Aşağıdaki moleküllerden hangisinde kalıcı dipol moment bulunur? (Atom numaraları: $H: 1$, $B: 5$, $C: 6$, $O: 8$, $F: 9$, $Cl: 17$)
A) $CCl_4$
B) $CO_2$
C) $BF_3$
D) $Cl_2$
E) $H_2S$
Bir molekülün kalıcı dipol momente sahip olması için iki temel koşulu sağlaması gerekir:
- Molekül içinde polar (kutuplu) kovalent bağlar bulunmalıdır. Polar bağlar, bağ oluşturan atomlar arasındaki elektronegatiflik farkından kaynaklanır.
- Molekülün geometrisi, bu polar bağların dipol momentlerinin birbirini götürmeyecek şekilde asimetrik olmalıdır. Yani, bağ dipol momentlerinin vektörel toplamı sıfırdan farklı olmalıdır.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) $CCl_4$ (Karbon Tetraklorür):
- Merkez atom karbon (C) ve dört klor (Cl) atomuna bağlıdır.
- Karbon atomu üzerinde hiç ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- Molekül geometrisi düzgün dörtyüzlüdür (tetrahedral).
- C-Cl bağları polar bağlardır (Cl, C'den daha elektronegatiftir).
- Ancak, düzgün dörtyüzlü geometri son derece simetrik olduğu için, dört adet eşit C-Cl bağ dipol momenti birbirini vektörel olarak iptal eder. Bu nedenle, $CCl_4$ molekülünün net dipol momenti sıfırdır.
- B) $CO_2$ (Karbondioksit):
- Merkez atom karbon (C) ve iki oksijen (O) atomuna çift bağlarla bağlıdır.
- Karbon atomu üzerinde hiç ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- Molekül geometrisi doğrusaldır (linear).
- C=O bağları polar bağlardır (O, C'den daha elektronegatiftir).
- Doğrusal geometri nedeniyle, iki C=O bağ dipol momenti eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. Bu dipoller birbirini iptal eder. Bu nedenle, $CO_2$ molekülünün net dipol momenti sıfırdır.
- C) $BF_3$ (Bor Trifluorür):
- Merkez atom bor (B) ve üç flor (F) atomuna bağlıdır.
- Bor atomu üzerinde hiç ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- Molekül geometrisi üçgen düzlemseldir (trigonal planar).
- B-F bağları oldukça polar bağlardır (F, B'den çok daha elektronegatiftir).
- Üçgen düzlemsel geometri son derece simetrik olduğu için, üç adet eşit B-F bağ dipol momenti birbirini vektörel olarak iptal eder. Bu nedenle, $BF_3$ molekülünün net dipol momenti sıfırdır.
- D) $Cl_2$ (Klor):
- Bu bir diatomik (iki atomlu) moleküldür.
- İki klor atomu arasında tek bir kovalent bağ bulunur.
- İki atom da aynı elementten olduğu için elektronegatiflik farkı yoktur.
- Bu nedenle, Cl-Cl bağı apolar bir bağdır ve molekülün net dipol momenti sıfırdır.
- E) $H_2S$ (Hidrojen Sülfür):
- Merkez atom kükürt (S) ve iki hidrojen (H) atomuna bağlıdır.
- Kükürt atomu üzerinde iki adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
- Kükürt atomu üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftleri nedeniyle molekül geometrisi açısaldır (bent).
- S-H bağları polar bağlardır (S, H'den daha elektronegatiftir).
- Açısal geometri asimetrik olduğu için, iki S-H bağ dipol momenti birbirini iptal etmez. Ayrıca, kükürt atomu üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftleri de molekülün genel dipol momentine katkıda bulunur. Bu nedenle, $H_2S$ molekülünün kalıcı bir dipol momenti vardır.
Yukarıdaki analizlere göre, sadece $H_2S$ molekülü hem polar bağlara hem de asimetrik bir geometriye sahiptir, bu da ona kalıcı bir dipol moment kazandırır.
Cevap E seçeneğidir.
