Merkez atomun hibritleşme türünü ve molekül geometrisini belirlemek için VSEPR (Değerlik Katmanı Elektron Çifti İtme Kuramı) teorisi kullanılır. Bu teoriye göre, merkez atom etrafındaki elektron yoğunluğu bölgelerinin (bağlayıcı elektron çiftleri ve ortaklanmamış elektron çiftleri) sayısı (sterik sayı) hibritleşme türünü ve molekül geometrisini belirler.
Sterik sayıya göre hibritleşme ve ideal geometri şu şekildedir:
Ortaklanmamış elektron çiftleri molekül geometrisini etkilerken, merkez atom hibritleşmesini belirleyen sterik sayıyı değiştirmez.
Şimdi her bir ifadeyi inceleyelim:
I. $\text{CH}_4$ (Metan):
Merkez atom karbondur. Karbon atomunun değerlik elektron sayısı $4$'tür. Dört tane hidrojen atomu ile birer tane tekli bağ oluşturur. Lewis yapısı çizildiğinde, merkez karbonda $4$ tane bağlayıcı elektron çifti olduğu ve hiç ortaklanmamış elektron çifti olmadığı görülür.
Sterik sayı (elektron yoğunluğu bölgesi sayısı) = (bağlayıcı çift sayısı) + (ortaklanmamış çift sayısı) = $4 + 0 = 4$.
Sterik sayı $4$ olduğundan, merkez atomun hibritleşme türü $\text{sp}^3$ olur.
$\text{sp}^3$ hibritleşmesine sahip ve ortaklanmamış elektron çifti içermeyen moleküllerin geometrisi düzgün dört yüzlüdür.
Dolayısıyla, I. ifade doğrudur.
II. $\text{BF}_3$ (Bor triflorür):
Merkez atom bordur. Bor atomunun değerlik elektron sayısı $3$'tür. Üç tane flor atomu ile birer tane tekli bağ oluşturur. Lewis yapısı çizildiğinde, merkez borda $3$ tane bağlayıcı elektron çifti olduğu ve hiç ortaklanmamış elektron çifti olmadığı görülür.
Sterik sayı = $3 + 0 = 3$.
Sterik sayı $3$ olduğundan, merkez atomun hibritleşme türü $\text{sp}^2$ olur.
$\text{sp}^2$ hibritleşmesine sahip ve ortaklanmamış elektron çifti içermeyen moleküllerin geometrisi üçgen düzlemdir.
Dolayısıyla, II. ifade doğrudur.
III. $\text{H}_2\text{O}$ (Su):
Merkez atom oksijendir. Oksijen atomunun değerlik elektron sayısı $6$'dır. İki tane hidrojen atomu ile birer tane tekli bağ oluşturur. Geriye kalan $6 - (2 \times 1) = 4$ elektron, $2$ çift ortaklanmamış elektron olarak kalır. Lewis yapısı çizildiğinde, merkez oksijende $2$ tane bağlayıcı elektron çifti ve $2$ tane ortaklanmamış elektron çifti olduğu görülür.
Sterik sayı = $2 + 2 = 4$.
Sterik sayı $4$ olduğundan, merkez atomun hibritleşme türü $\text{sp}^3$ olur.
$\text{sp}^3$ hibritleşmesine sahip ve $2$ çift ortaklanmamış elektron içeren moleküllerin elektron çifti geometrisi düzgün dört yüzlü olmasına rağmen, molekül geometrisi açısal (kırık doğru)dır.
İfadede $\text{sp}$ hibritleşmesi ve doğrusal geometri belirtildiği için III. ifade yanlıştır.
Doğru olan eşleştirmeler I ve II'dir.
