gamedschool

Lewis Formülleri, Hibritleşme ve Molekül Geometrisi konu anlatımı

12. sınıf Kimya · Karbon Kimyasına Giriş

Lise · 12. sınıf · Kimya · Ünite: Karbon Kimyasına Giriş · ~4 dk okuma

Kovalent bağlı türlerin Lewis formülleri (değerlik elektronları, oktet kuralı, bağ yapan ve ortaklanmamış elektron çiftleri, çoklu bağlar); tek, çift ve üçlü kovalent bağın oluşumu, sigma (σ) ve pi (π) bağları; karbonun elektron dizilimi ve hibritleşme (sp³, sp², sp), hibrit orbitaller ve bağ açıları; değerlik kabuğu elektron çifti itmesi (VSEPR) kuramı ve molekül geometrileri (doğrusal, düzlem üçgen, düzgün dörtyüzlü, üçgen piramit, açısal); ortaklanmamış elektron çiftlerinin bağ açısına etkisi; molekül geometrisi ile polarlık ilişkisi.

Lewis formülleri

Lewis formülü: Atomların değerlik elektronlarının noktalarla, bağların çizgiyle gösterildiği formül

  • Atomlar genellikle oktet (8 elektron) kuralına uyar; H dublet (2 elektron) yapar.
  • Bağ yapan elektron çifti: İki atom arasında ortaklaşa kullanılan çift (—)
  • Ortaklanmamış elektron çifti: Bağa katılmayan çift (merkez atomdaki çiftler geometriyi etkiler)

Yazım adımları: Toplam değerlik elektronunu bul → iskeleti kur (merkezde genellikle en az elektronegatif atom; H uçta) → bağları yerleştir → kalan elektronları oktete göre dağıt → gerekirse çoklu bağ yap

MolekülDeğerlik e⁻Lewis yapısıMerkezdeki ortaklanmamış çift
H₂O8H–Ö–H (O’da 2 çift)2
NH₃8N’ye bağlı 3 H, N’de 1 çift1
CH₄8C’ye bağlı 4 H0
CO₂16O=C=O0
N₂10N≡N (her N’de 1 çift)—
HCN10H–C≡N0

Sigma, pi bağları ve hibritleşme

Sigma (σ) bağı: Orbitallerin uç uca örtüşmesiyle oluşan, iki atom arasındaki ilk bağ

Pi (π) bağı: p orbitallerinin yan yana örtüşmesiyle oluşan bağ

  • Tekli bağ: 1σ · İkili bağ: 1σ + 1π · Üçlü bağ: 1σ + 2π
  • C₂H₄’te 5σ + 1π · C₂H₂’de 3σ + 2π

Hibritleşme: Karbonun değerlik orbitallerinin (2s ve 2p) karışarak eş enerjili hibrit orbitaller oluşturması → karbon dört bağı eşdeğer yapabilir.

HibritKarışan orbitallerBağlarGeometriAçıÖrnek
sp³1 s + 3 p4σDüzgün dörtyüzlü109,5°CH₄, C₂H₆
sp²1 s + 2 p3σ + 1πDüzlem üçgen120°C₂H₄
sp1 s + 1 p2σ + 2πDoğrusal180°C₂H₂, CO₂’deki C

💡 Bir karbonun hibritleşmesini bulmak için ona bağlı atom sayısına bak: 4 → sp³, 3 → sp², 2 → sp.

VSEPR ve molekül geometrisi

VSEPR kuramı: Merkez atomun çevresindeki elektron çiftleri (bağ yapan ve ortaklanmamış) birbirini iter ve birbirinden en uzak konumlara yerleşir.

  • Ortaklanmamış çiftler bağ yapan çiftlerden daha fazla yer kaplar ve iter → bağ açısını daraltır: CH₄ 109,5° > NH₃ ≈ 107° > H₂O ≈ 104,5°

Geometri ve polarlık:

  • Bağlar polar olsa bile geometri simetrikse bağ dipolleri birbirini yok eder → apolar molekül (CO₂, CH₄, BF₃)
  • Simetrik değilse (ortaklanmamış çift ya da farklı atomlar) → polar molekül (H₂O, NH₃, HCl)
  • Polarlık; çözünürlük (“benzer benzeri çözer”) ve kaynama noktası gibi özellikleri etkiler: Su polar olduğu için tuzu çözer, yağı çözmez.

Kavramlar

Lewis formülü
değerlik elektronlarının noktalarla gösterimi
ortaklanmamış çift
bağa katılmayan elektron çifti
hibritleşme
orbitallerin karışarak eşdeğer orbitaller oluşturması
sigma bağı
uç uca örtüşmeyle oluşan bağ
VSEPR
elektron çifti itmesi kuramı
Önemli noktalar
  • Lewis formülünde değerlik elektronları; oktet (H için dublet)
  • Tekli 1σ, ikili 1σ + 1π, üçlü 1σ + 2π
  • sp³ dörtyüzlü 109,5°; sp² düzlem üçgen 120°; sp doğrusal 180°
  • VSEPR: elektron çiftleri birbirinden en uzağa yerleşir
  • Ortaklanmamış çiftler açıyı daraltır: CH₄ > NH₃ > H₂O
  • Simetrik molekül apolar, simetrik olmayan polar

Örnek soru ve çözümü

Soru

Şekildeki CH₄, C₂H₄ ve C₂H₂ moleküllerinde karbon atomlarının hibritleşme türlerini, bağ açılarını ve pi bağı sayılarını karşılaştırınız.

Çözüm

CH₄’te karbon dört atoma bağlıdır: sp³, 109,5°, pi bağı yok. C₂H₄’te her karbon üç atoma bağlıdır: sp², 120°, bir pi bağı (C=C). C₂H₂’de her karbon iki atoma bağlıdır: sp, 180°, iki pi bağı (C≡C).

Çözümlü örnekler

1. N₂ molekülünde kaç sigma ve kaç pi bağı vardır? KolayÇözüm

Üçlü bağ: 1 sigma, 2 pi.

2. NH₃ molekülünün geometrisi nedir ve neden CH₄’ten küçük bağ açısına sahiptir? OrtaÇözüm

Üçgen piramit (AX₃E). Azottaki ortaklanmamış elektron çifti bağ yapan çiftleri daha güçlü itip birbirine yaklaştırdığı için açı yaklaşık 107°’ye iner.

3. CO₂ ve H₂O moleküllerinin ikisi de polar bağlar içerdiği hâlde neden yalnızca suyun polar olduğunu açıklayınız. ZorÇözüm

CO₂ doğrusaldır (O=C=O); iki C=O bağ dipolü eşit büyüklükte ve zıt yönlü olduğu için birbirini yok eder, molekül apolardır. H₂O ise iki ortaklanmamış çift nedeniyle açısaldır; bağ dipolleri birbirini yok etmez, molekül polardır.

Sık yapılan hatalar

  • Ortaklanmamış elektron çiftlerini geometride hesaba katmamak.
  • Polar bağ içeren her molekülün polar olduğunu sanmak.
  • İkili bağı iki sigma bağı saymak (1σ + 1π).

Biliyor muydun?

Suyun açısal yapısı ve polarlığı olmasaydı buz suyun üstünde yüzmez, göller dipten donar ve sudaki yaşam kışı atlatamazdı!

Kendini dene

1. H₂O molekülünde oksijen atomunda kaç ortaklanmamış elektron çifti vardır?
  1. 2
  2. 3
  3. 1
  4. 0
Cevabı göster

Doğru cevap: A) 2 · AX₂E₂.

2. Üçlü bağda kaç pi bağı vardır?
  1. 0
  2. 2
  3. 3
  4. 1
Cevabı göster

Doğru cevap: B) 2 · 1σ + 2π.

3. Şekle göre C₂H₄’teki karbonun hibritleşmesi hangisidir?
  1. sp
  2. sp³
  3. sp³d
  4. sp²
Cevabı göster

Doğru cevap: D) sp² · Şekil.

4. sp³ hibritleşmesindeki bağ açısı kaç derecedir?
  1. 180
  2. 120
  3. 109,5
  4. 90
Cevabı göster

Doğru cevap: C) 109,5 · Dörtyüzlü.

5. C₂H₂ molekülünün geometrisi hangisidir?
  1. Açısal
  2. Düzlem üçgen
  3. Dörtyüzlü
  4. Doğrusal
Cevabı göster

Doğru cevap: D) Doğrusal · sp.

Konunun tüm sorularını ve testlerini gamedschool’da çözebilir, yanlışlarını tekrar edebilirsin.

12. Sınıf Kimya konuları
Konuyu oyunla pekiştir

gamedschool’da bu konunun testlerini çöz, XP ve altın kazan, Pixel Dünyası’nda arkadaşlarınla buluş. Öğrenciler için ücretsiz.

Ücretsiz kayıt ol