Zayıf ve güçlü etkileşimlerde bağ enerjisi

Türler arası çekim kuvvetlerini öncelikle atomlar ve moleküller arası etkileşimler olarak sınıflandırdık. Atomlar arası çekim kuvvetleri güçlü etkileşimler, moleküller arası çekim kuvvetleri ise zayıf etkileşimlerdir.

Zayıf etkileşimlerin tamamının maddenin katı ve sıvı hâllerinde (yoğun hâller) geçerli olduğu kabul edilir. Maddenin gaz hâlinde tanecikler arası uzaklık çok fazla olduğu için zayıf etkileşimler ihmal edilir. Zayıf etkileşimler moleküller arası etkileşim olarak tanımlansa da asal gazların yoğun hâllerinde de görülür. Asal gazlar düşük sıcaklıkta yoğunlaşır ve atomik yapıda da olsalar bu atomlar moleküller arası etkileşimler (zayıf etkileşimler) sayesinde bir arada durur. Asal gazların sıvılaşabilmelerinin nedeni zayıf çekim kuvvetleridir.

Türler arası etkileşimlerin sınıflandırılmasında kullanılan güçlü ve zayıf etkileşim tanımlamasında bir ölçüt olmalıdır. Bu ölçüt etkileşimin oluşması sırasında açığa çıkan veya etkileşimin kopması için gereken enerjidir. Bu enerji 40 kJ’dür. Aşağıda bazı çekim kuvvetlerinin yenilmesi için gereken enerjiler verilmiştir:

(a) Ar(s) + 6,4 kJ/mol ➡ Ar(g)
(b) H₂O(s) + 43,9 kJ/mol ➡ H₂O(g)
(c) NaCI(k) + 787 kJ/mol ➡Na⁺(g) + CI–(g)
(ç) N₂(g) + 163 kJ/mol ➡ N(g) + N(g)

(a) olayı sıvı hâldeki argonun gaz hâle geçmesi için gereken enerjinin 6,4 kJ/mol olduğunu gösterir. Bu olayda hâl değişimi olmasına ve gereken enerjinin düşüklüğüne bakılarak moleküller arası etkileşimlerin koptuğu anlaşılır.

(b) olayı sıvı hâldeki suyun gaz hâle gelmesi için 43,9 kJ/mol enerji gerektiğini gösterir. Olay fiziksel bir değişim olup moleküller arası etkileşimler kopmuştur. Ancak gereken enerji 40 kJ/mol değerinden büyüktür. Bilinmelidir ki 40 kJ/mol ölçütü kabul edilen bir değerdir. Bu enerji değerine uymayan değişimler vardır. (c) olayındaki iyonik bağın kopmasında 787 kJ/mol,

(ç) olayında apolar kovalent bağın kopmasında ise 163 kJ/mol enerji değişimi olduğu için bu olaylarda atomlar arası etkileşimler kopmuştur.

Aşağıda bazı türler arası etkileşimlerin oluşması veya kopması sonucundaki enerji değişimleri verilmiştir.

(a) MgO(k) + 3850 kJ/mol ➡ Mg²⁺(g) + O^2–(g)
(b) C₂H₅OH(s) + 6,4 kJ/mol ➡ C₂H₅OH(g)
(c) Na⁺(g) + I^–(g) ➡ NaI(k) + 700 kJ/mol
(ç) C₆H₆(g) ➡ C₆H₆(s) + 33,8 kJ/mol

(a) ve (c) değişimlerinde türler değiştiği ve enerji değişimleri 40 kJ/mol değerinden çok büyük olduğu için güçlü etkileşimler kopmuş veya oluşmuştur.
(b) ve (ç) değişimlerinde türler değişmemiştir ve enerji değişimleri de 40 kJ/mol değerinden küçüktür. Bunun için bu değişimlerde zayıf etkileşimler kopmuş veya oluşmuştur.