Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için karbon atomunun elektron dizilimini ve hibritleşme kavramını anlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:
- 1. Karbon Atomunun Temel Hal Elektron Dizilimi:
- Karbon (C) atomunun atom numarası 6'dır. Bu, temel halde 6 elektronu olduğu anlamına gelir. Elektron dizilimi şu şekildedir: $1s^2 2s^2 2p^2$.
- Valans (değerlik) elektronları, yani kimyasal bağ oluşumunda rol oynayan elektronlar, en dış katmanda bulunan 2s ve 2p orbitallerindedir.
- Bu durumda, karbonun değerlik katmanında bir adet 2s orbitali ve üç adet 2p orbitali (genellikle $2p_x$, $2p_y$, $2p_z$ olarak adlandırılır) bulunur.
- 2. Hibritleşme Neden Gerçekleşir?
- Karbon atomu, genellikle dört adet eşdeğer bağ oluşturma eğilimindedir (örneğin metan, $CH_4$ molekülünde). Ancak temel haldeki 2s ve 2p orbitalleri enerji ve şekil olarak birbirinden farklıdır.
- Dört eşdeğer bağ oluşturabilmek için, bu farklı orbitallerin birleşerek enerji ve şekil olarak özdeş yeni orbitaller oluşturması gerekir. Bu sürece hibritleşme denir.
- 3. $sp^3$ Hibritleşmesi:
- "$sp^3$" hibritleşmesi, bir 's' orbitali ile üç 'p' orbitalinin birleşerek yeni hibrit orbitaller oluşturması anlamına gelir.
- Karbon atomunun $sp^3$ hibritleşmesi sırasında, değerlik katmanındaki orbitallerden bir adet 2s orbitali ve üç adet 2p orbitali (yani $2p_x$, $2p_y$, $2p_z$ orbitallerinin tamamı) birleşir.
- Bu orbitaller birleşerek dört adet yeni ve özdeş $sp^3$ hibrit orbitali oluşturur.
- 4. Katılan Orbital Sayısı:
- Yukarıdaki açıklamadan da anlaşılacağı üzere, $sp^3$ hibritleşmesi için 1 adet 2s orbitali ve 3 adet 2p orbitali olmak üzere toplamda $1 + 3 = 4$ orbital katılır.
Bu nedenle, $sp^3$ hibritleşmesi sırasında karbon atomunun 2s ve 2p orbitallerinden toplam 4 tanesi hibrit orbital oluşumuna katılır.
Cevap D seçeneğidir.
