ayrıca NH3 molekülleri su molekülleriyle hidrojen bağı oluşturabildiği için sudaki çözünürlüğü polar olmasına rağmen hidrojen bağı yapamayan H2S'ye göre çok daha yüksektir. Molekül içindeki atomları tutan bağlar ise kovalent bağlardır.

Adım Adım Çözüm

1

I. öncülün değerlendirilmesi

HF bileşiğinin kaynama noktasının aynı gruptaki HCl, HBr ve HI bileşiklerinden yüksek olması molekülleri arasındaki hidrojen bağından kaynaklanır. I. öncül doğrudur.

Flor atomunun elektronegatifliğinin çok yüksek olması nedeniyle HF molekülleri arasında güçlü hidrojen bağları kurulur ve bu durum kaynama noktasını diğer halojen hidrürlerine göre belirgin şekilde artırır.

2

II. öncülün değerlendirilmesi

NH3 gazının sudaki çözünürlüğünün H2S gazına göre çok yüksek olması, NH3 ve su moleküllerinin birbirleriyle hidrojen bağı oluşturabilmesindendir. II. öncül doğrudur.

Çözücü ve çözünen molekülleri arasında hidrojen bağı kurulabilmesi çözünürlüğü olağanüstü derecede artırır. H2S polar olmasına rağmen hidrojen bağı oluşturamaz.

3

III. öncülün değerlendirilmesi

Su molekülünün içindeki oksijen ve hidrojen atomlarını bir arada tutan bağlar güçlü etkileşimler sınıfındaki polar kovalent bağlardır, hidrojen bağları değildir. III. öncül yanlıştır.

Hidrojen bağları molekül içi değil, moleküller arası zayıf etkileşimlerdir.

Anahtar Kavram

Hidrojen bağlarının moleküller arası fiziksel özelliklere etkisi ve molekül içi bağlardan ayırt edilmesi

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 66Soru →

Aşağıdaki sol sütunda verilen olayları, sağ sütunda verilen bu olaylar sırasında meydana gelen etkileşim türü ve değişim açıklamalarıyla doğru bir şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Gümüş metalinin açık havada zamanla kararması olayı gümüş atomlarının kükürtlü bileşiklerle tepkimeye girerek güçlü etkileşimler oluşturmasıyla; suyun elektroliz edilmesi su moleküllerindeki atomlar arası kovalent bağların kırılmasıyla; su buharının yoğunlaşması

40\text{ kJ/mol}

sınır değerinden büyük olan hidrojen bağları ve dipol-dipol zayıf etkileşimlerinin oluşmasıyla; oksijen gazının suda çözünmesi ise dipol-indüklenmiş dipol zayıf etkileşimlerinin kurulmasıyla eşleşir.

Sol sütundaki her bir değişim olayı, zayıf/güçlü etkileşimlerin kopması/oluşması ve eşlik eden enerji değişim miktarları dikkate alınarak sağ sütundaki doğru açıklamalarla eşleştirilmiştir.

Adım Adım Çözüm

1

Kimyasal ve fiziksel değişimlerin temel özelliklerini belirleme

Gümüşün kararması ve suyun elektrolizi yeni kimyasal türlerin oluştuğu kimyasal değişimlerdir; suyun yoğunlaşması ve oksijenin çözünmesi ise kimlik özelliğinin değişmediği fiziksel değişimlerdir.

Olayların fiziksel veya kimyasal değişim sınıfına girdiğini saptamak doğru eşleştirmenin ilk adımıdır.

2

Kimyasal değişimlerdeki bağ yapılarını ve etkileşimleri analiz etme

Gümüşün kararmasında gümüşün havadaki maddelerle kimyasal tepkimeye girerek güçlü etkileşimler oluşturduğu, suyun elektrolizinde ise atomlar arası güçlü kovalent bağların koptuğu belirlenir.

Kimyasal olaylarda atomlar veya iyonlar arası güçlü etkileşimlerin değiştiğini doğrulamak gerekir.

3

Fiziksel değişimlerdeki moleküller arası etkileşimleri ve enerji değişimlerini analiz etme

Su buharının yoğunlaşmasında moleküller arası hidrojen bağları ve dipol-dipol etkileşimleri kurulur; bu olay fiziksel olmasına rağmen eşlik eden enerji

40,7\text{ kJ/mol}

olup

40\text{ kJ/mol}

sınırından büyüktür. Oksijen gazının suda çözünmesinde ise polar

H_2O

ile apolar

O_2

arasında zayıf dipol-indüklenmiş dipol bağları oluşur ve enerji

40\text{ kJ/mol}

'den küçüktür.

Her iki olay da fiziksel olmasına rağmen biri enerji sınırı istisnası içerirken diğeri zayıf etkileşim türüne göre ayırt edilir.

Anahtar Kavram

Fiziksel değişimlerde moleküller arası zayıf etkileşimler değişirken, kimyasal değişimlerde atomlar veya iyonlar arası güçlü etkileşimler değişir.

40\text{ kJ/mol}

değeri fiziksel ve kimyasal değişimleri ayırt etmede genel bir referans olsa da suyun yoğunlaşması gibi bazı fiziksel değişimlerde bu sınır aşılabilir.

Soru 67Soru →

Maddelerde meydana gelen değişimlerin fiziksel veya kimyasal olarak sınıflandırılmasında, eşlik eden enerji miktarı ve kopan/oluşan etkileşimlerin türü dikkate alınır. Genellikle $40\text{ kJ/mol}$ 'den az enerji gerektiren değişimler fiziksel (zayıf etkileşimlerin koptuğu/oluştuğu), daha fazla enerji gerektiren değişimler ise kimyasal (güçlü etkileşimlerin koptuğu/oluştuğu) kabul edilir. Ancak bu durumun bazı istisnaları vardır.

Aşağıda üç farklı değişime ait denklem ve eşlik eden yaklaşık enerji değerleri verilmiştir:

I. $H_2O(s) + 40,7\text{ kJ/mol} \rightarrow H_2O(g)$
II. $I_2(k) + 62,4\text{ kJ/mol} \rightarrow I_2(g)$
III. $HCl(g) + 431\text{ kJ/mol} \rightarrow H(g) + Cl(g)$

Buna göre, bu değişimler ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

I. olayda harcanan enerjinin

40,7\text{ kJ/mol}

olması, su molekülleri arasında etkin olan zayıf hidrojen bağlarının kopmasından kaynaklanır.

II. olayda iyot moleküllerini katı halde bir arada tutan zayıf London etkileşimleri koptuğu için bu değişim fizikseldir.

III. olayda molekül içi güçlü polar kovalent bağlar koptuğu için bu değişim kimyasal bir olaydır.

Bir değişimin fiziksel ya da kimyasal olduğunu belirlemede

40\text{ kJ/mol}

enerji sınırı her zaman kesin bir ölçüt değildir.

I ve II. olaylarda harcanan enerjilerin

40\text{ kJ/mol}

'den büyük olması, bu değişimler sırasında güçlü kimyasal bağların koptuğunu kanıtlar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II. olaylarda harcanan enerjilerin $40\text{ kJ/mol}$ 'den büyük olması, bu değişimler sırasında güçlü kimyasal bağların koptuğunu kanıtlar.

Cevap

I ve II. olaylarda harcanan enerjilerin 40 kJ/mol'den büyük olmasının güçlü kimyasal bağların koptuğunu kanıtladığını belirten ifade yanlıştır. Bu olaylar fizikseldir.

Maddelerin kimyasal yapısının değiştiğini ve güçlü bağların koptuğunu iddia eden ifade yanlıştır. Suyun buharlaşması ve iyodun süblimleşmesi fiziksel olaylardır; bu olaylarda moleküller arası zayıf etkileşimler (hidrojen bağı ve London kuvvetleri) kopar, maddelerin kimyasal kimliği değişmez.

Adım Adım Çözüm

1

Olayların denklemlerini ve eşlik eden enerjileri inceleyiniz.

I. ve II. olaylar sırasıyla suyun buharlaşması ve iyodun süblimleşmesidir (fiziksel hal değişimleri). III. olay ise HCl molekülünün atomlarına ayrışmasıdır (kimyasal değişim).

Değişimlerin fiziksel mi yoksa kimyasal mı olduğunu belirlemek için maddelerin kimyasal kimliklerinin korunup korunmadığına bakılır.

2

Enerji sınır değerini (

40\text{ kJ/mol}

) değerlendiriniz.

I. olayda

40,7\text{ kJ/mol}

ve II. olayda

62,4\text{ kJ/mol}

enerji harcanmıştır. Bu değerler

40\text{ kJ/mol}

'den büyük olmasına rağmen olaylar fizikseldir; çünkü kopan etkileşimler moleküller arası zayıf etkileşimlerdir (sırasıyla hidrojen bağları ve London kuvvetleri).

Genel bir kural olan

40\text{ kJ/mol}

sınırı kesin bir kural değildir ve güçlü moleküller arası etkileşimler içeren fiziksel olaylarda aşılabilir.

3

Seçenekleri analiz ederek yanlış olanı belirleyiniz.

I ve II. olayların kimyasal olduğunu ve güçlü bağların koptuğunu savunan ifade yanlıştır.

Fiziksel değişimlerde zayıf etkileşimler (moleküller arası) koparken, kimyasal değişimlerde güçlü etkileşimler (molekül içi) kopar.

Anahtar Kavram

Fiziksel ve kimyasal değişimlerin eşlik eden enerji miktarları ve kopan/oluşan etkileşim türlerine göre ayırt edilmesi.

Tahmini Süre:2m 0s

Kimyasal Türler Arası Etkileşimler

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar