Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, karbon elementinin farklı bileşiklerdeki yükseltgenme basamaklarını hesaplayarak, hangi bileşikte +4 olmadığını bulmamız isteniyor. Yükseltgenme basamaklarını hesaplarken bazı temel kuralları hatırlayalım:
- Bir elementin yükseltgenme basamağı genellikle 0'dır (örneğin, $O_2$, $N_2$, $C$).
- Bir bileşikteki tüm atomların yükseltgenme basamaklarının toplamı 0'a eşittir.
- Bir kökteki (iyon) tüm atomların yükseltgenme basamaklarının toplamı, kökün yüküne eşittir.
- Oksijen (O) genellikle -2 yükseltgenme basamağına sahiptir (peroksitler hariç).
- Hidrojen (H) genellikle +1 yükseltgenme basamağına sahiptir (metal hidrürler hariç).
Şimdi her bir seçenekteki karbonun yükseltgenme basamağını hesaplayalım:
- A) $CO_2$ (Karbon Dioksit)
- Oksijenin yükseltgenme basamağı -2'dir. Bileşikte 2 tane oksijen atomu var.
- Karbonun yükseltgenme basamağını $x$ olarak kabul edelim.
- Bileşik nötr olduğu için toplam yükseltgenme basamağı 0 olmalıdır: $x + 2 \times (-2) = 0$
- $x - 4 = 0$
- $x = +4$
- Yani, $CO_2$'de karbonun yükseltgenme basamağı +4'tür.
- B) $CH_4$ (Metan)
- Hidrojenin yükseltgenme basamağı +1'dir. Bileşikte 4 tane hidrojen atomu var.
- Karbonun yükseltgenme basamağını $x$ olarak kabul edelim.
- Bileşik nötr olduğu için toplam yükseltgenme basamağı 0 olmalıdır: $x + 4 \times (+1) = 0$
- $x + 4 = 0$
- $x = -4$
- Yani, $CH_4$'te karbonun yükseltgenme basamağı -4'tür.
- C) $CO_3^{2-}$ (Karbonat İyonu)
- Oksijenin yükseltgenme basamağı -2'dir. Kökte 3 tane oksijen atomu var.
- Karbonun yükseltgenme basamağını $x$ olarak kabul edelim.
- Kökün yükü -2 olduğu için toplam yükseltgenme basamağı -2 olmalıdır: $x + 3 \times (-2) = -2$
- $x - 6 = -2$
- $x = -2 + 6$
- $x = +4$
- Yani, $CO_3^{2-}$'te karbonun yükseltgenme basamağı +4'tür.
- D) $HCO_3^{-}$ (Bikarbonat İyonu / Hidrojen Karbonat İyonu)
- Hidrojenin yükseltgenme basamağı +1'dir.
- Oksijenin yükseltgenme basamağı -2'dir. Kökte 3 tane oksijen atomu var.
- Karbonun yükseltgenme basamağını $x$ olarak kabul edelim.
- Kökün yükü -1 olduğu için toplam yükseltgenme basamağı -1 olmalıdır: $(+1) + x + 3 \times (-2) = -1$
- $1 + x - 6 = -1$
- $x - 5 = -1$
- $x = -1 + 5$
- $x = +4$
- Yani, $HCO_3^{-}$'te karbonun yükseltgenme basamağı +4'tür.
Yaptığımız hesaplamalar sonucunda, $CO_2$, $CO_3^{2-}$ ve $HCO_3^{-}$ bileşiklerinde karbonun yükseltgenme basamağı +4 iken, $CH_4$ bileşiğinde -4 olduğunu gördük. Soru, karbonun yükseltgenme basamağının +4 olmadığı bileşiği sorduğu için doğru cevap $CH_4$'tür.
Cevap B seçeneğidir.
