Aşağıda verilen moleküllerden hangisinin Lewis nokta yapısı yanlış gösterilmiştir? (Atom numaraları: $H: 1$, $C: 6$, $N: 7$, $O: 8$, $F: 9$)
A) $H_2O$: $\text{H-}\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}\text{-H}$ (Oksijen üzerinde 2 çift ortaklanmamış elektron)
B) $CO_2$: $\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}\text{::C::}\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}$ (Her oksijen üzerinde 2 çift ortaklanmamış elektron)
C) $N_2$: $\underset{\cdot\cdot}{\text{N}}\text{:::N}$ (Her azot üzerinde 1 çift ortaklanmamış elektron)
D) $CH_4$: $\text{H-}\underset{\text{H}}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}\text{-H}$ (Karbon üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yok)
E) $HF$: $\text{H-}\underset{\cdot\cdot}{\text{F}}$ (Flor üzerinde 3 çift ortaklanmamış elektron)
Merhaba sevgili öğrenciler! Lewis nokta yapıları, moleküllerdeki atomlar arasındaki bağları ve ortaklanmamış elektron çiftlerini gösteren önemli bir kimyasal gösterimdir. Bir molekülün Lewis yapısını doğru çizebilmek için atomların değerlik elektron sayılarını bilmek ve oktet kuralına (hidrojen için dublet kuralı) uymak esastır. Şimdi, verilen seçenekleri adım adım inceleyelim ve hangi molekülün Lewis yapısının yanlış gösterildiğini bulalım.
- Genel Kural: Bir molekülün Lewis yapısını çizerken, öncelikle tüm atomların toplam değerlik elektron sayısını buluruz. Ardından, atomlar arasında tekli bağlar oluştururuz. Kalan elektronları, önce dış atomların oktetini tamamlayacak şekilde (hidrojen için dublet) ortaklanmamış elektron çiftleri olarak yerleştiririz. Eğer merkez atomun okteti tamamlanmazsa, dış atomlardaki ortaklanmamış elektron çiftlerini kullanarak çoklu bağlar (çift veya üçlü bağlar) oluştururuz.
- A) $H_2O$ (Su):
- Hidrojen ($H$) atom numarası $1$, değerlik elektron sayısı $1$. Oksijen ($O$) atom numarası $8$, değerlik elektron sayısı $6$.
- Toplam değerlik elektron sayısı: $(2 \times 1) + 6 = 8$.
- Oksijen merkez atomdur. İki hidrojen atomu oksijene tekli bağlarla bağlanır: $H-O-H$. Bu bağlar için $2 \times 2 = 4$ elektron kullanıldı.
- Kalan elektron sayısı: $8 - 4 = 4$.
- Bu $4$ elektron (2 çift) oksijen atomunun üzerine ortaklanmamış elektron çiftleri olarak yerleştirilir.
- Yapı: $\text{H-}\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}\text{-H}$ (Oksijen üzerinde 2 çift ortaklanmamış elektron). Oksijenin okteti ($2+4+2=8$) ve hidrojenlerin dubletleri ($2$) tamamlanmıştır.
- Bu gösterim doğrudur.
- B) $CO_2$ (Karbondioksit):
- Karbon ($C$) atom numarası $6$, değerlik elektron sayısı $4$. Oksijen ($O$) atom numarası $8$, değerlik elektron sayısı $6$.
- Toplam değerlik elektron sayısı: $4 + (2 \times 6) = 16$.
- Karbon merkez atomdur. İki oksijen atomu karbona tekli bağlarla bağlanır: $O-C-O$. Bu bağlar için $2 \times 2 = 4$ elektron kullanıldı.
- Kalan elektron sayısı: $16 - 4 = 12$.
- Bu $12$ elektron, önce dış atomlar olan oksijenlerin oktetini tamamlamak için kullanılır. Her oksijen atomuna $3$ çift (6 elektron) yerleştirilir.
- Şu anki durumda karbonun okteti tamamlanmamıştır (sadece $4$ elektronu var). Oksijenlerin oktetleri tamamlanmıştır. Karbonun oktetini tamamlamak için her bir oksijenden birer ortaklanmamış elektron çifti, karbon ile oksijen arasına çift bağ olarak kaydırılır.
- Yapı: $\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}\text{::C::}\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}$ (Her oksijen üzerinde 2 çift ortaklanmamış elektron). Karbonun okteti ($4+4=8$) ve oksijenlerin oktetleri ($4+4=8$) tamamlanmıştır.
- Bu gösterim doğrudur.
- C) $N_2$ (Azot):
- Azot ($N$) atom numarası $7$, değerlik elektron sayısı $5$.
- Toplam değerlik elektron sayısı: $2 \times 5 = 10$.
- İki azot atomu arasında tekli bağ oluşturulur: $N-N$. Bu bağ için $2$ elektron kullanıldı.
- Kalan elektron sayısı: $10 - 2 = 8$.
- Bu $8$ elektron, her bir azot atomuna $2$ çift (4 elektron) olarak yerleştirilir.
- Şu anki durumda her azot atomunun $2$ bağ elektronu ve $4$ ortaklanmamış elektronu olmak üzere toplam $6$ elektronu vardır. Oktetleri tamamlanmamıştır. Her azot atomunun oktetini tamamlamak için, her bir azottan birer ortaklanmamış elektron çifti, azotlar arasına kaydırılarak üçlü bağ oluşturulur.
- Yapı: $\underset{\cdot\cdot}{\text{N}}\text{:::N}$ (Her azot üzerinde 1 çift ortaklanmamış elektron). Her azotun okteti ($6+2=8$) tamamlanmıştır.
- Bu gösterim doğrudur.
- D) $CH_4$ (Metan):
- Karbon ($C$) atom numarası $6$, değerlik elektron sayısı $4$. Hidrojen ($H$) atom numarası $1$, değerlik elektron sayısı $1$.
- Toplam değerlik elektron sayısı: $4 + (4 \times 1) = 8$.
- Karbon merkez atomdur. Dört hidrojen atomu karbona tekli bağlarla bağlanır: $\text{H-}\underset{\text{H}}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}\text{-H}$. Bu bağlar için $4 \times 2 = 8$ elektron kullanıldı.
- Kalan elektron sayısı: $8 - 8 = 0$.
- Karbon üzerinde ortaklanmamış elektron çifti kalmamıştır. Karbonun okteti ($4 \times 2 = 8$) ve hidrojenlerin dubletleri ($2$) tamamlanmıştır.
- Bu gösterim doğrudur.
- E) $HF$ (Hidrojen florür):
- Hidrojen ($H$) atom numarası $1$, değerlik elektron sayısı $1$. Flor ($F$) atom numarası $9$, değerlik elektron sayısı $7$.
- Toplam değerlik elektron sayısı: $1 + 7 = 8$.
- Hidrojen ve flor arasında tekli bağ oluşturulur: $H-F$. Bu bağ için $2$ elektron kullanıldı.
- Kalan elektron sayısı: $8 - 2 = 6$.
- Bu $6$ elektron (3 çift), flor atomunun üzerine ortaklanmamış elektron çiftleri olarak yerleştirilir.
- Doğru yapı: $\text{H-}\underset{\cdot\cdot}{\overset{\cdot\cdot}{\text{F}}}\text{:\cdot}$ (Flor üzerinde 3 çift ortaklanmamış elektron). Hidrojenin dubleti ($2$) ve florun okteti ($2+6=8$) tamamlanmıştır.
- Seçenekte verilen gösterim: $\text{H-}\underset{\cdot\cdot}{\text{F}}$. Bu gösterimde flor üzerinde sadece 1 çift ortaklanmamış elektron (2 elektron) gösterilmiştir. Ancak açıklama kısmında "Flor üzerinde 3 çift ortaklanmamış elektron" ifadesi yer almaktadır. Görsel gösterim, açıklama ile çelişmekte ve flor atomunun oktetini tamamlamamaktadır. Florun oktetini tamamlaması için 3 çift ortaklanmamış elektrona sahip olması gerekir. Bu nedenle, görsel gösterim yanlıştır.
Yukarıdaki analizlere göre, E seçeneğinde verilen $HF$ molekülünün Lewis nokta yapısı görsel olarak yanlış gösterilmiştir.
Cevap E seçeneğidir.
