Sevgili öğrenciler, bir atomun hibritleşme türünü belirlemek, o atomun kaç sigma bağı yaptığını ve kaç ortaklanmamış elektron çiftine sahip olduğunu anlamakla başlar. Bu bilgi, atomun geometrisini ve bağ açılarını tahmin etmemize yardımcı olur.
Hibritleşme türünü belirlemek için genellikle sterik sayı (veya sayısal değer) yöntemini kullanırız. Sterik sayı, bir merkez atom etrafındaki sigma bağlarının sayısı ile ortaklanmamış elektron çiftlerinin sayısının toplamıdır.
- Eğer sterik sayı 4 ise, atom $sp^3$ hibritleşmesi yapmıştır. (Örnek: Metan, $CH_4$)
- Eğer sterik sayı 3 ise, atom $sp^2$ hibritleşmesi yapmıştır. (Örnek: Eten, $C_2H_4$)
- Eğer sterik sayı 2 ise, atom $sp$ hibritleşmesi yapmıştır. (Örnek: Asetilen, $C_2H_2$)
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) $CH_4$ (Metan): Karbon atomu, dört hidrojen atomuyla dört adet tekli bağ (sigma bağı) yapar. Karbon atomunun ortaklanmamış elektron çifti yoktur. Sterik sayı = (4 sigma bağı) + (0 ortaklanmamış elektron çifti) = 4. Bu durumda karbon atomu $sp^3$ hibritleşmesi yapmıştır.
- B) $C_2H_2$ (Asetilen): Bu molekülde iki karbon atomu birbirine üçlü bağ ile bağlıdır ve her karbon atomu birer hidrojen atomuna tekli bağ ile bağlıdır. Yapısı $H-C\equiv C-H$ şeklindedir. Her bir karbon atomu için, diğer karbon atomuyla yaptığı üçlü bağda bir sigma ve iki pi bağı bulunur; ayrıca hidrojen atomuyla yaptığı tekli bağda bir sigma bağı bulunur. Her karbon atomunun toplamda 2 sigma bağı vardır (1 C-C sigma, 1 C-H sigma). Ortaklanmamış elektron çifti yoktur. Sterik sayı = (2 sigma bağı) + (0 ortaklanmamış elektron çifti) = 2. Bu durumda karbon atomu $sp$ hibritleşmesi yapmıştır.
- C) $C_2H_4$ (Eten): Bu molekülde iki karbon atomu birbirine ikili bağ ile bağlıdır ve her karbon atomu ikişer hidrojen atomuna tekli bağ ile bağlıdır. Yapısı $H_2C=CH_2$ şeklindedir. Her bir karbon atomu için, diğer karbon atomuyla yaptığı ikili bağda bir sigma ve bir pi bağı bulunur; ayrıca iki hidrojen atomuyla yaptığı tekli bağlarda iki sigma bağı bulunur. Her karbon atomunun toplamda 3 sigma bağı vardır (1 C-C sigma, 2 C-H sigma). Ortaklanmamış elektron çifti yoktur. Sterik sayı = (3 sigma bağı) + (0 ortaklanmamış elektron çifti) = 3. Bu durumda karbon atomu $sp^2$ hibritleşmesi yapmıştır.
- D) $NH_3$ (Amonyak): Bu molekül azot (N) ve hidrojen (H) atomlarından oluşur. Soru karbon atomunun hibritleşmesini sorduğu için bu seçenek doğrudan elenir. (Ek bilgi olarak: Amonyaktaki azot atomu 3 sigma bağ ve 1 ortaklanmamış elektron çiftine sahip olduğu için $sp^3$ hibritleşmesi yapar.)
Yukarıdaki analizler sonucunda, karbon atomunun $sp$ hibritleşmesi yaptığı molekülün $C_2H_2$ olduğu açıkça görülmektedir.
Cevap B seçeneğidir.
