Ana sayfa Kimya Hidrojenin Özellikleri Ve Suyun Yapısı: Yaramaz Ama Çok Yararlı

Hidrojenin Özellikleri Ve Suyun Yapısı: Yaramaz Ama Çok Yararlı

53
0
PAYLAŞ

Yaşamın bir numaralı maddesi olan suyun, periyodik sistemin yaramaz bir çocuğu olduğunu biliyor muydunuz? Ama her yaramaz çocuğun işe yaramadığı nasıl yanlış ise, suyun yaramazlığının da çok işimize yaradığı o denli doğru. Nasıl mı?

Celcius’un yaptığı termometre ölçeğine göre su bir atmosfer basınçta 0°C’de donar ve de yüz derecede kaynar. Ama bir bilim adamı çıkıp da size ‘’Hayır, su 280°C daha aşağıda, -80°C’de kaynayıp -100°C’ de de donmalıdır!’’ derse şaşırmaz mısınız? Oysa adam haksız sayılmaz. Periyodik çizelgede elementlerin özellikleri hafiflerden ağırlara doğru çok düzenli, değişir, hele hele Hidrojen bileşikleri için kurallar öylesine geçerlidir ki, oksijen hidrür’ ün (suya bu adı yakıştıramadınız yoksa?) oyunbozanlık yapacağını düşünemezsiniz bile. Oksijenin de üyesi bulundurduğu 6. Grubun Hidrojenle yaptığı hidrürlerin molekül yapıları suya benzer. H2S, H2Se, H2Te ve H2Po. Bu bileşiklerin kaynama noktaları son derece düzenli artış gösterir. Bu düzene göre H2O’nun kaynama noktası H2S’ten düşük olmalıdır. H2S’ in kaynama noktası -60,7 °C’ dır, oda sıcaklığında gazdır; su ise sıvı… Grubun beş üyesi uyarken su neden farklı davranıyor acaba?

Donma noktalarına bakıyoruz, su yine düzene başkaldırıyor. H2S, -85,5 °’ de donuyor, öyleyse suyunki de -100° dolayında olmalı. Nasıl oluyor da su donma noktası kuralına +100°’ lik, kaynama noktası kuralına da +180° ‘lik bir uyumsuzluk getiriyor? Periyodik sistemi kurduk ama onu henüz tümüyle anlayamıyoruz da ondan.

Su moleküllerinin çok özel bir yapıları vardır. Oksijen atomuna uzayda 105°’ lik açıyla birleşen Hidrojen atomları komşu su moleküllerinin Hidrojenlerine de ayrıca özel bağ ile bağlıdırlar. Hidrojen bağı denen bu bağ öylesine güçlüdür ki su molekülünü tek başına düşünmek olanaksızdır, bunun yerine bu bileşik moleküller için (H2O)n formülü ile simgelediğimiz n tane su molekülünden oluşmuş bir topluluk düşünmeliyiz. Topluluğun molekülleri arasındaki bağları koparmak çok zordur, dolayısı ile suyun evre değiştirmesi için gerekli enerji düzeyleri öngörülenden çok yüksektir. İyi ki öyle. Yoksa susadığımız zaman su buharı içmek zorunda kalacaktık! Suyun -100° ile -80° arasında sıvı olduğu bir yaşamı düşlemeyi size bırakıyoruz.

Dünyada Kaç Tane Su Var Acaba?

Soruyu yanlış sormadık, Türkçemiz o denli kötü değil. Üç tane Hidrojen izotopu, 3 tane de oksijen izotopu olduğuna göre ve her su molekülünde iki Hidrojen izotopu, bir de Oksijen izotopu olduğuna göre buluverin bakalım dünyada kaç tane farklı su molekülü olduğunu… Üç Hidrojen izotopu H, D ve T ile gösteriliyor. İşte size birkaç tane farklı su molekülü, H2O, D2O, T2O, HDO, HTO, DTO. Oksijenin de O-16, O-17 VE O-18 izotopları var, böylece 12 farklı su molekülü daha ekleyebilirsiniz listenize. Bir bardak suda 18 değişik su molekülünün bulunduğundan daha önce hiç kuşkulanmamıştınız değil mi? Kimyacılar bunları tek tek üretebiliyorlar laboratuvarlarında. En hafif su H2O (O-16), En ağırı da T2O (O-18). Tabii hepsinin de yoğunlukları, donma ve kaynama noktaları farklı ve her suda hepsinden bir miktar var.

Doğadaki suların izotopik bileşimleri de epey farklılık gösteriyor. Çeşme suyunun bir tonunda 150 g D2O (ağır su) var. Pasifik Okyanusunun sularında ise 165 g. Buzullarda nehirlere göre daha çok D2O var. Bu farklılığın nedeni ise doğada süregelen bir izotop alışverişi.

Doğada bu denli çok sayıda farklı molekülleri olan başka bir kimyasal bileşik yok. En çok gördüğümüz H2O (O-16)’ yı bir tarafa bırakırsak ikinci sıradaki izotop D2O. Ağır su adı ile bildiğiniz bu izotop nükleer reaktörlerde Uranyumun bölünmesini sağlayan nötronların hızını azaltmak için kullanılıyor. Dolayısı ile bu santralların önemli bir parçası da ağır su üretim birimi.

On sekiz tane doğal su izotopundan söz ettik, ama son yıllarda keşfedilen H4 VE H5 İLE O14, O15, O19 ve O20’yi de hesaba katarsak suyun aslında yüzden fazla izotopu olabileceği ortaya çıkıyor.

Yüzyıllar boyu ‘’EL-İKSİR’’ adını verdikleri ölümsüzlük içkisini arayan simyacılar boşuna uğraştılar. Yaşamımızı sağlayan bunca çeşitli su varken başka bir içkiye ne gerek var ki?

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here