Moleküller, birbirine bağlı atom gruplarıdır. Bazen moleküller eşit olmayacak şekilde yük dağılımı yapar ve 2 kutup (1 pozitif ve 1 negatif) oluşturacak şekilde bağlanır. Bu durumda molekül polar olarak kabul edilir. Bir molekülün polaritesi bağları analiz edilerek, diğer polar maddelerle nasıl etkileşime girdiği test edilerek veya elektromanyetik alandaki reaksiyonu gözlemlenerek belirlenebilir.
Lewis Dot Yapılarını Çizerek Polarite Belirlenmesi
1Adım: Atomların sembolleri periyodik tablodan bulunur. Bu semboller Lewis nokta yapısındaki her bir atomu temsil etmesi amacıyla kullanılır. Sembollerin karıştırılmaması gerekir, çünkü bu hataya neden olur. Örnek olarak bir su molekülü için O, H ve H yazılır.
2Adım: Merkez atomu diğer atomların hepsinin veya çoğunun bağlandığı atomdur. Bu atomlar merkez atomu haricinde birbirlerine de bağlı olabilir veya olmayabilir. Genel olarak merkez atomları düşük elektronegatifliğe sahip atomlardır.
- Oksijen atomu moleküldeki en elektronegatif atomdur. Su molekülünde hidrojen atomu merkez atomdur. Düşük elektronegatifliğine rağmen oksijen merkez atomu değildir bu nedenle su molekülü istisna bir durumdur.
- Karbondioksit molekülü diğer moleküllerden daha az elektronegatif olma eğilimi gösterdiği için oluşturduğu bileşiklerde merkez atomudur.
3.Adım: Mevcut bağların sayısını ve türünü belirlemek için sekizli okted kuralı kullanılır. Molekülün kararlı olması için her atomun değerlik elektron sayısı 8 olmalıdır. Bunu yapmak için bazı atomlar çiftli veya üçlü bağla bağlanabilir.
- Bir su molekülünde oksijen ile iki hidrojen atomu bir tane bağ oluşturur. Hidrojenler birbirine bağlı değildir.
4.Adım: Elektronların çoğu bağ kurarken kullanılır ancak bazı atomlarda bağ kurmayan elektronlar bulunur. Bu elektronlar polarite belirlenirken önemlidir bu nedenşe Lewis yapısına da dahil edilmelidir. İlgili atomun bağ kuran veya kurmayan tüm elektronları atomun çevresinde noktalar oluşturularak gösterilir.
5.Adım: Dipol, elektronlar molekülde eşit olmayacak şekilde dağıldığında oluşur. Böyle bir durum söz konusuysa molekül polardır. Dağılım eşit ise molekül polar değildir.
- Elektronlar oksijenle hidrojenden daha fazla bağ kurma eğilimindedirler böylece molekülün ucunda toplanma eğilimi gösterirler. Bu durumda oksijen negatif bir yük oluştururken hidrojenler pozitif yük oluşturur ve böylece bir dipol oluşur. Böylece su polar yapılı bir bileşik olur.
Maddeye Çözücü Eklenmesiyle Polarite Bulunması
1.Adım: Su polar bir çözücüdür. Temiz bir behere 100 mL su konulur. Beher sonradan kullanılmak üzere bir kenara konulur.
2. Adım: Polar olmayan çözücüler toluen, benzin ve yağlar gibi şeyler içerir. Başka bir behere 100 mL seçilen polar olmayan bir çözücü eklenir. Bu beher su beherinin yanına konulur.
- Çoğu polar olmayan çözücü uçucu organik bileşikler kategorisinde yer alır ve oldukça tehlikelidir. Isıtırken dikkatli olunmalıdır ve daima maske ve eldiven kullanılmalıdır.
- İkinci kaba bitkisel yağ konulabilir, uçucu değildir ancak yine de polar olmayan bir çözücü görevi görür.
- Aseton nispeten güvenli organik bir çözücüdür, ancak yine de ateşten uzak tutulmalı, maske ve eldivenler takılmalıdır. Aseton uçucu bir bileşiktir.
3.Adım: Söz konusu madde su ile dolu behere ve polar olmayan solventle dolu bir behere konulur. Sonuçların tutarlı için her bir beher kabına aynı miktarda konulmalıdır. Her yeni behere 10-20 mL eklenerek başlanabilir.
4.Adım: Çözücü ile etkileşmesi için ısıtılması veya karıştırılması gerekebilir. Bu durumda, iki kaptaki çözücü aynı düzeyde karıştırılmalı ve ısıtılmalıdır. Bunun yanısıra, toluen gibi organik çözücüleri ısıtmak çok tehlikelidir ve dikkatle yapılması gerekir.
- İzopropil alkol test edilirken ısıtılmasına gerek yoktur. Karıştırma yeterlidir.
- Isıtma yapılıyorsa sıcak bir plaka kullanılır ve yavaşça ısıtılır. Organik çözücüler ateşle ısıtılmamalıdır.
5.Adım: Madde, çözücülerin biri veya her ikisi ile etkileşime girmiş gibi görünüyor ise her birinin soğuması beklenir. Bu etkileşim ile madde çözücüden ayrılacaktır. Ayrıca numunelerin işlenmesini kolay olacaktır.
6.Adım:
Solventten ayrılan katı veya sıvı olup olmadığına bakılır. Bu, maddenin kullanılan çözücü ile uyumlu olup olmadığını gösterir. Polar moleküller polar çözücüler ile uyumludur ve polar olmayan moleküller polar olmayan çözücülerle uyumludur, suda çözünen herhangi bir maddenin polar olduğu söylenebilir. Suda çözünmeyen ancak benzin, toluen, aseton veya başka bir polar olmayan çözücü içinde çözünen herhangi bir madde polar değildir.
- Her kapta da izopropil alkol suda tamamen çözünür. Bununla birlikte, alkol ikinci beherin bulunduğu kabda bitkisel yağdan ayrılarak 2 ayrı katman oluşturur. Bu, izopropil alkolün polar olduğunu gösterir.
Elektromanyetizma Sonucu Moleküllerin Etkilemesi İle Polarite Bulunması
1.Adım: Bir madde mıknatısa veya manyetik olarak yüklenmiş bir nesneye yaklaştırılarak kutupsal mı yoksa apolar mı olduğu söylenebilir. Madde bir bankın üzerine konulur ve mıknatıs ortamdan uzaklaştırılır. Madde mıknatısla temas ettirilmez.
2.Adım: Mıknatısta çekme veya itme varsa madde polardır. Bununla birlikte, mıknatıs etkileşmezse bu maddenin polar olmadığı anlamına gelmez. Bazı zayıf polar moleküller mıknatısla etkileşime girecek kadar polarize değildir.
- Akan bir su varsa mıknatıs, akışın mıknatıstan uzak bir noktada bükülmesine neden olur. Bu açık bir etkileşim olduğunu gösterir.
3.Adım: Mikrodalgalar, polar molekülleri döndürmek amacıyla yüksek frekanslı elektromanyetik radyasyon ile çalışır. Eğirme ve sürtünmeye neden olur bunun sonucunda ısı açığa çıkar. Maddenin polaritesi test edilmesi amacıyla mikrodalgaya konulur.
- Mikrodalgaya asla metal, yanıcı veya patlayıcı konulmamalıdır.
- Mikrodalgaya su konulursa ısınır çünkü polardır.
- Mikrodalgaya bebek yağı konulursa çok iyi bir ısınma gerçekleşmez çünkü polar değildir.
4.Adım: Deformasyon veya erime belirtileri olup olmadığına bakılır. Maddenin sıcak olup olmadığını kontrol edilir. Mikrodalga maddeyi etkiliyorsa madde polardır.
- Mikrodalga çalıştırıldığında madde radyasyona maruz kalır. Polar bir madde ise radyasyon, moleküllerin dönmesini sağlar (ancak bu görünmez). Madde polar değilse, mikrodalgaların etkisi az olur.
Hazırlayan: Rabiye Baştürk
