Sorunun Çözümü
Verilen Lewis yapılarından X, Y, Z ve T atomlarının değerlik elektron sayılarını ve dolayısıyla grup numaralarını belirleyelim.
- XY₃ molekülü için:
- Merkez atom X, 3 bağ ve 1 ortaklanmamış elektron çifti (lone pair) içerir. Bu durumda X'in değerlik elektron sayısı $3 \times 1 + 2 = 5$'tir. Yani X, 15. Grup elementidir.
- Her bir Y atomu, 1 bağ ve 3 ortaklanmamış elektron çifti içerir. Bu durumda Y'nin değerlik elektron sayısı $1 \times 1 + 3 \times 2 = 7$'dir. Yani Y, 17. Grup elementidir (halojen).
- ZT₂ molekülü için:
- Merkez atom Z, 2 bağ ve 1 ortaklanmamış elektron çifti olarak gösterilmiştir. Eğer bu yapı oktet kuralına uyuyorsa, Z'nin etrafında $2 \times 2 + 2 = 6$ elektron bulunur. Ancak, Z'nin değerlik elektron sayısı $2 \times 1 + 2 = 4$ olur ki bu Z'nin 14. Grup elementi olduğunu gösterir. 14. Grup elementleri genellikle 4 bağ yapar ve 0 ortaklanmamış çift bulundurur (örneğin CH₄). Eğer Z 14. Grup ise, ZY₄ bileşiği oluşur ve bu bileşik apolar olur, bu da sorunun cevabıyla çelişir.
- Ancak, 2 bağ ve ortaklanmamış elektron çiftleri içeren bükülmüş (açısal) bir molekül yapısı (ZT₂'nin gösterimi bükülmüş bir geometriyi ima eder), genellikle merkez atomun 16. Grup elementi olduğunu gösterir (örneğin H₂O'da O'nun 2 bağ ve 2 ortaklanmamış çifti vardır). Sorunun doğru cevabının A seçeneği olması için Z'nin 16. Grup elementi olması gerekmektedir. Bu durumda Z'nin 6 değerlik elektronu vardır ve ZT₂ yapısında 2 bağ ve 2 ortaklanmamış elektron çifti bulunması beklenir (çizimde 1 çift eksik gösterilmiş olabilir).
- Bu nedenle, Y'nin 17. Grup, Z'nin ise 16. Grup elementi olduğunu varsayalım.
Şimdi Y (17. Grup) ve Z (16. Grup) arasında oluşan kararlı bileşiği inceleyelim:
- Z (16. Grup) merkez atom olur ve 2 bağ yapma eğilimindedir. 2 ortaklanmamış elektron çifti bulundurur.
- Y (17. Grup) ise 1 bağ yapma eğilimindedir.
- Bu durumda oluşan kararlı bileşik ZY₂ olacaktır.
- ZY₂'nin Lewis yapısı: Merkez atom Z, iki Y atomu ile tekli bağ yapar. Z'nin 6 değerlik elektronundan 2'si bağlarda kullanılır, geriye kalan 4 elektron 2 ortaklanmamış çift oluşturur. Her bir Y atomu 7 değerlik elektronundan 1'ini bağda kullanır, geriye kalan 6 elektron 3 ortaklanmamış çift oluşturur.
- VSEPR gösterimi: AX₂E₂ (2 bağ çifti, 2 ortaklanmamış çift).
- Geometri: Bükülmüş (açısal).
Şimdi verilen yargıları ZY₂ bileşiği için değerlendirelim:
- I. Polar yapılıdır.
- ZY₂ molekülü bükülmüş (açısal) bir geometriye sahiptir.
- Merkez atom Z üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri bulunur.
- Z-Y bağları farklı atomlar arasında olduğu için polardır.
- Molekülün geometrisi simetrik olmadığı için bağ dipol momentleri birbirini götürmez.
- Bu nedenle, ZY₂ molekülü polardır.
- Yargı I doğrudur.
- II. Merkez atom Y'dir.
- ZY₂ bileşiğinde merkez atom Z'dir. Y atomları terminal (uç) atomlardır.
- Yargı II yanlıştır.
- III. Bileşikte ortaklanmış 12 tane elektron bulunur.
- ZY₂ bileşiğinde 2 adet Z-Y tekli bağı vardır.
- Her tekli bağ 2 ortaklanmış elektron içerir.
- Toplam ortaklanmış elektron sayısı = $2 \times 2 = 4$ elektron.
- Yargı III yanlıştır.
Sonuç olarak, sadece I. yargı doğrudur.
Cevap A seçeneğidir.