Moleküller arası çekim kuvvetleri. Sıvılar ve katılar. ALTINCI HAFTA Moleküller arası çekim kuvvetleri. Sıvılar ve katılar. 1
Madde, Element, Bileşik Hepside insanın beş duyusundan en az biri ile hissedilebilen cisimlerdir. Tarif olarak madde, sabit bir bileşimi olan ve ayrı ayrı parçaları her zaman aynı özellikleri gösteren cisimlerdir. Element, tek bir cins atomların yığılımından oluşmuş bir maddedir; bileşik, birbiriyle kimyasal bağlarla birleşmiş farklı atomların yığılımından meydana gelen maddelerdir. Örnek olarak oksijen (element), elmas (karbon elementi), demir (element), tuz (bileşik), şeker (bileşik), naftalin (bileşik), bakır sülfat (bileşik) ..vs hepsi birer maddedir. 2
Moleküller arası çekim kuvvetleri Moleküler kovalent bağlı maddelerde moleküllerin birbirine yapışıp yığılımı sağlayan metalik, iyonik ve kovalent bağlardan daha zayıf olan kuvvetlere moleküller arası çekim kuvvetleri denir. 3
Moleküller arası çekim kuvvetleri çeşitleri Bunlar, -en kuvvetlisinden en zayıfına doğru-: Dipol çekim kuvvetleri, Hidrojen bağları, London (van der Waals) çekim kuvvetleri ve Sürtünme yüzeyidir. 4
Maddenin Halleri Madde gaz halde, katı halde ve sıvı halde bulunabilir. Gaz halde maddeyi oluşturan moleküller birbirinden bağımsız bir şekilde uçuşurlar. Moleküller arası çekim kuvvetleri yok denecek kadar azdır. Gaz halin fiziksel özellikleri bundan sonraki konuda daha geniş olarak incelenecektir. 5
Sıvılar Yüzey Gerilimi Sıvının yüzeyindeki moleküllerin içeri ve yanlara doğru çekim kuvvetleri yaparak sıvı yüzeyini ince bir zarla örtmesi özelliğidir. Sıvı içindeki moleküller her yönde çekim kuvvetleri gösterirken yüzeydeki moleküller sıvı yüzeyinde ince bir zar meydana getirecek çekim kuvvetlerine sahip olurlar. 6
Islatma özellikleri Islatan sıvılar kaba yapışıp tırmanmak ister; bu özellik çok küçük çaplı bir kapiler boruda daha belirgin bir yükselme gösterir. Islatmayan sıvılarda sıvı kaba yapışmaz, tırmanmaz ve bu yüzden sıvı kapiler boruda kabın içindeki sıvı seviyesinin altında kalır. Islatan sıvı yüzeyi kenarları çeperlere doğru uzanan bir çukur şeklindedir ve buna menüsküs adı verilir. Islatmayan sıvıda ise kapilerdeki sıvı yüzeyi tümsek şeklindedir. 7
Buhar Baskısı (Buhar Basıncı) Bir sıvının buhar baskısı dengede olduğu buharının basıncıdır. Katıların buharlaşması ihmal edilecek kadar azdır ve bu yüzden dikkate alınmaz. 8
Kloroformun buhar basıncının ölçülmesi 9
Sıvıların buhar baskısı eğrileri 10
Hal Değişimleri Bir madde uygun şartlarda gaz, sıvı ve katı hallere geçebilir. Gaz soğutularak sıvı hale; sıvı, katı hale dönüştürülebilir. Gaz halde moleküller birbirinden tamamen bağımsız hareket eder, bulunduğu kabın şeklini alır. 11
Aşırı ısınma, Aşırı soğuma ve Kritik nokta Aşırı ısınma, bir sıvının kaynama noktası üzerinde ısıtıldığı halde kaynamanın meydana gelmemesi olayıdır. Aşırı soğuma (veya aşırı kaynama) olayının tersi aşırı ısınmadır (veya aşırı kaynama). Aşırı soğuma, su -2C ye soğuduğu halde donmayabilir. Bu aşırı soğumadır. Ama bir kaç kristal parçası atıldığında veya çözelti karıştırıldığında hemen donma gerçekleşir. 12
Kritik Nokta: Bir tüpün içine yarıya kadar su koyalım Kritik Nokta: Bir tüpün içine yarıya kadar su koyalım. Tüpün ağzını alevle eriterek kapatalım ve bu kapalı tüpü ısıtalım. Isıtmaya devam ettikçe sıvı ile gaz fazının kaybolup tek bir faz oluştuğunu görürüz. İşte bu andaki sıcaklık kritik sıcaklık ve bu sıcaklıktaki basınç da kritik basınçtır. Faz diyagramları bir maddenin katı-sıvı-gaz hallerinin buhar baskısı sıcaklık ilişkilerini bir arada gösteren eğrilerdir. 13
Sıvı Kristaller Oda sıcaklığında kristal-katı olan bu maddeler, ısıtıldıklarında, birkaç erime noktasından geçerek düzensiz moleküllü sıvı hale ulaşırlar. Aradaki geçtikleri erime noktaları halen daha düzenli molekül dizilişine sahip sıvı haller olup bu özelliği gösterdiğinden dolayı böyle maddelere hem sıvı, bulunduğu kabın şeklini alacak, hem akıcı olacak fakat hem de kristal yapıda olduğu gibi düzenli sıralanmış moleküllere sahip olacak anlamına gelen sıvı kristaller denmiştir. 14
Camlar Kristal Katılar Camlar viskozitesi çok yüksek olan sıvılar gibi düşünülebilir. Pencere camları tipik bir örnektir. Bunlar çok yavaş bir şekilde akarlar. Kristal Katılar Kristal katılarda moleküller atomlar veya iyonlar yüksek derecede düzenli olarak birbirine yapışmıştırlar. 15
Kristal Yapının Belirlenmesi X-ışınlarının dalga boyu atom boyutunda olduğu için kristal yapı aydınlatılmasında başarı ile kullanılır. Bu belirlemede prensip, kristal üzerine gönderilen x-ışınlarının yansımalarını takip etmektir. 16