Sorunun Çözümü
Verilen elektron dizilimlerini inceleyerek atomların değerlik elektron sayılarını ve iyon yüklerini belirleyelim:
- X atomu: $1s^2 2s^2 2p^3$
- Değerlik elektronları en yüksek enerji seviyesinde (n=2) bulunur.
- Değerlik elektron sayısı: $2s^2 2p^3 \Rightarrow 2 + 3 = 5$.
- X, oktetini tamamlamak için 3 elektron almaya eğilimlidir. Bu durumda $X^{3-}$ iyonunu oluşturur.
- $X^{3-}$ iyonunun Lewis yapısı: X'in etrafında 8 değerlik elektronu (4 çift) ve 3- yükü olacaktır.
- Y atomu: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$
- Değerlik elektronları en yüksek enerji seviyesinde (n=3) bulunur.
- Değerlik elektron sayısı: $3s^1 \Rightarrow 1$.
- Y, kararlı hale gelmek için bu 1 elektronu vermeye eğilimlidir. Bu durumda $Y^{+}$ iyonunu oluşturur.
- $Y^{+}$ iyonunun Lewis yapısı: Y'nin etrafında hiç elektron kalmaz, sadece +1 yükü olur.
Şimdi bu iyonların oluşturduğu bileşiğin formülünü ve Lewis yapısını belirleyelim:
- X iyonu $X^{3-}$ ve Y iyonu $Y^{+}$ şeklindedir.
- Nötr bir bileşik oluşturmak için, her bir $X^{3-}$ iyonu için üç adet $Y^{+}$ iyonuna ihtiyaç vardır.
- Bileşiğin formülü $Y_3X$ olacaktır.
- Lewis yapısı, üç adet $Y^{+}$ iyonu ve bir adet $X^{3-}$ iyonunu gösterecektir.
- Bu yapı, $3Y^{+} [::X::]^{3-}$ şeklinde ifade edilir. Burada $X$ atomunun etrafındaki noktalar, aldığı 3 elektronla birlikte toplam 8 değerlik elektronunu (oktetini) temsil eder.
Seçenekleri incelediğimizde:
- A) $3Y^{+} [::X::]^{3-}$ yapısı, bulduğumuz sonuçlarla tamamen uyumludur.
- B) $3[:Y:]^{+} [::X::]^{3-}$ yapısında Y atomunun etrafında elektronlar gösterilmiş ve +1 yük verilmiştir, bu yanlıştır. Y 1 elektronunu kaybeder.
- C) ve D) seçenekleri kovalent bağlı bir yapı önermektedir, ancak Y bir metal (1A grubu) ve X bir ametal (5A grubu) olduğu için iyonik bağ beklenir.
- E) $Y^{+} [::X::]^{3-}$ yapısı iyonların yüklerini doğru göstermiş ancak bileşikteki iyon oranını (stoikiometriyi) yanlış vermiştir. Nötr bileşik için 3 adet $Y^{+}$ iyonu gereklidir.
Bu nedenle, doğru Lewis yapısı A seçeneğinde verilmiştir.
Cevap A seçeneğidir.