28 Nisan 2008 Pazartesi

Suyun bağları apolar olsaydı ne olurdu?


Bulaşık yıkarken su kullanamazdık. Ama herhalde en önemlisi, kanımızda su yerine başka bir sıvı yoğun olarak bulunurdu. Böylece su içmek zorunda kalmaz, susuzluk diye bir sorunumuz olmazdı (ama o diğer sıvıyı sürekli almak zorunda kalırdık). Şaka bir yana, suyun polar yapısı, suyu hayatın vazgeçilmez maddesi yapan en önemli özelliği. Su molekülündeki hidrojen ve oksijeni birbirine bağlayan kovalent bağda, elektronlar zamanlarının çoğunu oksijene daha yakın geçirir. Böylece, molekülün hidrojen atomları kısmen pozitif yüklü, oksijen atomuysa negatif yüklüdür. Yükün bu şekilde dağılmış olması, su moleküllerinin diğer moleküllerle çok güçlü bir şekilde etkileştiği anlamına gelir. Herhangi bir molekülün pozitif yüklü kısımları, suyun oksijeniyle, negatif yüklü kısımları da hidrojenlerle bağ kurar. Çoğu zaman bu bağlar, o molekülü bağlı bulunduğu diğer moleküllerden ayıracak kadar güçlüdür; böylece çözülme dediğimiz olay gerçekleşir. Su, bu özelliği sayesinde çok sayıda maddeyi (ama hepsini değil) rahatça çözebilir. Yani, su oldukça güçlü bir çözücü.Hayat için önemi şu: Canlılarda binlerce farklı kimyasal maddenin hücre içinde veya hücreler arasında taşınması gerekir. Bunun için de bu maddelerin hepsinin bir taşıyıcı sıvı içinde çözünebilmesi gerek. Su, böyle bir taşıyıcı maddenin sahip olması gereken en önemli özelliği sağlıyor: yüksek çözme gücü. Başka bir kimyasal madde aynı özelliği sağlıyor olabilir (ama ne olabilir bilemiyorum), fakat doğada bol miktarda bulunması açısından hiçbiri suyun yerini alamaz. Dolayısıyla, eğer suyun bağları apolar olsaydı, o zaman hayat da olmazdı diyebiliriz (böylece bulaşık sorunu da olmazdı).

CIVA NEDEN SIVI?


Metallerin erime noktaları derece cinsinden binlerle ifade edildiğinden bunları sıvı olarak, ancak kullanımı gerekli olan yerlerde yani sanayi sektöründe görebiliriz. Civanın erime noktası ise diğer metallere göre oldukça düşüktür hatta oda sıcaklığında sıvı halde (erime noktası -39 °C ; kaynama noktası ise 357 °C dir) bulunur. Cıva atomları valans elektronlarını (en dış enerji düzeyindeki elektronlarını) paylaşmaya pek istekli değildir. Bu, göreceli büzülme “relativistic contraction” denilen bir olay ile açıklanır. Kısaca, “cıva elektronlarının yüksek hızından ötürü, özellikle iç kısımdaki s orbitallerinde bulunan elektronların durağan kütlesinin göreli olarak artması” olarak tanılayabileceğim bu durum, elektronların çekirdeğe biraz daha yaklaşmasına sebep olur. Böylece 6S orbitalinin de çekirdeğe olan uzaklığı azalır ve sanki tam dolu orbitalmiş gibi davranır. Cıva atomlarının kendi aralarında yaptığı bağlar da bu sebeple çok zayıftır. Hatta gaz fazında mono atomik halde bulunur (kendi atomları arasında bağ yapmaz) ve bu özelliği ile soy gazlara benzer. Metaller kovalent bağ yapmıyorsa da “metalik bağ” dediğimiz bir bağ yaparlar. Bu bağ şekli aslında kovalent bağa benzemektedir, bu yüzden bazen “metalik bağ” kavramı yerine “kovalent bağ” kavramı kullanılabiliyor. Belki bu yüzden kafanızda böyle bir soru işareti oluşmuş olabilir.Ayrıca cıva sıvı olmasına rağmen, diğer sıvılar gibi ıslak bir yapıda değildir. Bu ilginç durum buhar basıncı ve yüksek yüzey gerilimi özelliği ile açıklanabilir.

Süper yapıştırıcılar

Süper yapıştırıcılar(genel adıyla cyanoakrilat) su ile(ya da hidroksit iyonu ile) polimerleşen akrilik resinlerdir. Süper yapıştırıcının yapı taşları olan cyanoakrilat molkülleri suyun varlığında uzun, güçlü zincirler oluştururlar ki bu polimerleşme işlemidir ve bu zincirlerle yüzeyleri birleştirirler. Süper yapıştırıcıların kutuları hava almayacak şekilde üretilir. Yapıştırıcıyı kutusundan dışarı çıkardığımızda havadaki nem yapıştırıcnın polimerleşmesine sebep olur. Eğer kutu içine hava kaçacak olursa kutu içerisine polimerleşir ve kutuya yapışırlar.