Aşağıdaki moleküllerden hangisinin Lewis nokta yapısı yanlış gösterilmiştir? (Atom numaraları: $H(1)$, $C(6)$, $N(7)$, $O(8)$)
A) $NH_3$ molekülünde azot atomu üzerinde $1$ çift ortaklanmamış elektron, $3$ adet $N-H$ tekli bağı bulunur.
B) $CH_4$ molekülünde karbon atomu üzerinde ortaklanmamış elektron bulunmaz, $4$ adet $C-H$ tekli bağı bulunur.
C) $O_2$ molekülünde oksijen atomları arasında ikili bağ bulunur ve her bir oksijen atomu üzerinde $2$ çift ortaklanmamış elektron bulunur.
D) $H_2O$ molekülünde oksijen atomu üzerinde $2$ çift ortaklanmamış elektron, $2$ adet $O-H$ tekli bağı bulunur.
E) $CO$ molekülünde karbon atomu üzerinde $1$ çift ortaklanmamış elektron, oksijen atomu üzerinde $2$ çift ortaklanmamış elektron ve $C$ ile $O$ arasında üçlü bağ bulunur.
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, verilen moleküllerin Lewis nokta yapılarının doğru gösterilip gösterilmediğini kontrol etmemiz isteniyor. Lewis nokta yapıları, bir moleküldeki atomlar arasındaki bağları ve ortaklanmamış elektron çiftlerini gösteren diyagramlardır. Her bir seçeneği adım adım inceleyelim ve doğru Lewis yapısını belirleyelim.
- Lewis Yapısı Çizim Kuralları Hatırlatması:
- Moleküldeki tüm atomların değerlik elektron sayılarını toplayarak toplam değerlik elektron sayısını buluruz.
- Merkez atomu belirleriz (genellikle tek olan veya en az elektronegatif olan atom).
- Merkez atom ile diğer atomlar arasına tekli bağlar çizerek iskelet yapıyı oluştururuz.
- Kalan değerlik elektronlarını, önce dıştaki atomların oktetini (hidrojen için dubletini) tamamlayacak şekilde, sonra merkez atomun oktetini tamamlayacak şekilde ortaklanmamış elektron çiftleri (yalın çiftler) olarak yerleştiririz.
- Eğer merkez atomun okteti tamamlanmazsa, dıştaki atomlardan ortaklanmamış elektron çiftlerini kullanarak çoklu bağlar (ikili veya üçlü) oluştururuz.
- A) $NH_3$ (Amonyak) Molekülü:
- Azot ($N$) atomunun değerlik elektron sayısı $5$'tir. Her bir hidrojen ($H$) atomunun değerlik elektron sayısı $1$'dir. Toplam değerlik elektron sayısı: $5 + (3 \times 1) = 8$.
- Merkez atom azottur ($N$). Azot ile üç hidrojen atomu arasına tekli bağlar çizeriz. Bu $3$ bağ için $3 \times 2 = 6$ elektron kullanılır.
- Kalan elektron sayısı: $8 - 6 = 2$. Bu $2$ elektron, azot atomu üzerinde $1$ çift ortaklanmamış elektron olarak yer alır.
- Azot atomu $3$ bağdan $6$ elektron ve $1$ ortaklanmamış çiftten $2$ elektron olmak üzere toplam $8$ elektrona (oktet) sahiptir. Her bir hidrojen atomu ise $1$ bağdan $2$ elektrona (dublet) sahiptir. Yapı doğrudur.
- Seçenekteki ifade: "azot atomu üzerinde $1$ çift ortaklanmamış elektron, $3$ adet $N-H$ tekli bağı bulunur." Bu ifade doğrudur.
- B) $CH_4$ (Metan) Molekülü:
- Karbon ($C$) atomunun değerlik elektron sayısı $4$'tür. Her bir hidrojen ($H$) atomunun değerlik elektron sayısı $1$'dir. Toplam değerlik elektron sayısı: $4 + (4 \times 1) = 8$.
- Merkez atom karbondur ($C$). Karbon ile dört hidrojen atomu arasına tekli bağlar çizeriz. Bu $4$ bağ için $4 \times 2 = 8$ elektron kullanılır.
- Kalan elektron sayısı: $8 - 8 = 0$. Karbon atomu üzerinde ortaklanmamış elektron bulunmaz.
- Karbon atomu $4$ bağdan $8$ elektrona (oktet) sahiptir. Her bir hidrojen atomu ise $1$ bağdan $2$ elektrona (dublet) sahiptir. Yapı doğrudur.
- Seçenekteki ifade: "karbon atomu üzerinde ortaklanmamış elektron bulunmaz, $4$ adet $C-H$ tekli bağı bulunur." Bu ifade doğrudur.
- C) $O_2$ (Oksijen) Molekülü:
- Her bir oksijen ($O$) atomunun değerlik elektron sayısı $6$'dır. Toplam değerlik elektron sayısı: $2 \times 6 = 12$.
- İki oksijen atomu arasına önce tekli bağ çizeriz. Bu $1$ bağ için $2$ elektron kullanılır. Kalan elektron sayısı: $12 - 2 = 10$.
- Kalan $10$ elektronu, her bir oksijen atomunun oktetini tamamlayacak şekilde dağıtırız. Her bir oksijen atomuna $3$ çift (toplam $6$ elektron) ortaklanmamış elektron verirsek, toplam $12$ elektron kullanmış oluruz ki bu, kalan elektron sayısından ($10$) fazladır.
- Doğru dağılım için: Her bir oksijen atomuna $2$ çift (toplam $4$ elektron) ortaklanmamış elektron verirsek, toplam $8$ elektron kullanmış oluruz. Bu durumda her bir oksijen atomu $1$ bağdan $2$ elektron ve $2$ ortaklanmamış çiftten $4$ elektron olmak üzere toplam $6$ elektrona sahip olur. Oktetleri tamamlanmamıştır.
- Bu durumda, oksijen atomları arasında bir ortaklanmamış elektron çiftini daha bağ oluşturmak için kullanırız ve ikili bağ oluştururuz ($O=O$). Bu $2$ bağ için $2 \times 2 = 4$ elektron kullanılır.
- Kalan elektron sayısı: $12 - 4 = 8$. Bu $8$ elektronu, her bir oksijen atomuna $2$ çift (toplam $4$ elektron) ortaklanmamış elektron olarak dağıtırız.
- Her bir oksijen atomu $2$ bağdan $4$ elektron ve $2$ ortaklanmamış çiftten $4$ elektron olmak üzere toplam $8$ elektrona (oktet) sahiptir. Yapı doğrudur.
- Seçenekteki ifade: "oksijen atomları arasında ikili bağ bulunur ve her bir oksijen atomu üzerinde $2$ çift ortaklanmamış elektron bulunur." Bu ifade doğrudur.
- D) $H_2O$ (Su) Molekülü:
- Oksijen ($O$) atomunun değerlik elektron sayısı $6$'dır. Her bir hidrojen ($H$) atomunun değerlik elektron sayısı $1$'dir. Toplam değerlik elektron sayısı: $6 + (2 \times 1) = 8$.
- Merkez atom oksijendir ($O$). Oksijen ile iki hidrojen atomu arasına tekli bağlar çizeriz. Bu $2$ bağ için $2 \times 2 = 4$ elektron kullanılır.
- Kalan elektron sayısı: $8 - 4 = 4$. Bu $4$ elektron, oksijen atomu üzerinde $2$ çift ortaklanmamış elektron olarak yer alır.
- Oksijen atomu $2$ bağdan $4$ elektron ve $2$ ortaklanmamış çiftten $4$ elektron olmak üzere toplam $8$ elektrona (oktet) sahiptir. Her bir hidrojen atomu ise $1$ bağdan $2$ elektrona (dublet) sahiptir. Yapı doğrudur.
- Seçenekteki ifade: "oksijen atomu üzerinde $2$ çift ortaklanmamış elektron, $2$ adet $O-H$ tekli bağı bulunur." Bu ifade doğrudur.
- E) $CO$ (Karbon Monoksit) Molekülü:
- Karbon ($C$) atomunun değerlik elektron sayısı $4$'tür. Oksijen ($O$) atomunun değerlik elektron sayısı $6$'dır. Toplam değerlik elektron sayısı: $4 + 6 = 10$.
- Karbon ve oksijen atomları arasına önce tekli bağ çizeriz. Bu $1$ bağ için $2$ elektron kullanılır. Kalan elektron sayısı: $10 - 2 = 8$.
- Kalan $8$ elektronu dağıtırız: Oksijen daha elektronegatif olduğu için öncelikle oksijenin oktetini tamamlarız. Oksijene $3$ çift ($6$ elektron) ortaklanmamış elektron veririz. Kalan $2$ elektronu karbona $1$ çift ortaklanmamış elektron olarak veririz.
- Bu durumda: Oksijen $1$ bağdan $2$ elektron ve $3$ ortaklanmamış çiftten $6$ elektron olmak üzere toplam $8$ elektrona (oktet) sahiptir. Karbon ise $1$ bağdan $2$ elektron ve $1$ ortaklanmamış çiftten $2$ elektron olmak üzere toplam $4$ elektrona sahiptir (oktetini tamamlamamıştır).
- Karbonun oktetini tamamlamak için, oksijen üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftlerinden birini karbon ile oksijen arasına kaydırarak ikili bağ oluştururuz. Şimdi $C=O$ yapısı oluşur.
- Bu durumda: Karbon $2$ bağdan $4$ elektron ve $1$ ortaklanmamış çiftten $2$ elektron olmak üzere toplam $6$ elektrona sahiptir (hala oktetini tamamlamamıştır). Oksijen ise $2$ bağdan $4$ elektron ve $2$ ortaklanmamış çiftten $4$ elektron olmak üzere toplam $8$ elektrona (oktet) sahiptir.
- Karbonun oktetini tamamlamak için, oksijen üzerindeki kalan ortaklanmamış elektron çiftlerinden birini daha karbon ile oksijen arasına kaydırarak üçlü bağ oluştururuz. Şimdi $C \equiv O$ yapısı oluşur.
- Bu durumda: Karbon $3$ bağdan $6$ elektron ve $1$ ortaklanmamış çiftten $2$ elektron olmak üzere toplam $8$ elektrona (oktet) sahiptir. Oksijen ise $3$ bağdan $6$ elektron ve $1$ ortaklanmamış çiftten $2$ elektron olmak üzere toplam $8$ elektrona (oktet) sahiptir.
- Doğru Lewis yapısı: Karbon ile oksijen arasında üçlü bağ ($C \equiv O$), karbon atomu üzerinde $1$ çift ortaklanmamış elektron, oksijen atomu üzerinde $1$ çift ortaklanmamış elektron bulunur.
- Seçenekteki ifade: "karbon atomu üzerinde $1$ çift ortaklanmamış elektron, oksijen atomu üzerinde $2$ çift ortaklanmamış elektron ve $C$ ile $O$ arasında üçlü bağ bulunur." Bu ifadeye göre oksijen atomu üzerinde $2$ çift ortaklanmamış elektron olduğu belirtilmiştir, ancak doğru yapıda $1$ çift ortaklanmamış elektron olmalıdır. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki analizlere göre, E seçeneğinde verilen $CO$ molekülünün Lewis nokta yapısı yanlış gösterilmiştir.
Cevap E seçeneğidir.
