Soru

Zorluk: Çok zorVSEPR Gösterimi ve Molekül Geometrileri

Aşağıda verilen kovalent bağlı moleküller ile bu moleküllerin merkez atomlarının hibritleşme türü, VSEPR gösterimi ve bağ açılarına ait özelliklerini doğru şekilde eşleştiriniz.
(Atom numaraları: 1H_1H, 6C_6C, 7N_7N, 8O_8O, 9F_9F, 16S_{16}S, 17Cl_{17}Cl)

  • CS2CS_2 molekülüMerkez atomunun hibrit orbitallerinin karakteri yüzde 50 s ve yüzde 50 p olup, VSEPR gösterimi AX2AX_2 şeklindedir.
  • COCl2COCl_2 molekülüMerkez atomu sp2sp^2 hibritleşmesi yapmış olup, tüm bağ açıları tam olarak 120120^\circ olmayan düzlem üçgen geometrisine sahiptir.
  • NF3NF_3 molekülüMerkez atomu üzerinde bir çift ortaklanmamış elektron bulunduran ve bağ açısı NH3NH_3 molekülünün bağ açısından (107.3107.3^\circ) daha küçük olan polar bir moleküldür.
  • OF2OF_2 molekülüMerkez atomu üzerinde iki çift ortaklanmamış elektron bulunduran ve bağ açısı H2OH_2O molekülünün bağ açısından (104.5104.5^\circ) daha küçük olan polar bir moleküldür.

Cevap

CS2CS_2 molekülü doğrusal AX2AX_2 VSEPR gösterimi ve spsp hibritleşmesiyle; COCl2COCl_2 molekülü tam 120120^\circ olmayan bağ açılarına sahip düzlem üçgen AX3AX_3 geometrisiyle; NF3NF_3 molekülü yüksek elektronegatifliğe sahip flor atomları nedeniyle NH3NH_3 molekülünden daha dar bağ açısına sahip üçgen piramit AX3EAX_3E geometrisiyle; OF2OF_2 molekül�� ise benzer şekilde florun etkisiyle H2OH_2O molekülünden daha dar bağ açısına sahip kırık doğru AX2E2AX_2E_2 geometrisiyle eşleşir.
Eşleştirme sürecinde her molekülün Lewis yapısı çizilip merkez atomun hibritleşme türü, VSEPR gösterimi ve elektronegatifliğin bağ açılarına etkisi incelenmiştir. CS2 için doğrusal AX2, COCl2 için düzlem üçgen AX3, NF3 için üçgen piramit AX3E ve OF2 için açısal AX2E2 eşleştirmeleri doğru bağ açısal ilişkileriyle eşleşmiştir.

Adım Adım Çözüm

1
Merkez ve çevre atomlarının değerlik elektron sayılarının belirlenmesi
Değerlik elektron sayıları; H için 1, C için 4, N için 5, O i��in 6, F için 7, S için 6, Cl için 7 olarak bulunur.
Lewis yapılarını doğru şekilde çizip merkez atomun ortaklanmamış elektron çiftlerini ve bağ sayılarını saptamak için bu sayılara ihtiyaç vardır.
2
Moleküllerin Lewis yapılarının çizilmesi ve merkez atomların etrafındaki elektron gruplarının sayılması
CS2CS_2 için merkez atom C etrafında 2 ikili bağ grubu (ortaklanmamış çift yok); COCl2COCl_2 için C etrafında 1 ikili bağ ve 2 tekli bağ grubu (ortaklanmamış çift yok); NF3NF_3 için N etrafında 3 tekli bağ ve 1 ortaklanmamış çift; OF2OF_2 için O etrafında 2 tekli bağ ve 2 ortaklanmamış çift saptanır.
Elektron grup sayıları merkez atomun hibritleşme türünü ve VSEPR gösterimini doğrudan belirler.
3
Hibritleşme türlerinin, VSEPR formüllerinin ve molekül geometrilerinin eşleştirilmesi
CS2CS_2 doğrusal geometride spsp hibritleşmeli AX2AX_2 olarak; COCl2COCl_2 düzlem üçgen geometride sp2sp^2 hibritleşmeli AX3AX_3 olarak; NF3NF_3 üçgen piramit geometride sp3sp^3 hibritleşmeli AX3EAX_3E olarak; OF2OF_2 kırık doğru geometride sp3sp^3 hibritleşmeli AX2E2AX_2E_2 olarak sınıflandırılır.
VSEPR kurallarına göre doğrusal, düzlem üçgen, üçgen piramit ve kırık doğru geometrilerin teorik altyapısı bu şekilde kurulur.
4
Bağ açılarındaki sapmaların ve elektronegatiflik etkilerinin analiz edilmesi
COCl2COCl_2'de çift bağın yüksek itme gücünden dolayı açılar tam 120120^\circ olmaz. NF3NF_3 ve OF2OF_2 moleküllerinde flor atomlarının yüksek elektronegatifliği, bağ elektronlarını kendine çekerek bağlar arası itmeyi azaltır. Merkez atomdaki ortaklanmamış elektron çiftleri bağları daha güçlü iterek bağ açısını sırasıyla NH3NH_3 (107.3107.3^\circ) ve H2OH_2O (104.5104.5^\circ) referans moleküllerinden daha dar hale getirir (NF3NF_3 için 102102^\circ, OF2OF_2 için 103103^\circ).
Aynı elektron grubu geometrisine sahip moleküllerin, merkez ve çevre atomlar arasındaki elektronegatiflik farklarına ve çift bağların varlığına bağlı olarak bağ açılarının nasıl sapma gösterdiği tespit edilerek kesin eşleşme tamamlanır.

Anahtar Kavram

VSEPR kuralları çerçevesinde merkez atom üzerindeki ortaklanmamış elektron çiftlerinin ve bağ yapan atomların elektronegatifliklerinin molekül geometrisi ile bağ açıları üzerindeki etkisi
Tahmini Süre:3m 0s
Bu soruyu puanla