hepnotLewis gösterimi: toplam değerlik elektronu ve çift bilançosu
Konunun mantığı
Lewis gösterimi bu derste atomların değerlik elektronlarını ve aralarındaki bağlanma düzenini izleyen bir kayıttır. Nötr bir molekülün toplam değerlik elektronu, seçilmiş atomların değerlik sayılarının toplamıdır. H için1,C için4,N için5,O için6,F için7 kullanacağız. Atom numarasındaki bütün elektronları bu bütçeye eklemeyiz. İyon yüküyle bütçe düzenleme ve bütün elementlerin özel durumları bu dar nötr molekül kapsamının dışındadır.
Bir tekli kovalent bağ bir ortak elektron çifti, yani iki elektronla temsil edilir. İkili bağ iki, üçlü bağ üç ortak çift taşır; atom çifti sayısı ile ortak çift sayısı aynı olmak zorunda değildir. Ortaklanmamış çift tek atoma ait Lewis bölgesinde gösterilen iki elektrondur. Toplam bütçede her ortak çift yalnız bir kez sayılır; iki atoma da katkı sağlıyor diye dört ayrı elektron eklenmez.
Atom çevresi kontrolü toplam bütçeden farklı bir sayımdır. Paylaşılan iki elektron, bağlı iki atomun her birinin çevre sayımına katılır. Bu dersteki seçilmiş normal nötr örneklerde H iki elektronlu dubleti, C/N/O/F ise sekiz elektronlu okteti sağlar. Yerel çevreleri toplayınca ortak elektronlar tekrar görünür; bu toplam molekülün gerçek toplam elektron bütçesi yerine yazılmaz. Toplam doğru olsa bile yanlış atom çevreleri bulunabilir; iki denetim birlikte yapılır.
Bağlantı iskeleti açık verilmişse önce bağlardaki çift sayısını belirle, kalan değerlik elektronlarını ortaklanmamış çiftlere ayır ve her atomun çevresini kontrol et. Verilen seçilmiş yapıda tekli bağlar okteti tamamlamıyorsa uygun atomlar arasında çoklu bağ gerekebilir. Bir çifti ortaklanmamıştan bağlayıcı gösterime taşımak yeni elektron üretmez; aynı bütçenin yerleşimini değiştirir. Yalnız toplamdan rastgele bir çizim seçmek bağlanma doğruluğunun kanıtı değildir.
Lewis çizgisinin kâğıttaki açısı, molekülün ölçülmüş gerçek bağ açısı değildir. Geometri ve kutupluluk için uzaysal düzenin ayrıca modellenmesi gerekir; önceki polarite dersinde bu veri ayrıca verilmişti. Oktet eksikliği, genişlemiş değerlik düzenleri, eşleşmemiş elektronlar ve rezonans gibi konular bulunabilir; buradaki seçilmiş dublet/oktet kontrolü bütün moleküllere koşulsuz kural yapılmaz. Aşağıdaki bağlantı kayıtları özgün eğitim görevleridir; molekül üretme, deney veya madde kullanma yönergesi değildir.
Nötr seçilmiş molekülde değerlik toplamını koru. Tek/ikili/üçlü bağ1/2/3 ortak çift; global bütçede her çift bir kez sayılır. Yerel dublet/oktet denetimi ortak çifti iki atom çevresinde kullanabilir. Lewis çizimi tek başına gerçek3B geometri veya bütün istisnalar değildir.
Adım adım bir örnek
Özgün elektron-bütçesi görevinde nötr H2O2 için bağlantı H–O–O–H ve üç bağın tekli olduğu verilmiştir. Hnin değerlik sayısı1, Onun6. Seçilmiş Lewis modelinde her H dublet, her O oktet sağlamalı; bütün elektronlar çift hâlinde. Bağlayıcı ve ortaklanmamış çift toplamlarını iki yolla denetleyin. Çizgi düzeni gerçek bağ açıları olarak verilmemiştir.
Bütçeden kalan çiftleri bul
- Toplam2·1+2·6=14 değerlik elektronu, yani7 çift var.
- Üç tekli bağ3 bağlayıcı çiftte6 elektron kullanır;8 elektron yani4 ortaklanmamış çift kalır.
- Her Oya iki ortaklanmamış çift yerleştirilir; her O çevresinde iki bağdan4 ve iki yalnız çiftten4 elektronla oktet, Hlerde bir bağla dublet sağlanır.
Sınır: H–O–O–H bağlantısı ve tekli bağlar açık veridir. Toplamdan bütün olası izomerleri veya gerçek geometriyi bulduğumuz iddia edilmez.
Yerel çevrelerden global sayımı doğrula
- Her O iki tekli bağ taşıyor;8e ulaşmak için4 ek elektron, yani2 ortaklanmamış çift gerekir. İki O toplam4 yalnız çift verir.
- Üç bağ çiftini bütün molekülde yalnız birer kez say:3+4=7 çift=14 elektron.
- Yerel çevre toplamı ikiHde4 ve ikiOda16, yani20dir; üç bağın her biri iki kez göründüğü için fazladan6 çıkarınca14 kalır.
Sınır: Yerel sayımın20 çıkması20 farklı değerlik elektronu olduğu anlamına gelmez; yalnız paylaşılan çiftlerin tekrar sayımı açıklanır.
Üç atom bağlantısı bulunması neden üç çift olduğu bilgisini burada verir; ikili bağ eklenmiş bir iskelette yalnız bağlantı saymak yeterli olur mu?
Hatayı bul
“Bir ortak çift iki atomun oktet sayımına giriyorsa molekülün toplamında dört elektron olarak yazılmalıdır.” İlk hata nedir?
İlk hatayı göster
İlk hata: Aynı iki elektronu yerel atom çevrelerinde iki kez görünmelerinden dolayı global bütçede iki ayrı çift saymak.
Ortak çift global toplamda iki elektrondur. Her bağlı atom çevresinde o çiftten yararlanılır; yerel toplamların tekrarları global sayımda düzeltilir. Bütçe ve her atomun seçilmiş dublet/oktet koşulu ayrı kontrol edilir.
Çalışılmış H–O–O–H kaydında bir Oya iki yerine üç ortaklanmamış çift konur, başka her şey korunursa hangi iki kontrol bozulur?
Fazladan bir çift eklenir:toplam14 yerine16 değerlik elektronu gösterilir. O atomu iki tekli bağdan4 ve üç yalnız çiftten6 ile10 çevre elektronu taşır; bu seçilmiş O oktet modeli de bozulur. Sadece toplamı veya sadece Hleri denetlemek yeterli değildir.
Dersin soruları
1Nötr CH3F için Cnin üç Hye ve bir Fye tekli bağla bağlı olduğu verilmiştir. Değerlik sayıları H1,C4,F7; seçilmiş yapıda H dublet, C/F oktet ve bütün elektronlar çift hâlinde. (Toplam değerlik elektronu, bağlayıcı çift, ortaklanmamış çift) hangisidir?
Bu soruda hata mı var?2Özgün bağlantı kartında nötr CH3N molekülü H2C=N–H olarak veriliyor: C iki Hye tekli ve Nye ikili; N bir Hye tekli bağlı. H1,C4,N5 değerlik elektronu. Normal dublet/oktetli seçilmiş Lewis modelinde (bağlayıcı çift toplamı, ortaklanmamış çift toplamı) hangisidir?
Bu soruda hata mı var?3Nötr NH3 için N5 ve H1 değerlik elektronludur. Bir öğrenci N–H üç tekli bağı doğru çiziyor, Nye iki ortaklanmamış çift koyuyor; kâğıttaki çizgileri90° çizdiği için gerçek bağ açısının da kesin90° olduğunu söylüyor. Hangi düzeltme iki sorunu da giderir?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Nötr HCN için atomların bağlantı sırası H, C, N olarak veriliyor. Değerlik sayıları H 1, C 4, N 5’tir; seçilmiş modelde H dublet, C ve N oktet sağlar. Molekülün toplam değerlik elektronu sayısı kaçtır?
2Nötr N₂H₄ için bağlantı H₂N–NH₂ olarak veriliyor: her N iki H’ye ve diğer N’ye tekli bağla bağlı. Değerlik sayıları H 1, N 5; seçilmiş modelde H dublet, N oktet sağlar ve tüm elektronlar çift hâlindedir. Her N atomu üzerinde kaç ortaklanmamış çift bulunur?
3Nötr HF için değerlik sayıları H 1, F 7’dir; seçilmiş modelde H dublet, F oktet sağlar ve tüm elektronlar çift hâlindedir. Hangi kayıt hem toplam bütçeyle hem de dublet/oktet denetimiyle uyumludur?
4Nötr C₂H₂ için bağlantı H–C–C–H ve ilk yerleşim tekli bağlıdır: 3 bağlayıcı çift ve her C üzerinde 1 ortaklanmamış çift. Her C’nin çevresi 6 elektrondur. Değerlik sayıları H 1, C 4. Bütçe korunarak her C oktete tamamlanacak biçimde çiftler yeniden yerleştiriliyor. Yeni (bağlayıcı çift, ortaklanmamış çift) hangisidir?
5Kurmaca bir ders notunda nötr H₂O ve H₂S için Lewis kayıtları birebir aynı: toplam bütçe 8 elektron, iki tekli bağ ve merkez atomda iki ortaklanmamış çift. Ayrı ölçüm kayıtlarında bağ açıları farklı yazıyor (104° ve 92°). Hangi yorum Lewis gösterimine uygundur?
6Nötr bir molekülün seçilmiş Lewis kaydında bir üçlü bağ ikili bağa çevriliyor. Değerlik elektronu toplamı korunuyor; açılan ortak çift, bağın atomlarından birinde ortaklanmamış çift olarak yazılıyor ve başka değişiklik yok. Bağlayıcı çift sayısı ile ortaklanmamış çift sayısı nasıl değişir?
7Nötr CH₃NH₂ için bağlantı H₃C–NH₂ olarak veriliyor (C üç H’ye ve N’ye, N iki H’ye tekli bağlı). Değerlik sayıları H 1, C 4, N 5; seçilmiş modelde H dublet, C ve N oktet sağlar. (Toplam değerlik elektronu, ortaklanmamış çift sayısı, atom çevrelerinin toplamı) üçlüsü hangisidir?
8Nötr NH₂F için bağlantı H₂N–F olarak veriliyor (N iki H’ye ve F’ye tekli bağlı). Değerlik sayıları H 1, N 5, F 7; seçilmiş modelde H dublet, N ve F oktet sağlar ve tüm elektronlar çift hâlindedir. Ortaklanmamış çiftlerin (N üzerinde, F üzerinde) hangi dağılımı toplam bütçeyi ve her atomun çevre denetimini birlikte sağlar?
9Kurmaca bir kayıtta nötr, seçilmiş H/C/N/O/F atomlarından oluşan bir molekülün Lewis yerleşiminde bir atom sekiz elektrona ulaşamıyor; toplam değerlik elektronu doğru sayılmış. Bu dersin yaklaşımına göre hangi adım uygundur?
10Bir öğrenci “Lewis çizimi, bütün moleküller için toplam elektron bütçesini ve dublet/oktet durumunu eksiksiz verir; gerçek bağ açısı da çizimden okunur” diyor. Bu dersin kapsamına göre hangi düzeltme uygundur?
Aklında kaldı mı?
Bir ikili bağ kaç ortak çift taşır; bütçe sayımında kaç elektron eder?
İki ortak çift, toplam dört elektron. İki atomun çevresine katkısı olması global bütçeyi sekiz elektron yapmaz.
Lewis bütçesinin doğru çıkması hangi iki sonucu tek başına garanti etmez?
Her atomun uygun yerel çevresinin doğru kurulduğunu ve gerçek üç boyutlu geometri/bağ açısını tek başına garanti etmez. Seçilmiş oktet/dublet kontrolü ve ayrı uzaysal model gerekir; tüm istisnalar kapsanmış değildir.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.