Bir molekülün merkez atomunun hibritleşme türünü ve molekül geometrisini belirlemek için VSEPR (Değerlik Kabuğu Elektron Çifti İtme Kuramı) teorisini kullanırız. Bu teoriye göre, merkez atom etrafındaki elektron bölgelerinin (bağ çiftleri ve ortaklanmamış elektron çiftleri) sayısı, hibritleşmeyi ve geometriyi belirler. İstenen durum, merkez atomun $sp^2$ hibritleşmesi yapması ve molekül geometrisinin üçgen düzlem olmasıdır. Bu durum, merkez atom etrafında 3 elektron bölgesi (hepsi bağ çifti) olduğunda gerçekleşir. Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) $CH_4$ (Metan): Merkez atom karbon (C), 4 hidrojen (H) atomu ile tekli bağ yapar ve ortaklanmamış elektron çifti yoktur. Merkez atom etrafındaki elektron bölgesi sayısı (sterik sayı) 4'tür (4 bağ çifti + 0 ortaklanmamış çift). Bu durumda hibritleşme $sp^3$ ve molekül geometrisi dört yüzlüdür (tetrahedral). Bu seçenek aradığımız kriterleri sağlamaz.
- B) $NH_3$ (Amonyak): Merkez atom azot (N), 3 hidrojen (H) atomu ile tekli bağ yapar ve 1 ortaklanmamış elektron çifti içerir. Merkez atom etrafındaki elektron bölgesi sayısı (sterik sayı) 4'tür (3 bağ çifti + 1 ortaklanmamış çift). Bu durumda hibritleşme $sp^3$ ve molekül geometrisi üçgen piramittir (trigonal pyramidal). Ortaklanmamış elektron çifti, bağ çiftlerini iterek geometrinin üçgen düzlem olmasını engeller. Bu seçenek aradığımız kriterleri sağlamaz.
- C) $H_2O$ (Su): Merkez atom oksijen (O), 2 hidrojen (H) atomu ile tekli bağ yapar ve 2 ortaklanmamış elektron çifti içerir. Merkez atom etrafındaki elektron bölgesi sayısı (sterik sayı) 4'tür (2 bağ çifti + 2 ortaklanmamış çift). Bu durumda hibritleşme $sp^3$ ve molekül geometrisi kırık doğrudur (açısal/bent). İki ortaklanmamış elektron çifti, bağ çiftlerini daha da iterek molekülün doğrusal olmasını engeller. Bu seçenek aradığımız kriterleri sağlamaz.
- D) $CO_2$ (Karbondioksit): Merkez atom karbon (C), 2 oksijen (O) atomu ile çift bağ yapar ($O=C=O$). Karbon atomunda ortaklanmamış elektron çifti yoktur. Merkez atom etrafındaki elektron bölgesi sayısı (sterik sayı) 2'dir (2 bağ bölgesi, çift bağlar tek bölge sayılır + 0 ortaklanmamış çift). Bu durumda hibritleşme $sp$ ve molekül geometrisi doğrusaldır (linear). Bu seçenek aradığımız kriterleri sağlamaz.
- E) $BF_3$ (Bor triflorür): Merkez atom bor (B), 3 flor (F) atomu ile tekli bağ yapar. Bor atomunda ortaklanmamış elektron çifti yoktur (Bor oktet kuralına uymaz, 6 değerlik elektronu ile kararlıdır). Merkez atom etrafındaki elektron bölgesi sayısı (sterik sayı) 3'tür (3 bağ çifti + 0 ortaklanmamış çift). Bu durumda hibritleşme $sp^2$ ve molekül geometrisi üçgen düzlemdir (trigonal planar). Bu seçenek, hem $sp^2$ hibritleşmesi hem de üçgen düzlem molekül geometrisi kriterlerini karşılamaktadır.
Cevap E seçeneğidir.
