Sorunun Çözümü
Bir molekülde hem molekül içi bağların hem de molekülün polar olması için iki temel koşulun sağlanması gerekir:
- Molekül İçi Bağ Polarlığı: Bağı oluşturan atomların elektronegatiflikleri arasında fark olmalıdır. Fark sıfır ise bağ apolar, fark sıfırdan büyükse bağ polardır.
- Molekül Polarlığı: Molekülün geometrisi nedeniyle polar bağların dipol momentleri birbirini götürmemeli, yani molekülde net bir dipol moment oluşmalıdır. Simetrik moleküllerde polar bağlar olsa bile molekül apolar olabilir.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) H₂:
- Molekül içi bağlar: H-H bağı, aynı atomlar arasında olduğu için elektronegatiflik farkı sıfırdır. Bu nedenle bağ apolardır.
- Molekül polarlığı: Bağ apolar olduğu için molekül de apolardır.
- B) HF:
- Molekül içi bağlar: H-F bağı, farklı elektronegatifliklere sahip atomlar (Flor, Hidrojenden daha elektronegatiftir) arasında olduğu için bağ polardır.
- Molekül polarlığı: HF molekülü doğrusal bir yapıya sahiptir ve tek bir polar bağ içerir. Flor atomu elektronları kendine doğru çektiği için molekülde net bir dipol oluşur. Bu nedenle molekül polardır.
- C) CO₂:
- Molekül içi bağlar: C=O bağları, farklı elektronegatifliklere sahip atomlar (Oksijen, Karbondan daha elektronegatiftir) arasında olduğu için bağlar polardır.
- Molekül polarlığı: CO₂ molekülü doğrusal ve simetrik bir yapıya sahiptir (O=C=O). İki polar C=O bağının dipol momentleri zıt yönlerde ve eşit büyüklükte olduğu için birbirini götürür. Bu nedenle molekül apolardır.
- D) F₂:
- Molekül içi bağlar: F-F bağı, aynı atomlar arasında olduğu için elektronegatiflik farkı sıfırdır. Bu nedenle bağ apolardır.
- Molekül polarlığı: Bağ apolar olduğu için molekül de apolardır.
- E) CH₄:
- Molekül içi bağlar: C-H bağları, farklı elektronegatifliklere sahip atomlar arasında olduğu için bağlar polardır (elektronegatiflik farkı küçüktür).
- Molekül polarlığı: CH₄ molekülü düzgün dört yüzlü (tetrahedral) ve simetrik bir yapıya sahiptir. Dört polar C-H bağının dipol momentleri simetri nedeniyle birbirini götürür. Bu nedenle molekül apolardır.
Yukarıdaki analizlere göre, hem molekül içi bağları hem de molekülün kendisi polar olan tek seçenek HF'dir.
Cevap B seçeneğidir.