Bile | Turkish Chemistry

Eyl 21

FONKSİYONEL GRUPLAR

admin |

Organic Chemistry | icon4

09 21st, 2009| icon3

No Comments »

• FONKSİYONEL GRUPLAR

ALKOLLER
Hidrokarbonlardaki hidrojen unun bir ya da farklı C daki birkaçının çıkarılıp yerine -OH kökünün bağlanmasıyla oluşan bileşiklerdir.
Genel formülü R-OH dır.
Molekülde bulunan OH grubunun sayısına göre 2 ye ayrılırlar:

1. Mono Alkoller
Yapısında 1 tane OH grubu bulunduran bileşiklerdir. OH grubunun bağlı olduğu C una göre üç değişik şekilleri vardır.

a. Primer (Birincil) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda iki tane hidrojen u varsa, alkol primerdir.

b. Sekonder (İkincil) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda bir tane hidrojen u varsa, alkol sekonderdir.

c. Tersiyer (Üçüncül) Alkol
-OH grubunun bağlı olduğu C unda H u yoksa, alkol tersiyerdir.

2. Poli alkoller
Yapısında birden fazla OH grubu bulunduran bileşiklerdir.

Etandiol Propantriol
(özel adı glikol) (özel adı gliserin)

İsimlendirme yapılırken aynı sayıda karbon u bulunduran alkanların sonuna -ol eki getirilir ya da alkil’in sonuna alkol getirilir.

NOT: Sistematik isimlendirme yapılırken OH grubuna yakın olan C undan numaralamaya başlanır.

Aynı karbon sayılı bir alkolün primer, tersiyer ve sekonder şekilleri birbirlerinin izomeridir.

ALKOLLERİN ELDESİ

Alkenlere H2O katılmasıyla alkoller elde edilir.

Katılmada markow nikof kuralı geçerlidir.

Alkil halojenürlerin seyreltik KOH veya NaOH çözeltisi ile ısıtılmasından
Aldehit, keton ve karboksilli asitlerin indirgenmesinden.
Bu reaksiyonlar çift yönlü olarak gerçekleşirler.

Tersiyer alkoller yükseltgenemez.
Bu madde ile ilgili olarak denklemler bizim şu yorumları yapmamızı sağlar.

Primer alkoller bir kademe yükseltgenirse aldehitleri, 2 kademe yükseltgenirse karboksilli asitleri oluşturur.
Tersten bir ifadeyle karboksilli asit 1 kademe indirgenirse aldehit, 2 kademe indirgenirse primer alkoller elde edilir.
Sekonder alkoller yalnızca 1 kademe yükseltgenebilir. Ketonların indirgenme ürünü sekonder alkoldür.

Grignard bileşiği kullanılarak

Formaldehit + R – MgX ® Primer alkol
Aldehit + R – MgX ® Sekonder alkol
Keton + R – Mg-X ® Tersiyer alkol

ALKOLLERİN REAKSİYONLARI

Alkollerin tamamı Na, K gibi alkali metallerle reaksiyona girerek H2 açığa çıkarırlar.

İki mol mono alkolden, 1 mol H2O çekilerek 1 mol eter elde edilir.

1 mol alkolden, 1 mol su çekilmesiyle alkenler elde edilir.

Alkoller yanma reaksiyonu verirler.

Alkol + Karboksilli asit Ester + H2O

ETER
İki alkil grubunun bir oksijene bağlanmasıyla oluşan bileşiklerdir. Genel formülü
CnH2n+2O olup gösterilişi

R-O-R şeklindedir.

Basit Eter: Alkil gruplarının ikisi de aynıdır.
R1-O-R1
Karışık Eter
Alkil grupları birbirinden farklı ise bu eterlere karışık eter denir .

R1-O-R2
İsimlendirme yapılırken alkil grupları söylendikten sonra eter kelimesi getirilir.
CH3-O-CH3 CH3-O-C2H5
Di metil eter Metil etil eter
C2H5-O-C3H7
Etil propil eter

Eterlerin Eldesi

2 mol alkolden, 1 mol su çekilerek 1 mol eter elde edilir.

2R-OH ® R-O-R + H2O
Alkol Eter

Alkolatların, alkil halojenürler ile tepkimesinden eterler elde edilir.

R-ONa + R-X ® R-O-R + NaX
Alkolat Alkil halojenür Eter
CH3-CH2-ONa+CH3-Br ® CH3-CH2-O-CH3 + NaBr

Bu resim ekranınıza sığabilmesi için küçültülmüştür. Bu alana tıklayarak büyük resimi görebilirsiniz. Orjinal resimin boyutları 642×510.

KARBONİLLİ BİLEŞİKLER
Molekülünde grubu bulunduran bileşiklerdir.
Bu gruba karbonil grubu denir. Karbonil grubunda sp2 hibritleşmesi sonucunda meydana gelmiş üç tane sigma bağı ile bir tane pi bağı vardır.
Karbonil grubunda karbon -oksijen ve karbon- karbon atomları arasındaki açılar 120° olup molekül düzlemseldir.

Grubunda soru işaretinin yerine değişik grupların bağlanmasıyla değişik bileşikler meydana gelir.
? işaretinin yerine ;

H atomu bağlanırsa aldehit
R grubu bağlanırsa keton
OH grubu bağlanırsa karboksilli asit
OR grubu bağlanırsa ester oluşur.

ALDEHİTLER

Karbonil grubuna bir – R ve bir H nin bağlanmasıyla aldehitler oluşur.

veya R – CHO genel formülü ile gösterilir.

Aldehitlerin küçük molekülleri hoş olmayan kokulu, büyük molekülleri ise hoş kokuludurlar.
Aldehitlerin kaynama noktaları, aynı karbon sayılı alkol ve asitlerden düşük, alkanlardan yüksektir.

İsimlendirme

Türediği karboksilli asitteki - OİK ASİT eki yerine aldehit kelimesi getirilir.
Türediği hidrokarbonun sonuna - AL eki getirilir.

ALDEHİTLERİN KİMYASAL REAKSİYONLARI

Aldehitler yükseltgenme reaksiyonu verirler.

Aldehitlerin yükseltgenmesinden karboksilli asitler oluşur.

Aldehitler, Amonyaklı AgNO3 çözeltisini (Tollens ayıracı) metalik gümüşe indirger. Deneyin yapıldığı tüp, gümüş metali ile kaplanacağından ayna görüntüsü oluşur.

R – CHO + 2Ag++3OH- ® 2Ag(k) + R – COO- +2H2O
Aldehit

Aldehitler, Fehling çözeltisi ile ısıtılırsa kırmızı renkli bakır I oksit (Cu2O) çöker.

Fehling çözeltisi
NaOH ile baziklendirilmiş CuSO4 çözeltisine sodyum potasyum tartarat çözeltisi katılarak hazırlanan koyu mavi renkli çözeltidir.
R – CHO+2Cu+2 + 5OH- ® Cu2O(k) + RCOO- + 3H2O

Aldehitler potasyum permanganat çözeltisinin rengini giderirler. Aldehit karboksilli aside yükseltgenirken, KMnO4′deki Mn+7 iyonu Mn+2 ‘ye indirgenir.
5RCHO + 2MnO4- + 6H+ ® 5RCOOH+2Mn+2+3H2O

Aldehitler polimerleşme reaksiyonu verirler.
Aldehitler katılma reaksiyonu verirler.
Katılma karbonil grubundaki pi bağının açılması ile gerçekleşir.

Hidrojen katılması (İndirgenme Reaksiyonu)
Aldehitlerin indirgenmesinden (H2 katılması) primer alkoller oluşur.
Aldehitlere su katılmasıyla aldehit hidrat bileşikleri oluşur.
Aldehitlere NH3 katılmasıyla amonyaklı aldehit oluşur.

ALDEHİTLERİN ELDESİ

Primer alkollerin bir kademe yükseltgenmesinden aldehitler elde edilir.
Karboksilli asitlerin bir kademe indirgenmesinden aldehitler elde edilir.

KETONLAR
Karbonil grubuna iki tane alkil grubunun bağlanmasıyla oluşur. Ketonların genel formülü,
veya RCOR şeklindedir.

Ketonlarda alkil grupları aynı ise basit keton, farklı ise karışık ketondur.

Basit keton Karışık keton

isimlendirme ;

Alkil gruplarından sonra keton kelimesi getirilir.
Türediği hidrokarbondan sonra -ON eki getirilir.

Özellikleri

Ketonların az sayıda C atomu taşıyan molekülleri suda çözünürler. Büyük moleküllü ketonlar katıdır.
Ketonlar yükseltgenmezler. Zorlanırsa CO2 ve H2O ya parçalanırlar.
Ketonlar polimerleşme reaksiyonu vermezler. (Aseton hariç)
Ketonlar katılma reaksiyonu verirler.

Hidrojen katılması (İndirgenme Reaksiyonu)
Ketonların indirgenmesinden sekonder alkoller oluşur.

Su katılması
Ketonlara su katılmasıyla kararsız keto hidrat bileşikleri oluşur.

Ketonların en küçük üyesi olan asetonun kondensasyonundan aromatik bir bileşik olan mezitilen meydana gelir.

Kondensasyon
Birden fazla küçük moleküllerin polimerleşme sırasında, küçük polar moleküllerin ayrılması olayına denir.

Ketonların Eldesi

Sekonder alkollerin bir kademe yükseltgenmesinden ketonlar elde edilir.

Karboksilli asit tuzlarının ısıtılmasından ketonlar elde edilir.

Alkinlere su katılmasından ketonlar elde edilir.

Aldehit ve ketonlarda İzomeri

Aynı C sayılı aldehitlerle ketonlar birbirinin izomeridir. Kapalı formülleri CnH2nO dur.

Propanon ve propanal kapalı formülleri C3H6O olduğundan birbirinin izomeridir.

KARBOKSİLLİ ASİTLER
Yapılarında karboksil grubu bulunduran bileşiklere karboksilli asitler denir.

Karboksilli Asitler
a. Yapısında bulundurdukları -COOH grubu sayısına göre:
1. Mono karboksilli asitler
Yapılarında 1 tane -COOH grubu bulunduranlar
2. Poli karboksilli asitler
Yapılarında birden fazla -COOH grubu bulunduranlar.
2 tane -COOH grubu bulunduranlara di karboksilli asitler 3 tane -COOH grubu bulunduranlara tri karboksilli asitler adı verilir.
b. Yapılarında -OH ya da -NH2 bağlı olanlar
1. -COOH grubu yanında -OH grubu da bağlı ise oksi asitler adı verilir.
2. -COOH grubu yanında -NH2 grubu da bağlı ise amino asitler adı verilir.
Mono karboksilli asitlerin genel formülleri şeklindedir. CnH2nO2 kuralına uyar.
İsimlendirme yapılırken aynı sayıda karbon u bulunduran alkanların sonuna “oik asit” eki getirilir.
R grubu dallanmış bir hidrokarbon ise, karboksil grubunun bulunduğu karbon una birinci karbon numarası verilerek diğerleri numaralandırılır.
Ayrıca COOH grubundan sonraki 2. karbon una a, 3. karbon una b, 4. karbon una g harfleri verilerek de isimlendirme yapılır.

Poli asitler ise şöyle isimlendirilir;

Karboksilli Asitlerin Genel Elde Edilişleri
1. Primer alkollerin iki derece yükseltgenmesinden
Primer alkoller bir derece yükseltgenirse aldehitler oluşur. Aldehitler yükseltgenirse karboksilli asitler oluşur. Yani primer alkoller 2 kademe yükseltgenirse karboksilli asitler oluşur.

2. Grignard Bileşiklerinden

3. Karboksilli Tuzlarından
R-COONa + HBr ® R-COOH + NaBr
Karboksilat Tuz Karboksilli Asit

Karboksilli Asitlerin Özellikleri ve Reaksiyonları

Karboksilli asitlerin molekülleri arasında dihidrojen bağı vardır. Bundan dolayı aynı karbon sayılı, eter, aldehit, keton ve alkollerden daha yüksek sıcaklıkta kaynarlar.
Su ile hidrojen bağı oluşturabildiklerinden suda kolayca çözünürler. Ancak zayıf asit olduklarından suda az iyonlaşırlar. Molekül ağırlığı arttıkça iyonlaşma % leri azalır.
Homolog sıra oluşturabilirler.
Aktif metallerle H2 gazı açığa çıkarırlar.
Alkoller yalnızca K ve Na gibi metallerle tepkime verirler. Asitler ise K, Na, Mg, Zn…… gibi metallerle de tepkime verirler. Bu özellik Karboksilli asitleri alkollerden ayırır.

R-COOH + Na ® R-COONa + H2
K. asit Tuz
2R-COOH + Ca ® (R-COO)2 Ca + H2

Karboksilli asitler, bazlarla nötürleşme tepkimesi verirler.

R-COOH + NaOH ® R-COONa + H2O
Asit Tuz

Karboksilli asitler, karbonatlı (Na2CO3, MgCO3…) tuzlarla tepkime verirler.

2R-COOH+CaCO3 ® Ca(R-COO)2(g) + CO2 + H2O

Asitin karboksil grubundaki OH grubu çıkarılırsa kalan kısma açil grubu denir.

Karboksilli asitler, alkollerle esterleri oluştururlar.

Yağ Asitleri
Yağ asitleri çift ve yüksek karbon sayılı karboksilli asitlerdir.
Doymamış yağ asiti dendiğinde alkil grubunda en az bir tane çift bağ bulunduran yağ asitleridir. Bu asitler oda sıcaklığında sıvı haldedir.

NOT: Adipik asidin hegzametilen diamin ile kondensasyonu sonucu naylon oluşur.

OPTİKÇE AKTİFLİK
Bir C atomuna 4 farklı ya da grup bağlı ise bu C atomuna asimetrik C atomu adı verilir. Molekülde asimetrik C atomu bulunduran bileşikler optikçe aktif maddelerdir. Bu maddeler polarize ışığın titreşim düzlemini çevirirler.

Yukarıdaki bileşiklerde yıldız konulan C atomları asimetrik C atomu’dur.

ESTERLER
Bir mol karboksilli asitle, bir mol mono alkol tepkimeye girerse 1 mol ester ve 1 mol su oluşur. Bu olaya esterleşme olayı denir.

İsimlendirme

Asit adı, alkolden gelen alkil adı ve esteri sözcüğü okunarak
Alkolden gelen alkil grubunun adı yazılır, sonra asitin “oik asit” kısmı kaldırılır.
Yerine -at eki getirilir.

Esterlerin Elde Edilişi ve Reaksiyonları

Karboksilli asitlerin, asidik ortamda alkollerle tepkimesinden ester elde edilir.

4. Yağlar
Yağ asitlerinin gliserin ile oluşturdukları esterlerdir. Bunlara gliseridde denir. Kullanılan yağ asidi doymuş ise katı yağlar, asit doymamış ise sıvı yağlar elde edilir. Sıvı yağlar H2 ile doyurularak katı yağlar (Margarin) elde edilir. Mumlar ise ester, alken, aldehit karışımlarıdır.

5. Sabunlaşma
Büyük moleküllü karboksilli asitlerin Na ve K tuzlarına sabun denir.
Karboksilli asitlerin gliserin ile tepkimesinden ester elde edilir.
Esterlerin (yağların) bazik ortamdaki hidrolizine sabunlaşma denir.

NOT: Deterjanların sabunlardan daha iyi temizleyici olması, sert suda dahi çözünebilmesindendir.

ALİFATİK AMONYAK TÜREVLERİ
AMİNLER

Amonyakdaki hidrojen atomlarının yerine Alkil gruplarının bağlanmasıyla aminler oluşur.

Aminler isimlendirilirken alkil gruplarından sonra amin kelimesi getirilir.
Aminler zayıf baz özelliği gösterirler. Suda OH- iyonu vererek iyonlaşırlar.

CH3 – NH2 + H2O ® CH3 NH3+ + OH-

aminler asitlerle reaksiyona girerek tuz oluştururlar.

CH3 – NH2 + HCI ® CH3 – NH3CI

AMİNO ASİTLER

Molekülünde hem karboksilli asit (-COOH), hem de amin (-NH2) grubu bulunduran bileşiklerdir.

Basit primer ve sekonder aminler amonyaktan daha kuvvetli anhidrobazlardır. Tersiyer aminlerde bazlık özelliği daha küçüktür.
Amino asitler, moleküllerinde hem asidik (karboksil grubu), hem de bazik (amino grubu) gruplar bulundurduğundan anfoter bileşiklerdir.

Amino asitlerdeki karboksil hidrojeninin -NH2 grubuna geçmesiyle iç tuz oluşur.

Amino asitler anfoter olduklarından hem asitlerle hem de bazlarla tuz oluştururlar.
Amino asitler proteinlerin yapı taşlarıdır.

AMİTLER
Karboksilli asitlerdeki karboksil grubunun,
‘ ı yerine NH2 grubunun bağlanmasıyla amitler oluşur.

Primer amitler karboksilli asitler gibi isimlen-dirilir. Karboksilli asitteki - OİKASİT eki yerine -AMİT kelimesi getirilir.
Sekonder ve tersiyer amitler, primer amit gibi isimlendirilir. Azota bağlı gruplar (N-) yazılıp belirtilir.
Amitler nötr özellik gösterirler.
Amitler genellikle suda çözünürler.

DİAMİT (ÜRE)

Üre idrarda bulunur. İdrardan elde edildiği gibi sentetik olarak da elde edilir. Azot gübresi olarak kullanılır. Suda çok, alkolde az çözünür.
Üre, NH3 ve CO2′nin yüksek basınçta ısıtılmasından elde edilir.
Üre, fosgenin NH3 ile etkileşmesinden elde edilir.

KARBONHİDRATLAR
Genel formülleri Cn(H2O)m şeklinde olan bileşikler karbonhidratlardır.
Günlük hayattaki yiyeceklerin büyük bölümü (unlu ve şekerli besinler) ile giyeceklerin bir kısmı (pamuklu, ketenli, suni ipekli karbonhidratlar) yeşil bitkiler tarafından fotosentez yoluyla üretilir. Yeşil bitkilerin kökleriyle topraktan aldıkları su ve yapılarındaki gözenekleriyle havadan aldıkları karbondioksiti yapraklarındaki klorofilin katalizörlüğünde güneş enerjisinden yararlanılarak karbonhidrat haline dönüştürülür. Bu olaya fotosentez denir.
6CO2 + 6H2O ® C6 (H2O)6 + 6O2
Glikoz
Karbonhidratlar formaldehitin polimeri gibi düşünülebilir. Karbonhidratları, yapılarında aldehit veya keton grubu bulunduran poli alkoller olarak tanımlayabiliriz.
Yapılarında aldehit bulunduranlara aldoz, keton bulunduranlara ketoz denir.
Karbonhidratların sınıflandırılması

Mono sakkaritler : Glikoz, fruktoz galaktoz
Di sakkaritler : Sakkaroz, sükroz, laktoz
Poli sakkaritler : Selüloz, nişasta, glikojen

Mono Sakkaritler
Basit şekerlerdir. Tatlı olup suda çözünürler. Glikoz, galaktoz, fruktoz mono sakkaritlere örnektir. Mono sakkaritler optikçe aktiftir.
Glikoz, yapısındaki aldehit grubundan dolayı tollens ayıracı ve fehling çözeltisi ilereaksiyon verir.
Fruktoz, ise yapısında keton grubu olmasına rağmen halkalı yapıya döndüğünde a – hidroksi yapı kazandığı için diğer ketonlardan farklı olarak tollens ve fehling ile reaksiyon verir.

Di Sakkaritler
İki molekül mono sakkaritten 1 mol su çekilmesiyle di sakkaritler oluşur.
Glikoz + Glikoz ® Maltoz
Glikoz + Fruktoz ¾¾® Sakkaroz
-H2O
Glikoz + Galaktoz ® Laktoz
C6H12 O6 + C6 H12 O6 ¾¾® C12 H22 O11
-H2O
Günlük hayatta kullanılan maltoz (meyve şekeri), sakkaroz (çay şekeri) ve laktoz (süt şekeri) birer di sakkarittir.

Poli Sakkaritler
Günlük hayatta nişasta, dekstrin, selüloz ve türevleri olarak kullanılan maddeler birer poli sakkaritlerdir.
n molekül mono sakkaritden, (n-1) molekül su çıkarılmasıyla poli sakkaritler oluşur.
Molekül sayısı 5 – 15 ise dekstrin, 20 ise glikojen, 30-35 ise Nişasta ve 2000 kadar ise selüloz meydana gelir.

AROMATİK BİLEŞİKLER
Açık yapılı (halkasız) bileşiklere alifatik dendiğini söylemiştik. Halkalı yapıda olan bileşiklerden bazıları aromatik özellik gösterirler.
Bir organik bileşiğin aromatik olduğunu anlamak için aşağıdaki özelliklere bakmak gerekir.

Halkalı yapıdadırlar.
Halkadaki bağlar tek, çift, tek, çift olmak üzere dönüşümlü ile sıralanmıştır.
Halkadaki p elektronları sayısı;

(4n + 2) olmalıdır. (n : halka sayısı)

Yukarıdaki özellikleri gösteren bileşikler aromatiktir.
Aromatik bileşiklerin en küçük üyesi benzendir. Kapalı formülü C2H2 olup CnH2n-6 genel formülü ile gösterilir. Benzende C atomları arasında üç tane çift bağ vardır. Çift bağlar tek-çift-tek-çift şeklinde sıralanmıştır. Benzende 6 karbonlu bir halka vardır.
Benzen doymamış bir hidrokarbon olmasına rağmen doymamış hidrokarbonların özelliklerini göstermez. Katılma reaksiyonu vermez. Yer değiştirme reaksiyonu verir.

Benzen molekülü aşağıdaki şekillerde de gösterilir.

Benzen halkasından hidrojen çıkmasıyla geriye kalan köke FENİL denir. Aşağıdaki şekillerde gösterilir.

BENZENİN MONO TÜREVLERİ
Benzendeki hidrojenler, halkanın elektronca zengin olması sebebiyle katyon hale geçmeye elverişlidirler. Benzen halkasına katyon hale getirilmiş veya gruplarla saldırı başlatılırsa H+ kopması ile birlikte grup halkaya yerleşmiş olur. Olay yerdeğiştirme reaksiyonudur. Sonuçta benzen türevleri elde edilir.
Benzen molekülünden bir hidrojen çıkıp yerine bir ya da fonksiyonel grubun bağlanmasıyla benzenin mono türevleri oluşur. Benzenin mono türevlerinin bir tane izomeri vardır.
Benzenin mono türevleri adlandırılırken halkaya bağlı grubun adından sonra benzen eki getirilir.

BENZENİN Dİ TÜREVLERİ
Benzen molekülünden iki hidrojen u çıkarılıp yerine yada gruplarının bağlanmasıyla benzenin di türevleri oluşur.
“Orto” “meta” “para” olmak üzere üç tane izomeri vardır. Grupların birbirini takip eden karbonlara bağlanması halindeki izomeri orto, bir atlayarak karbonlara yerleşmesi meta, karşılıklı karbon larına yerleşmesi halindeki izomeri para olarak isimlendirilir.

BENZENİN TRİ TÜREVLERİ
Benzen halkasından üç hidrojen u çıkarılıp yerine ya da gruplarının bağlanmasıyla benzenin tri türevleri oluşur.
Visinal, simetrik, Asimetrik olmak üzere üç izomeri vardır.

BAZI AROMATİK BİLEŞİKLER Toluen (Metil benzen)
Benzendeki H inin -CH3 ile yer değiştirme-sinden elde edilir.

FENOL (OKSİ BENZEN) Z;Zayıf asit özelliği gösterir. Sulu çözeltisi FeCI3 ile mor renk verir. Bu fenolün tanınma reaksiyonudur.

BENZİL ALKOL Aromatik bir alkoldür. Alifatik alkollerin özelliklerini gösterir.

BENZALDEHİT Aromatik aldehittir. Bazı reaksiyonları alifatik aldehitlere benzer. Yükseltgendiğinde karboksill asit oluşur. Fehling ayıracına etki etmez. Amonyaklı gümüş nitrata zor etki eder. Zayıf indirgendir.

AMİNO BENZEN (ANİLİN) Aromatik bir amin bileşiğidir. Zayıf baz özelliği gösterir.

NİTRO BENZEN Benzenin derişik nitrik asit ve derişik H2SO4 karışımı, ile reaksiyonundan elde edilir.
HNO3 + 2H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4-

TRİ NİTRO TOLUEN (TNT)
(2,4,6 Trinitro toluen) tNT patlayıcı özelliktedir. Trotil adıyla top mermileri, deniz ve kara mayınlarını doldurmakta kullanılır.

Eyl 21

GAZLAR

admin |

General Chemistry | icon4

09 21st, 2009| icon3

No Comments »

GAZLAR
Maddeler tabiatta katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunurlar.

Gaz hali genel olarak molekül ve atomların birbirinden uzak olduğu ve çok hızlı hareket ettiği bir haldir.
Gaz molekülleri birbirine uzak olduğu için aralarında etkileşim yok denecek kadar azdır. Bu sebeple gaz molekülleri birbirinden bagımsız hareket ederler.
Gazların hacim ve şekilleri işgal ettikleri kaba göre değişir. Bulundukları kabı doldururlar.
Gazlar kolaylıkla sıkıştırılabilirler.
Gazlar birbiriyle her oranda karışarak birinin yalnız başına işgal ettiği hacmi bu sefer beraberce doldururlar.
Gazlar hızlı hareket ettiklerinden bulundukları kabın çeperine çarparlar ve bu çarpma neticesi kaba basınç uygularlar.
Bulundukları kap içerisinde bütün yönlerde aynı basıncı uygularlar.
Yoğunlukları katı ve sıvıya göre çok küçüktür.
Isıtıldıklarında bütün gazlar sıcaklık değişimi karşısında aynı oranda genleşirler.
Kolaylıkla bir ortamda yayılırlar.
Gazların taneciklerinin oluşturduğu hacim, moleküller arasındaki boşluk yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür.
Gaz molekülleri sabit bir hızla hareket ederken birbiriyle ya da bulundukları kabın duvarlarıyla çarpışırlar. Bu çarpışmalarda taneciklerin hızı ve doğrultusu değişebilir. Fakat çarpışmalar esnek olduğundan kinetik enerjide bir değişme olmaz.
Gaz taneciklerinin sıcaklık değişimi ile hızları değişeceğinden ortalama kinetik enerjileri de değişir.
Sıcaklıkları aynı olan bütün gazların ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir.
Gaz molekülleri yüksek basınç düşük sıcaklıklarda sıvılaştırılabilirler.

İDEAL GAZ
Öz hacmi olmayan, moleküller arasında hiçbir itme ve çekme kuvveti bulunmayan ve gaz moleküllerinin birbiriyle çarpışmasında hiçbir kinetik enerji kaybı olmayan bir hayali gaz örneğine ideal gaz denir.
Tabiattaki gazlar gerçek gazlardır. Gerçek gazlar yüksek sıcaklık ve düşük basınçta ideale yaklaşırlar.
Farklı gazların ideal olmaları karşılaştırmasında ise;
Yoğunlaşma noktası düşük olan, molekül ağırlığı küçük olan gazlar diğerlerine göre daha idealdir, yorumu yapılabilir.

GAZLARIN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ
Bir gazın herhangi bir sıvıdaki çözünürlüğü;

Gazın cinsine bağlıdır.
Sıcaklık arttıkça azalır.
Basınç arttıkça artar.

GAZ BASINCININ ÖLÇÜLMESİ
Gaz basıncını ölçmeye yarayan aletlere manometre denir.
Toriçelli deniz seviyesinde civa kullanarak yapmış olduğu deney sonucu açık hava basıncını hesaplamıştır.

Sıvılar, basıncı her tarafa eşit olarak iletirler. Sıvı basıncı sıvının yüksekliğine ve yoğunluğuna bağlıdır. Cıvanın yoğunlugu 13,6 g/cm3, suyun yoğunluğu 1 g/cm3 tür.
Yukarıdaki deney civa yerine su kullanarak yapılsaydı,
Borudaki su yüksekliği: 76.13,6 = 1033,6 cm olurdu.
76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atm

1. Kapalı Manometre

2. Açık Manometre
a.

Cıva seviyelerinin eşit olması X gazının basıncının açık hava basıncına eşit olduğunu ifade eder.

X gazının basıncı açık hava basıncından h cm daha fazladır.
c.

X(g) nın basıncının açık hava basıncından daha küçük olduğu görülmektedir.

İDEAL GAZ DENKLEMİ

P.V=n.R.T
P:

Basınç (atm),

76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atm eşitliği unutulmamalıdır.
V:
Hacim (ℓt)
n:
Mol sayısı
R:
Raydberg gaz sabiti olup bütün gazlar için
litre.atm/mol.°K

T:
Sıcaklık birimi olarak daima kelvin kullanılır.
Kelvin = °C + 273eşitliği vardır.

Örnek – 1

2 mol H2 gazının 5,6 lt’lik bir kapta 8 atm. basınç yapması için sıcaklığı kaç °C olmalıdır?

Çözüm:

P.V = n.R.T denkleminden;

T= 273 °K çıkmalıdır.

Kaç °C olduğu sorulduğundan °K = °C + 273 eşitliğinden gazın sıcaklığı 0°C olacaktır.

GAZLARIN YOĞUNLUĞU

Gazların yoğunluğu basınç ve sıcaklık değişimi ile değişir.

P . V = n . R . T denkleminde;

Mol sayısını gram cinsinden yazarsak,

gazın mol sayısı; gaz kütlesinin, gazın mol ağırlığına oranına eşittir.

p.MA = d.R.t formülü çıkarılabilir.

Yoğunlukla ilgili sorularda bu eşitlik kullanılmalıdır.

Örnek – 2

N2 gazının normal koşullarda yoğunluğu 1,25 g/lt dir.

N2 gazının 0,2 atmosfer 273 °C’deki yoğunluğu kaçtır? (N : 14)

Çözüm :

P.MA = d.R.T denklemindeki sabit olan

Şartlar değişsede R değişmeyeceğinden,

Aynı gaz olduğu için MA’lar sadeleşir. Verilenler yerine yazılırsa

GAZLARIN KARŞILAŞTIRILMASI

Farklı gazlar birbiriyle karşılaştırıldığında ya da herhangi bir gazın farklı ortamlardaki halleri birbiriyle kıyaslandığında;

Buradan genel olarak aşağıdaki formül çıkarılır.

Formül karşılaştırma sorularında kullanılacaktır.

Örnek – 3

2 litre hacimli kapta mutlak sıcaklığı T olan m gram CH4 gazı, 3 litre hacimli kapta mutlak sıcaklığı 2T olan 2m gram SO2 gazları vardır.

SO2 gazının basıncının CH4 gazı basıncına oranı kaçtır?
(H : 1, C : 12, O : 16, S : 32)

Çözüm

CH4 gazı için basınç : , hacim 2 litre, sıcaklık T dir.

SO2 gazı için basınç : , hacim 3 litre sıcaklık 2T dir.

Örnek – 4

Aşagıdaki grafiklerden hangisi yanlış çizilmiştir?

Çözüm:

P.V = n.R.T denklemi esas alınarak yorumlanırsa A, B, C, E şıklarında çizilmiş olan grafikler doğru çizilmiştir. D şıkkında ise basınç, °C grafiği, gazın sıcaklığı 0 °C iken
273°K’dır. Basıncı sıfır olamaz. Yani grafik sıfır noktasından başlayamaz.

Cevap D

GAZLARIN KARIŞTIRILMASI

Farklı kaplarda bulunan gazların yeni bir kapta karıştırılması ya da musluklarla birbirine bağlı olan kapların musluğunun açılması ile gazların birbirine karıştırılması şeklindeki soru tipleri bu başlıkta incelenecektir. Karıştırılan gazlar birbiriyle reaksiyon verebilir ya da vermeyebilir.

Gazlar sabit sıcaklıkta karıştırılıyorsa;

P.V = n.R.T denklemine göre;

T sabit ise, P.V değeri, mol sayısı (n) ile doğru orantılıdır.

Gazlar karıştırıldığında;

Pson.Vson =P1.V1.+P2.V2+……………Pn.Vn

formülünden yararlanarak işlemler yapılır.

KISMİ BASINÇ

Kısmi basınçtan bahsedilebilmesi için aynı kap içerisinde birden fazla gazın bulunması gerekir. Kapta bulunan bütün gazlar için hacim (V) ve sıcaklık (T) aynı olacağından, basınç mol sayısıyla doğru orantılı olacaktır.

PA : A gazının kısmi basıncı

nA : A gazının mol sayısı

nT : Toplam mol sayısı

PT : Toplam basınç

Kısmi basıncı, karışımdaki herbir gazın tek başına o kabı doldurduğunda yapacağı basınç olarak da tarif edebiliriz. Herbir gazın yapmış olduğu kısmi basınçların toplamına ise toplam basınç denir.

Örnek- 5

4 mol H2, 3 mol CO2 ve 2 mol He gazının bulunduğu kabın toplam basıncı 1,8 atm.’dir.

Buna görenin kısmi basıncı nedir?

Çözüm:

Kısmi basınç sorularında aynı kapta birden fazla gazın bulunması söz konusudur. Dolayısıyla herbir gaz için hacim (V) ve sıcaklık (T) aynıdır.

GAZLARIN KİNETİĞİ VE DİFÜZYON HIZI

Gazlar uzayda birbirinden oldukça uzak mesafelerde hareket eden moleküller topluluğu olup, gaz taneciklerinin öz hacmi gazın kapladığı toplam hacim yanında yok denecek kadar azdır.

Gaz molekülleri sabit bir hızla hareket ederler ve bu hareketleri sırasında birbirleriyle ve içinde bulundukları kabın çeperiyle çarpışırlar. Bu çarpışmalar esnek olup çarpışma sırasında kinetik enerji değişmez.

Gaz molekülleri ısı enerjisini kinetik enerjiye dönüştürürler. Sabit sıcaklıkta bütün gazların ortalama kinetik enerjileri aynıdır.

Yani kinetik enerji yalnızca sıcaklığa bağlıdır.

Difüzyon hızı için;

Aynı basınç ve sıcaklık altında X ve Y gazlarını özdeş bir kaba koyalım. Bu iki gazın ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir.

Molekül ağırlığı küçük olan gazlar hızlı, büyük olan gazlar yavaş hareket ederler.

Aynı formülden hız ile yoğunluk arasında; eşitliği de çıkarılabilir.

Kinetik enerjisinin sıcaklık ile ilişkisi şeklindedir.

İki denklem birleştirilirse,

eşitliğide çıkarılır. Yani mutlak sıcaklık 4 katına çıkarıldığında hız 2 katına çıkar.

SIVI-BUHAR BASINCI

Sıvıların her sıcaklıkta buharlaşabildiklerinden sıvı buharlasının bu sıcaklıklarda yapmış olduğu basınca sıvı-buhar basıncı denir.

Sıvı – buhar basıncı, sıvının cinsine ve sıcaklığına baglıdır. Sıvı miktarına bağlı değildir.
Sıvı – buhar basıncı, açık hava basıncına eşit olduğunda sıvı kaynamaya başlar.
Sıvı – buhar basıncı büyük olan sıvıların kaynama noktaları düşüktür.
Sıvı – buhar dengesinde iken sıvı buharları sıkıştırılırsa ya da genleştirilirse basıncı değişmez.
Uçucu sıvıların sıvı – buhar basınçları daha yüksektir ve bu sıvılar daha düşük sıcaklıkta kaynar.
Bir sıvı içinde herhangi bir katı madde çözülürse, sıvı – buhar basıncı düşer dolayısıyla kaynama noktası yükselir.
Sıcaklık arttıkça sıvı – buhar basıncı artar.

Eyl 21

KİMYASAL BAĞLAR

admin |

General Chemistry | icon4

09 21st, 2009| icon3

No Comments »

KİMYASAL BAĞLAR

Kimyasal bağ, moleküllerde atomları birarada tutan kuvvettir. Bir bağın oluşabilmesi için atomlar tek başına bulundukları zamankinden daha kararlı (az enerjiye sahip) olmalıdırlar. Genelleme yapmak gerekirse bağlar oluşurken dışarıya enerji verirler.
Atomlar bağ yaparken, elektron dizilişlerini soygazlara benzetmeye çalışırlar. Bir atomun yapabileceği bağ sayısı, sahip olduğu veya az enerji ile sahip olabileceği yarı dolu orbital sayısına eşittir.
Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

İYONİK BAĞLAR
İyonik bağlar, metaller ile ametaller arasında metallerin elektron vermesi ametallerin elektron almasıyla oluşan bağlanmadır.
Metaller elektron vererek (+) değerlik, ametaller elektron alarak (-) değerlik alırlar. Bu şekilde oluşan (+) ve (-) yükler birbirini büyük bir kuvvetle çekerler. Bu çekim iyonik bağın oluşumuna sebep olur. Onun için iyonik bağlı bileşikleri ayrıştırmak zordur.
Elektron aktarımıyla oluşan bileşiklerde, kaybedilen ve kazanılan elektron sayıları eşit olmalıdır.

İyonik katılar belirli bir kristal yapı oluştururlar.
İyonik bağlı bileşikler oda sıcaklığında katı halde bulunurlar.
İ;İyonik bileşikler katı halde elektriği iletmez. Sıvı halde ve çözeltileri elektriği iletir.

NaCl, MgS, BaCl2 bileşikleri iyonik bağlı bileşiklere örnek olarak verilebilir.

KOVALENT BAĞLAR
Hidrojenin ametallerle ya da ametallerin kendi aralarında elektronlarını ortaklaşa kullanarak oluşturulan bağa kovalent bağ denir.

a. Apolar Kovalet Bağ
Kutupsuz bağ, yani (+), (-) kutbu yoktur.
İ;İki hidrojen atomu elektronları ortaklaşa kullanarak bağ oluştururlar.

Elektron nokta yapısıyla;

şeklinde gösterilir. İki arasındaki bağ H-H şeklinde gösterilir ve H2 şeklinde yazılır.
Aynı cins atomlar arasındaki bağ apolar kovalent bağdır.

b. Polar Kovalent Bağlar
Farklı ametaller arasında oluşan bağa polar kovalent (kutuplu) bağ diyoruz.
Elektronlar iki atom arasında eşit olarak paylaşılmadığından kutuplaşma oluşur ve buna polar kovalent bağ denir. Bu polarlığı HF molekülü ile açıklamaya çalışalım:
Hidrojen ve Flor elektron ortaklığı ile bileşik oluşturmuş durumdadır. Florun elektron alması yani elektronu kendisine çekme gücü hidrojenden daha fazla olduğundan elektron kısmen de olsa Flor tarafındadır. Dolayısıyle Flor kısmen (-), Hidrojen ise kısmen (+) yüklenmiş olur. Bu olaya kutuplaşma, bu tür bağa polar kovalent bağ denir.

BİR ATOMUN YAPABİLECEĞİ BAĞ SAYISI

Bir atomun yapabileceği bağ sayısı; o un sahip olduğu veya çok az enerji ile sahip olabileceği yarı dolu orbital sayısı kadardır.
Bir alt yörüngeden bir üst yörüngeye elektron uyarılarak yarı dolu orbital oluşturma çok enerji istediğinden bağ yapmaya elverişli olamaz.

1 bağ yapabilir.

Orbital tam dolu olduğundan bağ yapamaz.

Bir tane yarı dolu orbitali vardır. 1 bağ yapabilir.

2 bağ yapması gerekir. Ancak C’nun 4 bağ yaptığı biliniyor. O halde uyarılmış durumda;

4 tane yarı dolu orbital olur. Dolayısıyla 4 bağ yapabilir.

Üç bağ yapabilir. Boş orbital olmadığından uyarma yapılamaz.

2 bağ yapabilir. Boş orbital olmadığından uyarma yapılamaz.

1 bağ yapabilir. Boş orbital olmadığından uyarma yapılamaz.

Yarıdolu orbital olmadığından bileşik yapamaz.

MOLEKÜL BİÇİMLERİ

1. XY türü moleküller

(1A ile 7A, 2A ile 6A, 3A ile 5A)
Moleküller ve bağlar polardır.
Molekül biçimi doğrusal (Açı 180° dir.)

1. XY2 türü moleküller

a. X: 2A Y: 7A veya hidrojen ise;
Moleküller apolar, bağlar polar
Molekül biçimi doğrusal (Açı 180°)
Hibritleşme sp dir.
b. X: 4A Y: 2A veya 6A ise:
Molekül apolar, bağlar polar
Molekül biçimi doğrusal (Açı 180°)
Hibritleşme sp dir.
c. X: 6A Y: 1A veya 7A ise;
Molekül ve bağlar polar
Molekül biçimi kırık doğru (Açı 105°)
Hibritleşme sp2 tür.

1. XY3 türü moleküller

a. X: 3A Y: 7A veya hidrojen ise;
Moleküller apolar, bağlar polar.
Molekül biçimi düzlem üçgen (Açı 120°)
Hibritleşme sp2 dir.
b. X: 5A Y: 7A veya 1A grubunda ise;
Molekül ve bağlar polar,
Molekül biçimi üçgen piramit (Açı 107°)
Hibritleşme sp3 tür.

1. XY4 türü moleküller

(CH4, SiF4, NH4+, SO4-2 gibi)
Molekül apolar, bağlar polar
Molekül biçimi düzgün dörtyüzlü (Açı 109,5°)
Hibritleşme sp3 tür.

İKİLİ VE ÜÇLÜ BAĞLAR
Bazı moleküllerde, iki atom birbirine iki ya da üç bağ ile bağlanabilirler. İki arasındaki ilk oluşan bağ sigma (d) bağıdır. Diğer bağlar ise pi (p) bağıdır. İki atom arasında ikili bağ varsa biri d diğeri p bağıdır. Üçlü bağ varsa bir tanesi d diğerleri p bağıdır.

molekülünde 5 tane sigma bir tane p bağı vardır.
H – N = N – H
molekülünde 3 tane d, 1 tane p bağı vardır.

molekülünde 11 tane d, 1 tane p bağı vardır.
H – C º N
molekülünde 2 tane d, 2 tane p bağı vardır.
H – C º C – H
molekülünde 3 tane d, 2 tane p bağı vardır.
O = C = O
molekülünde 2 tane d, 2 tane p bağı vardır.

Karbon (C) Atomunun Hibritleşmesi
C u 4 bağın tamamını tek bağ olarak yapmışsa, hibritleşmesi sp3 tür.
C unda bir tane 2 li bağ varsa = hibritleşmesi sp2 dir. Yani bir p bağı var ise
hibritleşme sp2 dir. C u 3 lü bağ yapmışsa – C º ya da her iki tarafında 2 li bağ varsa
= C = şeklinde ise hibritleşmesi sp dir. Yani iki tane p bağı bağlı ise hibritleşme sp dir.

MOLEKÜLLER ARASI BAĞLAR
Maddeler gaz halinde iken moleküller hemen hemen birbirinden bağımsız hareket ederler ve moleküller arasında herhangi bir itme ve çekme kuvveti yok denecek kadar azdır.
Maddeler sıvı hale getirildiklerinde ya da katı halde bulunduklarında moleküller birbirlerine yaklaşacağından moleküller arasında bir itme ve çekme kuvveti oluşacaktır. Bu etkileşmeye molekül arası bağ denir. Bu çekim kimyasal bağ tanımına girmez.
Maddelerin erime ve kaynama noktalarının yüksek ya da düşük olması molekül arasında oluşan bağların kuvvetiyle ilişkilidir.

Van Der Waals Çekimleri
Kovalent bağlı apolar moleküllerde (H2, CO2, N2 gibi) ve soygazlarda yoğun fazlarda sadece kütlelerinden kaynaklanan bir çekim kuvveti oluşmaktadır. Bu kuvvete van der waals bağları denir. yoğun fazda sadece van der waals bağı bulunan maddelere moleküler maddeler denir.
Moleküler maddelerin mol ağırlıkları arttıkça kaynama ve erime noktaları yükselir.
Örneğin oda koşullarında F2 ve Cl2 gaz, Br2 sıvı, I2 ise katıdır. Van der waals etkileşimi
en fazla olan I2, en az olan ise F2 dir.

Dipol – Dipol Etkileşimi
Polar moleküllerde (+) ve (-) yüklerin birbirini çekmesiyle oluşan bağlanmadır. Van der waals bağlarından kuvvetlidir. (HF, HCl, H2O)

molekül arası bağ dipol-dipol etkileşimi

Molekül arası bağlar dipol-dipol etkileşimi.
(- – - – - – - – -) ile gösterilen bağlardır.

Hidrojen Bağı
Hidrojenin F, O, N gibi elektron ilgisi büyük olan lar ile oluşturduğu (HF, H2O, NH3…) bileşiklerde molekülleri bir arada tutan kuvvete hidrojen bağı denir.
H’nin oksijene bağlı olduğu R – OH (alkol),

(Karboksilli asit) bileşiklerinde molekül arası bağlar, hidrojen
bağıdır.

Oksijen ve hidrojen arasında noktalı olarak gösterilen bağlanma hidrojen bağlarıdır.
Hidrojen bağları van der waals bağlarından ve dipol-dipol bağlarından daha kuvvetlidir.

Ağ Örgülü Kovalent Katılar Arasındaki Bağlar
Yarı metaller veya yarı metallere yakın bazı ametallerin katı hallerinde ortaya çıkan çekim kuvvetidir. Katı silisyum, elmas, grafit gibi kovalent katıların erime noktaları çok yüksektir. Çünkü bu katıların molekülleri arasında ağ örgülü kovalent bağ vardır.

Grafitte Ağ örgüsü Elmasta Ağ örgüsü

İyonik Bağ
İyonik bağlı bileşiklerin hem molekül içi, hem molekül arası bağlanmaları iyoniktir.
İyonik bileşikler oda koşullarında katı halde bulunurlar. Katı halde bulunan iyonik moleküllerde (+) ve (-) yüklü iyonlar birbirine çok yakın olacağından aralarında çekim oluşacaktır. İyonik bileşikler katı halde elektrik akımını iletmezler. Sıvı halde ya da çözündüklerinde elektrik akımını iletirler. Bu katıların kristal yapısı vardır ve kırılgan özelliğe sahiptirler. (NaCl, K2S ……..)

Metal Bağı
Metal atomları arasında oluşan etkileşime metal bağı adı verilir.

İ;İyonlaşma enerjisi azaldıkça (peryot numarası arttıkça) metalik bağlar zayıflar.
Değerlik elektronları sayısı artıkça metalik bağ kuvveti artar.

Metalik bağda değerlik elektronları kristal içerisinde hareket ettiğinden dolayı bağlar a değil, kristalin bütününe ait olur. Metaller, değerlik elektronlarının oynaklığından dolayı ısı ve elektrik akımı iletkenliği, şekil verilebilme gibi özelliklere sahip olurlar.

KİMYASAL BAĞLAR

Turkish Chemistry

Categories

Last Thead

Tag Cloud

Archives

Friend Links

Search

Meta: