Aşağıda verilen taneciklerden hangisinin Lewis nokta gösterimi yanlıştır? ($_{1}H$, $_{6}C$, $_{7}N$, $_{8}O$, $_{9}F$)
A) $H_{2}$: $H : H$
B) $F_{2}$: $:\ddot{F} : \ddot{F}:$
C) $H_{2}O$: $H : \ddot{O} : H$
D) $CH_{4}$: $H : \overset{\underset{..}{H}}{\underset{..}{C}} : H$
E) $N_{2}$: $:N \equiv N:$
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, verilen taneciklerin Lewis nokta gösterimlerinin doğruluğunu kontrol etmemiz isteniyor. Lewis nokta gösterimleri, atomlar arasındaki bağları ve değerlik elektronlarının dağılımını gösterir. Her bir seçeneği adım adım inceleyelim.
- Genel Kural: Lewis yapısı çizerken, öncelikle toplam değerlik elektron sayısını buluruz. Ardından atomları tek bağlarla birleştirir, kalan elektronları dıştaki atomların oktetlerini (veya hidrojen için dubletini) tamamlayacak şekilde yerleştiririz. Eğer hala merkez atomun okteti tamamlanmamışsa, dıştaki atomlardan elektron çiftleri alarak çoklu bağlar oluştururuz.
- A) $H_{2}$: Hidrojen ($_{1}H$) atomunun 1 değerlik elektronu vardır. $H_{2}$ molekülünde toplam değerlik elektron sayısı $1 \times 2 = 2$'dir. Bu iki elektron, iki hidrojen atomu arasında tek bir kovalent bağ oluşturur. Doğru Lewis gösterimi: $H : H$. Verilen gösterim doğrudur.
- B) $F_{2}$: Flor ($_{9}F$) atomunun 7 değerlik elektronu vardır. $F_{2}$ molekülünde toplam değerlik elektron sayısı $7 \times 2 = 14$'tür. İki flor atomu arasında tek bir bağ oluşturmak için 2 elektron kullanılır. Kalan $14 - 2 = 12$ elektron, her bir flor atomuna 3'er çift (6 elektron) olmak üzere ortaklanmamış elektron çiftleri olarak yerleştirilir. Her flor atomu oktetini tamamlar (2 bağ elektronu + 6 ortaklanmamış elektron = 8 elektron). Doğru Lewis gösterimi: $:\ddot{F} : \ddot{F}:$. Verilen gösterim doğrudur.
- C) $H_{2}O$: Hidrojen ($_{1}H$) atomunun 1, Oksijen ($_{8}O$) atomunun 6 değerlik elektronu vardır. $H_{2}O$ molekülünde toplam değerlik elektron sayısı $(1 \times 2) + 6 = 8$'dir. Oksijen merkez atomdur. Oksijen ile her bir hidrojen arasında birer tek bağ oluşturmak için $2 \times 2 = 4$ elektron kullanılır. Kalan $8 - 4 = 4$ elektron, oksijen atomu üzerine ortaklanmamış elektron çiftleri olarak yerleştirilir. Bu da 2 çift demektir. Böylece oksijen atomu oktetini (4 bağ elektronu + 4 ortaklanmamış elektron = 8 elektron) tamamlar ve her hidrojen atomu dubletini (2 bağ elektronu) tamamlar. Doğru Lewis gösterimi: $H : \underset{\cdot \cdot}{\ddot{O}} : H$ şeklinde olmalıdır. Bu gösterimde oksijen atomu üzerinde iki çift (yani dört nokta) ortaklanmamış elektron bulunur. Ancak, seçenekte verilen gösterim $H : \ddot{O} : H$ şeklindedir. Bu gösterim, oksijen atomu üzerinde sadece bir çift (iki nokta) ortaklanmamış elektron olduğunu belirtir. Bu durumda oksijen atomunun çevresinde toplam $2 \text{ (H-O bağları)} + 2 \text{ (ortaklanmamış elektron)} = 4$ elektron olur ki bu oktet kuralına uymaz. Bu nedenle, verilen gösterim yanlıştır.
- D) $CH_{4}$: Karbon ($_{6}C$) atomunun 4, Hidrojen ($_{1}H$) atomunun 1 değerlik elektronu vardır. $CH_{4}$ molekülünde toplam değerlik elektron sayısı $4 + (1 \times 4) = 8$'dir. Karbon merkez atomdur. Karbon ile her bir hidrojen arasında birer tek bağ oluşturmak için $4 \times 2 = 8$ elektron kullanılır. Tüm değerlik elektronları bağ oluşumunda kullanıldığı için ortaklanmamış elektron kalmaz. Karbon atomu oktetini (8 bağ elektronu) tamamlar ve her hidrojen atomu dubletini (2 bağ elektronu) tamamlar. Doğru Lewis gösterimi: $H : \overset{\underset{..}{H}}{\underset{..}{C}} : H$ (Bu gösterim, karbon atomunun dört hidrojen atomuyla tek bağlar oluşturduğunu ve her bağın iki elektronla temsil edildiğini belirtir.) Verilen gösterim doğrudur.
- E) $N_{2}$: Azot ($_{7}N$) atomunun 5 değerlik elektronu vardır. $N_{2}$ molekülünde toplam değerlik elektron sayısı $5 \times 2 = 10$'dur. İki azot atomu arasında tek bir bağ oluşturmak için 2 elektron kullanılır. Kalan $10 - 2 = 8$ elektron, her bir azot atomuna 2'şer çift (4 elektron) olmak üzere ortaklanmamış elektron çiftleri olarak yerleştirilir. ($:\ddot{N}-\ddot{N}:$) Bu durumda her azot atomunun çevresinde 6 elektron (2 bağ elektronu + 4 ortaklanmamış elektron) bulunur, oktet tamamlanmamıştır. Oktetleri tamamlamak için, her azot atomundan birer ortaklanmamış elektron çifti bağ bölgesine kaydırılarak iki ek bağ oluşturulur. Böylece azot atomları arasında üçlü bağ oluşur. Her azot atomunun çevresinde 6 bağ elektronu ve 2 ortaklanmamış elektron (toplam 8 elektron) bulunur. Doğru Lewis gösterimi: $:N \equiv N:$. Verilen gösterim doğrudur.
Yukarıdaki analizlere göre, $H_{2}O$ molekülünün Lewis gösterimi yanlış verilmiştir. Doğru gösterimde oksijen atomu üzerinde iki çift ortaklanmamış elektron bulunmalıdır.
Cevap C seçeneğidir.
