H2O, NH3, CO2, CH4 molekül polarlığı Test 1

Bir molekülün polar olabilmesi için hem polar bağlar içermesi hem de molekül geometrisinin simetrik olmaması gerekir.
Buna göre aşağıdaki moleküllerden hangisi polar bağlar içerdiği halde apolar bir moleküldür?

A) H₂O
B) NH₃
C) CO₂
D) CH₄

Bir molekülün polar olabilmesi için iki temel koşulu sağlaması gerekir:

• Molekülün içinde polar kovalent bağlar bulunmalıdır. Polar kovalent bağlar, farklı elektronegatifliğe sahip atomlar arasında oluşur ve elektronlar daha elektronegatif atoma doğru çekildiği için bağ içinde kısmi pozitif ve kısmi negatif yükler oluşur.
• Molekülün genel geometrisi simetrik olmamalıdır. Eğer molekül simetrik bir yapıya sahipse, polar bağlardan kaynaklanan dipol momentleri (yük ayrışmaları) birbirini zıt yönlerde ve eşit büyüklükte olduğu için götürebilir ve molekülün net dipol momenti sıfır olur, bu da molekülü apolar yapar.

Şimdi seçeneklerdeki molekülleri bu iki kritere göre inceleyelim:

• A) H2O (Su):

  O-H bağları, oksijenin hidrojenden daha elektronegatif olması nedeniyle polardır. Su molekülünün geometrisi V-şekilli (açısal) olduğu için, bağ dipol momentleri birbirini götürmez ve molekül polardır.

• B) NH3 (Amonyak):

  N-H bağları, azotun hidrojenden daha elektronegatif olması nedeniyle polardır. Amonyak molekülünün geometrisi üçgen piramit olduğu için (azot üzerinde bir çift ortaklanmamış elektron bulunur), bağ dipol momentleri birbirini götürmez ve molekül polardır.

• C) CO2 (Karbondioksit):

  C=O bağları, oksijenin karbondan daha elektronegatif olması nedeniyle polardır. Ancak karbondioksit molekülünün geometrisi doğrusaldır (lineer). Merkezi karbon atomu üzerinde ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz ve iki oksijen atomu karbona simetrik bir şekilde bağlanmıştır. Bu doğrusal yapı nedeniyle, zıt yönlerdeki eşit büyüklükteki bağ dipol momentleri birbirini tam olarak götürür. Sonuç olarak, CO2 molekülü polar bağlar içermesine rağmen apolar bir moleküldür.

• D) CH4 (Metan):

  C-H bağları arasındaki elektronegatiflik farkı çok küçüktür ($\Delta EN \approx 0.35$), bu nedenle bu bağlar genellikle apolar veya çok az polar kabul edilir. Metan molekülünün geometrisi düzgün dörtyüzlüdür (tetrahedral). Bu simetrik yapı nedeniyle, eğer bağlar hafifçe polar olsaydı bile, bağ dipol momentleri birbirini götürürdü ve molekül apolar olurdu. Ancak soruda "polar bağlar içerdiği halde apolar" ifadesi geçtiği için, C-H bağlarının genellikle apolar kabul edilmesi nedeniyle CO2 daha uygun bir cevaptır.

Yukarıdaki açıklamalara göre, polar bağlar içerdiği halde apolar olan molekül CO2'dir.

Cevap C seçeneğidir.