Etan ($C_2H_6$) molekülündeki karbon atomlarının özelliklerini adım adım inceleyelim:
-
Molekülün Yapısı ve Hibritleşme:
Etan molekülünün Lewis yapısını düşündüğümüzde, iki karbon atomu birbirine tek bağ ile bağlıdır ve her karbon atomu üçer hidrojen atomuna tek bağ ile bağlıdır. Yani, her bir karbon atomu toplamda 4 adet tek bağ (1 C-C bağı ve 3 C-H bağı) oluşturur. Bu bağların hepsi sigma bağıdır ve karbon atomları üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz. Bir atomun etrafındaki elektron grubu sayısı (sigma bağları + ortaklanmamış elektron çiftleri) 4 olduğunda, o atom $sp^3$ hibritleşmesi yapar. Etan molekülündeki her karbon atomu için bu sayı 4 olduğundan, karbon atomları $sp^3$ hibritleşmesi yaparlar.
Bu nedenle, I. ifade doğrudur.
-
Bağ Açıları:
$sp^3$ hibritleşmesi yapan bir merkez atom, etrafındaki atomları veya grupları uzayda düzgün dörtyüzlü (tetrahedral) bir geometriyle düzenler. Düzgün dörtyüzlü geometrideki ideal bağ açısı $109.5^\circ$'dir. Etan molekülündeki karbon atomları $sp^3$ hibritleşmesi yaptığı için, C-C-H ve H-C-H bağ açıları yaklaşık olarak $109.5^\circ$'dir.
Bu nedenle, II. ifade doğrudur.
-
Molekül Geometrisi:
$sp^3$ hibritleşmesi yapan bir merkez atomun etrafındaki gruplar düzgün dörtyüzlü bir düzenleme sergiler. Bu yapı, adından da anlaşılacağı gibi, üç boyutlu bir yapıdır ve düzlemsel değildir. Etan molekülü, iki adet $sp^3$ hibritleşmiş karbon atomunun birbirine bağlanmasıyla oluşan, iki dörtyüzlünün birleşimi gibi düşünülebilecek üç boyutlu bir yapıdır. Moleküldeki tüm atomlar aynı düzlemde bulunmaz. Örneğin, bir karbon atomu ve ona bağlı üç hidrojen atomu düzlemsel bir yapı oluşturmaz, dörtyüzlü bir yapı oluşturur. Düzlemsel moleküllere örnek olarak etilen ($C_2H_4$) veya benzen ($C_6H_6$) verilebilir. Etan molekülü düzlemsel değildir.
Bu nedenle, III. ifade yanlıştır.
Yukarıdaki analizler sonucunda, I ve II. ifadelerin doğru, III. ifadenin ise yanlış olduğu görülmektedir.
Cevap B seçeneğidir.
