Sorunun Çözümü
Kaynama noktası, moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücüne bağlıdır. Moleküller arası çekim kuvvetleri ne kadar güçlüyse, maddeyi kaynatmak için o kadar fazla enerji gerekir ve dolayısıyla kaynama noktası o kadar yüksek olur.
Verilen maddeleri inceleyelim:
- I. Madde: Etan-1,2-diol (Etilen glikol) - \( \text{CH}_2\text{OH}-\text{CH}_2\text{OH} \)
- İki adet -OH grubu içerir. Bu, çok güçlü ve kapsamlı hidrojen bağları oluşturabileceği anlamına gelir.
- Molekül kütlesi: \( 2 \times 12 + 6 \times 1 + 2 \times 16 = 62 \text{ g/mol} \).
- II. Madde: Etanol - \( \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{OH} \)
- Bir adet -OH grubu içerir. Bu, hidrojen bağları oluşturabileceği anlamına gelir, ancak I. maddeye göre daha az kapsamlıdır.
- Molekül kütlesi: \( 2 \times 12 + 6 \times 1 + 1 \times 16 = 46 \text{ g/mol} \).
- III. Madde: Etan - \( \text{CH}_3-\text{CH}_3 \)
- -OH grubu içermez. Bu nedenle hidrojen bağı oluşturamaz.
- Sadece zayıf London dağılım kuvvetleri (indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol) içerir.
- Molekül kütlesi: \( 2 \times 12 + 6 \times 1 = 30 \text{ g/mol} \).
Moleküller arası çekim kuvvetlerini karşılaştıralım:
- Hidrojen Bağları: Hidrojen bağları, moleküller arası en güçlü çekim kuvvetlerinden biridir. I. maddede iki -OH grubu olduğu için en güçlü ve en kapsamlı hidrojen bağları oluşur. II. maddede bir -OH grubu olduğu için hidrojen bağları oluşur ancak I. maddeye göre daha zayıftır. III. maddede hidrojen bağı oluşmaz.
- Molekül Kütlesi ve London Kuvvetleri: Molekül kütlesi arttıkça London dağılım kuvvetleri de artar. Molekül kütleleri sırasıyla I (62 g/mol) > II (46 g/mol) > III (30 g/mol) şeklindedir. Bu da London kuvvetleri açısından I > II > III sıralamasını destekler.
Bu faktörler göz önüne alındığında, moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücü şu şekildedir:
I (en güçlü) > II > III (en zayıf)
Dolayısıyla, kaynama noktalarının sıralaması da aynı şekilde olacaktır:
Kaynama Noktası: I > II > III
Cevap A seçeneğidir.