VSEPR gösterimi (AXE) Test 1

CO₂ ve SO₂ molekülleri ile ilgili aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi yanlıştır?

A) CO₂ doğrusal, SO₂ açısal geometriye sahiptir
B) CO₂'nin VSEPR gösterimi AX₂, SO₂'ninki AX₂E'dir
C) Her iki molekül de polardır
D) CO₂'de hibritleşme sp, SO₂'de sp²'dir

Bu soruyu çözmek için, $CO_2$ ve $SO_2$ moleküllerinin Lewis yapılarını, VSEPR gösterimlerini, geometrilerini, hibritleşmelerini ve polarlıklarını ayrı ayrı incelememiz gerekmektedir.

• $CO_2$ (Karbon Dioksit) Molekülünün İncelenmesi:
  • Merkez atom karbon (C) atomudur. C atomu 4 değerlik elektronuna sahiptir. Her bir oksijen (O) atomu 6 değerlik elektronuna sahiptir. Toplam değerlik elektron sayısı $4 + 2 \times 6 = 16$'dır.
  • Lewis yapısı incelendiğinde, merkezdeki C atomunun her iki O atomuyla da çift bağ yaptığı görülür ($O=C=O$). C atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
  • Merkez atomdaki elektron bölgeleri: 2 bağlayıcı bölge (her çift bağ bir bölge sayılır). Ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
  • VSEPR gösterimi: $AX_2$ (A: merkez atom, X: bağlanan atom sayısı, E: ortaklanmamış elektron çifti sayısı).
  • Geometri: Doğrusal. Bağ açısı $180^\circ$'dir.
  • Hibritleşme: Merkez atomda 2 elektron bölgesi olduğu için $sp$ hibritleşmesi yapar.
  • Polarlık: C-O bağları polar olmasına rağmen, molekül doğrusal olduğu için bağ dipol momentleri birbirini zıt yönde ve eşit büyüklükte çeker ve net dipol momenti sıfır olur. Bu nedenle $CO_2$ molekülü apolardır.
• $SO_2$ (Kükürt Dioksit) Molekülünün İncelenmesi:
  • Merkez atom kükürt (S) atomudur. S atomu 6 değerlik elektronuna sahiptir. Her bir oksijen (O) atomu 6 değerlik elektronuna sahiptir. Toplam değerlik elektron sayısı $6 + 2 \times 6 = 18$'dir.
  • Lewis yapısı incelendiğinde, merkezdeki S atomunun iki O atomuna bağlı olduğu ve S atomu üzerinde bir adet ortaklanmamış elektron çifti bulunduğu görülür. (Rezonans yapıları mevcuttur, ancak VSEPR için merkez atomdaki elektron bölgeleri önemlidir.)
  • Merkez atomdaki elektron bölgeleri: 2 bağlayıcı bölge (iki O atomuna bağlı) + 1 ortaklanmamış elektron çifti = 3 elektron bölgesi.
  • VSEPR gösterimi: $AX_2E$.
  • Geometri: Açısal (kırık doğru). Ortaklanmamış elektron çifti, bağ açısını daraltarak moleküle açısal bir yapı kazandırır.
  • Hibritleşme: Merkez atomda 3 elektron bölgesi olduğu için $sp^2$ hibritleşmesi yapar.
  • Polarlık: S-O bağları polar. Molekül açısal olduğu için bağ dipol momentleri birbirini tamamen götürmez ve ortaklanmamış elektron çifti de molekülün polaritesine katkıda bulunur. Net dipol momenti sıfırdan farklıdır. Bu nedenle $SO_2$ molekülü polardır.
• Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
  • A) $CO_2$ doğrusal, $SO_2$ açısal geometriye sahiptir: Yukarıdaki analizlerimize göre, $CO_2$ doğrusal, $SO_2$ ise açısal geometriye sahiptir. Bu ifade doğrudur.
  • B) $CO_2$'nin VSEPR gösterimi $AX_2$, $SO_2$'ninki $AX_2E$'dir: Yukarıdaki analizlerimize göre, $CO_2$'nin VSEPR gösterimi $AX_2$, $SO_2$'ninki ise $AX_2E$'dir. Bu ifade doğrudur.
  • C) Her iki molekül de polardır: Yukarıdaki analizlerimize göre, $CO_2$ apolar bir moleküldür, $SO_2$ ise polar bir moleküldür. Dolayısıyla, her iki molekülün de polar olduğu ifadesi yanlıştır.
  • D) $CO_2$'de hibritleşme $sp$, $SO_2$'de $sp^2$'dir: Yukarıdaki analizlerimize göre, $CO_2$'de merkez atom $sp$ hibritleşmesi, $SO_2$'de ise merkez atom $sp^2$ hibritleşmesi yapar. Bu ifade doğrudur.

Yanlış olan karşılaştırma C seçeneğinde verilmiştir.

Cevap C seçeneğidir.