Suyun Kimyasal Özellikleri

Suyun Kimyasal Özellikleri Nelerdir

su, hidrojen ve oksijen elementlerinden oluşan ve gaz, sıvı ve katı halde bulunabilen madde. Doğada en bol bulunan ve canlı yaşamının sürmesi için gerekli olan bileşiklerden biri olan su, bitki ve hayvanlardaki hemen her süreçte yer alır. Suyun molekül yapısının çok basit olmasına karşılık fiziksel ve kimyasal özellikleri çok karmaşıktır.

Oda sıcaklığında renksiz, kokusuz ve tatsız bir sıvı olan suyun en önemli özelliklerinden biri, birçok başka maddeyi çözebilmesidir; onun bu özelliği canlılar için yaşamsal önem taşır. Dünyadaki yaşamın, karmaşık çözeltiler olan okyanuslarda başladığı düşünülür. Canlılardaki biyolojik süreçlerin yürüdüğü ortamlar ise kan ve sindirim özsuları gibi sulu çözeltilerdir.

Su molekülü, her ikisi de aynı oksijen atomuna tekli bir kimyasal bağla bağlanmış iki hidrojen atomu içerir. Hidrojen atomlarının çoğunun çekirdeği yalnızca bir protondan oluşur. İki izotopu olan döteryum ve trityumun çekirdeğinde ise, aynca (sırasıyla) bir ve iki nötron vardır; bu izotoplar suda çok az oranda bulunur. Ağır su olarak da bilinen döteryum oksit (D2O) kimya araştırmalannda önemlidir, ayrıca bazı nükleer reaktörlerde nötron yavaşlatıcı olarak kullanılır. Kimyasal formülü (H2O) çok basit görünmekle birlikte, su tam olarak açıklanamayan karmaşık fiziksel ve kimyasal özellikler gösterir. Örneğin 0°C’ olan donma noktası ve 100°C olan kaynama noktası hidrojen sülfür ve amonyak gibi benzer bileşiklerinkiyle karşılaştınldığında beklenen değerden çok yüksektir. Bir başka aykırı özelliği de, katı hal biçimi olan buzun yoğunluğunun sıvı haldekinden daha düşük olmasıdır; oysa genellikle bileşiklerin katı haldeki yoğunluğu sıvı haldekinden daha yüksektir. Bu sıradışı özelliklerin nedeni, su molekülünün elektron yapısıdır.

Bir oksijen atomunun, toplam sekiz elektron bulunabilecek en dış (değerlik) kabuğunda altı elektron vardır. Oksijen bir başka atomla tekli bir bağ oluşturduğunda elektronlarından birini öbür atoma vererek paylaşır, bu arada öbür atomdan da bir elektron alır. İki hidrojen atomuna bağlandığında ise, en dış kabuğundaki elektronlar tamamlanır. Su molekülü doğrusal değildir, kendine özgü bir biçimde eğiktir. Bunun sonucunda molekülün bir bölümü eksi yüklü iken, bir bölümü artı yüklüdür; bu nedenle su molekülü oldukça kutupsal (polar) bir yapıya sahiptir. Su moleküllerindeki hidrojen atomları, elektron yoğunluğu yüksek olan bölgeler tarafından çekilir ve bu bölgelerle hidrojen bağı olarak adlandırılan zayıf bağlar oluşturabilirler. Yani bir su molekülündeki hidrojen atomları, komşu bir su molekülündeki oksijen atomunun bağ oluşturmayan elektron çiftleri tarafından çekilirler ve bunun sonucunda su molekülleri kuvvetli bir biçimde bir arada tutulurlar. Bir buz kristalinde bu bir arada tutulma oldukça düzenli ama gevşektir. Buz eridiğinde bu düzenli diziliş kısmen bozulur ve moleküller birbirine daha da yaklaşır. Böylece sıvının yoğunluğu katidan daha büyük olur ve buz parçacıktan suyun üzerinde oluşur. Molekülleri bir arada tutan bu kuvvet oda sıcaklığında bile moleküllerin tümüyle birbirinden aynlmasını önleyecek derecede güçlüdür. Sıvı halde bile bu birleşmenin sürmesi suyun kaynama noktasının yüksek olmasına neden olur. Sıvı haldeki suyun, sürekli yinelenen su molekülleri yığışımlarından oluştuğu düşünülür. Kısa aralıklı bu düzen, suyun ağdalılığınm ve yüzey geriliminin yüksek olması gibi başka aykırı özelliklere yol açar.

Su molekülünün kutupsal olması, sulu çözeltilerin oluşmasında önemli bir rol oynar. Sodyum klorür gibi bir iyon bileşiği suya konduğunda, kutupsal su molekülleri artı yüklü sodyum iyonları ile eksi yüklü klorür iyonları arasındaki elektrostatik çekimi azaltır ve iyonların birbirinden uzaklaşmasına neden olur. Daha sonra bu iyonlar su molekülleriyle çevrilerek hidratlı hale geçerler. Bunun sonucunda yük daha büyük bir yapıya etkin biçimde dağılır ve sodyum ile klorür iyonlarının yeniden birleşmesini önler.

Su molekülleri belirli bir oranda hidrojen iyonları (H+) ile hidroksil iyonlarına (OH ) ayrışır; hidrojen iyonları bir çözeltiye asitlik özelliği, hidroksil iyonları ise bazlık özelliği verir. Bunun sonucunda su bazen asit, bazen de baz gibi davranabilir.

Etiketler:

Yorum yazın