📄 9. Sınıf Kimya: Molekülün Polarlığı ve Apolarlığı Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Hidrojen Florür (HF) Molekülü:

* Lewis Yapısı: H-F (Hidrojenin 1, Florun 7 değerlik elektronu vardır. Toplam 8 elektron. Tek bağ oluşur ve Flor atomunun etrafında 3 çift ortaklanmamış elektron kalır.)

* Bağ Polarlığı: Hidrojen ve Flor atomları arasında elektronegatiflik farkı oldukça fazladır (Flor, periyodik tablonun en elektronegatif elementidir). Bu nedenle H-F bağı polar kovalent bir bağdır.

* Molekül Geometrisi: HF molekülü iki atomlu olduğu için doğrusal bir geometriye sahiptir.

* Molekül Polarlığı: Elektronegatiflik farkından dolayı Flor kısmi negatif (\(\delta^-\)), Hidrojen ise kısmi pozitif (\(\delta^+\)) yüke sahiptir. Molekül doğrusal olmasına rağmen, yük dağılımı simetrik değildir ve bir dipol momenti oluşur. Bu nedenle HF molekülü polardır.



Flor (\(F_2\)) Molekülü:

* Lewis Yapısı: F-F (Her bir Flor atomunun 7 değerlik elektronu vardır. Toplam 14 elektron. Tek bağ oluşur ve her Flor atomunun etrafında 3 çift ortaklanmamış elektron kalır.)

* Bağ Polarlığı: İki aynı Flor atomu arasında bağ oluştuğu için elektronegatiflik farkı sıfırdır. Bu nedenle F-F bağı apolar kovalent bir bağdır.

* Molekül Geometrisi: \(F_2\) molekülü de iki atomlu olduğu için doğrusal bir geometriye sahiptir.

* Molekül Polarlığı: Atomlar arasında elektronegatiflik farkı olmadığı için yük dağılımı tamamen simetriktir ve dipol momenti sıfırdır. Bu nedenle \(F_2\) molekülü apolardır.



Karşılaştırma: HF molekülü, farklı elektronegatifliklere sahip atomlardan oluştuğu için polarken, \(F_2\) molekülü aynı elektronegatifliğe sahip atomlardan oluştuğu için apolardır.

💡 Çözüm Adımları:

a) Amonyak (\(NH_3\)) Molekülü:

* Lewis Yapısı: Azot (N) atomunun 5, her bir Hidrojen (H) atomunun 1 değerlik elektronu vardır. Toplam 5 + (3 \(\times\) 1) = 8 değerlik elektronu. Azot merkez atomdur. Üç H atomu N'ye tek bağ ile bağlanır. Azot atomunda bir çift ortaklanmamış elektron kalır.



H

|

H-N-H

|

(elektron çifti)



* Bağ Polarlığı: Azot ve Hidrojen arasında elektronegatiflik farkı vardır (N > H), bu nedenle N-H bağları polardır.

* Molekül Geometrisi: Merkez atom olan Azot'ta bir çift ortaklanmamış elektron bulunması, molekülün üçgen piramit (üçgen piramidal) bir geometriye sahip olmasına neden olur. Bu geometri asimetriktir.

* Molekül Polarlığı: Bağlar polar ve molekül geometrisi asimetrik olduğu için, bağ dipol momentleri birbirini tam olarak dengeleyemez. Azot üzerindeki ortaklanmamış elektron çifti de molekülün dipol momentine katkıda bulunur. Bu nedenle \(NH_3\) molekülü polardır.



b) Bor triflorür (\(BF_3\)) Molekülü:

* Lewis Yapısı: Bor (B) atomunun 3, her bir Flor (F) atomunun 7 değerlik elektronu vardır. Toplam 3 + (3 \(\times\) 7) = 24 değerlik elektronu. Bor merkez atomdur. Üç F atomu B'ye tek bağ ile bağlanır. Bor atomunda ortaklanmamış elektron çifti kalmaz. Her Flor atomunun etrafında 3 çift ortaklanmamış elektron bulunur.



F

/

B

/ \

F F



* Bağ Polarlığı: Bor ve Flor arasında elektronegatiflik farkı vardır (F > B), bu nedenle B-F bağları polardır.

* Molekül Geometrisi: Merkez atom olan Bor'da ortaklanmamış elektron çifti bulunmaz ve üç Flor atomu Bor'a eşit açılarla (120 derece) bağlanır. Bu durum, molekülün düzlem üçgen (üçgen düzlemsel) bir geometriye sahip olmasına neden olur. Bu geometri simetriktir.

* Molekül Polarlığı: Bağlar polar olmasına rağmen, molekülün simetrik düzlem üçgen geometrisi nedeniyle üç B-F bağının dipol momentleri birbirini tam olarak dengeleler. Net dipol momenti sıfır olur. Bu nedenle \(BF_3\) molekülü apolardır.

💡 Çözüm Adımları:

Bir maddenin suda çözünüp çözünmeyeceğini belirlemek için molekül polarlığı bilgisi çok önemlidir. Kimyada 'benzer benzeri çözer' (like dissolves like) şeklinde bilinen bir ilke vardır. Bu ilke, polar maddelerin polar çözücülerde, apolar maddelerin ise apolar çözücülerde iyi çözündüğünü ifade eder.



Su (\(H_2O\)) polar bir çözücüdür. Su molekülü, oksijen atomundaki ortaklanmamış elektron çiftleri ve bükük (açısal) geometrisi nedeniyle polar özellik gösterir. Bu durumda:



* Polar maddeler suda çözünür: Polar maddeler (örneğin tuzlar, şeker, alkoller gibi) suyun polar yapısıyla benzer etkileşimler (dipol-dipol etkileşimleri, hidrojen bağları) kurabilirler. Suyun kısmi pozitif ve negatif uçları, polar çözünen maddenin kısmi yüklü bölgeleriyle etkileşerek onu moleküllerine veya iyonlarına ayırarak çözünmesini sağlar.

* Örnek: Yemek tuzu (NaCl), iyonik bir bileşik olmasına rağmen suyun polaritesi sayesinde iyonlarına ayrılarak suda çözünür. Etil alkol (\(C_2H_5OH\)), yapısındaki -OH grubu nedeniyle polar olup suyla hidrojen bağları kurarak çözünür.



* Apolar maddeler suda çözünmez: Apolar maddeler (örneğin yağlar, benzin, naftalin gibi) suyun polar yapısıyla benzer etkileşimler kuramazlar. Apolar maddelerin molekülleri arasındaki zayıf etkileşimler (London kuvvetleri) ile su molekülleri arasındaki güçlü polar etkileşimler uyumlu değildir. Bu nedenle su, apolar maddeleri çözmek yerine onları itme eğilimindedir.

* Örnek: Yağ, apolar bir madde olduğu için polar olan suda çözünmez ve suyun üzerinde ayrı bir faz oluşturur. Benzin de apolar bir karışımdır ve su ile karışmaz.