Aşağıdaki moleküllerden hangisinin merkez atomunun hibritleşme türü ve molekül geometrisi yanlış verilmiştir?
A) $CH_4$: $sp^3$, Düzgün Dört Yüzlü
B) $H_2O$: $sp^3$, Kırık Doğru
C) $CO_2$: $sp$, Doğrusal
D) $NH_3$: $sp^3$, Üçgen Piramit
E) $BF_3$: $sp$, Üçgen Düzlem
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, moleküllerin merkez atomunun hibritleşme türünü ve molekül geometrisini doğru bir şekilde belirlememiz ve verilen seçeneklerden hangisinin yanlış olduğunu bulmamız isteniyor. Bu tür soruları çözmek için VSEPR (Değerlik Katmanı Elektron Çifti İtme Kuramı) modelini ve hibritleşme kavramını kullanacağız.
Temel Adımlar:
- 1. Merkez Atomu Belirle: Genellikle molekülde en az sayıda bulunan veya en az elektronegatif olan atom merkez atomdur.
- 2. Lewis Yapısını Çiz: Merkez atomun ve ona bağlı atomların değerlik elektronlarını kullanarak Lewis yapısını oluştur. Bu, merkez atom üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftlerini ve bağ sayısını görmemizi sağlar.
- 3. Sterik Sayıyı (Etki Alanı Sayısını) Hesapla: Sterik sayı, merkez atom etrafındaki bağ çiftlerinin (tekli, ikili veya üçlü bağlar bir etki alanı sayılır) ve ortaklanmamış elektron çiftlerinin toplamıdır.
- 4. Hibritleşme Türünü Belirle:
- Sterik sayı $2$ ise hibritleşme $sp$
- Sterik sayı $3$ ise hibritleşme $sp^2$
- Sterik sayı $4$ ise hibritleşme $sp^3$
- Sterik sayı $5$ ise hibritleşme $sp^3d$
- Sterik sayı $6$ ise hibritleşme $sp^3d^2$
- 5. Molekül Geometrisini Belirle: Sterik sayıya ve merkez atom üzerindeki ortaklanmamış elektron çifti sayısına göre molekül geometrisi belirlenir. Ortaklanmamış elektron çiftleri, bağ çiftlerinden daha fazla itme kuvveti uygulayarak molekülün şeklini etkiler.
Şimdi her bir seçeneği bu adımlara göre inceleyelim:
- A) $CH_4$ (Metan)
- Merkez atom: Karbon (C).
- Lewis yapısı: Karbon atomu dört hidrojen atomuna tek bağlarla bağlıdır. Karbon üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- Sterik sayı: $4$ bağ çifti $+ 0$ ortaklanmamış elektron çifti $= 4$.
- Hibritleşme: Sterik sayı $4$ olduğu için $sp^3$.
- Molekül Geometrisi: $4$ bağ çifti ve $0$ ortaklanmamış elektron çifti olduğu için Düzgün Dört Yüzlü (Tetrahedral).
- Verilenler ($sp^3$, Düzgün Dört Yüzlü) doğrudur.
- B) $H_2O$ (Su)
- Merkez atom: Oksijen (O).
- Lewis yapısı: Oksijen atomu iki hidrojen atomuna tek bağlarla bağlıdır ve oksijen üzerinde $2$ adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
- Sterik sayı: $2$ bağ çifti $+ 2$ ortaklanmamış elektron çifti $= 4$.
- Hibritleşme: Sterik sayı $4$ olduğu için $sp^3$.
- Molekül Geometrisi: $2$ bağ çifti ve $2$ ortaklanmamış elektron çifti olduğu için Kırık Doğru (Açısal).
- Verilenler ($sp^3$, Kırık Doğru) doğrudur.
- C) $CO_2$ (Karbondioksit)
- Merkez atom: Karbon (C).
- Lewis yapısı: Karbon atomu iki oksijen atomuna çift bağlarla bağlıdır ($O=C=O$). Karbon üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur. (Çift bağlar, sterik sayı hesaplanırken tek bir etki alanı olarak sayılır.)
- Sterik sayı: $2$ çift bağ (etki alanı) $+ 0$ ortaklanmamış elektron çifti $= 2$.
- Hibritleşme: Sterik sayı $2$ olduğu için $sp$.
- Molekül Geometrisi: $2$ bağ çifti ve $0$ ortaklanmamış elektron çifti olduğu için Doğrusal.
- Verilenler ($sp$, Doğrusal) doğrudur.
- D) $NH_3$ (Amonyak)
- Merkez atom: Azot (N).
- Lewis yapısı: Azot atomu üç hidrojen atomuna tek bağlarla bağlıdır ve azot üzerinde $1$ adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
- Sterik sayı: $3$ bağ çifti $+ 1$ ortaklanmamış elektron çifti $= 4$.
- Hibritleşme: Sterik sayı $4$ olduğu için $sp^3$.
- Molekül Geometrisi: $3$ bağ çifti ve $1$ ortaklanmamış elektron çifti olduğu için Üçgen Piramit.
- Verilenler ($sp^3$, Üçgen Piramit) doğrudur.
- E) $BF_3$ (Bor Trifluorür)
- Merkez atom: Bor (B).
- Lewis yapısı: Bor atomu üç flor atomuna tek bağlarla bağlıdır. Bor üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- Sterik sayı: $3$ bağ çifti $+ 0$ ortaklanmamış elektron çifti $= 3$.
- Hibritleşme: Sterik sayı $3$ olduğu için $sp^2$.
- Molekül Geometrisi: $3$ bağ çifti ve $0$ ortaklanmamış elektron çifti olduğu için Üçgen Düzlem (Trigonal Planar).
- Verilen hibritleşme türü $sp$ olarak verilmiş, ancak doğru hibritleşme $sp^2$'dir. Molekül geometrisi ise doğru verilmiştir. Bu nedenle hibritleşme türü yanlış verilmiştir.
Yukarıdaki analizlere göre, E seçeneğindeki $BF_3$ molekülünün merkez atomunun hibritleşme türü yanlış verilmiştir. Doğrusu $sp^2$ olmalıdır.
Cevap E seçeneğidir.
