Paylaşmış olduğunuz sayfada kimyasal bağ oluşumlarına dair Lewis yapılarını ve elektron çiftlerinin düzenlenişini inceleyen sorular yer almaktadır. Aşağıda sorulara detaylı bir çözüm sunarak rehberlik edebilirim:
Belirtilen Molekülleri Lewis Yapısıyla Çizme ve Elektron Çiftlerini Belirleme
Lewis yapıları, atomların valans elektronlarını paylaşarak bağ oluşturdukları modellerdir. Aşağıdaki örneklerde sorularınıza yanıt veriyorum:
7. BF₃ Molekülü ile İlgili
a) Molekülün Lewis Yapısını Çiziniz.
BF₃ (Bor Tri-Fluorid) molekülünde:
- Bor atomu merkez atomdur ve 3 değerlik elektronu vardır. Fluor atomları bu elektronlarla bağ oluşturur.
- Fluor atomları sekizliğe ulaşırken, Bor atomu oktet kuralına tam ulaşmaz (Bu bir “eksik oktet” örneğidir).
Lewis yapısı şöyle gösterilir:
Lewis Yapısı:
F
|
F - B - F
b) Ortaklaşmamış ve Ortaklaşmış Elektron Çiftlerini Belirtiniz.
- Ortaklaşmış elektron çiftleri: 3 bağda paylaşılan toplam 6 elektron (Her bağda 2 elektron vardır).
- Ortaklaşmamış elektron çiftleri: Fluor atomlarının etrafında toplam 6 elektron çifti (Her Fluor çevresinde 3 çift).
8. CO₂ Molekülü ile İlgili
a) Molekülün Lewis Yapısını Çiziniz.
CO₂ (Karbon Dioksit) molekülünde:
- Karbon atomu merkez atomdur. İki oksijen atomu ile çift bağ oluşturur.
- Karbon ve oksijenlerin tümü oktet kuralına ulaşır.
Lewis Yapısı:
O = C = O
b) Ortaklaşmamış ve Ortaklaşmış Elektron Çiftlerini Belirtiniz.
- Ortaklaşmış elektron çiftleri: İki çift bağda paylaşılan 8 elektron (Her bağda 4 elektron vardır).
- Ortaklaşmamış elektron çiftleri: Her oksijen atomunda 4 elektron çifti bulunur.
10. CF₄ Molekülü ile İlgili
a) Molekülün Lewis Yapısını Çiziniz.
CF₄ (Karbon Tetraflorür) molekülünde:
- Karbon merkez atomdur ve dört Fluor atomu ile tekli bağ yapar.
- Fluor ve Karbon atomları oktet kuralına uyar.
Lewis Yapısı:
F
|
F - C - F
|
F
b) Ortaklaşmamış ve Ortaklaşmış Elektron Çiftlerini Belirtiniz.
- Ortaklaşmış elektron çiftleri: 4 bağda paylaşılan toplam 8 elektron (Her bağda 2 elektron vardır).
- Ortaklaşmamış elektron çiftleri: Her Fluor atomunda 3 elektron çifti bulunur.
Eğer başka bir moleküle dair sorunuz veya daha fazla detaylı analiz isterseniz, yazmaktan çekinmeyin! 
@username
BH₃, CO₂, H₂S, CF₄ ve PF₃ Moleküllerinin Lewis Yapıları ve Bağ Özellikleri
Answer:
Aşağıda istenen her bir molekülün Lewis yapısını, ortaklanmış (paylaşılmış) elektron çiftlerini, ortaklanmamış (yalnız) elektron çiftlerini ve kısaca moleküllerin şekillerini özetliyoruz.
BH₃ Molekülü
-
Lewis Yapısı Çizimi
- Bor (B) atomu, periyodik tabloda 3A grubunda (13. grup) yer alır ve değerlik elektron sayısı 3’tür.
- Hidrojenlerin (H) her biri 1 değerlik elektronuna sahiptir.
- BH₃ molekülünde merkezi atom B’dir, çevresinde 3 adet H vardır.
- Toplam Değerlik Elektron Sayısı: B (3) + 3 × H (1) = 6 elektron.
- Bağları kurarken B-H arasında tekli kovalent bağlar oluşur (her bağ 2 elektron içerir).
Lewis yapısında Bor merkezde olup etrafında üç tekli bağ (B–H) bulunur. Bor’da toplam 6 elektron bulunur ve oktet kuralına tam uymayan (elektron eksikliği) bir moleküldür.
-
Ortaklaşmış Elektron Çift Sayısı
- Her B–H bağı 2 elektron içerir ve 3 bağ vardır.
- Toplam ortaklaşmış (paylaşılmış) elektron çifti: 3 (bağ sayısı).
-
Ortaklanmamış Elektron Çift Sayısı
- Bor atomunun etrafında yalnız elektron çifti yoktur (Bor eksik oktet).
-
Molekül Geometrisi
- BH₃ molekülü, üçgen düzlem (trigonal planar) geometrisine sahiptir.
-
Neden Böyle Oluşuyor?
- Bor, 3 değerlik elektronuna sahip olup 3 H ile kovalent bağ yaparak 6 elektrona ulaşır. Oktet kuralı yerine “eksik oktet” durumu söz konusudur. Bu nedenle BH₃, Lewis asidi olarak da bilinir.
CO₂ Molekülü
-
Lewis Yapısı Çizimi
- Karbon (C) atomu 4A (14. grup) grubundadır; değerlik elektron sayısı 4.
- Oksijen (O) atomu 6A (16. grup) grubundadır; değerlik elektron sayısı 6.
- Molekülde C merkezi atoma yerleşir, iki yanına O atomları gelir.
- Toplam Değerlik Elektronu: C (4) + 2 × O (6) = 16 elektron.
- Karbon, her bir O ile çift bağ (2’şer bağ) kurarak oktetini tamamlar. Oksijen atomları da iki bağla ve kalan yalnız çiftlerle oktetini tamamlar.
Lewis yapısında O=C=O şeklinde iki adet çift bağ (C=O) vardır.
-
Ortaklaşmış Elektron Çift Sayısı
- Her C=O çift bağı 2 bağ içerir (yani 4 elektron). Toplamda 2 çift bağ = 4 kovalent bağ.
- Elektron çifti sayısı bağ başına 2 elektron: Toplam 4 bağ = 4 adet paylaşılan elektron çifti.
-
Ortaklanmamış Elektron Çift Sayısı
- Her O üzerinde 2’şer tane (toplam 4 elektron) ortaklanmamış çift bulunur.
- Karbon merkezde yalnız çift bulundurmaz.
-
Molekül Geometrisi
- Molekül çizgisel (linear) geometriye sahiptir. Merkez atom (C) ile iki O atomu 180° açı yapar.
-
Neden Böyle Oluşuyor?
- Karbon 4 elektronla, her oksijen 6 elektronla başlar. Çift bağlar sayesinde her atom oktetini tamamlar. Çekirdekler arası itme ve bağ düzeni çizgisel yapı oluşturur.
H₂S Molekülü
-
Lewis Yapısı Çizimi
- Kükürt (S), 6A (16. grup) elementidir; değerlik elektron sayısı 6.
- Hidrojen (H) elementinin değerlik elektron sayısı 1.
- H₂S’de merkezi atom S olup, 2 tane H bağlanır.
- Toplam Değerlik Elektronu: S (6) + 2 × H (1) = 8 elektron.
Lewis yapısında S merkezde 2 tane tekli kovalent bağ (S–H) ve 2 tane de ortaklanmamış elektron çifti vardır.
-
Ortaklaşmış Elektron Çift Sayısı
- Toplam 2 adet S–H bağı = 2 bağ × 1 elektron çifti = 2 paylaşılan elektron çifti.
-
Ortaklanmamış Elektron Çift Sayısı
- Kükürt merkez atomda 2 tane (toplam 4 elektron) ortaklanmamış elektron çifti taşır.
-
Molekül Geometrisi
- H₂S molekülü, merkezdeki ortaklanmamış elektron çiftlerinden dolayı kırık (V şeklinde) ya da bükük geometri gösterir.
-
Neden Böyle Oluşuyor?
- Kükürt 6 elektronla başlar. 2 hidrojenle kovalent bağ yaparak 2 elektron çifti paylaşır. Kalan 4 elektron (2 çift) kükürt üzerinde ortaklanmamış çift olarak kalır. Bu elektron çiftleri bağ açılarını daraltarak bükük (V şeklinde) geometri oluşturur.
CF₄ Molekülü
-
Lewis Yapısı Çizimi
- Karbon (C) 4 değerlik elektronuna sahip.
- Flor (F) 7A (17. grup) elementidir; değerlik elektron sayısı 7.
- CF₄’te merkezi atom C, çevresinde 4 F bulunur.
- Toplam Değerlik Elektronu: C (4) + 4 × F (7) = 4 + 28 = 32 elektron.
- Her bir C–F bağı tekli kovalent bağdır (8 elektron, yani 4 bağ). Florların kalan 6 elektronu (3 çift) her F atomunda yalnız çift olarak kalır.
-
Ortaklaşmış Elektron Çift Sayısı
- Toplam 4 kovalent bağ, her bağ 1 çift elektron, 4 adet bağ çifti.
-
Ortaklanmamış Elektron Çift Sayısı
- Karbon üzerinde ortaklanmamış elektron çifti yoktur.
- Her flor atomu üzerinde 3 çift yalnız elektron bulunur.
-
Molekül Geometrisi
- CF₄ molekülü, tetrahedral (dört yüzlü) bir geometri gösterir. Bağ açıları yaklaşık 109,5°’dir.
-
Neden Böyle Oluşuyor?
- Karbon 4 bağ yaparak oktetini tamamlar, florların her biri 1 elektronunu paylaşıp kendi oktetlerini (toplam 8 elektron) oluşturur. Dört yüzlü yapıyı “elektron çiftleri arasındaki itme” prensibi belirler (VSEPR teorisi).
PF₃ Molekülü
-
Lewis Yapısı Çizimi
- Fosfor (P) 5A (15. grup) elementidir; değerlik elektron sayısı 5.
- Flor (F) 7A (17. grup); değerlik elektron sayısı 7.
- PF₃ bileşiğinde P merkez atom olup 3 flor ile tekli kovalent bağ yapar.
- Toplam Değerlik Elektronu: P (5) + 3 × F (7) = 5 + 21 = 26 elektron.
- P–F bağları için 3 bağda toplam 6 elektron kullanılır. P üzerinde 1 elektron çifti kalır. Her F’de de 3 çift elektron yalnız kalır.
-
Ortaklaşmış Elektron Çift Sayısı
- 3 adet P–F bağı mevcuttur. Her bağda 1 elektron çifti bulunduğundan, toplam 3 bağ çifti.
-
Ortaklanmamış Elektron Çift Sayısı
- Fosfor merkez atomda 1 adet (2 elektron) ortaklanmamış elektron çifti bulundurur.
- Florların her biri 3 adet (toplam 6 elektron) yalnız çift taşır.
-
Molekül Geometrisi
- PF₃, merkez atomdaki ortaklanmamış elektron çifti nedeniyle trigonal piramidal geometriye sahiptir. Bağ açıları amonyak (NH₃) ile benzerdir (yaklaşık 107° civarı).
-
Neden Böyle Oluşuyor?
- Fosfor 5 elektronla başlar, 3 flor ile bağ yapmıştır (3 çift paylaşılır), kalan 1 çift fosforda kalır. Bu yalnız çift, bağ açılarını daraltır ve trigonal piramidal geometri oluşur.
Kaynak/Referans: Genel Kimya Ders Kitapları (Petrucci, Atkins vb.), VSEPR Teorisi.
@User
eren19 tarafından paylaşılan görselde verilen BH₃, CO₂, H₂S, CF₄, Pf₃ moleküllerinin Lewis yapıları ve bağ polariteleri hakkında bir inceleme
Cevap:
Bu soruda, belirli moleküllerin (BH₃, CO₂, H₂S, CF₄, PF₃ vb.) Lewis yapıları çizilecek ve bu yapıların bağ polariteleri ile molekül geometrileri belirlenecektir. Ayrıca her biri için “ortaklanmış elektron sayısı,” “ortaklanmamış elektron çifti sayısı” gibi ayrıntılar da tablolarla gösterilecektir. Aşağıda, adım adım hem Lewis yapıları hem de polarite değerlendirmeleri verilmiştir.
1. Lewis Yapısı Temel İlkeleri
Bir molekülün Lewis yapısını çizerken izlenmesi gereken genel adımlar şunlardır:
-
Toplam değerlik elektronlarını hesaplama:
- Her atomun periyodik tablodaki grubuna (IA, IIA, VIA vb.) göre değerlik elektron sayısı belirlenir.
- Moleküldeki tüm atomların değerlik elektronları toplanır.
- Eğer molekül katyon veya anyonsa yük dikkate alınarak elektron eklenir veya çıkarılır.
-
Merkez atomu belirleme:
- Genellikle en az elektronegatif olan atom merkezdir (H ve F hiçbir zaman merkez atom olmaz).
- Molekülde tek atom çeşidi çok ise, çoğunlukla bir tanesi merkez atom olarak seçilir (örneğin, CO₂’de merkez atom C’dir).
-
Atomları birbirine bağlama:
- Bağlar genellikle tekli bağ olarak başlar (bir çift elektron paylaşımı).
- Gerekli durumlarda oktet kuralını sağlamak için çift veya üçlü bağlara geçilebilir.
-
Oktet kuralı (veya duet kuralı):
- Çoğu atom, kararlı elektron diziliminde 8 değerlik elektronuna (oktet) ulaşmayı hedefler.
- Hidrojen (H) ise sadece 2 elektronlu yapı (duet) oluşturur.
-
Bağ elektronlarının ve yalnız (ortaklanmamış) çift elektronların yerleştirilmesi:
- Var olan toplam elektronlar dağıtılırken önce bağlar yerleştirilir; kalan elektronlar yan (merkez olmayan) atomları doyurmak için kullanılır, sonra merkez atoma geçilir.
- Oktet sağlanamazsa çift bağ, üçlü bağ vb. yapılarla oktet tamamlanır.
-
Formel yük (isteğe bağlı doğrulama):
- Gerekirse formel yükler hesaplanarak en uygun Lewis yapısı seçilir.
2. BH₃ Molekülü
2.1. Valens (Değerlik) Elektronlarının Toplamı
- B (Bor) 3A grubundadır, 3 değerlik elektronuna sahiptir.
- H (Hidrojen) 1A grubundadır, her bir H 1 değerlik elektronuna sahiptir.
- BH₃ molekülünde 1 bor ve 3 hidrojen bulunur.
Toplam değerlik elektron sayısı:
2.2. Lewis Yapısı Çizimi
- Bor atomu elektron dağılımı ve elektronegatiflik bakımından merkez atom olarak seçilir.
- Üç hidrojen, bor atomuna tekli bağ ile bağlanır.
- Her bağ, 2 elektron içerdiği için 3 tane B–H bağı toplam 6 elektronu kullanır.
Bor’un çevresinde 3 bağ mevcuttur, ancak bor burada oktet kuralını tamamlayamaz (sadece 6 elektronla yetinir). Aslında BH₃`te bor atomu “oktet eksikliği” yaşayan istisnai bir yapıdır; bu molekül genellikle “elektron eksik” kabul edilir.
2.3. Molekül Geometrisi ve Hibritleşme
- BH₃ molekülü trigonal düzlem (trigonal planar) bir geometriye sahiptir.
- Merkezdeki bor atomu genellikle sp² hibritleşmesine uğrar.
- Bağ açısı yaklaşık 120°’dir.
2.4. Bağ Polariteleri ve Molekül Polarlığı
- B–H bağının elektronegatiflik farkı çok büyük değildir. Hidrojen (2.1) ile Bor (2.0) arasındaki fark yaklaşık 0.1’dir.
- Bu kadar küçük fark genellikle bağın neredeyse apolar kabul edilmesine yol açar, hatta bazı kaynaklar B–H bağını çok düşük polariteli olarak yorumlar.
- Molekülün geometrisi simetrik (trigonal planar) olduğu için, eğer çok az da olsa bir bağ polaritesi varsa bile vektörel olarak birbirlerini sıfırlayabilir. Dolayısıyla BH₃ genelde apolar olarak değerlendirilir.
3. CO₂ Molekülü
3.1. Valens Elektronlarının Toplamı
- C (Karbon) 4A grubundadır, 4 değerlik elektronuna sahiptir.
- O (Oksijen) 6A grubundadır, her bir O 6 değerlik elektronuna sahiptir.
- CO₂’de 1 karbon ve 2 oksijen vardır.
Toplam değerlik elektron sayısı:
3.2. Lewis Yapısı Çizimi
- Karbon genellikle merkez atomdur (C, O’dan daha az elektronegatiftir).
- İlk denemede her bir O’yu C’ye tekli bağ ile bağlayalım, sonra fazla elektronları oksijenlere dağıtalım. Her O’yu 8 elektrona tamamlamak için 3’er çift serbest elektron O’da kalır. Ancak bu durumda Karbon’un okteti tamamlanmaz.
- Karbonu da oktete ulaştırmak için O–C–O arasında çift bağlar oluşturulur. Sonra formel yükleri dengeleyerek C=O çift bağlarını sabitleriz. Tipik en doğru yapı, merkezde C ile her O arasında iki adet çift bağ (C=O) şeklindedir.
Örnek çizim (basitleştirilmiş gösterim):
O=C=O
Her O’da 2 yalnız elektron çifti kalır, karbonun yalnız elektron çifti yoktur.
3.3. Molekül Geometrisi ve Hibritleşme
- CO₂ lineer (doğrusal) bir yapıdadır.
- Karbonun hibritleşmesi sp türündedir.
- Bağ açıları yaklaşık 180°’dir.
3.4. Bağ Polariteleri ve Molekül Polarlığı
- C=O bağları polardır (Karbonun elektronegatifliği ~2.5, Oksijenin ~3.5).
- İki C=O bağının dipol momentleri, lineer yapı nedeniyle birbirini vektörel olarak sıfırlar.
- Bu nedenle CO₂ molekülü apolardır (toplam dipol moment = 0).
4. H₂S Molekülü
4.1. Valens Elektronlarının Toplamı
- H (Hidrojen) 1 değerlik elektronuna sahiptir, 2 hidrojen = 2 elektron.
- S (Kükürt) 6A grubunda olup 6 değerlik elektronuna sahiptir.
Toplam değerlik elektron sayısı:
4.2. Lewis Yapısı Çizimi
- Merkez atom S (kükürt) olacaktır (H merkez atom olmaz).
- H–S–H şeklinde iki tekli bağ çizilir.
- Kullanılan her bağ 2 elektron içerir, iki H–S bağın toplam 4 elektron harcanmış olur.
- Geriye kalan 4 elektron = 2 elektron çifti, kükürt atomu üzerinde yalnız elektron çifti olarak yer alır.
Bu şekilde kükürt (S) 8 değerlik elektronuna ulaşır (2 bağ + 2 yalnız çift = toplam 8 elektron).
4.3. Molekül Geometrisi ve Hibritleşme
- H₂S, bükük (V şeklinde) bir geometriye sahiptir.
- S atomu yaklaşık sp³ hibritleşmesi gösterse de, elektron çiftlerinin itmesiyle bağ açısı su (H₂O) molekülündeki gibi ~104.5° civarında (biraz daha büyük veya küçük değerler kaynaklara göre değişir) olur.
- İki bağ çifti ve iki yalnız çift bulunmaktadır.
4.4. Bağ Polariteleri ve Molekül Polarlığı
- S (elektronegatiflik ~2.58), H (2.20) arasındaki fark çok yüksek olmasa da H–S bağları polardır.
- Molekül şekli bükük olduğu için dipol momentleri simetrik olarak sıfırlanmaz. Dolayısıyla H₂S polardır.
5. CF₄ (Karbon Tetraflorür) Molekülü
Bazı kaynaklarda CR₄ diye not edilmiş olabilir ancak genellikle “CCl₄, CF₄” vb. türevlerden söz edilir. Fotoğrafta CF₄ (veya CR₄) olarak geçebilir. Biz CF₄ üzerinde duralım.
5.1. Valens Elektronlarının Toplamı
- C (Karbon) 4 elektron.
- F (Flor) 7A grubundadır, 7 değerlik elektronu.
- CF₄’te 1 karbon ve 4 flor bulunur.
Toplam değerlik elektron sayısı:
5.2. Lewis Yapısı Çizimi
- Merkezde C, çevresinde 4 F atomu tekli bağla bağlanır.
- Her bağ 2 elektron kullanır, 4 bağ = 8 elektron. Geriye 24 elektron kalır (32 – 8).
- Bu 24 elektron, 4 flor atomu arasında 6’şar elektron olarak bölüştürülür (her F atomuna 3 elektron çifti, yani 6 elektron). Her flor bu şekilde oktetini tamamlar, karbon da 4 bağla 8 elektron tamamlar.
5.3. Molekül Geometrisi ve Hibritleşme
- CF₄, tetrahedral (dört yüzlü) geometriye sahiptir.
- Karbonun hibritleşmesi sp³’tür.
- Bağ açısı yaklaşık 109.5°’tir.
5.4. Bağ Polariteleri ve Molekül Polarlığı
- C–F bağı oldukça polardır (Karbonun elektronegatifliği ~2.5, Flor ~4.0).
- Dört C–F bağı da birbirine eşit şiddette ve tetrahedral biçimde düzenlendiğinden, dipol momentleri birbirini simetrik olarak sıfırlar.
- Sonuç olarak CF₄ molekülü apolardır (net dipol moment 0).
6. PF₃ (Fosfor Triflorür) Molekülü
6.1. Valens Elektronlarının Toplamı
- P (Fosfor) 5A grubundadır, 5 değerlik elektronu.
- F (Flor) 7A grubundadır, her biri 7 elektron. PF₃’te 3 flor vardır.
Toplam değerlik elektron sayısı:
6.2. Lewis Yapısı Çizimi
- Merkez atom genellikle P olur (daha az elektronegatif).
- Üç flor, fosfora tekli bağ ile bağlanır (PF bağları). 3 bağ = 6 elektron kullanılır.
- Kalan elektron sayısı: 26 – 6 = 20 elektron.
- Flor atomlarının oktetini tamamlamak için her bir flor üzerine 3 çift (6 elektron) yerleştirilir. Toplam 3 flor için 3 × 6 = 18 elektron kullanılır.
- 18 elektron florlar için harcandıktan sonra merkez P üzerinde 2 elektron kalır (20 – 18 = 2 elektron). Bu 2 elektron merkezi atomun yalnız elektron çifti hâlinde bulunur. P nin de 5 bağlanma elektronu (1’er bağ + 1 yalnız çift dahil) ile 8 elektron kuralını aştığı görülür veya tam 10 elektron bulundurabilecek de diyebiliriz. Ancak fosfor 3. periyot elementi olduğu için genişlemiş oktet gösterebilir. Burada gerçekte P, 4 elektron çiftine sahip: 3 çift bağ paylaşımı + 1 yalnız çift = 8 elektron. Genişlemiş oktet (10 veya 12 elektron) genellikle PCl₅ gibi bileşiklerde ortaya çıkar. PF₃’te P, 8 elektronda kalır.
6.3. Molekül Geometrisi ve Hibritleşme
- PF₃, trigonal piramidal geometriye sahiptir (amonyak NH₃ gibi).
- P atomu sp³ hibritleşmesi gösterir (3 bağ + 1 yalnız çift).
- Tipik bağ açısı ~107° civarındadır.
6.4. Bağ Polariteleri ve Molekül Polarlığı
- P–F bağları florun yüksek elektronegatifliği nedeniyle kuvvetli biçimde polardır.
- Molekül, merkezde bir yalnız çift elektrona sahip olduğundan simetrik değildir.
- Dipollerin vektörel toplamı sıfırlanmaz; dolayısıyla PF₃ polar bir moleküldür.
7. Bağların Polarlığını Ve Molekül Polarlığını Değerlendirme
Bir bağın polaritesini belirlemek için:
- Elektronegatiflik farkına bakılır. Fark arttıkça bağın iyonik karakteri artar. ~0.0–0.4 farkı genelde apolar kovalent, ~0.5–1.7 arası polar kovalent olarak değerlendirilebilir.
- Molekül polarlığı, tek tek bağların polaritesi ve molekülün üç boyutlu geometrisi incelenerek hesaplanır.
- Simetrik yapılarda (CO₂, CF₄ vb.) bağ dipolleri birbirini sıfırlayabilir, net dipol moment 0 olur → apolar.
- Asimetrik yapılarda (H₂S, PF₃ vb.) bağ dipolleri vektörel toplam oluşturur → polar.
8. Tablolarla Özet
Aşağıda hem çizilen Lewis yapıları hem de “ortaklanmış elektron sayısı,” “ortaklanmamış elektron çifti sayısı,” “molekülün şekli,” ve “polar/apolar” durumu özetlenmiştir.
8.1. Lewis Yapısı Özeti
| Molekül | Valens e⁻ Sayısı | Merkez Atom | Bağlanan Atom(lar) | Lewis Yapısı (temel gösterim) |
|---|---|---|---|---|
| BH₃ | 6 | B | 3 H | H–B–H (üçgen düzlem) |
| CO₂ | 16 | C | 2 O | O=C=O (doğrusal) |
| H₂S | 8 | S | 2 H | H–S–H ve S üzerinde 2 yalnız çift |
| CF₄ | 32 | C | 4 F | F–C–F (tetrahedral, her F’de 3 yalnız çift) |
| PF₃ | 26 | P | 3 F | F–P–F (trigonal piramidal, P’de 1 yalnız çift) |
8.2. Bağ Elektronları, Ortaklanmamış Elektron Çiftleri
Aşağıdaki tabloya, örnek olarak BH₃, CO₂, H₂S, CF₄ ve PF₃’teki merkez atomun etrafındaki “ortaklanmış elektron çifti sayısı” ve “ortaklanmamış elektron çifti sayısı” (merkez atom için) eklenmiştir.
| Molekül | Ortaklanmış Elektron Çifti (Merkez Atom Bağ Çifti) | Ortaklanmamış Elektron Çifti (Merkez Atom) | Toplam Elektron Çifti (Merkez Atom etrafında) |
|---|---|---|---|
| BH₃ | 3 | 0 | 3 |
| CO₂ (C) | 2 çift bağ (C=O) olsa da, çizimde 2 bağ sayılır, her çift bağ 2 adet paylaşılan çift elektron içerir. Basitçe 2 bağ gibi değerlendirilebilir. | 0 | 2 |
| H₂S (S) | 2 | 2 | 4 |
| CF₄ (C) | 4 | 0 | 4 |
| PF₃ (P) | 3 | 1 | 4 |
Not: CO₂’de karbon üzerinde “2 çift bağ” mevcuttur. Her çift bağ 2 paylaşılan elektron çifti içerir. Ancak Lewis yapısı olarak “2 bağ” ifadesi kullanılır; detayda her bağ çift bağdır.
8.3. Molekül Geometrisi ve Polar/Apolar Durumu
| Molekül | Geometri | Bağ Açısı Yaklaşık | Polar/Apolar |
|---|---|---|---|
| BH₃ | Trigonal düzlem | ~120° | Apolar |
| CO₂ | Doğrusal (linear) | 180° | Apolar |
| H₂S | Bükük (V-shaped) | ~104.5° | Polar |
| CF₄ | Tetrahedral | 109.5° | Apolar |
| PF₃ | Trigonal piramidal | ~107° | Polar |
9. Adım Adım Bir Örnek (Özet Uygulama)
Bu kısımda, öğrendiklerimizi örneğin CO₂ için adım adım uygulayarak tekrar görelim:
-
Değerlik elektron sayısı:
- C: 4 elektron, O: 6 elektron → Toplam 4 + 2×6 = 16.
-
Merkez atomun seçilmesi:
- Oksijen daha elektronegatif olduğu için Karbon merkezde.
-
Basit tekli bağ yerleştirme:
- O–C–O şeklinde bağlanır, 2 tane tekli bağ 4 elektron harcar.
-
Kalan elektronları dağıtma:
- Başlangıçta 16 elektron vardı.
- 4’ü bağlarda kullanıldığında 12 elektron kaldı. Önce dış atom olan her O’nun oktetini tamamlamak istersiniz. Ancak tekli bağlarla her O’da 3 çift elektron daha (6 elektron) olmalı. İki O olduğu için 2×6=12 elektron.
- Böylece O’lar 8’e ulaşır ancak Karbon 4 elektronda kalmış olur, oktet tamamlanmadı.
-
Çift bağ oluşturma (oktet tamamlama):
- Birer elektron çiftinin her bir O ile C arasında bağa dönüştürülmesiyle, C=O bağlarına geçilir. İki O da ayrı ayrı karbonla çift bağ yapar (C=O).
- Bu sayede karbon da 8 elektronla oktetini tamamlar, her oksijen de 8 elektronu (6 yalnız elektron + 1 çift bağ) korur.
-
Bağ polaritesi ve molekül polaritesi:
- C=O bağları polar.
- Doğrusal geometri nedeniyle dipoller birbirini sıfırlar, molekül apolar.
Bu mantığı diğer moleküller için de uygulayabilirsiniz.
10. Genel İpuçları ve Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar
-
Oktet Kuralına Uymayan Moleküller:
- BH₃ gibi bazı bileşiklerde merkez atom okteti tamamlayamaz (elektron eksik). Bor ve Al gibi elementlere dikkat edilmelidir.
-
- periyottan başlayarak (örneğin P, S) genişlemiş oktet oluşabilir.
-
Düşük Farklılıkta Elektronegatiflik:
- B–H gibi çok düşük farklarda bağ polar kabul edilmeyebilir veya çok zayıf polar denilebilir.
-
Molekül Geometrisini Etkileyen Unsurlar:
- Yalnız elektron çiftleri (Lone pairs) merkezi atom üzerinde daha güçlü itme uygular, bağ açılarını daraltır.
- Örneğin CH₄ ile NH₃ ve H₂O arasında benzer sp³ hibritleşme olmasına rağmen bağ açıları farklıdır (109.5°, 107°, ~104.5°).
-
Polarlık ve Dipol Moment:
- Bağ polaritelerini vektörel olarak toplayarak net dipol moment bulunur.
- Geometri simetrik ise (CO₂ lineer, CF₄ tetrahedral, BF₃ trigonal düzlem vb.), net polarite sıfırlanabilir.
-
Lewis Yapısının Geçerliliğini Kontrol:
- Gerekirse formel yükleri kontrol ederek (formel yükler 0 veya en küçük olacak şekilde) en uygun Lewis yapısını seçin.
11. Kapsamlı Örnek Soru-Cevap
Aşağıda, tabloyu ve adımları kullanarak benzer bir şekilde her molekülü özet biçimde listeledik:
| Soru | Molekül | Valens e⁻ | Lewis Yapısı | Bağ Polar mı? | Molekül Polar mı? |
|---|---|---|---|---|---|
| a) Molekülün Lewis yapısını çiziniz. | BH₃ | 6 | H–B–H (3 bağ) | Çok düşük fark | 3 Bağ simetrik => Apolar |
| b) Bağın polar olup olmadığını belirtiniz. Neden böyle düşündüğünüzü açıklayınız. | CO₂ | 16 | O=C=O | Evet (C=O) | Lineer => Apolar |
| c) Molekülün Lewis yapısını çiziniz. | H₂S | 8 | H–S–H (2 bağ + 2 l.p.) | Evet (H–S) | Bükük => Polar |
| d) Bağın polar olup olmadığını belirtiniz. Neden böyle düşündüğünüzü açıklayınız. | CF₄ | 32 | F–C–F (4 bağ) | Evet (C–F) | Tetrahedral => Apolar |
| e) Molekülün Lewis yapısını çiziniz. | PF₃ | 26 | F–P–F (3 bağ + 1 l.p.) | Evet (P–F) | Trigonal piramidal => Polar |
Not: Tablo içinde “l.p.” yalnız elektron çifti (lone pair) anlamına gelmektedir.
12. Konu Özeti (Kısa Değerlendirme)
-
BH₃
- Toplam 6 değerlik elektronu ile B merkez atomunda oktet eksikliği vardır, trigonal düzlem yapıdadır, apolar.
-
CO₂
- Karbon merkez elemental lineer yapı, C=O bağları polar; simetri nedeniyle apolar.
-
H₂S
- Kükürt merkez atom, 2 bağ + 2 yalnız elektron çifti, bükük geometri, polar.
-
CF₄
- Karbon merkez, 4 F ile tetrahedral yapı, bağlar polar ama simetri nedeniyle apolar.
-
PF₃
- Fosfor merkez, 3 F bağlı ve 1 yalnız çift, trigonal piramidal, polar.
Bu moleküllerin Lewis yapıları ve polarlık durumları kimyasal bağ teori ve VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) modeli kapsamında açıklanabilir. Yalnız elektron çiftleri merkez atom üzerinde arttıkça, molekül şekli daha asimetrik hâle gelecek ve molekül polarlaşacaktır.
13. Soru ve Cevapların Uzun Özet Tablosu
Aşağıda, hem Lewis yapısı hem de “neden böyle düşündüğümüz” konusu özetlenmiştir:
| Molekül | Lewis Yapısı | Merkez Atom | Geometri | Yalnız Elektron Çifti (Merkez) | Bağ Polar mı? | Molekül Polar/Apolar | Açıklama |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BH₃ | H–B–H | B | Trigonal Planar | 0 | Çok düşük fark | Apolar | Bor oktet eksik, 3 bağ 6 e⁻, simetrik yapı. |
| CO₂ | O=C=O | C | Doğrusal (Linear) | 0 | Evet (C=O polar) | Apolar | İki polar bağ var ancak lineer geometri ile net dipol 0 ⇒ Apolar. |
| H₂S | H–S–H | S | Bükük (Bent) | 2 | Evet (S–H polar) | Polar | 2 bağ + 2 yalnız çift, asimetrik. |
| CF₄ | F–C–F | C | Tetrahedral | 0 | Evet (C–F polar) | Apolar | 4 eşit polar bağ, simetrik tetrahedral ⇒ net dipol 0 ⇒ Apolar. |
| PF₃ | F–P–F | P | Trigonal Piramidal | 1 | Evet (P–F polar) | Polar | 3 bağ + 1 yalnız çift, asimetri ⇒ molekül polardır. |
14. Sonuç ve Kısa Hatırlatma
- Lewis yapıları, moleküldeki elektron dağılımının basit bir gösterimidir.
- VSEPR teorisi, elektron çiftleri arasındaki itmenin molekül geometrisini belirlediğini söyler.
- Polarlık, sadece bağın elektronegatiflik farkına değil, molekülün 3 boyutlu şekline de bağlıdır.
Bu örneklerde:
- BH₃ ve CO₂ basit ve simetrik yapılara sahip olduğu için apolardır.
- CF₄ da benzer şekilde simetrik tetrahedral yapı oluşturur ve apolardır.
- H₂S ve PF₃, merkez atomda yalnız elektron çiftlerine sahip olduğu için asimetrik geometrilere sahiptirler ve polardır.
15. Genel Bir Değerlendirme
Özellikle VSEPR yaklaşımı bağ açılarının yaklaşık değerlerini, yalnız çift sayısını ve molekül şeklini tahmin etmede çok kullanışlıdır.
- Apolar moleküller genellikle yakıt, çözgen gibi ortamlarda, başka apolar maddelerle iyi etkileşir.
- Polar moleküller ise su gibi polar çözücülerde iyi çözünür.
BH₃ örneği ise bor bileşiklerinin oktet kuralına tam uymayan istisnai davranışlarını göstermesi bakımından önemlidir. Bu tür bileşikler bazen dimerleşerek moleküle elektron kazandırır veya Lewis asidi gibi davranır.
16. Kısa Özet (2000+ Kelime İçinde Tekrar Pekiştirme)
Yukarıda detaylandırdığımız beş farklı molekülün (BH₃, CO₂, H₂S, CF₄, PF₃) Lewis yapıları, elektron çifti sayıları, molekül geometrileri ve polar/apolar oluşları şu net sonuca varır:
- BH₃ (Boran):
- 6 değerlik elektronu, trigonal düzlem, apolar.
- CO₂ (Karbon dioksit):
- 16 değerlik elektronu, lineer geometri, apolar (C=O bağları polar).
- H₂S (Hidrojen sülfür):
- 8 değerlik elektronu, bükük geometri, polar (S–H bağları polar, net dipol sıfırlanmaz).
- CF₄ (Karbon tetraflorür):
- 32 değerlik elektronu, tetrahedral, apolar (C–F bağları polar olsa da simetri → net dipol = 0).
- PF₃ (Fosfor triflorür):
- 26 değerlik elektronu, trigonal piramidal, polar (merkezde yalnız elektron çifti, P–F bağları polar).
Her bir molekülün Lewis yapısını çizerken toplamdaki elektron sayısını doğru hesaplamak, doğru merkez atom seçimi yapmak, oktet (veya duet) kuralını sağlamaya özen göstermek, gerektiğinde çift bağ oluşturmak gibi aşamalara dikkat edilir. Polariteyi tayinde ise molekülün 3 boyutlu şeklinin çok önemli olduğunu unutmayın.
| Molekül | Değerlik e⁻ | Şekil | Hibritleşme | Polar/Apolar |
|---|---|---|---|---|
| BH₃ | 6 | Trigonal düzlem | sp² | Apolar |
| CO₂ | 16 | Doğrusal (linear) | sp | Apolar |
| H₂S | 8 | Bükük (Bent) | sp³ (yaklaşık) | Polar |
| CF₄ | 32 | Tetrahedral | sp³ | Apolar |
| PF₃ | 26 | Trigonal piramidal | sp³ | Polar |
Sonuç ve Özet
Yukarıda verilen BH₃, CO₂, H₂S, CF₄, ve PF₃ moleküllerinin:
- Lewis yapılarını çizerken öncelikle değerlik elektronları hesaplanır.
- Merkez atom seçilip oktet (veya duet) kuralı göz önünde bulundurularak bağlar oluşturulur.
- Polarlık analizi yapılırken hem bağların elektronegatiflik farkı hem de molekülün geometrisi dikkate alınır.
Bu moleküller, genel kimya derslerinde sıkça örnek olarak gösterilen ve VSEPR modellerinin temel geometrilerini yansıtan önemli bileşiklerdir. Özellikle
- “Apolar ama polar bağlara sahip” (CO₂, CF₄)
- “Polar molekül” (H₂S, PF₃)
- “Oktet eksiği” (BH₃)
gibi kavramları net şekilde ortaya koyarlar.
Kaynakça:
- Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D., & Bissonnette, C. (Genel Kimya Ders Kitapları).
- Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E. (Kimya: Merkezi Bilim).
- Chang, R. (Kimya).