5.6: Kinetik Moleküler Teori: Temel Varsayımlar

Ampirik olan ideal gaz denklemi, gazların makroskopik özellikleri arasında ilişkiler kurarak davranışlarını tanımlar. Örneğin, Charles yasası hacim ve sıcaklığın doğrudan ilişkili olduğunu belirtir. Bu nedenle gazlar, sabit basınçta ısıtıldığında genişler. Gaz yasaları makroskopik özelliklerin birbirine göre nasıl değiştiğini açıklasa da, bunun altında yatan mantığı açıklamazlar.

Kinetik moleküler teori, basınç veya sıcaklık değişimi gibi koşullar altında moleküler veya atomik seviyedeki gaz parçacıklarına ne olduğunu anlamaya yardımcı olan mikroskobik bir modeldir. 1857'de Rudolf Clausius, gazların davranışının yüzlerce deneysel gözlemine dayanarak geliştirilen varsayımlarla farklı gaz yasalarını etkili bir şekilde açıklayan teorinin eksiksiz ve tatmin edici bir formunu yayınlamıştır.

Bu teorinin göze çarpan özellikleri şunlardır:

1. Gazlar, sürekli hareket halinde olan, düz çizgiler halinde hareket eden ve sadece diğer moleküllerle veya bir kabın duvarlarıyla çarpıştıklarında yön değiştiren parçacıklardan (atomlar veya moleküller) oluşur.
   Standart sıcaklık ve basınçta bir argon gazı örneğini inceleyin. Hacmin sadece %0,01'inin, iki argon atomu arasında ortalama 3,3 nm'lik bir mesafeye (argonun atom yarıçapı 0,097 nm’dir) sahip atomlar tarafından kaplandığını göreceksiniz.Bu mesafe argonun kendi boyutundan çok daha büyüktür.
2. Gazı oluşturan moleküller, aralarındaki mesafelere kıyasla ihmal edilebilir derecede küçüktür. Bu nedenle, tüm gaz parçacıklarının birleşik hacmi, kabın toplam hacmine göre önemsizdir. Parçacıklar, kütlesi olan fakat ihmal edilebilir hacme sahip “noktalar” olarak kabul edilirler. The particles are considered to be "points" that have mass but negligible volume.
3. Bir gazın bir kaba uyguladığı basınç, gaz molekülleri ve kap duvarları arasındaki çarpışmalardan kaynaklanır.
4. Gaz molekülleri birbirlerine veya konteyner duvarlarına çekici veya itici kuvvetler uygulamazlar; bu nedenle çarpışmaları elastiktir (enerji kaybını içermez).
   Elastik çarpışmalar sırasında, çarpışan parçacıklar arasında enerji aktarılır. Bu nedenle parçacıkların ortalama kinetik enerjisi sabit kalır ve zamanla değişmez.
5. Gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi, gazın kelvin sıcaklığı ile orantılıdır.
   Tüm gazlar, moleküler kütlelerinden bağımsız olarak, aynı sıcaklıkta aynı ortalama kinetik enerjiye sahiptir.

Bu metin bu kaynaktan uyurlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Chapter 9.5 The Kinetic-Molecular Theory.