Organik ve anorganik bileşikler, temelde farklı özelliklere sahip iki ana bileşik sınıfını oluşturur.
Kimyacılar, 19. yüzyıla kadar organik bileşiklerin yalnızca canlı organizmalarda bulunduğunu ve üretilmeleri için canlı kaynaktan gelen yaşamsal bir güç gerektiğini savunmuştur. Bu nedenle kimyacılar, organik bileşiklerin labo- ratuvar ortamında sentezlenemeyeceğine inanmıştır. Bu görüş, 1828 yılında Alman kimyacı Friedrich Wöhler’in (Fridrih Vöhle) anorganik bir madde olan potasyum siyanürden organik bir madde olan üreyi sentezlemesiyle geçerliğini yitirmiştir. Böylece organik bir madde canlı vücudu dışında ilk kez sentezlenmiştir.
Organik ve anorganik bileşikler, farklı özelliklere sahip iki ana bileşik sınıfıdır. Organik bileşikler, karbon içeren bileşiklerdir ve genellikle canlı organizmalarda bulunur. Anorganik bileşikler ise, karbon içermeyen bileşiklerdir ve doğada birçok farklı yerde bulunabilirler. Bu iki bileşik sınıfı, günlük hayatımızda kullandığımız birçok farklı maddenin temelini oluşturmaktadır.
Youtube videosu: https://www.youtube.com/watch?v=P5c__p8qU2E Diğer kaynaklar: https://www.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:intermolecular-forces-and-properties/v/properties-of-organic-and-inorganic-compounds https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/inorganic-compoundKarbon, periyodik tablodaki diğer elementlerden ayrılan, milyonlarca bileşik oluşturan sınırlı sayıdaki elementten biridir. Son otuz senede karbon elementine ait pek çok yeni özelliğin keşfedilmesiyle bu elementin hayatın içine daha da çok gireceği öngörülmektedir.
Karbon elementi, diğer atomlarla kolayca bağ yapabilen, düşük yoğunluklu, siyah renkte katı bir elementtir. Karbonun dört değerlik elektronu bulunmaktadır. Bu nedenle, diğer atomlarla dörtlü bağlar oluşturabilir.
Karbon atomları arasındaki bağlar güçlüdür ve bu nedenle karbon bileşikleri genellikle kararlıdır. Karbon atomları, diğer atomlarla tekli, çiftli ve üçlü bağlar oluşturabilirler. Karbon atomları arasındaki bağ enerjisi, diğer atomların bağ enerjilerinden daha büyüktür.
Karbon, doğada serbest hâle ve bileşikler hâlinde bulunur. Serbest karbon, elmas ve grafit olmak üzere iki allotropik formda bulunur. Elmas, karbon atomlarının dörtlü bağlar oluşturarak oluşturduğu çok sert bir mineraldir. Grafit ise, karbon atomlarının altıgen halkalar oluşturarak oluşturduğu yumuşak bir mineraldir. Karbon bileşikleri arasında en önemlileri karbon dioksit, karbon monoksit, metan, etanol ve glikoz sayılabilir.
Karbonun Diğer Elementlerle Bileşik Oluşturma Özelliği ve Uygulanabilirlikleri
Karbon, diğer elementlerle kolayca bileşik oluşturma özelliğine sahiptir. Bu özellikleri sayesinde karbon bileşiklerinin sayısı çok fazladır. Karbon bileşikleri, birçok alanda kullanılır. Örneğin, karbon dioksit yangın söndürme sistemlerinde ve gazlı içeceklerde kullanılır. Karbon monoksit yakıt olarak kullanılır. Metan doğalgazın ana bileşenidir. Etanol yakıt olarak ve içeceklerde kullanılır. Glikoz ise enerji kaynağı olarak kullanılır.
Karbon, yaşamın temel yapı taşlarından biridir. Karbon atomları, proteinlerin, karbonhidratların, yağların ve nükleik asitlerin yapısında bulunur. Ayrıca, karbon atomları enerji üretiminde ve sinyal iletiminde rol oynarlar.
Karbon elementinin geleceği parlak görünmektedir. Karbon elementine ait pek çok yeni özelliğin yakın zamanda keşfedileceği ve bu elementin hayatın içine daha da çok gireceği öngörülmektedir.
Karbon, periyodik tablodaki diğer elementlerden ayrılan, milyonlarca bileşik oluşturan sınırlı sayıdaki elementten biridir. Karbon, diğer atomlarla kolayca bağ yapabilen, düşük yoğunluklu, siyah renkte katı bir elementtir. Karbon elementinin özellikleri, onu birçok alanda kullanışlı hale getirmiştir.
Karbon, periyodik cetvelin 2. periyot 4A grubunda yer alan bir elementtir. 4 değerlik elektronuna sahiptir. Dört bağ yapma yeteneğine sahip olan karbon atomu, değerlik elektronlarını ortaklaşa kullanarak kendi atomları arasında ya da başka atomlarla tekli, ikili veya üçlü bağlar oluşturur.
Karbonun allotropları, karbon atomlarının farklı sayı ve şekilde dizilmesi sonucunda oluşan yapılardır.
Aynı elementin atomlarından oluşmasına rağmen allotropların kimyasal özelliklerinin bazıları, fiziksel özelliklerinin tamamı birbirinden farklıdır.
Karbonun allotroplarından elmas, grafit, fulleren, grafen ve karbon nanotüp teknolojide ve günlük yaşamda geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Kaynaklar: Karbonun allotropları - Vikipedi Allotropes of Carbon | Chemistry | Khan AcademyLewis yapısı, bir moleküldeki atomların nasıl bağlandığını ve elektronların nasıl dağıldığını gösteren bir diyagramdır. Lewis yapıları, bir molekülün yapısını ve özelliklerini anlamak için kullanılır.
Kovalent bağ, iki atom arasındaki ortaklanmış bir elektron çiftidir. Tekli kovalent bağ, iki atom arasında bir ortaklanmış elektron çifti ile oluşur. Çiftli kovalent bağ, iki atom arasında iki ortaklanmış elektron çifti ile oluşur. Üçlü kovalent bağ, iki atom arasında üç ortaklanmış elektron çifti ile oluşur.
Lewis yapısı çizmek için aşağıdaki adımlar izlenir:
Hibridizasyon, atomların değerlik elektronlarının yeniden düzenlenerek yeni bir orbital seti oluşturmasıdır. Hibridizasyon, atomların bağ yapma yeteneğini ve molekülün yapısını etkiler.
sp3 hibridizasyonu, dört eşdeğer orbitalin bir s ve üç p orbitalinin birleşmesiyle oluşan dört hibrit orbitaldir. sp3 hibridizasyonu, tetrahedral şekilli moleküllerin oluşmasını sağlar.
sp2 hibridizasyonu, üç eşdeğer orbitalin bir s ve iki p orbitalinin birleşmesiyle oluşan üç hibrit orbitaldir. sp2 hibridizasyonu, üçgen düzlemsel şekilli moleküllerin oluşmasını sağlar.
sp hibridizasyonu, iki eşdeğer orbitalin bir s ve bir p orbitalinin birleşmesiyle oluşan iki hibrit orbitaldir. sp hibridizasyonu, doğrusal şekilli moleküllerin oluşmasını sağlar.
Lewis yapıları, moleküllerin yapısını ve özelliklerini anlamak için kullanılan önemli bir araçtır. Lewis yapıları, kovalent bağın oluşumunu, molekül geometrilerini ve moleküllerin reaksiyonlarını açıklamak için kullanılır.
Bu yazıda hibritleşme, molekül geometrisi ve VSEPR kuramı hakkında bilgi verilecektir. Hibritleşme, farklı enerjili orbitallerin kaynaşarak aynı enerjili özdeş orbitaller oluşturması sürecidir. Molekül geometrisi, bir molekülün atomlarının uzaydaki konumlanmasıdır. VSEPR kuramı, moleküllerin uzaydaki geometrilerinin elektron çifti itmelerine göre belirlendiğini belirtir.
Hibritleşme, bir atomun kovalent bağ yapma yeteneğini artırmak için farklı enerjili orbitallerinin kaynaşarak aynı enerjili özdeş orbitaller oluşturması sürecidir. Hibritleşme, atomun elektron dizilimi ve bağ yapacağı atomların sayısına göre belirlenir.
Örneğin, BeH2 molekülünde Be atomu iki tane kovalent bağ yapacağı için iki tane yarı dolu orbitale ihtiyaç duyar. Be atomunun temel hâldeki elektron diziliminde sadece bir tane yarı dolu orbital bulunur. Bu nedenle, Be atomunun 2s orbitalindeki bir elektron boş olan 2p orbitaline geçer. Yarı dolu 2s orbitali ve yarı dolu 2p orbitali kaynaşarak iki tane yarı dolu sp hibrit orbitali oluşturur.
BH3 molekülünde B atomu üç tane kovalent bağ yapacağı için üç tane yarı dolu orbitale ihtiyaç duyar. B atomunun temel hâldeki elektron diziliminde sadece iki tane yarı dolu orbital bulunur. Bu nedenle, B atomunun 2s orbitalindeki bir elektron boş olan 2p orbitaline geçer. Yarı dolu 2s orbitali ve iki tane yarı dolu 2p orbitali kaynaşarak üç tane yarı dolu sp2 hibrit orbitali oluşturur.
Molekül geometrisi, bir molekülün atomlarının uzaydaki konumlanmasıdır. Molekül geometrisi, moleküldeki atomların sayısı, hibritleşmesi ve bağ açıları tarafından belirlenir.
Örneğin, BeH2 molekülünde Be atomu sp hibritlenmiş olduğundan iki tane sigma bağı oluşur. Sigma bağlarında yer alan ortaklanmış elektron çiftleri arasındaki itmenin en az, mesafenin en fazla olması için elektron çiftleri arasındaki açı 180o olur. Bu nedenle, BeH2 molekülünün geometrik şekli doğrusaldır.
BH3 molekülünde B atomu sp2 hibritlenmiş olduğundan üç tane sigma bağı oluşur. Sigma bağlarında yer alan ortaklanmış elektron çiftleri arasındaki itmenin en az, mesafenin en fazla olması için elektron çiftleri arasındaki açı 120o olur. Bu nedenle, BH3 molekülünün geometrik şekli üçgensel düzlemseldir.
VSEPR kuramı, moleküllerin uzaydaki geometrilerinin elektron çifti itmelerine göre belirlendiğini belirtir. VSEPR kuramına göre, bir molekülde merkez atom etrafındaki ortaklanmış veya ortaklanmamış elektron çiftleri uzayda aralarındaki itme kuvveti en az, mesafe en fazla olacak şekilde konumlanır.
VSEPR kuramı, moleküllerin geometrilerini, bağ açılarını ve polarlıklarını açıklamada kullanılır.
Hibritleşme, molekül geometrisi ve VSEPR kuramı, moleküllerin yapısını ve özelliklerini açıklamada kullanılan önemli kavramlardır. Bu kavramlar, kimyanın birçok alanında kullanılır.
Link: https://www.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-bonding/hybridization/a/hybridizationKarbon, periyodik tablonun dördüncü periyotunda, dördüncü grupta yer alan bir elementtir. Sembolü C, atom numarası 6'dır. Karbon, birçok bileşiğin temelini oluşturduğu için organik kimyanın temel taşı olarak kabul edilir.
Hibritleşme, atom orbitallerinin belirli oranlarda karışarak yeni orbitaller oluşturmasıdır. Karbon atomları, hibritleşme yaparak farklı geometrilerde moleküller oluşturabilirler.
CH4 molekülü, bir karbon atomu ve dört hidrojen atomundan oluşan bir hidrokarbondur. CH4 molekülünün geometrik şekli tetrahedraldir. C atomunun yarı dolu sp3 hibrit orbitalleri H atomlarının yarı dolu s orbitalleri ile uç uca örtüşür. Böylece dört tane sigma bağı oluşur.
C2H4 molekülü, iki karbon atomu ve dört hidrojen atomundan oluşan bir hidrokarbondur. C2H4 molekülünün geometrik şekli düzlem üçgendir. Her C atomunun sp2 hibrit orbitalleri, diğer C atomunun sp2 hibrit orbitalleri ile sigma bağı oluştururken, hibritleşmeye katılmayan p orbitalleri ise yan yana örtüşerek pi bağı oluşturur.
C2H2 molekülü, iki karbon atomu ve iki hidrojen atomundan oluşan bir hidrokarbondur. C2H2 molekülünün geometrik şekli doğrusaldır. Merkez atom olan hiçbir C, ortaklanmamış elektron çifti içermez. Her C atomuna bağlı iki atom vardır. Dolayısıyla C2H2 molekülündeki her merkez C atomu için VSEPR gösterimi AX2 şeklindedir. C2H2 molekülünde bağ elektronları simetrik dağıldığı için molekül apolardır.
NH3 molekülü, bir azot atomu ve üç hidrojen atomundan oluşan bir inorganik bileşiktir. NH3 molekülünün geometrik şekli üçgen piramittir. N atomunun yarı dolu sp3 hibrit orbitalleri, H atomlarının yarı dolu s orbitalleriyle uç uca örtüşür. Böylece üç tane sigma bağı oluşur. Bağ yapımına katılmayan tam dolu sp3 hibrit orbitalindeki ortaklanmamış elektron çifti, uzay boşluğunda daha geniş bir hacme yayılır. Bu nedenle düzgün dört yüzlüde 109,5o olan bağ açısı NH3 molekülünde 107o ye düşer.
Hibritleşme, karbon atomlarının farklı geometrilerde moleküller oluşturmasını sağlar. CH4, C2H4, C2H2 ve NH3 molekülleri, hibritleşmenin farklı örnekleridir. Bu moleküllerin özellikleri ve yapıları, hibritleşme türüne bağlıdır.
Yararlı Linkler:Atomların temel halde elektron dizilimleri ve orbital şemaları, atomların en düşük enerjili hallerini gösterir. Ancak atomlar kovalent bağ yapmak için birbirine yaklaştığında elektron dizilimleri ve orbital şemaları değişebilir. Bu değişime hibritleşme adı verilir.
Hibritleşme, atomların kovalent bağ yaparken elektron dizilimlerinin ve orbital şemalarının değişmesi olayıdır. Hibritleşme türleri, molekül geometrisi, bağ açıları, moleküllerin polarlığı ve reaksiyon hızlarını etkiler.