İçeriğe geç
hızlıkavra
Dersler

25Konu 25 / 34
Karbon Kimyasına Giriş

Organik Kimyaya Giriş ve Karbon Allotropları

Wöhler’in üre sentezinden bugünkü tanıma organik bileşik, organik ve anorganik bileşiklerin ayrımı, yakma analiziyle basit ve molekül formülü, karbonun bağ yapma gücü ve elmas, grafit, fulleren, nanotüp, grafen.

  • 12. sınıf
  • AYT sıklığı
  • 40 dk
Görsel anlatımla başla16 adım · sıfırdan başlar · az yazı, bol 3B

LevhaOrganik Kimyaya Giriş ve Karbon AllotroplarıOrganik Kimyaya Giriş ve Karbon Allotropları

1828’de Friedrich Wöhler, anorganik bir tuz olan amonyum siyanatı (NH4OCN\text{NH}_4\text{OCN}) ısıttı ve idrarda bulunan üreyi ((NH2)2CO(\text{NH}_2)_2\text{CO}) elde etti. Levhada iyonların atomları yeniden dizilip tek bir üre molekülü oluyor. Canlı olmadan organik bileşik yapılabiliyorsa organik bileşiği ne tanımlar?

Isınma

Başlamadan: mol ve karbon atomu

Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

CO2\text{CO}_2’nin mol kütlesi 4444 g/mol’dür. 0,50{,}5 mol CO2\text{CO}_2 kaç gramdır?

Açıklama

m=n⋅M=0,5⋅44=22m = n \cdot M = 0{,}5 \cdot 44 = 22 g.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Normal şartlarda (NŞA) 11,211{,}2 L gaz kaç moldür?

Açıklama

NŞA’da 1 mol gaz 22,422{,}4 L kaplar: n=11,222,4=0,5n = \dfrac{11{,}2}{22{,}4} = 0{,}5 mol.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

6C_6\text{C} atomunun değerlik elektron sayısı kaçtır?

Açıklama

6C_6\text{C}: 1s2 2s2 2p21s^2\,2s^2\,2p^2. Değerlik katmanı (n=2n = 2) 44 elektron taşır; karbon bu yüzden 44 kovalent bağ yapar.

Temel

Organik bileşik ve basit formül

1. Organik Bileşik = Karbon Bileşiği

1800’lerin başında Berzelius, canlılardan elde edilen bileşiklere organik, minerallerden elde edilenlere anorganik dedi. Yaşam gücü (vitalizm) kuramına göre organik bileşikler yalnızca canlılarda oluşabilirdi.

Wöhler’in üre sentezi (1828) bu kuramı sarstı; Kolbe’nin asetik asidi sentezlemesi (1845) gibi yeni sentezlerle kuram terk edildi. Bugün tanım kaynağa değil yapıya bakar.

İki katlı rafa bak: üstte metan, etanol ve glikoz, altta yemek tuzu kristali, kireç taşı ve karbon dioksit. Alt raftaki karbon atomlarının çevresinde turuncu hale var: bu bileşiklerde de karbon bulunur ama anorganik sayılırlar.

Özellikler genellemedir; istisnası vardır (etanol ve şeker suda iyi çözünür).

ÖzellikOrganik (çoğunlukla)Anorganik (çoğunlukla)
Bağ türüKovalent, molekülerÇoğu iyonik
Erime, kaynama noktasıDüşükYüksek
Suda çözünmeAzÇoğu çözünür
Sulu çözeltide iletkenlikİletmezÇoğu iletir
Isı ve yanmaIsıya dayanıksız, yanarÇoğu yanmaz
SayıMilyonlarcaGörece az

Örnek

kolay

Organik mi, anorganik mi?

C2H5OH\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}, CaCO3\text{CaCO}_3, CO2\text{CO}_2, (NH2)2CO(\text{NH}_2)_2\text{CO}, KCN\text{KCN}, C6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 bileşiklerinden hangileri organiktir?

Hepsinde karbon var; bu yüzden karbon tek başına ölçüt değil.

Anorganik listesine bak: CaCO3\text{CaCO}_3 karbonat, CO2\text{CO}_2 karbon oksidi, KCN\text{KCN} siyanür; üçü de anorganik.

Kalanlarda karbon iskeleti H, O, N ile kovalent bağlı: etanol, üre, glikoz.

Sonuç

Organik: C2H5OH\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}, (NH2)2CO(\text{NH}_2)_2\text{CO}, C6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdakilerden hangisi anorganik bileşiktir?

Açıklama

CaC2\text{CaC}_2 (kalsiyum karbür) bir karbürdür; karbürler anorganik sayılır.

2. Basit Formül: Mol Oranı, Molekül Formülü: Gerçek Sayı

Basit formül atomların mol sayıları oranını en küçük tam sayılarla verir. Molekül formülü bir moleküldeki gerçek atom sayılarını verir.

BileşikMolekül formülüBasit formülnn
GlikozC6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6CH2O\text{CH}_2\text{O}66
Asetik asitC2H4O2\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2CH2O\text{CH}_2\text{O}22
BenzenC6H6\text{C}_6\text{H}_6CH\text{CH}66
AsetilenC2H2\text{C}_2\text{H}_2CH\text{CH}22
SuH2O\text{H}_2\text{O}H2O\text{H}_2\text{O}11

Farklı bileşiklerin basit formülü aynı olabilir; onları mol kütlesi ayırır.

Örnek

kolay

Kütlelerden basit ve molekül formülü

Bir bileşiğin 3,03{,}0 gramlık örneğinde 1,21{,}2 g C, 0,20{,}2 g H ve 1,61{,}6 g O vardır. Bileşiğin mol kütlesi 180180 g/mol ise molekül formülü nedir? (H=1\text{H} = 1, C=12\text{C} = 12, O=16\text{O} = 16 g/mol)

Mole çevir: C 1,212=0,1\dfrac{1{,}2}{12} = 0{,}1; H 0,21=0,2\dfrac{0{,}2}{1} = 0{,}2; O 1,616=0,1\dfrac{1{,}6}{16} = 0{,}1 mol.

En küçüğe (0,10{,}1) böl: C : H : O =1:2:1= 1 : 2 : 1. Basit formül CH2O\text{CH}_2\text{O}, kütlesi 12+2+16=3012 + 2 + 16 = 30 g/mol.

n=18030=6n = \dfrac{180}{30} = 6; basit formüldeki her sayıyı 66 ile çarp.

Sonuç

Molekül formülü C6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 (glikoz).

Örnek

kolay

Kütlece yüzdeden formül

Kütlece %85,7\%85{,}7 C ve %14,3\%14{,}3 H içeren bir hidrokarbonun mol kütlesi 5656 g/mol’dür. Molekül formülü nedir?

100100 g örnek düşün: 85,785{,}7 g C ve 14,314{,}3 g H.

Mole çevir: C 85,712≈7,14\dfrac{85{,}7}{12} \approx 7{,}14; H 14,31=14,3\dfrac{14{,}3}{1} = 14{,}3 mol. Oran 14,37,14≈2\dfrac{14{,}3}{7{,}14} \approx 2, basit formül CH2\text{CH}_2 (1414 g/mol).

n=5614=4n = \dfrac{56}{14} = 4.

Sonuç

Molekül formülü C4H8\text{C}_4\text{H}_8.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Basit formülü CH2\text{CH}_2 olan bir bileşiğin mol kütlesi 4242 g/mol’dür. Molekül formülü hangisidir?

Açıklama

CH2=14\text{CH}_2 = 14 g/mol; n=4214=3n = \dfrac{42}{14} = 3, formül C3H6\text{C}_3\text{H}_6.

Orta

Yakma analizi, karbonun bağları, elmas ve grafit

3. Yakma Analizi: C ve H Ürünlerden, O Farktan

Tam yanmada bileşikteki bütün karbon CO2\text{CO}_2’ye, bütün hidrojen H2O\text{H}_2\text{O}’ya dönüşür. Ürünleri tartarak C ve H miktarını buluruz.

Örnek, yakma tüpünde oksijenle yanıyor; gazlar önce su tutucudan, sonra CO2\text{CO}_2 tutucudan geçiyor. Tutucuların altındaki terazilere bak: kütle artışları oluşan su ve CO2\text{CO}_2 kütleleridir.

Su önce tutulur: CO2\text{CO}_2 tutucu (bir baz) suyu da tutacağından sıra önemlidir.

Örnek

orta

Hidrokarbonun yanması

4,44{,}4 g hidrokarbon tamamen yandığında 13,213{,}2 g CO2\text{CO}_2 ve 7,27{,}2 g H2O\text{H}_2\text{O} oluşuyor. Bileşiğin basit formülü nedir? (H=1\text{H} = 1, C=12\text{C} = 12, O=16\text{O} = 16 g/mol)

C: 13,244=0,3\dfrac{13{,}2}{44} = 0{,}3 mol CO2\text{CO}_2, yani 0,30{,}3 mol C =3,6= 3{,}6 g.

H: 7,218=0,4\dfrac{7{,}2}{18} = 0{,}4 mol H2O\text{H}_2\text{O}; her suda 2 H var, 0,80{,}8 mol H =0,8= 0{,}8 g.

Denetle: 3,6+0,8=4,43{,}6 + 0{,}8 = 4{,}4 g, örneğin tamamı; oksijen yok, gerçekten hidrokarbon.

C : H =0,3:0,8=3:8= 0{,}3 : 0{,}8 = 3 : 8.

Sonuç

Basit formül C3H8\text{C}_3\text{H}_8 (propan).

Ortadaki sütun 99 g’lık örnek. Karbon dilimi CO2\text{CO}_2 sütunundan, hidrojen dilimi su sütunundan geçiyor; sütunun geri kalanı oksijendir ve farktan bulunur. Ürünlerdeki oksijen sayılmadığı için soluklaşıyor.

Bileşikteki oksijen ürünlerden değil, kütle farkından bulunur.

Örnek

orta

Oksijen içeren bileşiğin yanması

C, H ve O içeren 99 g bileşik yakılınca 13,213{,}2 g CO2\text{CO}_2 ve 5,45{,}4 g H2O\text{H}_2\text{O} oluşuyor. Mol kütlesi 6060 g/mol ise molekül formülü nedir?

C: 13,2⋅1244=3,613{,}2 \cdot \dfrac{12}{44} = 3{,}6 g, yani 0,30{,}3 mol.

H: 5,4⋅218=0,65{,}4 \cdot \dfrac{2}{18} = 0{,}6 g, yani 0,60{,}6 mol.

O farktan: 9−3,6−0,6=4,89 - 3{,}6 - 0{,}6 = 4{,}8 g, yani 4,816=0,3\dfrac{4{,}8}{16} = 0{,}3 mol.

Oran 0,3:0,6:0,3=1:2:10{,}3 : 0{,}6 : 0{,}3 = 1 : 2 : 1, basit formül CH2O\text{CH}_2\text{O} (3030). n=6030=2n = \dfrac{60}{30} = 2.

Sonuç

Molekül formülü C2H4O2\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2 (asetik asit).

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Bir örnek yakıldığında 8,88{,}8 g CO2\text{CO}_2 oluşuyor. Örnekte kaç gram karbon vardı? (C=12\text{C} = 12, O=16\text{O} = 16 g/mol)

Açıklama

8,8⋅1244=2,48{,}8 \cdot \dfrac{12}{44} = 2{,}4 g C.

4. Karbonun Gücü: Dört Bağ ve Zincir

Karbonun 44 değerlik elektronu vardır; 44 kovalent bağ yaparak okteti tamamlar. Asıl gücü kendi atomlarıyla sağlam bağlar kurmasıdır.

Metandan başlayan karbonlar birbirine eklenip zinciri uzatıyor; zincir dallanıyor, sonra iki ucu birleşip halka kapatıyor. Son karede iki karbon arasında ikili ve üçlü bağ beliriyor. Her karbonun hep dört bağı var.

Karbon iskeleti: düz zincir, dallanmış zincir, halka, ikili ve üçlü bağ.
  • C–C bağı sağlamdır (Si–Si bağından çok daha sağlam); bu yüzden uzun zincirler kararlıdır.
  • Karbon tekli, ikili ve üçlü bağ yapar; zincir düz, dallanmış ya da halkalı olabilir.
  • Karbon H, O, N, S ve halojenlerle de sağlam kovalent bağ kurar.
  • Aynı atomlar farklı biçimlerde dizilebilir; bu yüzden organik bileşik sayısı milyonlarcadır.

5. Elmas ve Grafit: Aynı Atom, Farklı Örgü

Aynı elementin farklı yapıdaki biçimlerine allotrop denir. Karbonun allotropları elmas, grafit, fulleren, nanotüp ve grafendir.

Turuncu çubuklar ortadaki karbonun dört bağı: komşuları dörtyüzlünün köşelerinde, bağ açısı 109,5∘109{,}5^\circ. Örgüdeki her karbon aynı biçimde bağlı; ağ üç yönde de kesintisiz sürüyor.

Elmas: sp3sp^3 karbonlardan üç boyutlu kovalent ağ örgü.

Grafitte altıgen halkalı katmanlar üst üste duruyor; katmanlar arası uzaklık 3,353{,}35 Å, bağ boyu 1,421{,}42 Å. Üst katman kayıyor. Ortadaki katmanı saran mavi bulutta π\pi elektronları katman boyunca dolaşıyor.

Grafit: sp2sp^2 karbonlardan bal peteği katmanlar; katmanlar arası uzaklık bağ uzunluğunun iki katından fazla.
ElmasGrafit
Hibritleşmesp3sp^3, dört komşusp2sp^2, üç komşu
Yapı3B ağ örgüAltıgen halkalı katmanlar
SertlikEn sert doğal maddeYumuşak, kaygan
ElektrikİletmezKatman boyunca iletir
KullanımKesici uç, mücevherKalem ucu, elektrot, kuru yağlayıcı

Grafitte her karbonun hibritleşmeye katılmayan bir pp orbitali katmana diktir. Bu pp orbitalleri yan yana örtüşerek π\pi bağları kurar; π\pi elektronları katman boyunca hareket ettiği için grafit iletkendir. Hibritleşmenin ayrıntısı Lewis formülleri ve hibritleşme konusunda.

Örnek

orta

Kullanımdan yapıya

Kalem ucunda ve kilit mekanizmalarında kuru yağlayıcı olarak grafit, cam kesici uçlarda elmas kullanılır. Bu kullanımları yapıyla açıkla.

Grafitte katman içi bağlar kovalent ve güçlü, katmanlar arası etkileşim zayıf. Katmanlar kolayca kayar: kâğıtta iz bırakır, yüzeyleri kayganlaştırır.

Elmasta her karbon dört yöne kovalent bağlı; grafitteki gibi kayabilen katman yok. Bu yüzden en sert doğal maddedir ve camı çizer.

Sonuç

Grafitin kayganlığı zayıf katmanlar arası etkileşimden, elmasın sertliği üç boyutlu kovalent ağdan gelir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Grafitin elektriği iletmesinin nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

Açıklama

Örtüşen pp orbitallerinin oluşturduğu π\pi elektronları katman boyunca serbestçe hareket eder.

İleri

Fulleren, nanotüp, grafen ve sınav düzeyi hesaplar

6. Fulleren, Nanotüp, Grafen: sp2sp^2 Karbonun Yeni Biçimleri

Futbol topu biçimli C60\text{C}_{60} dönüyor. 12 beşgen halka renkli; her beşgenin çevresi altıgenlerle sarılı, iki beşgen yan yana gelmiyor.

C60\text{C}_{60} fullereni: 60 karbon, 12 beşgen ve 20 altıgen halka.

Fulleren, karbon atomlarının beşgen ve altıgen halkalarla kapalı kafes kurduğu moleküllerdir; en bilineni C60\text{C}_{60}. 1985’te laboratuvarda elde edildi (1996 Nobel Kimya Ödülü). Elmas ve grafit dev kovalent ağdır; fulleren ise ayrı C60\text{C}_{60} moleküllerinden oluşur ve bazı organik çözücülerde çözünür.

Tek katman grafen levha düz duruyor; sonra silindir gibi sarılıp nanotüp oluyor. Bal peteği deseni aynı kalıyor, yalnızca biçim değişiyor.

Grafen tek atom kalınlığındadır; sarılınca nanotüp olur.
  • Grafen: grafitin tek atom kalınlığındaki katmanı. 2004’te grafitten bantla ayrıldı (2010 Nobel Fizik Ödülü). Çok sağlam, esnek ve neredeyse saydamdır; elektriği ve ısıyı çok iyi iletir. Dokunmatik ekran, esnek elektronik ve pil çalışmalarında kullanılır.
  • Karbon nanotüp: sarılmış bir grafen tabakasına benzeyen, çapı nanometre ölçüsünde tüp (1991). Çok hafif ve çok sağlamdır, elektriği iletebilir; kompozit malzemelerde ve elektronikte kullanılır.
AllotropHibritleşmeYapıÖne çıkan özellik
Elmassp3sp^33B ağ örgüEn sert, elektriği iletmez
Grafitsp2sp^2KatmanlarKaygan, iletken
Fullerensp2sp^2Kapalı kafes molekülOrganik çözücüde çözünür
Nanotüpsp2sp^2Sarılmış tüpHafif, çok sağlam
Grafensp2sp^2Tek katmanİnce, esnek, çok iyi iletken

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Tek atom kalınlığında, neredeyse saydam, esnek ve elektriği çok iyi ileten karbon allotropu hangisidir?

Açıklama

Grafen, grafitten ayrılmış tek bir bal peteği katmanıdır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

C60\text{C}_{60} molekülünde kaç beşgen halka vardır?

Açıklama

C60\text{C}_{60}: 12 beşgen + 20 altıgen. Her karbon bir beşgende ve iki altıgende yer alır.

7. Sınav Düzeyi: Kesirli Oranlar ve Atom Korunumu

Örnek

zor

C vitamininin formülü

Bir laboratuvar, C vitamini (askorbik asit) tabletinden saflaştırdığı maddeyi analiz ediyor: kütlece %40,90\%40{,}90 C, %4,55\%4{,}55 H ve %54,55\%54{,}55 O. Maddenin mol kütlesi 176176 g/mol olduğuna göre molekül formülü nedir? (H=1\text{H} = 1, C=12\text{C} = 12, O=16\text{O} = 16 g/mol)

100100 g’da: C 40,9012≈3,41\dfrac{40{,}90}{12} \approx 3{,}41; H 4,551=4,55\dfrac{4{,}55}{1} = 4{,}55; O 54,5516≈3,41\dfrac{54{,}55}{16} \approx 3{,}41 mol.

En küçüğe böl: C : H : O =1:1,33:1= 1 : 1{,}33 : 1. 1,331{,}33 tam sayı değil, 43\dfrac{4}{3}’tür.

33 ile çarp: 3:4:33 : 4 : 3. Basit formül C3H4O3\text{C}_3\text{H}_4\text{O}_3, kütlesi 36+4+48=8836 + 4 + 48 = 88 g/mol.

n=17688=2n = \dfrac{176}{88} = 2.

Sonuç

Molekül formülü C6H8O6\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_6.

Örnek

zor

Harcanan oksijenden O sayısı

0,20{,}2 mol organik bileşik 1,11{,}1 mol O2\text{O}_2 ile tamamen yakılıyor; NŞA’da 17,9217{,}92 L CO2\text{CO}_2 ve 14,414{,}4 g H2O\text{H}_2\text{O} oluşuyor. Bileşiğin molekül formülü nedir?

CO2\text{CO}_2: 17,9222,4=0,8\dfrac{17{,}92}{22{,}4} = 0{,}8 mol. Molekül başına 0,80,2=4\dfrac{0{,}8}{0{,}2} = 4 C.

H2O\text{H}_2\text{O}: 14,418=0,8\dfrac{14{,}4}{18} = 0{,}8 mol, yani 1,61{,}6 mol H. Molekül başına 88 H.

O atomları korunur. Ürünlerde 0,8⋅2+0,8=2,40{,}8 \cdot 2 + 0{,}8 = 2{,}4 mol O; O2\text{O}_2’den gelen 1,1⋅2=2,21{,}1 \cdot 2 = 2{,}2 mol. Bileşikten gelen 0,20{,}2 mol O, molekül başına 11.

Sonuç

Molekül formülü C4H8O\text{C}_4\text{H}_8\text{O}. Denetim: C4H8O+112 O2⟶4 CO2+4 H2O\text{C}_4\text{H}_8\text{O} + \tfrac{11}{2}\,\text{O}_2 \longrightarrow 4\,\text{CO}_2 + 4\,\text{H}_2\text{O}.

Örnek

zor

Elmas sonsuza dek mi?

Bir kuyumcu “elmas sonsuza dek” diyor. 25 ∘C25\,^\circ\text{C}’de yanma entalpileri:

C(grafit)+O2(g)⟶CO2(g)ΔH=−393,5 kJC(elmas)+O2(g)⟶CO2(g)ΔH=−395,4 kJ\begin{aligned} \text{C}(\text{grafit}) + \text{O}_2(\text{g}) &\longrightarrow \text{CO}_2(\text{g}) & \Delta H &= -393{,}5\ \text{kJ} \\ \text{C}(\text{elmas}) + \text{O}_2(\text{g}) &\longrightarrow \text{CO}_2(\text{g}) & \Delta H &= -395{,}4\ \text{kJ} \end{aligned}

C(elmas)⟶C(grafit)\text{C}(\text{elmas}) \longrightarrow \text{C}(\text{grafit}) dönüşümünün ΔH\Delta H değeri kaçtır? Hangi allotrop daha kararlıdır; elmas neden grafite dönüşmez?

Hess yasası: elmasın yanmasını aynen, grafitinkini ters yaz (+393,5+393{,}5 kJ). Topla: ΔH=−395,4+393,5=−1,9\Delta H = -395{,}4 + 393{,}5 = -1{,}9 kJ. Yöntem: Hess yasası.

Dönüşüm ekzotermik; grafit daha düşük enerjili, yani daha kararlı. Standart oluşum entalpisi sıfır alınan hâl bu yüzden grafittir.

Dönüşüm için elmasın üç boyutlu ağındaki C–C bağlarının kırılması gerekir. Aktifleşme enerjisi çok yüksek; oda koşullarında tepkime fark edilmeyecek kadar yavaştır.

Sonuç

ΔH=−1,9\Delta H = -1{,}9 kJ/mol. Grafit daha kararlıdır; elmas yalnızca dönüşüm çok yavaş olduğu için kalıcıdır.

Özet

Bu konudan aklında kalacaklar

  • Organik bileşik: karbon bileşikleri; CO\text{CO}, CO2\text{CO}_2, karbonatlar, hidrojen karbonatlar, siyanürler ve karbürler anorganiktir.
  • Wöhler (1828): amonyum siyanattan üre elde etti; yaşam gücü kuramı sarsıldı.
  • Basit formül: mol oranı. Molekül formülü (basit formu¨l)n(\text{basit formül})_n, n=MA/Mbasitn = M_A / M_\text{basit}.
  • Yakma analizi: mC=mCO2⋅1244m_\text{C} = m_{\text{CO}_2} \cdot \tfrac{12}{44}, mH=mH2O⋅218m_\text{H} = m_{\text{H}_2\text{O}} \cdot \tfrac{2}{18}, mO=mo¨rnek−mC−mHm_\text{O} = m_\text{örnek} - m_\text{C} - m_\text{H}.
  • Karbon: 4 kovalent bağ; zincir, dal, halka, ikili ve üçlü bağ.
  • Elmas: sp3sp^3, 3B ağ, en sert, yalıtkan. Grafit: sp2sp^2, katmanlı, kaygan, iletken.
  • Fulleren C60\text{C}_{60}: 12 beşgen + 20 altıgen. Nanotüp: sarılmış grafen. Grafen: tek katman grafit.

Çıkmış Sorular

Sınavda nasıl soruldu?

4 çıkmış soru5 özgün soru

2026 AYTSoru 25

Kolay

Organik ve Anorganik Bileşikler

Formülleri verilen aşağıdaki karbonlu bileşiklerden hangisi anorganik bileşikler sınıfında yer alır?

Çözüm

  • Karbon içermek organik olmak için yetmez: karbonatlar ve hidrojen karbonatlar anorganiktir.
  • NH4HCO3\text{NH}_4\text{HCO}_3 (amonyum hidrojen karbonat), NH4+\text{NH}_4^+ ve HCO3−\text{HCO}_3^- iyonlarından oluşan bir tuzdur: anorganik.
  • Diğerlerinde karbon iskeleti H, O, N ile kovalent bağlıdır: asetik asit, metan, metanol, metil amin. Hepsi organik.
  • Tuzak: içinde C, H, O, N hep birlikte var diye NH4HCO3\text{NH}_4\text{HCO}_3’ü organik saymak.

Cevap: B

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2023 AYTSoru 27

Kolay

Karbon Allotropları

Karbonun üç allotropu özellikleriyle tanımlanıyor:

  • X: Bütün karbon atomları sp3sp^3 hibritleşmesi yapmıştır; karbon allotropları arasında en sert olan doğal maddedir.
  • Y: Karbon atomları altıgen halkalardan oluşan tabakalar hâlinde dizilir; elektriği ileten, yumuşak, doğal bir maddedir.
  • Z: Karbon atomlarının beşgen ve altıgen halkalarından oluşan yapay bir maddedir.

X, Y ve Z aşağıdakilerin hangisinde doğru eşleştirilmiştir?

Çözüm

  • X: dört komşulu sp3sp^3 karbonlardan üç boyutlu ağ, en sert doğal madde: elmas.
  • Y: altıgen halkalı katmanlar kayar (yumuşak), katman boyunca hareket eden π\pi elektronları iletkenlik sağlar: grafit.
  • Z: beşgen ve altıgen halkalardan kapalı kafes: fulleren.
  • Not: fulleren eser miktarda doğada (is, bazı kayaçlar) da bulunur; soru onu laboratuvarda üretilen madde olarak ele alır, cevap değişmez.
  • Tuzak: "altıgen halka" sözcüğünü görüp Z’yi grafit sanmak; beşgen halka yalnız fullerende vardır.

Cevap: A

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2022 AYTSoru 25

Orta

Yakma Analizi ve Basit Formül

Yalnızca C, H ve O atomlarından oluşan 4646 gramlık bir bileşik O2(g)\text{O}_2(\text{g}) ile tamamen yakılıyor. Normal şartlarda 44,844{,}8 L CO2(g)\text{CO}_2(\text{g}) ve 5454 g H2O(s)\text{H}_2\text{O}(\text{s}) elde ediliyor.

Bileşiğin basit formülü aşağıdakilerden hangisidir? (H=1\text{H} = 1, C=12\text{C} = 12, O=16\text{O} = 16 g/mol)

İpucu

Karbonu CO2\text{CO}_2’den, hidrojeni sudan bul; oksijeni ürünlerden değil, kütle farkından hesapla.

Çözüm

  • CO2\text{CO}_2: 44,822,4=2\dfrac{44{,}8}{22{,}4} = 2 mol, yani 22 mol C =24= 24 g.
  • H2O\text{H}_2\text{O}: 5418=3\dfrac{54}{18} = 3 mol, yani 66 mol H =6= 6 g.
  • O: 46−24−6=1646 - 24 - 6 = 16 g =1= 1 mol.
  • C : H : O =2:6:1= 2 : 6 : 1, basit formül C2H6O\text{C}_2\text{H}_6\text{O}.
  • Tuzak: ürünlerdeki oksijeni (2⋅2+3=72 \cdot 2 + 3 = 7 mol) bileşiğe yazmak; bu oksijenin çoğu O2\text{O}_2’den gelir.

Cevap: B

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

2019 AYTSoru 25

Orta

Karbon Allotropları

Karbonun allotroplarından grafitin yapısıyla ilgili şu ifadeler veriliyor:

  • I. Karbon atomları yedigen halkalar oluşturacak biçimde dizilmiştir.
  • II. Karbon atomları sp2sp^2 hibritleşmesi yapmıştır.
  • III. Karbon atomları arasında pp orbitallerinin örtüşmesiyle oluşan bağlar bulunur.

Bu ifadelerden hangileri doğrudur?

İpucu

Grafitte her karbon aynı düzlemdeki kaç karbona bağlıdır? Hibritleşmeye katılmayan orbitali düşün.

Çözüm

  • I: Grafit katmanları altıgen halkalardan (bal peteği) oluşur; yedigen yoktur. Yanlış.
  • II: Her karbon aynı düzlemde üç σ\sigma bağı yapar: sp2sp^2. Doğru.
  • III: Hibritleşmeye katılmayan pp orbitalleri katmana diktir; yan yana örtüşerek π\pi bağları kurar. Bu elektronlar grafiti iletken yapar. Doğru.
  • Tuzak: "sp2sp^2 ise bütün bağlar hibrit orbitallerden oluşur" deyip III’ü elemek.

Cevap: E

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

Özgün sorular

Özgün soru1

Kolay

Organik Bileşik Kavramının Gelişimi

Organik kimyanın tarihsel gelişimiyle ilgili;

  • I. "Organik" terimi ilk olarak canlılardan elde edilen bileşikler için kullanılmıştır.
  • II. Wöhler, anorganik bir tuz olan amonyum siyanattan üre elde ederek yaşam gücü kuramını sarsmıştır.
  • III. Günümüzde organik bileşik, yalnızca canlı organizmalarda sentezlenebilen bileşik olarak tanımlanır.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Çözüm

  • I: Berzelius, canlılardan elde edilen bileşiklere organik dedi. Doğru.
  • II: Wöhler 1828’de amonyum siyanattan (NH4OCN\text{NH}_4\text{OCN}) üre ((NH2)2CO(\text{NH}_2)_2\text{CO}) elde etti. Doğru.
  • III: Bugünkü tanım kaynağa değil yapıya bakar: organik kimya karbon bileşiklerinin kimyasıdır. Yanlış.

Cevap: D

Özgün soru2

Orta

Basit ve Molekül Formülü

Basit formülü CH\text{CH} olan gaz hâlindeki bir hidrokarbonun normal şartlarda 2,242{,}24 litresi 2,62{,}6 gramdır.

Bu hidrokarbonun molekül formülü aşağıdakilerden hangisidir? (H=1\text{H} = 1, C=12\text{C} = 12 g/mol)

İpucu

Önce NŞA hacminden mol sayısını, sonra mol kütlesini bul.

Çözüm

  • n=2,2422,4=0,1n = \dfrac{2{,}24}{22{,}4} = 0{,}1 mol; MA=2,60,1=26M_A = \dfrac{2{,}6}{0{,}1} = 26 g/mol.
  • CH=13\text{CH} = 13 g/mol; 2613=2\dfrac{26}{13} = 2, molekül formülü C2H2\text{C}_2\text{H}_2.
  • Tuzak: basit formülü CH\text{CH} olan benzeni (C6H6\text{C}_6\text{H}_6, 7878 g/mol) seçmek; CH4\text{CH}_4 ve C2H4\text{C}_2\text{H}_4’ün basit formülü zaten CH\text{CH} değildir.

Cevap: B

Özgün soru3

Zor

Yakma Analizi ve Basit Formül

Yalnızca C ve H içeren 2,92{,}9 g bir bileşik yeterince O2\text{O}_2 ile tamamen yakıldığında 8,88{,}8 g CO2\text{CO}_2 oluşuyor. Bileşiğin mol kütlesi 5858 g/mol’dür.

Buna göre;

  • I. Bileşiğin basit formülü C2H5\text{C}_2\text{H}_5’tir.
  • II. Yanmada 10,410{,}4 g O2\text{O}_2 harcanır.
  • III. 4,54{,}5 g H2O\text{H}_2\text{O} oluşur.

yargılarından hangileri doğrudur? (H=1\text{H} = 1, C=12\text{C} = 12, O=16\text{O} = 16 g/mol)

İpucu

Hidrokarbonda hidrojenin kütlesi farktan bulunur; harcanan O2\text{O}_2 için kütlenin korunumunu kullan.

Çözüm

  • C: 8,844=0,2\dfrac{8{,}8}{44} = 0{,}2 mol =2,4= 2{,}4 g. H: 2,9−2,4=0,52{,}9 - 2{,}4 = 0{,}5 g =0,5= 0{,}5 mol.
  • C : H =0,2:0,5=2:5= 0{,}2 : 0{,}5 = 2 : 5, basit formül C2H5\text{C}_2\text{H}_5 (2929); n=5829=2n = \dfrac{58}{29} = 2, molekül formülü C4H10\text{C}_4\text{H}_{10}. I doğru.
  • 0,50{,}5 mol H, 0,250{,}25 mol H2O\text{H}_2\text{O} verir: 0,25⋅18=4,50{,}25 \cdot 18 = 4{,}5 g. III doğru.
  • Kütlenin korunumu: 2,9+mO2=8,8+4,52{,}9 + m_{\text{O}_2} = 8{,}8 + 4{,}5, mO2=10,4m_{\text{O}_2} = 10{,}4 g. II doğru.
  • Tuzak: basit formülü molekül formülüyle (C4H10\text{C}_4\text{H}_{10}) karıştırıp I’i yanlış saymak.

Cevap: E

Özgün soru4

Orta

Karbon Allotropları

Karbonun allotroplarıyla ilgili;

  • I. Grafen, grafitin tek atom kalınlığındaki bir katmanıdır.
  • II. C60\text{C}_{60} fullereni yalnızca altıgen halkalardan oluşur.
  • III. Karbon nanotüp, silindir biçiminde sarılmış bir grafen tabakasına benzer.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

İpucu

Düz bir altıgen ağ kendi üstüne kapanamaz; kafes için başka bir halka türü gerekir.

Çözüm

  • I: Grafit, üst üste dizilmiş grafen katmanlarından oluşur. Doğru.
  • II: C60\text{C}_{60}’ta 1212 beşgen ve 2020 altıgen halka vardır; yalnız altıgenle kafes kapanmaz. Yanlış.
  • III: Nanotüp, bal peteği deseninin silindir yüzeyini kaplamasıdır. Doğru.

Cevap: C

Özgün soru5

Kolay

Organik ve Anorganik Bileşikler

Aşağıdakilerden hangisi organik bileşikler için genellikle doğru değildir?

Çözüm

  • Organik bileşiklerin çoğu kovalent bağlı moleküllerdir; suda iyonlaşmadıkları için sulu çözeltileri elektriği iletmez. A yanlıştır.
  • B, C, D ve E organik bileşiklerin genel özellikleridir (E: izomeri).

Cevap: A