Bütün bir elektron dizilimini birkaç noktayla anlatmak
₇N’nin dizilimini yazmak için 1s²2s²2p³ demek gerekiyor. Ama bağ kurarken önemli olan yalnızca son katmandaki 5 elektron. Lewis nokta yapısı tam da bunu yapıyor: sembolün etrafına yalnız valans elektronlarını nokta olarak koyuyor, gerisini sembolün içine saklıyor. Bu ünitede önce atomların, sonra dokuz ayrı molekülün Lewis yapısını çizeceğiz.
“Bir atomun elektron dizilimi yapıldıktan sonra element sembolünün etrafında valans elektronlarının nokta olarak gösterimine Lewis (Levis) nokta yapısı denir.”
Sembol ve noktalar ayrı ayrı şunu anlatır:
“Çekirdek ve iç enerji seviyelerindeki elektronları temsil eder.”
“Son enerji seviyelerindeki valans elektronlarını ifade eder.”
Yani Na yazıp yanına tek bir nokta koyduğunda aslında 11 elektronun 10’unu sembolün içine saklamış olursun. Bağ kuran zaten o tek elektrondur.
“Noktalar element sembolü etrafına valans elektron sayısına göre önce teker teker yerleştirilir, valans elektron sayısı dördü aşıyorsa fazla elektronlar çift olarak konumlandırılır.”
Bu, ünite 10’daki Hund kuralının nokta diliyle söylenmiş hâli: önce her yöne birer elektron, sonra eşleşme. Sembolün dört yönü (üst, sağ, alt, sol) dört orbital gibi düşünülebilir.
Kaydırağı 1’den 8’e çek: valans elektron sayısı arttıkça noktaların sembolün etrafına nasıl dizildiğini gör. 4’e kadar her yöne birer tane; 5’ten sonra eşleşmeye başlar. Sağda o valans sayısına sahip elementler yazılır.
İki çözümlü örnek (₇N ve ₁₃Al) ve Kontrol Noktası 2.4’ün atom listesi (₁H, ₅B, ₆C, ₇N, ₈O, ₁₆S, ₁₇Cl, ₃₅Br) bir arada. Bir atom seç: solda orbital kutuları, sağda o valans sayısından çıkan Lewis nokta yapısı çizilir.
Son enerji seviyesi 2: 2s²’de 2, 2p³’te 3 elektron → valans elektron sayısı 5. Beş nokta: dördü teker teker, beşincisi bir tanesiyle eşleşir. Sonuçta 1 ortaklanmamış çift + 3 tek elektron.
Son enerji seviyesi 3: 3s²’de 2, 3p¹’de 1 elektron → valans elektron sayısı 3. Üç nokta, üçü de teker teker yerleştirilir; eşleşme yok çünkü 3 sayısı 4’ü aşmıyor.
Kural: “Azotun valans elektron sayısı 5, alüminyumun ise 3’tür. Valans elektron sayısı kadar nokta, element sembollerinin etrafına yerleştirilir.”
₁₇Cl’nin 17 elektronu vardır ama Lewis yapısında 7 nokta bulunur. ₃₅Br’nin 35 elektronu vardır, yine 7 nokta. İkisi de 7A grubunda olduğu için valans elektron sayıları aynıdır — Lewis yapıları da aynı görünür.
Buradan çıkan sonuç sınavda çok işe yarar: aynı gruptaki elementlerin Lewis yapısı aynıdır. Grup numarasının birler basamağı (A gruplarında) doğrudan nokta sayısını verir.
“Atomlar, kararlı soy gaz atomlarına benzemek için elektron alır, verir ya da elektronları ortak kullanır. ₂He atomunun valans elektron sayısı 2, diğer soy gaz atomlarınınki ise 8’dir. Atomların son yörüngelerindeki elektron sayısını helyuma benzemeye çalışıp 2’ye tamamlamasına dublet, diğer soy gazlara benzemeye çalışıp 8’e tamamlamasına ise oktet kuralı denir.”
Yalnızca hidrojen ve helyum için geçerlidir; ikisinin de tek bir enerji seviyesi vardır ve o seviyeye en çok 2 elektron sığar.
Şu soru sorulur: “Hidrojen molekülünün Lewis nokta yapısı ile ₂He atomu arasında nasıl bir ilişki vardır?” Cevap: H₂’de her hidrojen, ortak elektron çifti sayesinde 2 elektron sayar — tıpkı helyum gibi. Bu yüzden hidrojen en fazla bir bağ yapabilir. (Bu son cümle ders kitabında yok, eklendi; dubletin doğrudan sonucudur.)
Ne, Ar, Kr gibi öteki soy gazlara benzemek için son katmanı 8 elektrona tamamlamaktır.
İkinci soru: “NCl₃ molekülünün Lewis nokta yapısı ile ₁₀Ne atomu arasında nasıl bir ilişki vardır?” Cevap: NCl₃’te hem azot hem de üç klorun her biri 8 elektron sayar — neon gibi.
Tanım: “Bağ yapımına katılmayan valans elektronları eşleşmemiş (ortaklanmamış) valans elektronu olarak tanımlanır.” Aşağıdaki panelde bir molekül seç; merkez atomunun valans elektronlarının kaçı bağa girdi, kaçı ortaklanmamış çift olarak kaldı, sayılarla gösterilir.
BH₃ molekül listesinde var ve Lewis yapısı çizdiriliyor ama bir şey söylenmiyor: bor atomunun etrafında yalnızca 6 elektron bulunur, 8 değil. Bor 3 valans elektronuna sahiptir, üç hidrojenle üç bağ yapar ve orada durur — dördüncü bir bağ için ne elektronu ne de hidrojeni vardır.
Bu bir hata değil, bir istisna. Tanım da buna izin veriyor: “atomlar kararlı soy gaz atomlarına benzemek için” diyor — yani oktet bir eğilim, mutlak bir yasa değil. (Bu istisna ders kitabında yazmıyor, eklendi.)
Etkinlik-2.9’un üç yönergesinde geçen bütün moleküller burada. Bir molekül seç: Lewis nokta yapısı çizilir, altında her atomun kaç elektron saydığı ve oktete mi dublete mi uyduğu yazılır. Çizgi bir bağ elektron çiftini, nokta çiftleri ortaklanmamış elektronları gösterir.
Aynı bilgiler tablo hâlinde. Merkez atomu, bağ sayısı, merkezdeki ortaklanmamış çift sayısı ve hangi yönergede geçtiği. Formül, atom adı ya da sayı aratabilirsin.
| Ölçüt | Element molekülü | Bileşik molekülü |
|---|---|---|
| Atom çeşidi | Tek çeşit | En az iki çeşit |
| Bağın polarlığı | Apolar (fark sıfır) | Polar (fark var) |
| Örnekler | H₂, F₂, N₂, O₂, Cl₂ | HF, CH₄, NH₃, H₂O, HCl, NCl₃ |
| Merkez atom var mı | İki atomluysa yok | Üç ve daha çok atomluda var |
Kurallar dağınık verilir: bir yerde nokta yerleştirme, bir yerde oktet, bir yerde ortaklanmamış çiftler. Aşağıdaki beş adım o kuralları sıraya koyuyor; her adım örneklerle birebir tutuyor. (Adımların sıralanışı ders kitabında yok, eklendi.)
Bir molekül seç, sonra kaydırağı 1’den 5’e çek: seçilen molekülün Lewis yapısı adım adım kurulur. Her adımda ne yapıldığı ve o an kaç elektronun harcandığı yazılır.
Dokuz örneğin dokuzunda da aynı desen var: sayıca tek olan ve elektronegatifliği daha küçük olan atom merkeze konur. CH₄’te karbon, NH₃’te azot, H₂O’da oksijen, NCl₃’te azot, CCl₄’te karbon merkezdedir.
Hidrojen asla merkez olmaz. Sebebi dublet: hidrojen 2 elektrona tamamlanır, bu da yalnızca bir bağ demektir; merkez atomun ise en az iki bağ yapması gerekir. (Bu kural ders kitabında yazılı değil, örneklerden çıkarılıp eklendi; dubletin doğrudan sonucu olduğu için kesindir.)
Bir atom ya da molekül veriliyor; doğru cevabı seç. Sorular ve şıklar her turda karışır.
Her molekülde merkez atomunun üzerinde kaç ortaklanmamış elektron çifti var? Satır başına tek hücre işaretle, sonra Denetleye bas. (İki atomlu moleküllerde “merkez” olarak elektronegatifliği yüksek atom alındı.)
Evdeki doğal gazın ana maddesi metan (CH₄) — Lewis tablosundaki moleküllerden biri. Karbon merkezde, dört hidrojen çevresinde; karbon 8, her hidrojen 2 elektron sayar. Merkezde ortaklanmamış çift yok, bu yüzden yapı tam simetriktir. Bu bilgi bir sonraki ünitede işine yarayacak.
Şişeyi açınca çıkan gaz CO₂. Lewis yapısında karbon ile her oksijen arasında çift bağ vardır: O=C=O. Karbonun 4 valans elektronunun dördü de bağa girer, merkezde ortaklanmamış çift kalmaz.
O keskin koku H₂S’tir — üçüncü yönergedeki moleküllerden. Kükürt merkezde, iki hidrojen yanında, kükürdün üzerinde 2 ortaklanmamış çift. Yapı bu yüzden düz değil, kırıktır; suya çok benzer.
Flor atomunun 7 valans elektronu vardır: Lewis yapısında 3 ortaklanmamış çift + 1 tek elektron. O tek elektron bir bağ kurunca flor oktete ulaşır. F₂ molekülünde iki flor tam da bunu yapar.
Cl₂’de her klorun 7 noktası vardır; biri bağa girer, 3 çift ortaklanmamış kalır. İkinci yönergedeki tabloda tam olarak bu yapı verilmiştir. Kloru bu kadar tepken yapan şey, oktete ulaşmak için tek bir elektrona ihtiyacı olması.
Hızlı yöntem: bütün valans elektronlarını topla, sonra her bağ 2 elektron diye çıkar; kalan sayı ikiye bölününce ortaklanmamış çift sayısını verir. NH₃ için: 5 + 3·1 = 8 elektron, 3 bağ = 6 elektron, kalan 2 → azotun üzerinde 1 çift.
Bazı kitaplar bağ elektron çiftini iki nokta yerine tek çizgi ile gösterir (H–H, H–O–H). İkisi aynı şeydir: bir çizgi = iki ortak elektron. Tabloda ikisi de kullanılıyor; şaşırma.
Doğum günü balonlarındaki helyum hiçbir şeyle bağ kurmaz, tek başına dolaşır. Çünkü valans elektron sayısı zaten 2 — dublet tamam. Bütün öteki atomların hedefi onun ya da neonun durumuna ulaşmak.
Cl ve Br’nin Lewis yapıları birebir aynıdır: ikisi de 7 nokta. Bu yüzden HCl ile HBr, CCl₄ ile CBr₄ birbirine çok benzer davranır. Grup numarası, sınavda molekül yapısını tahmin etmenin en hızlı yoludur.
45 soruluk test · Lewis nokta yapısının tanımı, yerleştirme kuralı, dublet ve oktet, ortaklanmamış çiftler ve bütün molekül örnekleri
Lewis nokta yapısı: bir atomun elektron dizilimi yapıldıktan sonra element
sembolünün etrafında valans elektronlarının nokta olarak gösterimi.
Element sembolü → çekirdek + iç enerji seviyelerindeki elektronlar.
Noktalar → son enerji seviyesindeki valans elektronları.
Noktalar sembolün etrafına valans elektron sayısına göre önce teker teker
yerleştirilir. Valans elektron sayısı dördü aşıyorsa fazla elektronlar çift
olarak konumlandırılır.
₇N: 1s² 2s² 2p³ → valans 5 → 3 tek + 1 çift.
₁₃Al: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ → valans 3 → 3 tek, eşleşme yok.
Atomlar kararlı soy gaz atomlarına benzemek için elektron alır, verir ya da ortak
kullanır.
₂He’nin valans elektron sayısı 2, öteki soy gazlarınki 8.
Dublet: son yörüngeyi 2’ye tamamlamak (H ve He).
Oktet: son yörüngeyi 8’e tamamlamak.
İstisna (eklendi): BH₃’te borun etrafında yalnız 6 elektron bulunur.
“Bağ yapımına katılmayan valans elektronları eşleşmemiş (ortaklanmamış) valans
elektronu olarak tanımlanır.”
Bir çizgi = bir bağ elektron çifti = 2 ortak elektron.
Bir nokta çifti = bir ortaklanmamış çift.
Hızlı hesap: (toplam valans elektronu − 2 × bağ sayısı) ÷ 2 = ortaklanmamış çift sayısı.
Element molekülleri: H₂ (tek bağ) · F₂ (tek bağ) · Cl₂ (tek bağ) · O₂ (çift bağ) ·
N₂ (üçlü bağ).
Bileşik molekülleri: HF · HCl · HBr · H₂O · H₂S · NH₃ · NCl₃ · NBr₃ · NF₃ · CH₄ ·
CCl₄ · CF₄ · CO₂ · BH₃.
Merkezdeki ortaklanmamış çift: C ve B → 0 · N → 1 · O ve S → 2.
1. Bütün atomların valans elektronlarını topla.
2. Merkez atomu seç: sayıca tek ve elektronegatifliği küçük olan. H asla merkez
olmaz.
3. Merkez ile her çevre atom arasına bir bağ çiz (her bağ 2 elektron harcar).
4. Kalan elektronları önce çevre atomlara dağıt, oktetlerini tamamla.
5. Merkez atom hâlâ oktete ulaşamadıysa çevre atomdan bir çift alıp çoklu bağ
kur (CO₂’de iki çift bağ, N₂’de üçlü bağ böyle çıkar).
A gruplarında grup numarası doğrudan valans elektron sayısını verir:
1A → 1 nokta (H, Li, Na) · 2A → 2 · 3A → 3 (B, Al) ·
4A → 4 (C, Si) · 5A → 5 (N, P) · 6A → 6 (O, S) ·
7A → 7 (F, Cl, Br) · 8A → 8 (Ne, Ar; He’de 2).
Aynı gruptaki elementlerin Lewis yapısı aynıdır: Cl ile Br’nin ikisi de 7 nokta.
· Valans ≠ toplam elektron. ₁₇Cl’nin 17 elektronu var, Lewis yapısında 7 nokta.
· Dördü aşmayan valans sayısında hiç çift olmaz: Al’nin 3 noktası da tekdir.
· Bir çizgi iki elektrondur, bir değil.
· H merkez olmaz; dublet yüzünden yalnız bir bağ yapabilir.
· Oktet bir eğilimdir, mutlak yasa değil — BH₃ buna örnektir.
· Merkez atomdaki ortaklanmamış çiftler bağ elektronlarını iter ve molekül yapısını
etkiler; bunun sonucu bir sonraki ünitenin konusudur.