💡 12. Sınıf Kimya: Kimyasal Bilesiklerin Lewis Formulleri Çözümlü Örnekler

• Adım 1: Bileşikteki atomların değerlik elektron sayılarını belirleyelim.
• Hidrojen (H) atomunun değerlik elektron sayısı: 1
• Oksijen (O) atomunun değerlik elektron sayısı: 6
• Adım 2: Toplam değerlik elektron sayısını hesaplayalım.
• \( (2 \times 1) + 6 = 8 \) değerlik elektronu
• Adım 3: Merkez atomu belirleyelim. Genellikle en az elektronegatif veya tek sayıda atom içeren atom merkez atom olur. Bu durumda Oksijen merkez atomdur.
• Adım 4: Merkez atomu diğer atomlara tek bağlarla bağlayalım.
• Oksijene iki Hidrojen atomunu tek bağlarla bağladık. Bu, \( 2 \times 2 = 4 \) elektron kullanır.
• Adım 5: Geriye kalan elektronları önce merkez atomun oktetini tamamlamak için, sonra diğer atomların oktetini tamamlamak için kullanalım.
• Kalan elektron sayısı: \( 8 - 4 = 4 \) elektron.
• Bu 4 elektronu Oksijen atomunun üzerine ortaklanmamış elektron çiftleri olarak yerleştirelim.
• Adım 6: Lewis formülünü çizelim.
• Oksijen atomu etrafında 2 adet ortaklanmamış elektron çifti ve 2 adet bağlayıcı elektron çifti bulunur. Her Hidrojen atomu 1 adet bağlayıcı elektron çifti ile oksijene bağlıdır.

Lewis Formülü: H - Ö - H (Oksijenin üzerinde ikişerli noktalı iki çift ortaklanmamış elektron bulunur.)

• Adım 1: Değerlik elektron sayıları:
• Azot (N) atomu: 5
• Hidrojen (H) atomu: 1
• Adım 2: Toplam değerlik elektron sayısı:
• \( (1 \times 5) + (3 \times 1) = 8 \) değerlik elektronu
• Adım 3: Merkez atom Azot'tur.
• Adım 4: Azot'u 3 Hidrojen atomuna tek bağlarla bağlayalım.
• Bu işlem \( 3 \times 2 = 6 \) elektron kullanır.
• Adım 5: Kalan elektronları kullanalım.
• Kalan elektron sayısı: \( 8 - 6 = 2 \) elektron.
• Bu 2 elektronu Azot atomunun üzerine ortaklanmamış elektron çifti olarak yerleştirelim.
• Adım 6: Lewis formülünü çizelim.

Lewis Formülü: H - N̈ - H (Azotun üzerinde bir adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.)

• Adım 1: Değerlik elektron sayıları:
• Karbon (C) atomu: 4
• Hidrojen (H) atomu: 1
• Adım 2: Toplam değerlik elektron sayısı:
• \( (1 \times 4) + (4 \times 1) = 8 \) değerlik elektronu
• Adım 3: Merkez atom Karbon'dur.
• Adım 4: Karbon'u 4 Hidrojen atomuna tek bağlarla bağlayalım.
• Bu işlem \( 4 \times 2 = 8 \) elektron kullanır.
• Adım 5: Kalan elektronları kullanalım.
• Kalan elektron sayısı: \( 8 - 8 = 0 \) elektron.
• Tüm elektronlar bağ oluşturmak için kullanılmıştır.
• Adım 6: Lewis formülünü çizelim.

Lewis Formülü: H - C̈ - H (Karbon atomu etrafında 4 adet bağlayıcı elektron çifti bulunur.)

• Adım 1: Değerlik elektron sayıları:
• Karbon (C) atomu: 4
• Oksijen (O) atomu: 6
• Adım 2: Toplam değerlik elektron sayısı:
• \( 4 + (2 \times 6) = 16 \) değerlik elektronu
• Adım 3: Merkez atom Karbon'dur.
• Adım 4: Karbon'u iki Oksijen atomuna tek bağlarla bağlayalım.
• Bu işlem \( 2 \times 2 = 4 \) elektron kullanır.
• Adım 5: Kalan elektronları kullanalım.
• Kalan elektron sayısı: \( 16 - 4 = 12 \) elektron.
• Önce Oksijen atomlarının oktetlerini tamamlayalım. Her bir Oksijene 6'şar elektron (3 çift) ekleyelim.
• Bu işlem \( 2 \times 6 = 12 \) elektron kullanır.
• Kalan elektron sayısı: \( 12 - 12 = 0 \).
• Adım 6: Oktet kuralını kontrol edelim.
• Her bir Oksijenin okteti tamamlanmıştır (6 ortaklanmamış + 2 bağlayıcı = 8).
• Ancak Karbon atomunun sadece 4 elektronu vardır. Oktetini tamamlamak için çift bağlar oluşturmalıyız.
• Adım 7: Çift bağlar oluşturalım.
• Her bir Oksijenden birer ortaklanmamış elektron çiftini Karbon ile bağ oluşturmak için kullanalım.
• Bu durumda Karbon iki Oksijen ile çift bağ yapar. Her Oksijenin üzerinde ikişer adet ortaklanmamış elektron çifti kalır.
• Adım 8: Lewis formülünü çizelim.

Lewis Formülü: Ö = C̈ = Ö (Her Oksijenin üzerinde ikişer adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.)

• Adım 1: Değerlik elektron sayıları:
• Karbon (C) atomu: 4
• Azot (N) atomu: 5
• Adım 2: Toplam değerlik elektron sayısı:
• \( 4 + 5 + 1 \) (iyon yükü için eklenen elektron) \( = 10 \) değerlik elektronu
• Adım 3: Karbon ve Azot atomlarını tek bağla bağlayalım.
• Bu işlem \( 2 \) elektron kullanır.
• Adım 4: Kalan elektronları kullanalım.
• Kalan elektron sayısı: \( 10 - 2 = 8 \) elektron.
• Bu elektronları önce Azot'un oktetini tamamlamak için kullanalım. Azot'a 6 elektron (3 çift) ekleyelim.
• Kalan elektron sayısı: \( 8 - 6 = 2 \) elektron.
• Bu 2 elektronu Karbon'un üzerine ortaklanmamış elektron çifti olarak yerleştirelim.
• Adım 5: Oktet kuralını kontrol edelim.
• Azot'un okteti tamamlanmıştır (6 ortaklanmamış + 2 bağlayıcı = 8).
• Karbon'un sadece 4 elektronu vardır (2 ortaklanmamış + 2 bağlayıcı = 4). Oktetini tamamlamak için üçlü bağ oluşturmalıyız.
• Adım 6: Üçlü bağ oluşturalım.
• Azot'tan 2 ortaklanmamış elektron çiftini Karbon ile bağ oluşturmak için kullanalım.
• Bu durumda Karbon ve Azot arasında üçlü bağ oluşur. Karbon'un üzerinde hiç ortaklanmamış elektron kalmaz, Azot'un üzerinde ise bir adet ortaklanmamış elektron çifti kalır.
• Adım 7: Lewis formülünü çizelim ve yükü belirtelim.

Lewis Formülü: [ :C≡N: ]⁻ (Azot atomunun üzerinde bir adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur ve tüm yapı köşeli parantez içinde eksi yüküyle gösterilir.)

• Adım 1: Verilen moleküllerin Lewis formüllerini çizerek bağ türlerini inceleyelim.
• I. O₂ (Oksijen):
• Değerlik elektron sayısı: \( 2 \times 6 = 12 \)
• Lewis Formülü: Ö = Ö (Çift bağ içerir.)
• II. CO₂ (Karbondioksit):
• Değerlik elektron sayısı: \( 4 + (2 \times 6) = 16 \)
• Lewis Formülü: Ö = C̈ = Ö (Çift bağ içerir.)
• III. N₂ (Azot):
• Değerlik elektron sayısı: \( 2 \times 5 = 10 \)
• Lewis Formülü: :N≡N: (Üçlü bağ içerir.)
• IV. H₂O (Su):
• Değerlik elektron sayısı: \( (2 \times 1) + 6 = 8 \)
• Lewis Formülü: H - Ö - H (Tekli bağ içerir.)
• Adım 2: Bağ türlerini karşılaştıralım.
• O₂ ve CO₂ çift bağ içerir.
• N₂ üçlü bağ içerir.
• H₂O sadece tekli bağ içerir.
• Adım 3: Sorunun istediği koşulu sağlayan molekülü bulalım.
• Atomlar arasında hem tekli hem de çiftli bağ bulunmayan molekül H₂O'dur.

Cevap: IV

• Adım 1: Klor (Cl) atomunun değerlik elektron sayısını belirleyelim.
• Klorun atom numarası 17'dir. Elektron dizilimi: 2) 8) 7).
• Değerlik elektron sayısı: 7
• Adım 2: İki Klor atomunun toplam değerlik elektron sayısını hesaplayalım.
• \( 7 + 7 = 14 \) değerlik elektronu
• Adım 3: İki Klor atomunu tek bağ ile bağlayalım.
• Bu işlem \( 2 \) elektron kullanır.
• Adım 4: Kalan elektronları kullanalım.
• Kalan elektron sayısı: \( 14 - 2 = 12 \) elektron.
• Her bir Klor atomunun oktetini tamamlamak için 6'şar elektron (3 çift) ekleyelim.
• Bu işlem \( 2 \times 6 = 12 \) elektron kullanır.
• Kalan elektron sayısı: \( 12 - 12 = 0 \).
• Adım 5: Lewis formülünü çizelim.

Lewis Formülü: :Cl - Cl: (Her Klor atomunun üzerinde üçer adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur.)

Klor gazı (Cl₂) oluşurken, iki klor atomu birbirine tek bir kovalent bağ ile bağlanır. Her klor atomu, oktet kuralını tamamlamak için bağlayıcı elektron çiftine ek olarak üç adet ortaklanmamış elektron çifti bulundurur. Bu şekilde kararlı bir molekül yapısı oluşur.

• Adım 1: Değerlik elektron sayıları:
• Kükürt (S) atomu: 6
• Oksijen (O) atomu: 6
• Adım 2: Toplam değerlik elektron sayısı:
• \( 6 + (4 \times 6) + 2 \) (iyon yükü için eklenen elektron) \( = 32 \) değerlik elektronu
• Adım 3: Merkez atom Kükürt'tür. Kükürt'ü 4 Oksijen atomuna tek bağlarla bağlayalım.
• Bu işlem \( 4 \times 2 = 8 \) elektron kullanır.
• Adım 4: Kalan elektronları kullanalım.
• Kalan elektron sayısı: \( 32 - 8 = 24 \) elektron.
• Her bir Oksijen atomunun oktetini tamamlamak için 6'şar elektron (3 çift) ekleyelim.
• Bu işlem \( 4 \times 6 = 24 \) elektron kullanır.
• Kalan elektron sayısı: \( 24 - 24 = 0 \).
• Adım 5: Oktet kuralını kontrol edelim.
• Her bir Oksijenin okteti tamamlanmıştır.
• Kükürt atomunun ise 8 elektronu vardır (4 bağlayıcı elektron çifti).
• Adım 6: Formal yükleri hesaplayalım.
• Formal Yük = (Valans Elektronu) - (Ortaklanmamış Elektron) - (Bağ Sayısı / 2)
• Her bir Oksijenin formal yükü: \( 6 - 6 - (2/2) = -1 \)
• Kükürt'ün formal yükü: \( 6 - 0 - (8/2) = +2 \)
• Toplam formal yük: \( (+2) + (4 \times -1) = -2 \). Bu, iyon yükü ile uyumludur.
• Adım 7: Daha kararlı bir yapı için rezonans yapılarını düşünelim.
• Kükürt, oktet kuralını genişletebilir. Bu durumda, bazı Oksijen atomları ile çift bağlar oluşturarak formal yükleri azaltabiliriz.
• Bir rezonans yapısında, iki Oksijen atomu çift bağ ile bağlanır ve iki Oksijen atomu tek bağ ile bağlanır.
• Çift bağlı Oksijenlerin formal yükü: \( 6 - 4 - (4/2) = 0 \)
• Tek bağlı Oksijenlerin formal yükü: \( 6 - 6 - (2/2) = -1 \)
• Kükürt'ün formal yükü (iki çift bağ ve iki tek bağ ile): \( 6 - 0 - (10/2) = +1 \)
• Toplam formal yük: \( (+1) + (2 \times 0) + (2 \times -1) = -1 \). Bu hala iyon yükü ile tam uyumlu değil, ancak formal yükler daha düşüktür.
• Daha yaygın kabul gören rezonans yapılarında, Kükürt atomu iki çift bağ ve iki tek bağ ile gösterilir. Bu durumda Kükürt'ün formal yükü \( 6 - 0 - (10/2) = +1 \) olur.
• Adım 8: Lewis formülü ve rezonans yapıları.

Temel Lewis Yapısı (Tüm Oksijenler tek bağlı):

\[ \begin{bmatrix} \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} - \stackrel{\bullet\bullet}{S} - \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} \\ | \\ \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} - \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} \end{bmatrix}^{2-} \]

Rezonans Yapıları (İki çift bağ, iki tek bağ):

\[ \begin{bmatrix} \stackrel{\bullet\bullet}{O} = \stackrel{\bullet\bullet}{S} = \stackrel{\bullet\bullet}{O} \\ | \\ \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} - \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} \end{bmatrix}^{2-} \leftrightarrow \begin{bmatrix} \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} - \stackrel{\bullet\bullet}{S} = \stackrel{\bullet\bullet}{O} \\ || \\ \stackrel{\bullet\bullet}{O} = \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} \end{bmatrix}^{2-} \leftrightarrow \dots \]

Sülfat iyonunda, negatif yükler tüm oksijen atomlarına dağılmıştır ve kükürt-oksijen bağlarının uzunlukları ve enerjileri ortalamadır. Bu durum, rezonans yapılarının varlığını gösterir.

• Adım 1: Değerlik elektron sayısı:
• Oksijen (O) atomu: 6
• Adım 2: Toplam değerlik elektron sayısı:
• \( 3 \times 6 = 18 \) değerlik elektronu
• Adım 3: Üç Oksijen atomunu tek bağlarla bağlayalım.
• Bu işlem \( 2 \times 2 = 4 \) elektron kullanır.
• Adım 4: Kalan elektronları kullanalım.
• Kalan elektron sayısı: \( 18 - 4 = 14 \) elektron.
• Ortadaki Oksijenin oktetini tamamlamak için 2 elektron (1 çift) ekleyelim.
• Kalan elektron sayısı: \( 14 - 2 = 12 \) elektron.
• Kenardaki Oksijen atomlarının oktetlerini tamamlamak için her birine 6'şar elektron (3 çift) ekleyelim.
• Bu işlem \( 2 \times 6 = 12 \) elektron kullanır.
• Kalan elektron sayısı: \( 12 - 12 = 0 \).
• Adım 5: Oktet kuralını kontrol edelim.
• Kenardaki Oksijenlerin oktetleri tamamlanmıştır.
• Ortadaki Oksijenin ise sadece 6 elektronu vardır (2 ortaklanmamış + 2 bağlayıcı = 4). Oktetini tamamlamak için bir çift bağ oluşturmalıyız.
• Adım 6: Bir kenardaki Oksijenden bir ortaklanmamış elektron çiftini ortadaki Oksijen ile bağ oluşturmak için kullanalım.
• Bu durumda ortadaki Oksijen ile bir kenardaki Oksijen arasında çift bağ, diğer kenardaki Oksijen ile ortadaki Oksijen arasında tek bağ oluşur.
• Adım 7: Lewis formülünü çizelim ve formal yükleri hesaplayalım.
• Çift bağlı Oksijenin formal yükü: \( 6 - 4 - (4/2) = 0 \)
• Tek bağlı Oksijenin formal yükü: \( 6 - 6 - (2/2) = -1 \)
• Ortadaki Oksijenin formal yükü: \( 6 - 2 - (6/2) = +1 \)
• Toplam formal yük: \( 0 + (-1) + (+1) = 0 \).
• Adım 8: Rezonans yapısını gösterelim.

Lewis Formülü (Rezonans ile):

\[ \begin{bmatrix} \stackrel{\bullet\bullet}{O} = \stackrel{\bullet\bullet}{O} - \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} \end{bmatrix} \leftrightarrow \begin{bmatrix} \stackrel{\bullet\bullet}{\stackrel{\bullet\bullet}{O}} - \stackrel{\bullet\bullet}{O} = \stackrel{\bullet\bullet}{O} \end{bmatrix} \]

Ozonun Atmosferdeki Rolü: Ozon (O₃) molekülü, atmosferin üst katmanlarında (stratosferde) bol miktarda bulunur. Güneş'ten gelen zararlı ultraviyole (UV) radyasyonunun büyük bir kısmını emerek Dünya'daki yaşamı korur. Ozon tabakasının incelmesi, UV radyasyonunun daha fazla yeryüzüne ulaşmasına neden olarak cilt kanseri, katarakt gibi sağlık sorunlarına ve ekosistemlere zarar verebilir. ☀️🛡️