Etkinlik 2.7: Hidrojen Molekülünün Oluşumu
1. Yönerge
Soru: İki hidrojen atomu (H) birbirine yeterince yaklaştığında oluşabilecek etkileşimlere yönelik tahminlerinizi verilen model üzerinde çizerek gösteriniz. Gösterimlerinizi açıklayınız ve soruyu cevaplayınız.
Cevap: İki hidrojen atomu birbirine yaklaştığında, pozitif yüklü çekirdeklerin negatif yüklü elektronları çekmesi sonucu bir çekim kuvveti oluşur. Aynı zamanda her iki atomun çekirdekleri birbirini itmeyi de dener. Bu çekim ve itme kuvvetleri dengelendiğinde atomlar ortak bir elektron çifti paylaşır ve kovalent bağ meydana gelir. Bu bağ, hidrojen atomlarının kararlı bir yapı oluşturmasını sağlar.
1. Soru: Atomların elektronegatifliklerinin bu etkileşimlerdeki rolü ne olabilir? Tahminlerinizi gerekçelendirerek açıklayınız.
Cevap: Hidrojen atomlarının elektronegatiflik değerleri aynıdır, bu nedenle birinin diğerinden elektron koparma eğilimi yoktur. Bunun yerine elektronlarını ortaklaşa kullanarak kararlı bir yapı oluştururlar. Elektronegatiflik farkı olmadığı için bağ tipi apolar kovalent bağdır.
2. Yönerge
Soru: Yanda verilen karekodu akıllı cihazınıza okutarak iki ametal atomu arasındaki etkileşim sürecini gözlemleyiniz ve soruları cevaplayınız.
1. Soru: Gözlemleriniz sonucunda bağ yapan hidrojen atomlarının çekirdekleri ile ortaklaşa kullanılan elektronlar arasındaki elektrostatik etkileşimin nasıl oluştuğunu açıklayan önermeler oluşturunuz.
Cevap:
- Pozitif yüklü çekirdekler, ortaklaşa kullanılan elektronları kendilerine çeker.
- Elektronlar iki çekirdek arasında dengeli bir şekilde paylaşılır.
- Çekim ve itme kuvvetleri arasındaki denge, molekülün kararlı bir yapı oluşturmasını sağlar.
2. Soru: Gözleme dayalı olan ve gözleme dayalı olmayan önerilerinizi belirleyiniz.
| Gözleme Dayalı Olan Önerileriniz | Gözleme Dayalı Olmayan Önerileriniz |
|---|---|
| Elektronlar iki atom arasında eşit olarak paylaşılır. | Atomlar yalnızca çekim kuvvetleriyle birbirine bağlanır. |
| Çekirdeklerin elektronlara uyguladığı çekim kuvveti bağ oluşumunu sağlar. | Elektronlar sürekli olarak yalnızca bir çekirdeğin etkisi altındadır. |
3. Soru: Animasyon üzerinde yaptığınız gözlemlere dayanarak önermelerinizi eleştirel bir bakış açısıyla değerlendiriniz.
Cevap: İki hidrojen atomu birbirine yaklaştığında, çekim ve itme kuvvetleri arasındaki denge sağlanır. Elektron paylaşımıyla kararlı bir bağ oluşur. Eğer atomlar çok yakınlaşırsa itme kuvveti baskın hale gelir ve bağ oluşumu engellenir. Atomlar optimum mesafede durarak düşük enerjili ve kararlı bir yapı oluştururlar.
4. Soru: Gözlemleriniz sonucunda ulaştığınız yargılar temelinde iki hidrojen atomu arasındaki etkileşimin oluşumunu süreç aşamalı resimlerle gösteriniz ve resimlerinizi arkadaşlarınızın süreç aşamalı resimleri ile karşılaştırınız.
Cevap: Süreç şu şekilde aşamalıdır:
- Başlangıç: Atomlar birbirinden uzaktadır; elektrostatik etkileşim zayıftır.
- Yakınlaşma: Çekim ve itme kuvvetleri arasında denge oluşmaya başlar.
- Bağ Oluşumu: Valans elektronları ortaklaşa kullanılarak kovalent bağ oluşturulur.
5. Soru: Aşağıda iki hidrojen atomu arasındaki etkileşim sürecini gösteren diyagramlar verilmiştir. Bu diyagramları inceleyerek iki hidrojen atomu arasındaki etkileşimin oluşumuyla ilgili daha önce yapmış olduğunuz tahminlerden hangilerinin geçerli, hangilerinin geçersiz olduğunu aşağıdaki tabloya yazarak açıklayınız.
| Geçerli Tahminler | Geçersiz Tahminler |
|---|---|
| Hidrojen atomları arasında hem çekim hem de itme kuvvetleri etkili olur. | Hidrojen atomları yalnızca çekim kuvvetleriyle bağ oluşturur. |
| Elektronlar çekirdekler arasında ortaklaşa paylaşılır ve kovalent bağ oluşur. | Çekim kuvvetleri her zaman baskındır; itme kuvveti bağ oluşumunda etkili değildir. |
Açıklama:
İki hidrojen atomu arasındaki çekim ve itme kuvvetleri dengelenir. Bu denge, bağın kararlılığını ve elektronların paylaşımını sağlar. Başlangıçtaki tahminler, süreci anlamada önemlidir ancak bağ oluşumu sırasında hem çekim hem de itme kuvvetleri rol oynar.
9. Soru: Hidrojen (H) ve flor (F) atomlarının birbirine yeterince yaklaşması sırasında oluşan elektrostatik etkileşimleri tahmin ediniz. Tahminlerinizi süreç aşamalı özgün resimler çizerek açıklayınız.
Cevap: Hidrojen ve flor atomları birbirine yaklaştığında:
- Flor atomunun yüksek elektronegatifliği nedeniyle, hidrojenin tek elektronu florun çekirdeğine doğru çekilir.
- Elektronlar flor ile hidrojen arasında paylaşılır ve polar kovalent bağ oluşur.
- Hidrojen atomu, florun etkisiyle kısmen pozitif yüke sahip olur.
Bu süreç, hidrojen-flor bağı gibi polar bağların nasıl oluştuğunu açıklamada temel oluşturur.