Lewis yapısı verilen $NH_{3}$ molekülü ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur? ($_{7}N$, $_{1}H$)
A) Toplam $3$ tane bağlayıcı elektron çifti içerir.
B) Merkez atom üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
C) Moleküldeki tüm bağlar iyonik karakterlidir.
D) Azot atomu dublet, hidrojen atomları oktet kuralına uymuştur.
E) Molekül geometrisi doğrusaldır.
Merhaba sevgili öğrenciler, $NH_3$ molekülü ile ilgili verilen ifadeleri adım adım inceleyelim ve doğru olanı bulalım.
-
Öncelikle $NH_3$ molekülünün Lewis yapısını çizerek başlayalım. Bunun için atomların değerlik elektron sayılarını bulmalıyız:
- Azot ($_{7}N$): Elektron dizilimi $1s^2 2s^2 2p^3$ şeklindedir. Son yörüngesinde $2+3=5$ değerlik elektronu bulunur.
- Hidrojen ($_{1}H$): Elektron dizilimi $1s^1$ şeklindedir. Son yörüngesinde $1$ değerlik elektronu bulunur.
Toplam değerlik elektron sayısı: $1 \times (\text{N'den gelen } 5 \text{ elektron}) + 3 \times (\text{H'den gelen } 1 \text{ elektron}) = 5 + 3 = 8$ elektron.
Azot atomu merkez atomdur ve üç hidrojen atomu azot atomuna bağlanır. Her bir N-H bağı $2$ elektron kullanır. Toplam $3$ bağ için $3 \times 2 = 6$ elektron kullanılır.
Geriye kalan elektron sayısı: $8 - 6 = 2$ elektron. Bu $2$ elektron, merkez atom olan azotun üzerinde ortaklanmamış elektron çifti (lone pair) olarak yer alır.
Buna göre $NH_3$ molekülünün Lewis yapısı şu şekildedir:
$H - \underset{\text{..}}{N} - H$
$\quad \quad |$
$\quad \quad H$
Bu yapıda azot atomu $3$ bağlayıcı elektron çifti ve $1$ ortaklanmamış elektron çifti içerir. Azot atomu çevresinde $3 \times 2 (\text{bağlayıcı}) + 2 (\text{ortaklanmamış}) = 8$ elektron bulundurarak oktet kuralına uyar. Her bir hidrojen atomu ise $1 \times 2 = 2$ elektron bulundurarak dublet kuralına uyar.
-
Şimdi seçenekleri tek tek değerlendirelim:
- A) Toplam $3$ tane bağlayıcı elektron çifti içerir.
Lewis yapısına baktığımızda, azot atomu ile üç hidrojen atomu arasında üç adet tekli bağ (N-H) bulunmaktadır. Her bir tekli bağ bir bağlayıcı elektron çiftini temsil eder. Dolayısıyla, $NH_3$ molekülü toplam $3$ tane bağlayıcı elektron çifti içerir. Bu ifade doğrudur.
- B) Merkez atom üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz.
Lewis yapısında gördüğümüz gibi, merkez atom olan azotun üzerinde bir adet ortaklanmamış elektron çifti (iki elektron) bulunmaktadır. Bu ifade yanlıştır.
- C) Moleküldeki tüm bağlar iyonik karakterlidir.
Azot ve hidrojen atomları ametaldir. Ametaller arasında oluşan bağlar genellikle kovalent karakterlidir. Azot ve hidrojen arasındaki elektronegatiflik farkı ($3.04 - 2.20 = 0.84$) polar kovalent bağ oluştuğunu gösterir, iyonik bağ değil. Bu ifade yanlıştır.
- D) Azot atomu dublet, hidrojen atomları oktet kuralına uymuştur.
Azot atomu çevresinde $8$ elektron bulundurarak oktet kuralına uyar. Hidrojen atomları ise $2$ elektron bulundurarak dublet kuralına uyar. İfade, azot ve hidrojenin uyduğu kuralları ters belirtmiştir. Bu ifade yanlıştır.
- E) Molekül geometrisi doğrusaldır.
VSEPR (Değerlik Kabuğu Elektron Çifti İtme Kuramı) teorisine göre, merkez azot atomu $3$ bağlayıcı elektron çifti ve $1$ ortaklanmamış elektron çifti olmak üzere toplam $4$ elektron bölgesine sahiptir. Bu durum, elektron geometrisinin tetrahedral (düzgün dörtyüzlü) olmasını sağlar. Ancak ortaklanmamış elektron çiftinin itmesi nedeniyle molekül geometrisi üçgen piramit (trigonal pyramidal) şeklindedir. Doğrusal geometri için merkez atomun $2$ elektron bölgesine sahip olması ve hiç ortaklanmamış elektron çifti içermemesi gerekir (örneğin $CO_2$). Bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki değerlendirmeler sonucunda, sadece A seçeneğindeki ifadenin doğru olduğu görülmektedir.
Cevap A seçeneğidir.
