Aşağıdaki moleküllerden hangisi polardır?
(Periyodik cetvelde yerleri: $H: 1A$, $C: 4A$, $N: 5A$, $O: 6A$, $F: 7A$, $Cl: 7A$)
A) $CH_4$
B) $CO_2$
C) $BF_3$
D) $SCl_2$
E) $C_2H_2$
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bir molekülün polar (kutuplu) olup olmadığını anlamak için iki temel faktöre bakmamız gerekir:
- Bağ Polarlığı: Molekülü oluşturan atomlar arasındaki bağlar polar mı? Bu, atomların elektronegatiflik farkına bağlıdır. Fark varsa bağ polardır.
- Molekül Geometrisi: Bağlar polar olsa bile, molekülün genel geometrisi simetrikse, bağ dipol momentleri birbirini götürebilir ve molekül apolar olabilir. Merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti bulunması veya çevre atomların farklı olması genellikle molekülün polar olmasına neden olur.
Şimdi her bir seçeneği adım adım inceleyelim:
- A) $CH_4$ (Metan):
- Merkez atom karbon (C), 4A grubunda, 4 değerlik elektronu vardır. Hidrojen (H) 1A grubunda, 1 değerlik elektronu vardır.
- C atomu 4 H atomuyla tekli bağ yapar. Merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- VSEPR gösterimi $AX_4$'tür. Molekül geometrisi düzgün dörtyüzlü (tetrahedral) şeklindedir.
- C-H bağları arasında küçük bir elektronegatiflik farkı olduğu için bağlar hafifçe polardır.
- Ancak, düzgün dörtyüzlü yapı çok simetrik olduğu için, dört özdeş C-H bağının dipol momentleri birbirini vektörel olarak yok eder. Bu nedenle $CH_4$ apolar bir moleküldür.
- B) $CO_2$ (Karbondioksit):
- Merkez atom karbon (C), 4A grubunda. Oksijen (O) 6A grubunda, 6 değerlik elektronu vardır.
- C atomu her iki O atomuyla çift bağ yapar ($O=C=O$). Merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- VSEPR gösterimi $AX_2$'dir (çift bağlar tek bir grup olarak sayılır). Molekül geometrisi doğrusal (linear) şeklindedir.
- C-O bağları arasında elektronegatiflik farkı olduğu için bağlar polardır (O daha elektronegatiftir).
- Ancak, doğrusal yapı çok simetrik olduğu için, zıt yönlü ve eşit büyüklükteki iki C=O bağının dipol momentleri birbirini yok eder. Bu nedenle $CO_2$ apolar bir moleküldür.
- C) $BF_3$ (Bor triflorür):
- Merkez atom bor (B), 3A grubunda, 3 değerlik elektronu vardır. Flor (F) 7A grubunda, 7 değerlik elektronu vardır.
- B atomu 3 F atomuyla tekli bağ yapar. Merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti yoktur. (Bor atomu oktet kuralına uymaz, 6 elektronla kararlıdır.)
- VSEPR gösterimi $AX_3$'tür. Molekül geometrisi düzlem üçgen (trigonal planar) şeklindedir.
- B-F bağları arasında elektronegatiflik farkı olduğu için bağlar polardır (F daha elektronegatiftir).
- Ancak, düzlem üçgen yapı çok simetrik olduğu için, 120 derecelik açılarla yerleşmiş üç özdeş B-F bağının dipol momentleri birbirini vektörel olarak yok eder. Bu nedenle $BF_3$ apolar bir moleküldür.
- D) $SCl_2$ (Kükürt diklorür):
- Merkez atom kükürt (S), 6A grubunda, 6 değerlik elektronu vardır. Klor (Cl) 7A grubunda, 7 değerlik elektronu vardır.
- S atomu 2 Cl atomuyla tekli bağ yapar. Kükürt atomunda 2 adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
- VSEPR gösterimi $AX_2E_2$'dir (2 bağ, 2 ortaklanmamış elektron çifti). Molekül geometrisi açısal (bent) şeklindedir.
- S-Cl bağları arasında elektronegatiflik farkı olduğu için bağlar polardır (Cl daha elektronegatiftir).
- Açısal geometri simetrik değildir ve merkez atomdaki ortaklanmamış elektron çiftleri bağ açısını etkiler. Bu durumda S-Cl bağlarının dipol momentleri birbirini yok etmez ve molekülün net bir dipol momenti oluşur. Bu nedenle $SCl_2$ polar bir moleküldür.
- E) $C_2H_2$ (Etin / Asetilen):
- İki karbon (C) atomu ve iki hidrojen (H) atomundan oluşur.
- İki C atomu arasında üçlü bağ, her C atomu ile bir H atomu arasında tekli bağ bulunur ($H-C \equiv C-H$). Her C atomu için merkez atomda ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- Her bir C atomu için VSEPR gösterimi $AX_2$'dir. Molekül geometrisi doğrusal (linear) şeklindedir.
- C-H bağları hafifçe polardır. C$\equiv$C bağı ise apolardır (aynı atomlar arası).
- Doğrusal yapı çok simetrik olduğu için, zıt yönlü ve eşit büyüklükteki C-H bağlarının dipol momentleri birbirini yok eder. Bu nedenle $C_2H_2$ apolar bir moleküldür.
Yukarıdaki analizlere göre, sadece $SCl_2$ molekülü polar özellik gösterir.
Cevap D seçeneğidir.
