Sorunun Çözümü
Verilen moleküllerin özelliklerini ve öncülleri adım adım inceleyelim:
- H2O (Su): Oksijen atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur ve hidrojen atomlarına bağlıdır. Bu nedenle polar bir moleküldür ve moleküller arası hidrojen bağları içerir.
- NH3 (Amonyak): Azot atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunur ve hidrojen atomlarına bağlıdır. Bu nedenle polar bir moleküldür ve moleküller arası hidrojen bağları içerir.
- CH4 (Metan): Karbon atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz ve simetrik bir yapıya sahiptir. Bu nedenle apolar bir moleküldür ve moleküller arası hidrojen bağı içermez (hidrojen bağı F, O veya N atomlarına bağlı H atomları arasında oluşur). Sadece London kuvvetleri içerir.
Şimdi öncülleri değerlendirelim:
- Her üçü de hidrojen bağı içerir.
- H2O ve NH3 hidrojen bağı içerir.
- CH4 hidrojen bağı içermez.
- H2O ve NH3 polar, CH4 apolardır.
- H2O ve NH3 moleküllerinde merkez atomlar üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur ve molekül geometrileri simetrik değildir, bu yüzden polardırlar.
- CH4 molekülünde merkez atom üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur ve düzgün dörtyüzlü simetrik bir yapıya sahiptir, bu yüzden apolardır.
- Aynı ortamda kaynama noktası en yüksek olan H2O'dur.
- Moleküller arası çekim kuvvetleri kaynama noktasını belirler. Hidrojen bağları, London kuvvetlerinden ve dipol-dipol kuvvetlerinden daha güçlüdür.
- CH4 sadece London kuvvetleri içerdiği için kaynama noktası en düşüktür.
- H2O ve NH3 hidrojen bağı içerir. Ancak H2O'daki oksijenin elektronegatifliği azottan daha yüksek olduğu için O-H bağları N-H bağlarından daha polardır ve H2O molekülü başına daha fazla hidrojen bağı oluşturma potansiyeline sahiptir. Bu nedenle H2O'nun kaynama noktası NH3'ten daha yüksektir.
- Kaynama noktası sıralaması: H2O > NH3 > CH4.
Doğru olan öncüller II ve III'tür.
Cevap E seçeneğidir.