Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, moleküllerin bağ açılarını ve dolayısıyla geometrilerini anlamamız gerekiyor. Molekül geometrisi ve bağ açıları, VSEPR (Değerlik Kabuğu Elektron Çifti İtme Kuramı) teorisi ile belirlenir. Bu teoriye göre, bir merkez atom etrafındaki elektron çiftleri (hem bağlayıcı hem de ortaklanmamış) birbirlerini en az itecek şekilde uzayda konumlanırlar. Bu konumlanma, molekülün şeklini ve bağ açılarını belirler.
- A) $CH_4$ (Metan):
- Merkez atom karbondur (C).
- Karbon atomu dört hidrojen atomu ile tekli bağ yapar ve üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
- Merkez atom etrafında 4 bağlayıcı elektron çifti vardır.
- VSEPR teorisine göre, bu molekülün elektron çifti geometrisi ve molekül geometrisi tetrahedral (düzgün dörtyüzlü)'dür.
- Bağ açısı yaklaşık $109.5^\circ$'dir.
- B) $NH_3$ (Amonyak):
- Merkez atom azottur (N).
- Azot atomu üç hidrojen atomu ile tekli bağ yapar ve üzerinde bir adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
- Merkez atom etrafında 3 bağlayıcı elektron çifti ve 1 ortaklanmamış elektron çifti olmak üzere toplam 4 elektron bölgesi vardır.
- Elektron çifti geometrisi tetrahedral olsa da, ortaklanmamış elektron çiftinin itmesi nedeniyle molekül geometrisi trigonal piramidal (üçgen piramit)'dir.
- Bağ açısı yaklaşık $107^\circ$'dir.
- C) $H_2O$ (Su):
- Merkez atom oksijendir (O).
- Oksijen atomu iki hidrojen atomu ile tekli bağ yapar ve üzerinde iki adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
- Merkez atom etrafında 2 bağlayıcı elektron çifti ve 2 ortaklanmamış elektron çifti olmak üzere toplam 4 elektron bölgesi vardır.
- Elektron çifti geometrisi tetrahedral olsa da, ortaklanmamış elektron çiftlerinin itmesi nedeniyle molekül geometrisi açısal (kırık doğru veya V şeklinde)'dir.
- Bağ açısı yaklaşık $104.5^\circ$'dir.
- D) $CO_2$ (Karbondioksit):
- Merkez atom karbondur (C).
- Karbon atomu iki oksijen atomu ile çift bağ yapar ve üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
- Çift bağlar, VSEPR teorisinde tek bir elektron bölgesi olarak kabul edilir. Dolayısıyla merkez atom etrafında 2 elektron bölgesi vardır.
- Bu iki elektron bölgesi birbirini en az itecek şekilde zıt yönlerde konumlanır. Bu nedenle molekül geometrisi doğrusal (lineer)'dir.
- Doğrusal geometriye sahip moleküllerin bağ açısı $180^\circ$'dir.
- E) $C_2H_4$ (Eten/Etilen):
- Bu molekülde iki adet merkez karbon atomu bulunur. Her bir karbon atomunu ayrı ayrı inceleyelim.
- Her bir karbon atomu, diğer karbon atomuyla çift bağ, iki hidrojen atomuyla da tekli bağ yapar. Her bir karbon üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
- Her bir karbon atomu etrafında 1 çift bağ ve 2 tekli bağ olmak üzere toplam 3 elektron bölgesi vardır.
- Bu üç elektron bölgesi birbirini en az itecek şekilde düzlemsel olarak konumlanır. Bu nedenle her bir karbon atomu etrafındaki geometri üçgen düzlem (trigonal planar)'dir.
- Bağ açıları yaklaşık $120^\circ$'dir.
Yukarıdaki analizlere göre, bağ açısı yaklaşık $180^\circ$ olan molekül $CO_2$'dir.
Cevap D seçeneğidir.
