Soru:
Su ($\text{H}_2\text{O}$) molekülünün Lewis nokta yapısı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
(Atom numaraları: $\text{H}: 1, \text{O}: 8$)
A) Oksijen atomu üzerinde 2 tane ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
B) Molekülde toplam 4 tane ortaklanmış elektron çifti bulunur.
C) Hidrojen atomları oktet kuralına uyar.
D) Toplam değerlik elektron sayısı 6'dır.
E) Oksijen atomu dublet kuralına uyar.
Doğru Cevap: A
✍️ Çözüm:Su ($\text{H}_2\text{O}$) molekülünün Lewis nokta yapısını oluşturmak için adımları takip edelim:
- Atomların değerlik elektron sayılarını belirleyelim:
Hidrojen ($\text{H}$) atomunun atom numarası $1$'dir. Elektron dizilimi $1\text{s}^1$ olduğundan, $1$ değerlik elektronu vardır.
Oksijen ($\text{O}$) atomunun atom numarası $8$'dir. Elektron dizilimi $1\text{s}^2 2\text{s}^2 2\text{p}^4$ olduğundan, $2+4=6$ değerlik elektronu vardır.
- Moleküldeki toplam değerlik elektron sayısını hesaplayalım:
$2$ tane Hidrojen atomu ve $1$ tane Oksijen atomu olduğundan:
Toplam değerlik elektron sayısı $= (2 \times 1) + (1 \times 6) = 2 + 6 = 8$ elektrondur.
- Merkez atomu belirleyelim ve atomlar arasına tekli bağlar çizelim:
Genellikle tek sayıda bulunan veya elektronegatifliği daha az olan atom merkez atom olur. Burada Oksijen merkez atomdur.
Oksijen atomunu Hidrojen atomlarına tekli bağlarla bağlayalım: $\text{H} - \text{O} - \text{H}$.
Bu iki tekli bağ, $2 \times 2 = 4$ elektron (yani $2$ ortaklanmış elektron çifti) kullanır.
- Kalan değerlik elektronlarını atomların oktet/dubletini tamamlayacak şekilde dağıtalım:
Başlangıçta $8$ değerlik elektronumuz vardı, $4$ tanesini bağlarda kullandık. Kalan elektron sayısı: $8 - 4 = 4$ elektrondur.
Bu $4$ elektronu (yani $2$ ortaklanmamış elektron çiftini) merkez atom olan Oksijenin üzerine yerleştirerek oktetini tamamlayalım. (Hidrojen atomları tekli bağlarla dubletlerini zaten tamamlamıştır.)
Lewis yapısı şu şekilde olacaktır: $\text{H} - \text{O} (\text{üzerinde 2 ortaklanmamış çift}) - \text{H}$.
- Lewis yapısını kontrol edelim:
Her bir Hidrojen atomu $2$ elektrona sahiptir (dublet kuralına uyar).
Oksijen atomu, $2$ bağdan gelen $4$ elektron ve $2$ ortaklanmamış çiftteki $4$ elektron olmak üzere toplam $8$ elektrona sahiptir (oktet kuralına uyar).
Toplam elektron sayısı $2 (\text{H}) + 2 (\text{H}) + 4 (\text{O}) = 8$ değerlik elektronu ile eşleşir.
Şimdi verilen seçenekleri değerlendirelim:
- A) Oksijen atomu üzerinde 2 tane ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
Lewis yapısına göre, Oksijen atomunun üzerinde $2$ adet ortaklanmamış elektron çifti bulunmaktadır. Bu ifade doğrudur.
- B) Molekülde toplam 4 tane ortaklanmış elektron çifti bulunur.
Molekülde Oksijen ile Hidrojenler arasında $2$ adet tekli bağ vardır. Her tekli bağ $1$ ortaklanmış elektron çifti olduğundan, toplam $2$ ortaklanmış elektron çifti bulunur. Bu ifade yanlıştır.
- C) Hidrojen atomları oktet kuralına uyar.
Hidrojen atomları $2$ elektronla kararlı hale gelir ve dublet kuralına uyar. Oktet kuralı $8$ elektronla ilgilidir. Bu ifade yanlıştır.
- D) Toplam değerlik elektron sayısı 6'dır.
Hesaplamalarımıza göre toplam değerlik elektron sayısı $8$'dir. Bu ifade yanlıştır.
- E) Oksijen atomu dublet kuralına uyar.
Oksijen atomu $8$ elektronla kararlı hale gelir ve oktet kuralına uyar. Dublet kuralı $2$ elektronla ilgilidir. Bu ifade yanlıştır.
Bu nedenle doğru cevap A seçeneğidir.
