Aşağıdaki moleküllerden hangisinin Lewis yapısında ortaklanmamış (eşleşmemiş) elektron çifti bulunmaz? (Atom numaraları: $H:1, C:6, N:7, O:8, F:9$)
A) $H_2O$Bu soruda, verilen moleküllerin Lewis yapılarını çizerek ortaklanmamış (eşleşmemiş) elektron çifti olup olmadığını belirlememiz isteniyor. Ortaklanmamış elektron çiftleri, bir atomun bağ yapımına katılmayan değerlik elektronlarıdır. Bir molekülün Lewis yapısını çizerken, öncelikle tüm atomların değerlik elektron sayılarını toplarız. Ardından, atomları birbirine bağlayarak ve kalan elektronları ortaklanmamış çiftler halinde dağıtarak her atomun oktet (veya dublet, hidrojen için) kuralına uymasını sağlarız.
Her bir molekül için Lewis yapısını adım adım inceleyelim:
Oksijen ($O$) atomu 6 değerlik elektronuna, Hidrojen ($H$) atomu ise 1 değerlik elektronuna sahiptir. Toplam değerlik elektron sayısı $2 \times 1 + 6 = 8$'dir.
Merkez atom oksijendir. Oksijen, iki hidrojen atomuyla birer tekli bağ oluşturur. Bu bağlar için $2 \times 2 = 4$ elektron kullanılır. Geriye kalan $8 - 4 = 4$ elektron, oksijen atomu üzerinde iki ortaklanmamış elektron çifti olarak yer alır. Yani, $H-\ddot{O}-H$ yapısında oksijen üzerinde 2 ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
Azot ($N$) atomu 5 değerlik elektronuna, Hidrojen ($H$) atomu ise 1 değerlik elektronuna sahiptir. Toplam değerlik elektron sayısı $5 + 3 \times 1 = 8$'dir.
Merkez atom azottur. Azot, üç hidrojen atomuyla birer tekli bağ oluşturur. Bu bağlar için $3 \times 2 = 6$ elektron kullanılır. Geriye kalan $8 - 6 = 2$ elektron, azot atomu üzerinde bir ortaklanmamış elektron çifti olarak yer alır. Yani, $\ddot{N}H_3$ yapısında azot üzerinde 1 ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
Karbon ($C$) atomu 4 değerlik elektronuna, Hidrojen ($H$) atomu ise 1 değerlik elektronuna sahiptir. Toplam değerlik elektron sayısı $4 + 4 \times 1 = 8$'dir.
Merkez atom karbondur. Karbon, dört hidrojen atomuyla birer tekli bağ oluşturur. Bu bağlar için $4 \times 2 = 8$ elektron kullanılır. Geriye kalan $8 - 8 = 0$ elektron olduğu için, karbon atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz. Hidrojen atomları da sadece bir bağ yaptıkları için ortaklanmamış elektron çifti bulundurmazlar. Yani, $H-\underset{\overset{H}{|}}{C}-H$ yapısında hiçbir atom üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
Hidrojen ($H$) atomu 1 değerlik elektronuna, Flor ($F$) atomu ise 7 değerlik elektronuna sahiptir. Toplam değerlik elektron sayısı $1 + 7 = 8$'dir.
Hidrojen ile flor arasında bir tekli bağ oluşur. Bu bağ için $1 \times 2 = 2$ elektron kullanılır. Geriye kalan $8 - 2 = 6$ elektron, flor atomu üzerinde üç ortaklanmamış elektron çifti olarak yer alır. Yani, $H-\ddot{\ddot{F}}:$ yapısında flor üzerinde 3 ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
Her bir oksijen ($O$) atomu 6 değerlik elektronuna sahiptir. Toplam değerlik elektron sayısı $2 \times 6 = 12$'dir.
İki oksijen atomu arasında bir çift bağ ($O=O$) oluşur. Bu bağ için $2 \times 2 = 4$ elektron kullanılır. Geriye kalan $12 - 4 = 8$ elektron, her bir oksijen atomu üzerinde ikişer ortaklanmamış elektron çifti olarak yer alır ($4$ elektron sol $O$'ya, $4$ elektron sağ $O$'ya). Yani, $: \ddot{O} = \ddot{O} :$ yapısında her bir oksijen atomu üzerinde 2 ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
Yukarıdaki incelemeler sonucunda, sadece $CH_4$ molekülünün Lewis yapısında ortaklanmamış elektron çifti bulunmadığı görülmektedir.
Cevap C seçeneğidir.
