Merhaba sevgili Bilgeyik okurları, bugünkü yazımızda Organik Kimya’ya, diğer bir adıyla Karbon’un dünyasına giriş yapacağız. Sırasıyla Organik Kimya’ya neden “Karbon’un dünyası” dendiğini açıklayacak, organik ve inorganik maddeleri kıyaslayacak son olarak da Karbon allotroplarına bakacağız.
Bu dünya neden Karbon’un dünyası?
Doğada birçok element olmasına rağmen Karbon’un diğer elementlerden farkı nedir de ona özel bir dünya var, üstelik bu dünyanın diğer adı da Organik kimya? Şöyle ki, Karbon’un 6 adet elektronu vardır, bu 4 elektron s orbitallerindeyken, 2 adet elektron da p orbitalinde bulunur. Bu, Karbon’un diğer elementlerden daha fazla çeşitlikte bağ yapmasına olanak sağlayan bir özelliktir. Bu açıklamanın, pek de doğru olmayan ama anlaşılması bakımından daha kolay olan ve lise eğitiminde anlatılan şekli şöyledir; Karbon’un 6 elektronu vardır, 2 elektronu ilk yörüngedeyken geriye kalan 4 elektron ikinci yörüngededir. Bohr Atom teorisine göre, ikinci yörünge en fazla 8 elektron bulundurabilir ve 2.yörüngede 4’ten fazla elektron bulunduranlar bağ yaparken elektron vermeyi tercih ederken, ki buna ametalik özellik de denir, 4’ten az elektron bulunduranlar bağ yaparken elektron almayı tercih eder. Karbon’un ise tam olarak 4 elektronu bulunduğu için ikisine de yatkındır, bu yüzden diğer elementlere göre daha fazla çeşitte doğada bulunur.
Bir başka sebep de Karbon atomunun sonsuz sayıda birbirine bağlanıp zincir, halka ya da örgü oluşturabilmesidir. Misal, periyodik sistemde Karbon atomunun hemen yanında bulunan Si elementi en fazla 11’li zincir, N elementi ise en fazla 3’lü zincir oluşturabilir.
Organik Madde mi, o da ne?
Doğada bulunan bileşikleri doğal ve inorganik diye ayırabiliriz. 1828 yılında Frederick Wöhler’in Anorganik bir madde olan amonyum siyanattan (NH4CNO) organik bir madde olan üreyi ((NH2)2CO) sentezlemesine kadar doğal maddelerin bitki ve hayvanlarda, inorganik maddelerin ise mineral, kayaç, tuz kökenli maddelerde bulunduğu düşünülüyordu. Bu deney ve bu deneyen daha sonraki aşamada yapılan deneylerle bunun yanlış bir düşünce olduğu kanıtlandı, hatta doğada bulunmayan organik maddeler bile laboratuvar ortamında sentezlendi. Günümüzdeki manasıyla Organik Madde Karbon, Hidrojen ve bazı yan elementlerde barındırabilen maddelerdir. Her organik bileşikte Karbon’un bulunması zorunluyken, Hidrojen’in bulunmadığı durumlar vardır. Bu durumlara CCl4, CF4, CBr4 bileşikleri örnek verilebilir.
Frederick Wöhler
Şimdi, organik ve inorganik maddelerin farkını bir tablo yardımıyla görelim.
ORGANİK BİLEŞİKLER | İNORGANİK BİLEŞİKLER |
Temel Kaynakları canlılar ya da dönüşmüş (çürümüş) canlılardır | Temel kaynakları mineral ve cevherlerdir |
Genellikle yanıcıdırlar | Genellikle yanıcı değillerdir |
Tepkime hızları genellikle düşüktür | Tepkime hızları genellikle yüksektir |
Erime ve kaynama noktaları genellikle düşüktür | Erime ve kaynama noktaları genellikle yüksektir |
Genellikle kovalent yapılı (Ortaklaşa elektron kullanarak yapılan bir bağ çeşidi) | Genellikle iyonik yapılı (Elektron alışverişine dayanarak yapılan bir bağ çeşidi) |
Genellikle kokuludurlar. | Genellikle kokusuzdurlar. |
Karbon doğada nasıl bulunur? Karbon ve Allotropları
Karbon doğada genellikle grafit ve elmas halde bulunur, son yıllarda yapılan çalışmalar neticesinde yapay yolla fulleren adı verilen bir allotropu daha üretilmiştir.
Grafit
Karbon atomlarının birbirleriyle altıgen tabakalar oluşturarak yaptığı en kararlı allotropudur. Atomlar arasında serbest bir şekilde sürekli yer değiştiren bağlar sebebiyle elektriği iletir. Üst üste binen tabakalar zayıf landon kuvvetleriyle bağlandığı için kırılgandır. Pillerin yapısında ve kurşun kalemde bulunur.
Grafit ve kömürlerin oluşum süreci veya kömür türleri hakkında bilgi almak isteyen okurlarımız buradan ilgili yazımıza ulaşabilirler.
GRAFİT
Elmas
Her Karbon atomunun başka 4 Karbon atomuyla bağ yapması sonucu oluşan allotroptur. Sürekli yer değiştiren bağlar bulunmadığı için elektriği iletmez. Aksine, birbirine çok güçlü şekilde bağlanan kovalent bağ ile bağlı oldukları için çok sağlam, sert ve erime noktası yüksek bir allotroptur. Grafit’in yüksek sıcaklıklar (yaklaşık 20000C) ve yüksek basınçta (yaklaşık 100.000 atm) ısıtılmasıyla elde edilebilir.
ELMAS
Fulleren
Bu diğer iki allotroptan, Grafit ve Elmasdan farklı olarak yapay bir şekilde üretilmiş allotroptur. 60 tane Karbon atomunun birbirine bağlandığı ve genellikle futbol topu görünümünde bir allotroptur. 32 yüzü vardır, bunun 12’si beşgenken 20 yüzü altıgen yapıdadır. Grafitin helyum gazının bulunduğu ortamda elektrik arkı yardımıyla buharlaştırılarak elde edilir. Süper iletken yapımında kullanılırlar.
FULLEREN
Sesam 01 Kasım 2020 - 00:26:43
Devami ne zaman gelir acaba