Karbon dioksit (CO₂) molekülünün Lewis yapısı çizildiğinde, merkez atomda kaç tane ortaklanmamış elektron çifti bulunur?
A) 0Karbon dioksit ($CO_2$) molekülünün Lewis yapısını çizerek merkez atomdaki ortaklanmamış elektron çifti sayısını bulalım. Bu tür soruları çözerken adım adım ilerlemek, hatasız sonuca ulaşmanın en iyi yoludur.
Moleküldeki tüm atomların değerlik (valens) elektron sayılarını toplarız.
Karbon (C) 4A grubunda yer alır, bu yüzden 4 değerlik elektronu vardır.
Oksijen (O) 6A grubunda yer alır, bu yüzden 6 değerlik elektronu vardır. Molekülde iki tane oksijen atomu olduğu için $2 \times 6 = 12$ değerlik elektronu oksijenlerden gelir.
Toplam değerlik elektron sayısı: $4 + (2 \times 6) = 4 + 12 = 16$ elektron.
Genellikle, molekülde tek sayıda bulunan veya en az elektronegatif olan atom merkez atom olur. $CO_2$ molekülünde karbon (C) merkez atomdur.
Merkez atom olan karbon ile terminal atomlar olan oksijenler arasına birer tane tekli bağ çizeriz. Her tekli bağ 2 elektron kullanır.
O - C - O
Kullanılan elektron sayısı: $2 \times 2 = 4$ elektron.
Kalan elektron sayısı: $16 - 4 = 12$ elektron.
Kalan elektronları (12 elektron) önce terminal atomların (oksijenler) oktetini tamamlamak için kullanırız. Her oksijen atomunun şu anda tekli bağdan dolayı 2 elektronu vardır, oktetini tamamlamak için 6 elektrona (3 ortaklanmamış elektron çifti) daha ihtiyacı vardır.
İki oksijen atomu için $2 \times 6 = 12$ elektron kullanılır.
Bu aşamada, oksijen atomları oktetlerini tamamlamış olur (her birinde 1 bağ ve 3 ortaklanmamış çift). Merkez atom olan karbonun ise sadece 4 elektronu vardır (iki tekli bağdan dolayı), okteti tamamlanmamıştır.
Kalan elektron sayısı: $12 - 12 = 0$ elektron.
Tüm elektronlar kullanıldı ve merkez atomun (karbon) okteti tamamlanmadı (sadece 4 elektronu var). Bu durumda, terminal atomlardaki ortaklanmamış elektron çiftlerinden bazılarını merkez atom ile çoklu bağ oluşturmak için kullanırız.
Her bir oksijen atomundan birer ortaklanmamış elektron çiftini alıp karbon ile çift bağ oluştururuz.
Oksijenler, karbon ile birer çift bağ oluşturduğunda, her bir oksijenin üzerinde 2 ortaklanmamış elektron çifti kalır.
Lewis yapısı şu şekilde olur: $O=C=O$
Bu yapıda:
Her bir oksijen atomu 2 çift bağdan 4 elektron ve 2 ortaklanmamış elektron çiftinden 4 elektron olmak üzere toplam 8 elektrona sahiptir (oktet tamam).
Merkezdeki karbon atomu, iki çift bağdan dolayı toplam $4 + 4 = 8$ elektrona sahiptir (oktet tamam).
Çizdiğimiz son Lewis yapısında ($O=C=O$), merkez atom olan karbonun etrafında sadece bağ elektronları (çift bağlar) bulunmaktadır. Karbon atomunun üzerinde hiç ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
Bu nedenle, merkez atomda 0 tane ortaklanmamış elektron çifti bulunur.
Cevap A seçeneğidir.
