Fiziksel değişimde molekül içi bağlar kopar mı?

Fiziksel Değişimde Molekül İçi Bağlar Kopar mı?

Hemen konuya girelim: Fiziksel değişimlerde molekül içindeki bağlar kopmaz. Bu, işin kilit noktası. Fiziksel değişim dediğimiz şey, maddenin yalnızca görünümünün, şeklinin veya halinin değiştiği, kimliğinin ise aynı kaldığı durumlar. Molekülün kendisi dediğimiz o minik atom yapıtaşları, yani molekül içi bağlar, bu süreçte dokunulmazlığını korur. Amaçları da zaten molekülü bir arada tutmak, değil mi?

Deneyimlerime göre bu noktayı anlamak için birkaç somut örneğe bakmak faydalı oluyor. Mesela, bir bardağa su doldurduğunu düşün. Suyun içinde H₂O molekülleri var. Hidrojen atomları oksijen atomuna, kovalent bağlarla sıkıca bağlı. Sen suyu bardağa koyduğunda, su sıvı halde iken bu bağlar yerli yerinde duruyor. Bardağı dondurucuya koyup buzu yaptığında da H₂O molekülü yine H₂O molekülü. Sadece moleküller arasındaki zayıf etkileşimler (mesela hidrojen bağları) değişiyor, bu da katı hale geçmesini sağlıyor. Ama o içteki kovalent bağlar, yani molekülün kendisi, dimdik ayakta.

Bir başka örnek daha verelim. Bir cam şişeyi ısıttığını hayal et. Camın şekli değişir, genleşir. Ama camın içindeki silikon ve oksijen atomlarını bir arada tutan güçlü bağlar kırılmaz. Eğer o bağlar kopuyor olsaydı, cam kimyasal olarak değişmiş olurdu. Fiziksel değişim tam da bu yüzden kimyasal değişimden ayrılıyor.

Peki, rakamlara gelince? Bir su molekülündeki oksijen ve hidrojen arasındaki kovalent bağın enerjisi yaklaşık olarak 460 kJ/mol civarındadır. Bu, o bağı kırmak için gereken enerjinin yüksek olduğunu gösteriyor. Fiziksel değişimlerde uyguladığımız ısı veya basınç genellikle bu değerlerin çok altında kalır. Bu yüzden molekül içi bağlar sağlam kalır.

Fiziksel Değişimlerde Etkilenen Ne?

Eğer molekül içi bağlar kopmuyorsa, fiziksel değişimlerde ne değişiyor? Cevap basit: moleküller arası etkileşimler.

• Hal Değişimleri: Su donarken veya buharlaşırken, moleküllerin birbirine ne kadar yakın durduğunu veya ne kadar serbestçe hareket ettiğini görüyoruz. Kaynama noktasında (100°C) veya donma noktasında (0°C), uygulanan ısı enerjisi doğrudan molekül içindeki kovalent bağları kırmaya yetmez. Bunun yerine, bu enerji moleküller arasındaki hidrojen bağları gibi zayıf çekim kuvvetlerini yenmek için kullanılır. Moleküller daha fazla hareket özgürlüğüne kavuşur ama kimlikleri (H₂O olmaları) değişmez.
• Çözünme: Tuzun suda çözünmesi de fiziksel bir değişimdir. Su molekülleri, sodyum (Na⁺) ve klorür (Cl⁻) iyonlarını çeker ve onları birbirinden ayırır. Ancak, sodyum ve klor atomları arasındaki iyonik bağlar kırılmaz. Sodyum hala sodyumdur, klor hala klordur. Sadece iyonlar halinde etrafları su molekülleriyle çevrilir.
• Şekil Değişiklikleri: Bir kağıdı yırtmak veya bir metal çubuğu bükmek de fiziksel değişimdir. Kağıdı oluşturan selüloz moleküllerindeki bağlar zarar görmez. Metal çubuktaki atomları bir arada tutan metalik bağlar da bozulmaz. Sadece moleküllerin veya kristal yapıların birbirine göre konumu değişir.

Kimyasal Değişim ve Farkı

İşin tam tersi ise kimyasal değişimlerde oluyor. Orada da molekül içi bağlar kırılır ve atomlar yeniden düzenlenerek yepyeni maddeler oluşur. Örneğin, demirin paslanması. Demir atomları oksijen atomlarıyla yeni bağlar kurar ve demir oksit (pas) dediğimiz farklı bir bileşik oluşur. Bu durumda demirin ve oksijenin kendi kimlikleri değişmiştir.

Pratik İpuçları

Bu bilgiyi günlük hayatta nasıl kullanabilirsin diye düşünürsek:

• Yemek yaparken bir şeyi ısıttığında, sadece halini veya şeklini değiştiriyorsan (mesela bir sebzeyi haşlamak gibi), o genellikle fiziksel bir değişimdir. Sebzenin kimyası değişmiyordur.
• Bir maddeyi çözdüğünde ve o maddeyi tekrar kolayca ayrıştırabiliyorsan (mesela tuzlu suyu damıtmak gibi), genellikle bu bir fiziksel değişimdir.
• Eğer bir değişim sonucunda gaz çıkışı, renk değişimi, ısı üretimi veya emilimi gibi bariz belirtiler görüyorsan, büyük ihtimalle kimyasal bir değişim yaşıyorsundur ve molekül içi bağlar işin içine girmiştir.

Özetle, bir şeyin fiziksel olarak değiştiğini gördüğünde, içindeki o temel yapı taşlarının, yani moleküllerin bağlarının sağlam olduğunu bilmelisin. Değişen sadece onların bir araya gelme biçimleri.