9. sınıf kimya 2. dönem 1. yazılı 1. Senaryo Test 1

Aşağıdaki moleküllerden hangisi apolar bir yapıya sahiptir?
(Atom numaraları: $H:1$, $C:6$, $N:7$, $O:8$, $F:9$, $Cl:17$)

A) $H_2O$

B) $NH_3$

C) $HCl$

D) $CCl_4$

E) $CH_3Cl$

Bir molekülün apolar (kutupsuz) olup olmadığını belirlemek için iki temel faktöre bakarız:

• Bağ Polarlığı: Molekülü oluşturan atomlar arasındaki elektronegatiflik farkı. Eğer fark varsa, bağ polardır. Örneğin, elektronegatiflik farkı $0.4$ ile $1.7$ arasında olan bağlar genellikle polar kabul edilir.
• Molekül Geometrisi: Molekülün uzaydaki şekli. Bağlar polar olsa bile, molekül simetrik bir yapıya sahipse ve bağ dipolleri (kısmi yüklerin oluşturduğu yönlü vektörler) birbirini dengeliyorsa, molekül apolar olur. Merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti bulunması veya merkeze bağlı atomların farklı olması genellikle molekülü polar yapar.

Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:

• A) $H_2O$ (Su):

  Oksijen (O) ve Hidrojen (H) atomları arasında elektronegatiflik farkı büyüktür (O: $3.44$, H: $2.20$), bu yüzden O-H bağları polardır.

  Merkez atom olan oksijenin üzerinde iki çift ortaklanmamış elektron bulunur. Bu elektron çiftleri ve iki H atomu, moleküle açısal (V-şekilli) bir geometri verir.

  Açısal geometri nedeniyle bağ dipolleri birbirini dengeleyemez ve molekülün net bir dipol momenti olur. Bu nedenle $H_2O$ polardır.

• B) $NH_3$ (Amonyak):

  Azot (N) ve Hidrojen (H) atomları arasında elektronegatiflik farkı vardır (N: $3.04$, H: $2.20$), bu yüzden N-H bağları polardır.

  Merkez atom olan azotun üzerinde bir çift ortaklanmamış elektron bulunur. Bu elektron çifti ve üç H atomu, moleküle üçgen piramit bir geometri verir.

  Üçgen piramit geometri nedeniyle bağ dipolleri birbirini dengeleyemez ve molekülün net bir dipol momenti olur. Bu nedenle $NH_3$ polardır.

• C) $HCl$ (Hidrojen Klorür):

  Hidrojen (H) ve Klor (Cl) atomları arasında elektronegatiflik farkı vardır (Cl: $3.16$, H: $2.20$), bu yüzden H-Cl bağı polardır.

  İki atomlu moleküller her zaman doğrusal yapıya sahiptir.

  Tek bir polar bağ içerdiği için, bu bağın dipol momenti molekülün toplam dipol momentini oluşturur. Bu nedenle $HCl$ polardır.

• D) $CCl_4$ (Karbon Tetraklorür):

  Karbon (C) ve Klor (Cl) atomları arasında elektronegatiflik farkı vardır (Cl: $3.16$, C: $2.55$), bu yüzden C-Cl bağları polardır.

  Merkez atom olan karbonun üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz ve dört adet klor atomu merkeze simetrik olarak bağlanır. Bu durum moleküle düzgün dörtyüzlü (tetrahedral) bir geometri verir.

  Düzgün dörtyüzlü ve simetrik geometri nedeniyle, her ne kadar C-Cl bağları polar olsa da, bu bağların dipol momentleri uzayda birbirini tam olarak dengeleyerek molekülün net dipol momentini sıfır yapar. Bu nedenle $CCl_4$ apolardır.

• E) $CH_3Cl$ (Klorometan):

  Karbon (C) ve Hidrojen (H) arasındaki elektronegatiflik farkı azdır (C: $2.55$, H: $2.20$), C-H bağları genellikle apolar kabul edilebilir. Ancak Karbon (C) ve Klor (Cl) arasındaki elektronegatiflik farkı büyüktür (Cl: $3.16$, C: $2.55$), bu yüzden C-Cl bağı polardır.

  Merkez atom olan karbonun üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz. Molekül düzgün dörtyüzlü bir geometriye sahiptir.

  Ancak, merkeze bağlı atomlar farklıdır (üç H ve bir Cl). Bu farklılık nedeniyle bağ dipolleri birbirini dengeleyemez. Özellikle polar C-Cl bağının etkisiyle molekülün net bir dipol momenti oluşur. Bu nedenle $CH_3Cl$ polardır.

Yukarıdaki analizlere göre, $CCl_4$ molekülü apolar bir yapıya sahiptir.

Cevap D seçeneğidir.