Su Molekülünün Özellikleri

Su molekülü, bir oksijen atomu ile iki hidrojen atomunun kovalent bağ yapması sonucu meydana gelir. Kovalent bağlar, ortak elektron kullanımı esasına dayanan bağlardır. Su molekülündeki kovalent bağ, söz konusu ortaklığın eşit olmaması nedeniyle polar özelliktedir.

Bir atomun elektron ilgisine “elektronegatiflik” adı verilir. Su molekülünde, elektronegatifliği daha yüksek olan oksijen atomu, ortak elektronları daha fazla çekeceğinden kısmen negatif yük kazanır. Böylece hidrojen atomları da kısmen pozitif yüklü olur ve su molekülü, artı ve eksi kutupların olduğu dipol (çift kutuplu) bir yapı arz eder.

Bilindiği gibi, hidrojen atomunun başka elementlerle oluşturduğu bileşikler, kimyada, hidrürler olarak adlandırılmaktadır. Su molekülü de, oksijenin hidrürü olarak ifade edilebilir.

Oksijen atomuna benzeyen diğer elementlerin hidrürlerinden farklı olarak su molekülleri, nispeten daha sağlam bir yapı göstermektedir. Bunun sebebi, su molekülleri arasında oluşan hidrojen bağlarıdır.

Hidrojen bağı, elektronegatif bir atoma bağlı hidrojen ile, başka bir molekülün elektronegatif atomu arasında meydana gelen bağdır. Başka bir ifadeyle, iki elektronegatif atom arasında inşa edilen hidrojen köprüsüdür.

Bu söylediklerimizi bir şekil üzerinde gösterelim: Yukarıdaki şekilde, elektronegatif bir oksijen atomuna kovalent bağla bağlı hidrojen atomu ile, başka bir su molekülünün elektronegatif oksijen atomu arasında kurulan hidrojen bağı görülmektedir.

Suyun İyonlaşması: Su moleküllerinin iyonlaşması ile, OH- ve H+ iyonları ortaya çıkmaktadır. Ancak normal koşullarda bu iyonlaşma oldukça düşük miktarlarda meydana gelir.

Bir reaksiyonun denge sabiti, ürünlerin derişim çarpımlarının, reaktantların derişim çarpımlarına oranı olarak ifade edilebilir. Suyun iyonlaştığı reaksiyon için denge sabiti şeklinde olacaktır.

Ayrışan iyonların miktarı son derece küçük olduğundan, suyun konsantrasyonu hesaplanırken bu kayıp dikkate alınmaz. 1 litre su 1000 g olduğundan, litrede 1000/18 mol su bulunacaktır: 1000/18 molar su. Oda sıcaklığında söz konusu reaksiyonun denge sabiti 1,8x10-16 olarak hesaplanmıştır. Değerler yerine yazılacak olursa [OH-]x[H+] çarpımının 10-14 olduğu görülecektir.

1 molekül suyun ayrışması neticesinde birer adet OH- ve H+ iyonu ortaya çıktığından, [OH-] ve [H+] aynı ve 10-7 ’ye eşit bulunacaktır. H+ konsantrasyonunun negatif logaritması pH olarak ifade edilir. Buna göre, saf suyun pH’sının 7 olduğu söylenebilir. pH ifadesinde p, “potency (kuvvet)” anlamına gelmektedir.