9. sınıf kimya 2. dönem 1. yazılı 4. senaryo Test 2

Aşağıdaki moleküllerden hangisi hem polar kovalent bağ içerir hem de molekül olarak apolardır?
(Elektronegatiflik değerleri: $H: 2.2$, $C: 2.55$, $N: 3.04$, $O: 3.44$, $F: 3.98$, $S: 2.58$)

A) $O_2$

B) $H_2S$

C) $CO_2$

D) $NF_3$

E) $CH_3OH$

Bu soruda, hem polar kovalent bağ içeren hem de molekül olarak apolar olan bir molekülü bulmamız isteniyor. Bu tür soruları çözmek için iki temel kavramı iyi anlamamız gerekiyor:

• Polar Kovalent Bağ: İki atom arasındaki elektronegatiflik farkı $0.4$ ile $1.7$ arasında olduğunda oluşan bağlardır. Elektronegatiflik farkı $0$ ise apolar kovalent, $0.4$'ten küçükse genellikle apolar kovalent kabul edilir. $1.7$'den büyükse iyonik bağa yaklaşır.
• Molekül Polarlığı: Bir molekülün toplam dipol momentinin sıfır olup olmamasıyla ilgilidir. Molekülün geometrisi ve bağların polarlığı bu durumu belirler. Eğer bağ dipol momentleri birbirini vektörel olarak götürüyorsa (molekül simetrikse), molekül apolar olur. Aksi takdirde molekül polardır.

Şimdi her bir seçeneği bu iki kritere göre inceleyelim:

• A) $O_2$ (Oksijen Molekülü):

  Bağ Polarlığı: İki oksijen atomu arasındaki elektronegatiflik farkı $3.44 - 3.44 = 0$'dır. Bu nedenle $O-O$ bağı apolar kovalenttir.

  Molekül Polarlığı: Apolar bağlar içerdiği ve simetrik bir yapıya sahip olduğu için $O_2$ molekülü apolardır.

  Sonuç: Polar kovalent bağ içermediği için bu seçenek aradığımız kriterlere uymaz.

• B) $H_2S$ (Hidrojen Sülfür):

  Bağ Polarlığı: $S$ ve $H$ arasındaki elektronegatiflik farkı $|2.58 - 2.2| = 0.38$'dir. Bu fark $0.4$'e yakın olsa da genellikle apolar kovalent bağ olarak kabul edilir. Ancak, bazı kaynaklar $0.4$'e kadar olan farkları apolar, $0.4-1.7$ arasını polar kovalent kabul eder. Bu durumda sınırda bir değerdir.

  Molekül Polarlığı: Kükürt atomunun üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur ve molekül açısal (V şeklinde) bir geometriye sahiptir. Bu nedenle bağ dipol momentleri birbirini götürmez ve $H_2S$ molekülü polardır.

  Sonuç: Molekül polar olduğu için bu seçenek aradığımız kriterlere uymaz.

• C) $CO_2$ (Karbondioksit):

  Bağ Polarlığı: $C$ ve $O$ arasındaki elektronegatiflik farkı $|3.44 - 2.55| = 0.89$'dur. Bu fark $0.4$ ile $1.7$ arasında olduğu için $C=O$ bağları polar kovalenttir.

  Molekül Polarlığı: $CO_2$ molekülü doğrusal bir geometriye sahiptir ($O=C=O$). Karbon atomunun ortaklanmamış elektron çifti yoktur. İki $C=O$ bağının dipol momentleri eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. Bu nedenle birbirlerini vektörel olarak iptal ederler. Sonuç olarak $CO_2$ molekülü apolardır.

  Sonuç: Hem polar kovalent bağ içerir hem de molekül olarak apolardır. Bu seçenek aradığımız kriterlere uyar.

• D) $NF_3$ (Azot Triflüorür):

  Bağ Polarlığı: $N$ ve $F$ arasındaki elektronegatiflik farkı $|3.98 - 3.04| = 0.94$'tür. Bu fark $0.4$ ile $1.7$ arasında olduğu için $N-F$ bağları polar kovalenttir.

  Molekül Polarlığı: Azot atomunun üzerinde bir çift ortaklanmamış elektron bulunur ve molekül üçgen piramit (piramidal) bir geometriye sahiptir. Bağ dipol momentleri ve ortaklanmamış elektron çiftinin yarattığı dipol momenti birbirini götürmez. Bu nedenle $NF_3$ molekülü polardır.

  Sonuç: Molekül polar olduğu için bu seçenek aradığımız kriterlere uymaz.

• E) $CH_3OH$ (Metanol):

  Bağ Polarlığı:

  • $C-H$ bağı: $|2.55 - 2.2| = 0.35$ (Apolar kovalent kabul edilir).
  • $C-O$ bağı: $|3.44 - 2.55| = 0.89$ (Polar kovalenttir).
  • $O-H$ bağı: $|3.44 - 2.2| = 1.24$ (Polar kovalenttir).
  Molekül polar kovalent bağlar içerir ($C-O$ ve $O-H$).

  Molekül Polarlığı: Metanol molekülü, hem $C-O$ hem de $O-H$ bağlarının polarlığı ve molekülün asimetrik yapısı (tetrahedral karbon ve açılı oksijen) nedeniyle toplam dipol momenti sıfır değildir. Bu nedenle $CH_3OH$ molekülü polardır.

  Sonuç: Molekül polar olduğu için bu seçenek aradığımız kriterlere uymaz.

Yapılan incelemeler sonucunda, $CO_2$ molekülünün hem polar kovalent bağlar içerdiği hem de molekül olarak apolar olduğu görülmektedir.

Cevap C seçeneğidir.