Verilen soruda CO₂ molekülü ile ilgili yanlış ifadeyi bulmamız istenmektedir. Bunun için öncelikle CO₂ molekülünün Lewis yapısını ve özelliklerini inceleyelim.

• 1. Toplam değerlik elektron sayısını bulma:
  • Karbon (C) atom numarası 6 olduğundan elektron dizilimi 2)4 şeklindedir, 4 değerlik elektronu vardır.
  • Oksijen (O) atom numarası 8 olduğundan elektron dizilimi 2)6 şeklindedir, 6 değerlik elektronu vardır.
  • CO₂ molekülü için toplam değerlik elektron sayısı: 1 (C atomu) × 4 e^- + 2 (O atomu) × 6 e^- = 4 + 12 = 16 e^-.
• 2. Merkez atomu belirleme ve iskelet yapıyı oluşturma:
  • Genellikle daha az elektronegatif olan veya daha fazla bağ yapabilen atom merkez atom olur. Bu durumda karbon (C) merkez atomdur.
  • İskelet yapı: O - C - O
• 3. Bağları ve ortaklanmamış elektronları yerleştirme:
  • İki adet tekli bağ için 2 × 2 = 4 elektron kullanılır. Kalan elektron sayısı: 16 - 4 = 12 e^-.
  • Kalan 12 elektron, dıştaki oksijen atomlarının oktetini tamamlamak için kullanılır. Her bir oksijen atomuna 6 elektron (3 çift) yerleştirilir: :Ö - C - Ö:
  • Merkez atom olan karbonun okteti tamamlanmamıştır (sadece 4 elektronu var). Bu durumda, oksijen atomlarındaki ortaklanmamış elektron çiftleri, karbon ile çift bağ oluşturmak için kullanılır.
  • Doğru Lewis yapısı:

    $$ \require{mhchem} \ce{:\overset{\bullet\bullet}{O}=C=\overset{\bullet\bullet}{O}:} $$

  • Bu yapıda tüm atomların okteti tamamlanmıştır.
• Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
  • A) Lewis nokta yapısı O : : C : : O şeklindedir.

    Bu gösterim, sadece bağ yapan elektronları (çift bağları) göstermektedir. Ancak tam bir Lewis nokta yapısı, atomlar arasındaki bağ elektronlarının yanı sıra, atomlar üzerindeki ortaklanmamış (lone pair) elektron çiftlerini de göstermelidir. CO₂ molekülünde her bir oksijen atomu üzerinde ikişer adet ortaklanmamış elektron çifti bulunur. Bu nedenle verilen gösterim eksiktir ve dolayısıyla yanlıştır.

  • B) Molekül apolardır.

    CO₂ molekülü doğrusal bir geometriye sahiptir. C-O bağları polar olmasına rağmen, molekülün simetrik yapısı nedeniyle bağ dipol momentleri birbirini götürür ve net dipol moment sıfır olur. Bu nedenle CO₂ molekülü apolardır. Bu ifade doğrudur.

  • C) Molekül dört tane polar kovalent bağ içerir.

    CO₂ molekülünde iki adet çift bağ (C=O) bulunur. Her bir çift bağ, iki adet ortaklanmış elektron çiftinden oluşur. Dolayısıyla, toplamda 4 adet ortaklanmış elektron çifti vardır. Karbon ve oksijen atomları farklı elektronegatifliklere sahip olduğu için bu bağlar polar kovalent bağlardır. Bu ifade doğrudur.

  • D) Merkez atom karbondur.

    Lewis yapısını çizerken de belirlediğimiz gibi, karbon atomu iki oksijen atomu arasında yer alan merkez atomdur. Bu ifade doğrudur.

  • E) Molekülde dört çift elektron bağ yapımına katılmamıştır.

    Doğru Lewis yapısına göre, her bir oksijen atomu üzerinde ikişer adet ortaklanmamış elektron çifti (lone pair) bulunur. Toplamda 2 + 2 = 4 adet ortaklanmamış elektron çifti vardır. Bu elektron çiftleri bağ yapımına katılmamıştır. Bu ifade doğrudur.

Yukarıdaki değerlendirmelere göre, yanlış olan ifade A seçeneğidir.

Cevap A seçeneğidir.