Soru:
$\text{PCl}_3$ molekülü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
($\text{_15P_, _17Cl}$)
A) Merkez atom $\text{sp}^3$ hibritleşmesi yapmıştır.
B) Molekül geometrisi üçgen piramittir.
C) Bağ açısı $109,5^\circ$'dir.
D) Molekülde bir tane ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
E) VSEPR gösterimi $\text{AX}_3\text{E}$ şeklindedir.
Doğru Cevap: C
✍️ Çözüm:Çözüm:
Öncelikle $\text{PCl}_3$ molekülünün Lewis yapısını çizerek merkez atomun ve bağların özelliklerini belirleyelim.
- Fosfor ($\text{_15P}$): Elektron dizilimi $1\text{s}^2 \ 2\text{s}^2 \ 2\text{p}^6 \ 3\text{s}^2 \ 3\text{p}^3$. Değerlik elektron sayısı $5$'tir.
- Klor ($\text{_17Cl}$): Elektron dizilimi $1\text{s}^2 \ 2\text{s}^2 \ 2\text{p}^6 \ 3\text{s}^2 \ 3\text{p}^5$. Değerlik elektron sayısı $7$'dir.
Fosfor, moleküldeki merkez atomdur. Üç tane klor atomu ile tekli bağ yapar. Fosforun $5$ değerlik elektronundan $3$'ü bağ yapımında kullanılır. Geriye kalan $5-3=2$ elektron, yani bir tane ortaklanmamış elektron çifti olarak merkez atomda kalır.
Lewis yapısı şu şekildedir: Merkezde P atomu, ona bağlı $3$ Cl atomu ve P atomu üzerinde $1$ ortaklanmamış elektron çifti bulunur. Her bir Cl atomu üzerinde de $3$ ortaklanmamış elektron çifti vardır.
Şıkları bu bilgilere göre inceleyelim:
- [A] Merkez atom $\text{sp}^3$ hibritleşmesi yapmıştır: Merkez atom fosforun etrafında $3$ tane bağlayıcı elektron çifti (Cl atomlarıyla yaptığı bağlar) ve $1$ tane ortaklanmamış elektron çifti olmak üzere toplam $4$ adet elektron yoğun bölgesi (sterik sayı) vardır. Bu durumda merkez atom $\text{sp}^3$ hibritleşmesi yapar. Bu ifade doğrudur.
- [B] Molekül geometrisi üçgen piramittir: VSEPR teorisine göre, merkez atom etrafında $4$ elektron yoğun bölgesinden $3$'ü bağlayıcı çift ve $1$'i ortaklanmamış çift olduğunda, elektron çifti geometrisi düzgün dörtyüzlü iken, molekül geometrisi üçgen piramit olur. Bu ifade doğrudur.
- [C] Bağ açısı $109,5^\circ$'dir: $\text{sp}^3$ hibritleşmesi yapmış ve düzgün dörtyüzlü elektron çifti geometrisine sahip moleküllerde ideal bağ açısı $109,5^\circ$'dir (örneğin $\text{CH}_4$). Ancak $\text{PCl}_3$ molekülünde merkez atomdaki ortaklanmamış elektron çifti, bağlayıcı elektron çiftlerine göre daha fazla itme kuvveti uyguladığı için bağ açılarını sıkıştırır ve küçültür. Dolayısıyla $\text{PCl}_3$'teki bağ açısı $109,5^\circ$'den daha küçük olacaktır (yaklaşık $100^\circ - 103^\circ$ civarı). Bu ifade yanlıştır.
- [D] Molekülde bir tane ortaklanmamış elektron çifti bulunur: Bu ifade genellikle merkez atom üzerindeki ortaklanmamış elektron çifti sayısını kasteder. $\text{PCl}_3$ molekülünde merkez atom fosfor üzerinde $1$ tane ortaklanmamış elektron çifti bulunur. Klor atomları üzerinde de ortaklanmamış elektron çiftleri olsa da, VSEPR teorisi ve hibritleşme bağlamında merkez atomdaki çiftler kritiktir ve bu tür sorularda genellikle merkez atomdaki ortaklanmamış elektron çifti kastedilir. Bu bağlamda, ifade doğrudur.
- [E] VSEPR gösterimi $\text{AX}_3\text{E}$ şeklindedir: VSEPR gösteriminde $\text{A}$ merkez atomu, $\text{X}$ merkez atoma bağlı atomları ve $\text{E}$ merkez atomdaki ortaklanmamış elektron çiftlerini temsil eder. Fosfor merkez atomdur, $3$ tane klor atomu bağlıdır ($\text{X}_3$) ve $1$ tane ortaklanmamış elektron çifti ($\text{E}$) içerir. Dolayısıyla VSEPR gösterimi $\text{AX}_3\text{E}$ şeklindedir. Bu ifade doğrudur.
Sonuç olarak, yanlış olan ifade C seçeneğidir.
