Aşağıdaki moleküllerden hangisi polar özellik gösterir?
($_1H$, $_5B$, $_6C$, $_8O$, $_{17}Cl$)
A) $CO_2$
B) $CCl_4$
C) $H_2S$
D) $BCl_3$
E) $Cl_2$
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bir molekülün polar (kutuplu) olup olmadığını anlamak için iki temel faktöre bakarız:
- Bağ Polarlığı: Molekülü oluşturan atomlar arasındaki elektronegatiflik farkı nedeniyle oluşan bağ dipolleri. Elektronegatiflik, bir atomun bağ elektronlarını kendine çekme yeteneğidir. Fark ne kadar büyükse, bağ o kadar polardır.
- Molekül Geometrisi: Bağ dipollerinin molekül içindeki uzaysal düzenlenişi. Bağlar polar olsa bile, eğer molekülün geometrisi simetrikse ve bağ dipolleri birbirini iptal ediyorsa, molekül apolar (kutupsuz) olur. Eğer dipoller birbirini iptal etmezse, molekül polar olur.
Şimdi her bir seçeneği adım adım inceleyelim:
- A) $CO_2$ (Karbon Dioksit): Merkez atom karbondur ($C$). Lewis yapısı $O=C=O$ şeklindedir ve merkez atomda hiç ortaklanmamış elektron çifti yoktur. VSEPR teorisine göre molekül geometrisi doğrusaldır (linear). Karbon ($C$) ve oksijen ($O$) arasındaki elektronegatiflik farkı nedeniyle $C-O$ bağları polardır. Bağ dipolleri oksijen atomlarına doğru yönelir. Ancak, doğrusal geometri nedeniyle bu iki eşit ve zıt yönlü bağ dipolü birbirini iptal eder. Bu nedenle $CO_2$ apolar bir moleküldür.
- B) $CCl_4$ (Karbon Tetraklorür): Merkez atom karbondur ($C$). Lewis yapısı, karbonun dört klor atomuyla bağlandığı şekildedir ve merkez atomda hiç ortaklanmamış elektron çifti yoktur. VSEPR teorisine göre molekül geometrisi düzgün dörtyüzlüdür (tetrahedral). Karbon ($C$) ve klor ($Cl$) arasındaki elektronegatiflik farkı nedeniyle $C-Cl$ bağları polardır. Ancak, düzgün dörtyüzlü geometri nedeniyle bu dört eşit bağ dipolü uzayda birbirini simetrik olarak iptal eder. Bu nedenle $CCl_4$ apolar bir moleküldür.
- C) $H_2S$ (Hidrojen Sülfür): Merkez atom kükürttür ($S$). Kükürt, oksijenle aynı grupta (16. grup) olduğu için 6 değerlik elektronuna sahiptir. Lewis yapısında kükürt iki hidrojen atomuyla bağ yapar ve üzerinde iki çift ortaklanmamış elektron bulunur. VSEPR teorisine göre, iki bağlayıcı çift ve iki ortaklanmamış elektron çifti nedeniyle molekül geometrisi açısaldır (bent). Kükürt ($S$) ve hidrojen ($H$) arasındaki elektronegatiflik farkı nedeniyle $S-H$ bağları polardır. Açılı geometri nedeniyle bağ dipolleri birbirini iptal etmez ve molekülün net bir dipol momenti oluşur. Bu nedenle $H_2S$ polar bir moleküldür.
- D) $BCl_3$ (Bor TriKlorür): Merkez atom bordur ($B$). Bor, genellikle 3 bağ yapar ve Lewis yapısında merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz. VSEPR teorisine göre molekül geometrisi üçgen düzlemdir (trigonal planar). Bor ($B$) ve klor ($Cl$) arasındaki elektronegatiflik farkı nedeniyle $B-Cl$ bağları polardır. Ancak, üçgen düzlem geometri nedeniyle bu üç eşit bağ dipolü simetrik olarak birbirini iptal eder. Bu nedenle $BCl_3$ apolar bir moleküldür.
- E) $Cl_2$ (Klor Gazı): Bu molekül iki klor atomundan oluşur ($Cl-Cl$). Atomlar aynı olduğu için elektronegatiflik farkı sıfırdır. Bu nedenle $Cl-Cl$ bağı apolardır ve molekülün net bir dipol momenti yoktur. $Cl_2$ apolar bir moleküldür.
Yukarıdaki analizler sonucunda, sadece $H_2S$ molekülünün polar özellik gösterdiği anlaşılmaktadır.
Cevap C seçeneğidir.
