Bir molekülün polar mı yoksa apolar mı olduğunu anlamak için iki temel faktöre bakmamız gerekir:
- Bağların Polarlığı: Molekülü oluşturan atomlar arasındaki bağlar polar mı, apolar mı? Farklı elektronegatifliğe sahip atomlar arasında oluşan bağlar polardır.
- Molekülün Geometrisi ve Simetrisi: Moleküldeki polar bağların yarattığı dipol momentler birbirini götürüyor mu, yoksa molekülde net bir dipol moment kalıyor mu? Eğer dipol momentler simetrik bir şekilde birbirini götürüyorsa molekül apolar, aksi takdirde polar olur.
Şimdi seçenekleri bu bilgiler ışığında inceleyelim:
- A) $H_2O$ (Su):
- Oksijen (O) atomu, hidrojen (H) atomundan daha elektronegatiftir. Bu nedenle O-H bağları polardır.
- $H_2O$ molekülünün geometrisi V şeklindedir (açısal). Oksijen atomu üzerinde iki çift ortaklanmamış elektron bulunur. Bu asimetrik yapı nedeniyle polar O-H bağlarının dipol momentleri birbirini götürmez ve molekülde net bir dipol moment oluşur. Dolayısıyla $H_2O$ polar bir moleküldür.
- B) $CO_2$ (Karbondioksit):
- Oksijen (O) atomu, karbon (C) atomundan daha elektronegatiftir. Bu nedenle C=O bağları polardır.
- $CO_2$ molekülünün geometrisi doğrusaldır. Merkezdeki karbon atomuna iki oksijen atomu zıt yönlerde ve eşit kuvvetle çekim uygular. Bu simetrik yapı nedeniyle, polar C=O bağlarının dipol momentleri birbirini tam olarak götürür (iptal eder). Molekülde net bir dipol moment oluşmaz. Dolayısıyla $CO_2$ polar bağlar içerdiği halde apolar bir moleküldür.
- C) $NH_3$ (Amonyak):
- Azot (N) atomu, hidrojen (H) atomundan daha elektronegatiftir. Bu nedenle N-H bağları polardır.
- $NH_3$ molekülünün geometrisi üçgen piramittir. Azot atomu üzerinde bir çift ortaklanmamış elektron bulunur. Bu asimetrik yapı nedeniyle polar N-H bağlarının dipol momentleri birbirini götürmez ve molekülde net bir dipol moment oluşur. Dolayısıyla $NH_3$ polar bir moleküldür.
- D) $HCl$ (Hidroklorik asit):
- Klor (Cl) atomu, hidrojen (H) atomundan daha elektronegatiftir. Bu nedenle H-Cl bağı polardır.
- $HCl$ iki atomlu bir molekül olduğu için doğrusaldır. Tek bir polar bağ içerdiğinden, bu bağın dipol momenti molekülün net dipol momentidir. Dolayısıyla $HCl$ polar bir moleküldür.
- E) $CH_3OH$ (Metanol):
- Bu molekülde C-H, C-O ve O-H bağları bulunur. Oksijenin yüksek elektronegatifliği nedeniyle C-O ve O-H bağları oldukça polardır.
- Molekülün genel yapısı asimetriktir. Özellikle O-H bağının ve oksijen üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftlerinin etkisiyle bağ dipolleri birbirini götürmez. Molekülde net bir dipol moment oluşur. Dolayısıyla $CH_3OH$ polar bir moleküldür.
Yukarıdaki analizlere göre, $CO_2$ molekülü polar bağlar içerdiği halde, doğrusal ve simetrik yapısı sayesinde bağ dipollerinin birbirini götürmesi nedeniyle apolar bir moleküldür.
Cevap B seçeneğidir.
