Moleküllerin apolar olup olmadığını belirlemek için hem bağların polarlığına (atomlar arasındaki elektronegatiflik farkı) hem de molekülün genel geometrisine bakmamız gerekir. Bir molekülün apolar olması için ya hiç polar bağ içermemesi ya da polar bağlar içermesine rağmen molekülün simetrik bir yapıya sahip olması ve bağ dipollerinin birbirini götürmesi (net dipol momentinin sıfır olması) gerekir.
Şimdi her bir seçeneği adım adım inceleyelim:
Oksijen (O) ve Hidrojen (H) arasındaki elektronegatiflik farkı ($3.44 - 2.20 = 1.24$) oldukça büyüktür, bu nedenle O-H bağları polardır. Oksijen atomu üzerinde iki çift ortaklanmamış elektron bulunur. Bu elektron çiftleri ve iki H atomu, VSEPR teorisine göre moleküle bükülmüş (açısal) bir geometri kazandırır. Bükülmüş geometri nedeniyle O-H bağ dipolleri birbirini götürmez ve molekülün net bir dipol momenti oluşur. Bu nedenle $H_2O$ polardır.
Azot (N) ve Hidrojen (H) arasındaki elektronegatiflik farkı ($3.04 - 2.20 = 0.84$) belirgindir, bu nedenle N-H bağları polardır. Azot atomu üzerinde bir çift ortaklanmamış elektron bulunur. Bu elektron çifti ve üç H atomu, moleküle üçgen piramit bir geometri kazandırır. Üçgen piramit geometri nedeniyle N-H bağ dipolleri birbirini götürmez ve molekülün net bir dipol momenti oluşur. Bu nedenle $NH_3$ polardır.
Karbon (C) ve Hidrojen (H) arasındaki elektronegatiflik farkı ($2.55 - 2.20 = 0.35$) çok küçüktür, bu da C-H bağlarını zayıf polar yapar. Ancak daha da önemlisi, merkezdeki karbon atomu dört hidrojen atomuna bağlanmıştır ve üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur. Bu durum, moleküle düzgün dörtyüzlü (tetrahedral) ve oldukça simetrik bir geometri kazandırır. Bu simetrik yapı sayesinde, C-H bağlarının zayıf dipolleri birbirini tam olarak götürür ve molekülün net dipol momenti sıfır olur. Bu nedenle $CH_4$ apolardır.
Hidrojen (H) ve Klor (Cl) arasındaki elektronegatiflik farkı ($3.16 - 2.20 = 0.96$) belirgindir, bu nedenle H-Cl bağı polardır. İki atomlu bir molekül olduğu için doğrusal bir geometriye sahiptir ve tek bir polar bağın dipol momenti, molekülün net dipol momentini oluşturur. Bu nedenle $HCl$ polardır.
Hidrojen (H) ve Flor (F) arasındaki elektronegatiflik farkı ($3.98 - 2.20 = 1.78$) çok büyüktür, bu da H-F bağını çok polar yapar. İki atomlu bir molekül olduğu için doğrusal bir geometriye sahiptir ve tek bir çok polar bağın dipol momenti, molekülün net dipol momentini oluşturur. Bu nedenle $HF$ polardır.
Yukarıdaki analizlere göre, $CH_4$ molekülü simetrik yapısı sayesinde bağ dipollerini iptal ederek net dipol momentini sıfırlar ve apolar özellik gösterir.
Cevap C seçeneğidir.
