Atom numaraları: $H(1)$, $C(6)$, $O(8)$
Buna göre, $CO_2$ molekülünün Lewis nokta yapısı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Karbon atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
B) Her bir oksijen atomu üzerinde $2$ adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
C) Molekülde toplam $4$ adet pi $(\pi)$ bağı bulunur.
D) Toplam $4$ adet bağlayıcı elektron çifti bulunur.
E) Karbon atomu oktet kuralına uyar.
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, $CO_2$ molekülünün Lewis nokta yapısını doğru bir şekilde çizerek, verilen ifadelerin hangisinin yanlış olduğunu bulmamız isteniyor. Adım adım ilerleyelim:
- 1. Toplam değerlik elektron sayısını bulalım:
- Atom numaralarından değerlik elektron sayılarını belirleyelim:
- Karbon ($C$): Atom numarası $6$. Elektron dizilimi $1s^2 2s^2 2p^2$. Son yörüngesinde $2+2=4$ değerlik elektronu bulunur.
- Oksijen ($O$): Atom numarası $8$. Elektron dizilimi $1s^2 2s^2 2p^4$. Son yörüngesinde $2+4=6$ değerlik elektronu bulunur.
- $CO_2$ molekülünde $1$ karbon ve $2$ oksijen atomu vardır.
- Toplam değerlik elektron sayısı = $(1 \times 4) + (2 \times 6) = 4 + 12 = 16$ elektron.
- 2. Merkez atomu belirleyelim ve iskelet yapıyı oluşturalım:
- Genellikle, tek sayıda bulunan veya daha az elektronegatif olan atom merkez atom olur. Burada karbon ($C$) merkez atomdur.
- İskelet yapı: $O - C - O$
- Bu iskelet yapı için $2$ adet tekli bağ kullanıldı, yani $2 \times 2 = 4$ elektron harcandı.
- Kalan elektron sayısı = $16 - 4 = 12$ elektron.
- 3. Kalan elektronları dış atomların oktetini tamamlamak için dağıtalım:
- Her bir oksijen atomunun tekli bağdan $2$ elektronu var. Oktetini tamamlamak için $6$ elektrona daha ihtiyacı var.
- Her bir oksijen atomuna $3$ ortaklanmamış elektron çifti (toplam $6$ elektron) yerleştirelim.
- $O$ (6 elektron) $C$ $O$ (6 elektron)
- Bu işlem için $2 \times 6 = 12$ elektron kullanıldı.
- Kalan elektron sayısı = $12 - 12 = 0$ elektron.
- 4. Atomların oktetlerini kontrol edelim ve gerekirse çoklu bağ oluşturalım:
- Her bir oksijen atomu: $2$ (bağdan) $+ 6$ (ortaklanmamış) $= 8$ elektron (oktet tamam).
- Karbon atomu: $2$ (bir bağdan) $+ 2$ (diğer bağdan) $= 4$ elektron (oktet tamam değil).
- Karbon atomunun oktetini tamamlamak için, her bir oksijen atomundan birer ortaklanmamış elektron çiftini karbon ile oksijen arasına kaydırarak çift bağ oluşturalım.
- Lewis yapısı: $O = C = O$
- Şimdi tekrar kontrol edelim:
- Her bir oksijen atomu: $4$ (çift bağdan) $+ 4$ (2 ortaklanmamış çift) $= 8$ elektron (oktet tamam).
- Karbon atomu: $4$ (bir çift bağdan) $+ 4$ (diğer çift bağdan) $= 8$ elektron (oktet tamam).
- Son Lewis yapısı: Her iki oksijen atomu üzerinde $2$ ortaklanmamış elektron çifti bulunan $O=C=O$ şeklindedir.
- Şimdi verilen ifadeleri inceleyelim:
- A) Karbon atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
- Çizdiğimiz Lewis yapısında karbon atomu üzerinde hiç ortaklanmamış elektron çifti yoktur. Bu ifade DOĞRUDUR.
- B) Her bir oksijen atomu üzerinde $2$ adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
- Çizdiğimiz Lewis yapısında her bir oksijen atomu üzerinde $2$ adet ortaklanmamış elektron çifti (toplam $4$ elektron) bulunur. Bu ifade DOĞRUDUR.
- C) Molekülde toplam $4$ adet pi $(\pi)$ bağı bulunur.
- Bir tekli bağda $1$ sigma $(\sigma)$ bağı bulunur.
- Bir çiftli bağda $1$ sigma $(\sigma)$ ve $1$ pi $(\pi)$ bağı bulunur.
- Bir üçlü bağda $1$ sigma $(\sigma)$ ve $2$ pi $(\pi)$ bağı bulunur.
- $CO_2$ molekülünde iki adet çift bağ ($O=C$ ve $C=O$) vardır.
- Her bir çift bağda $1$ pi $(\pi)$ bağı olduğuna göre, molekülde toplam $1+1=2$ adet pi $(\pi)$ bağı bulunur.
- Bu ifade, $4$ adet pi bağı bulunduğunu söylediği için YANLIŞTIR.
- D) Toplam $4$ adet bağlayıcı elektron çifti bulunur.
- Her bir çift bağ $2$ bağlayıcı elektron çifti içerir.
- $CO_2$ molekülünde iki adet çift bağ ($O=C$ ve $C=O$) olduğu için, toplam $2+2=4$ adet bağlayıcı elektron çifti bulunur. Bu ifade DOĞRUDUR.
- E) Karbon atomu oktet kuralına uyar.
- Karbon atomu, iki çift bağdan toplam $4+4=8$ elektron alarak oktetini tamamlamıştır. Bu ifade DOĞRUDUR.
Yukarıdaki analizlere göre, yanlış olan ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.
