12. Sınıf Kimya · Ünite 2
Organik Bileşiklerin Farklı Yüzleri: Formüller Arasındaki Örüntüler
Organik bileşiklerin molekül, basit, yarı açık, açık ve çizgi bağ formülleri arasındaki ilişkileri keşfederek moleküler yapıları nasıl farklı şekillerde modellediğimizi öğreneceğiz.
Kazanım KİM.12.2.4 · 40 dk okuma
Organik kimyada devasa moleküllerle çalışırız. Bir mimarın aynı binayı planlarken bazen sadece dış görünüşü, bazen elektrik tesisatını, bazen de 3 boyutlu maketini göstermesi gibi, kimyacılar da organik molekülleri farklı amaçlar için farklı formüllerle gösterirler.
Büyük Resmi Görmek: Basit ve Molekül Formülü
Bir organik bileşikte hangi elementten kaç tane olduğunu net bir şekilde bilmek istiyorsak molekül formülünü kullanırız. Ancak molekülü analiz ederken bazen sadece elementlerin birbirine olan en sade sayısal oranını buluruz. Bu en sade orana 'basit formül' (ampirik formül) diyoruz.
Bağları Keşfetmek: Açık ve Yarı Açık Formüller
Kapalı (molekül) formül, atomların birbirine nasıl bağlandığını bize söylemez. Atomların uzayda nasıl dizildiğini görmek için 'Açık Formül' kullanırız. Açık formülde tüm atomlar ve aralarındaki her bir bağ (kovalent bağlar çizgilerle) tek tek gösterilir. Ancak bu durum büyük moleküllerde çok fazla yer kaplar. Bu yüzden karbonlara bağlı hidrojenleri gruplayarak yazdığımız 'Yarı Açık Formül' geliştirilmiştir.
Hız ve Pratiklik: Çizgi Bağ (İskelet) Formülü
Bilim insanları daha da pratik bir örüntü geliştirmiştir: Çizgi bağ formülü. Bu formülde karbon (C) ve ona bağlı hidrojen (H) atomları hiç yazılmaz. Karbon zinciri zikzak çizgiler şeklinde çizilir. Çizginin her köşesi ve ucu bir karbon atomunu temsil eder. Karbonun her zaman 4 bağ yapacağı örüntüsünden yola çıkarak, eksik bağların görünmez hidrojenlerle tamamlandığı varsayılır.
Yukarıda gördüğünüz basit zikzak, 4 karbonlu Bütan gazının çizgi bağ formülüdür. Uçlarda ve köşelerde toplam 4 nokta vardır. Bu formülde sadece oksijen (O), azot (N) gibi heteroatomlar ve onlara bağlı hidrojenler açıkça yazılır.
Fiziksel Gerçeklik: Uzay Dolgu Modelleri
Son olarak, atomların bağıl büyüklüklerini ve molekülün elektron bulutunun 3 boyutlu uzayda ne kadar hacim kapladığını gösteren uzay dolgu modelleri vardır. Özellikle günümüzde bilgisayar destekli ilaç tasarımında, bir molekülün vücuttaki hedef proteine fiziksel olarak tam sığıp sığmayacağını anlamak için bu modelden yararlanılır.
Organik Bileşiklerin Farklı Yüzleri: Formüller Arasındaki Örüntüler: Alıştırma Soruları
1. Bir organik moleküldeki atomların türünü ve birbirlerine olan en sade tam sayılı oranını gösteren formül türü aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Açık formül
- B) Basit formül
- C) Çizgi bağ formülü
- D) Molekül formülü
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Basit formül
Basit formül (ampirik formül), bir bileşikteki atomların sadece türünü ve birbirlerine olan en küçük tam sayılı oranını veren formüldür.
2. Çizgi bağ (iskelet) formüllerinin yazımı ile ilgili aşağıda verilen kurallardan hangisi doğrudur?
- A) Karbon atomları ve bunlara bağlı hidrojen atomları sembolle yazılmaz.
- B) Moleküldeki bütün atomların sembolleri açıkça yazılmak zorundadır.
- C) Oksijen, azot ve kükürt gibi heteroatomlar asla gösterilmez.
- D) Bağlar gösterilmez, sadece atomların 3 boyutlu büyüklükleri çizilir.
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Karbon atomları ve bunlara bağlı hidrojen atomları sembolle yazılmaz.
Çizgi bağ formüllerinde hız ve pratiklik sağlamak amacıyla karbon (C) ve bu karbonlara bağlı hidrojen (H) atomları yazılmaz. Karbonlar zikzakların köşe ve uçları olarak varsayılır.
3. Molekül formülü C6H12O6 olan glikoz molekülünün basit formülü aşağıdakilerden hangisidir?
- A) CHO
- B) C2H4O2
- C) CH2O
- D) C6H12O6
Cevabı göster
Doğru cevap: C) CH2O
Molekül formülündeki atom sayıları (6, 12, 6) en büyük ortak bölen olan 6'ya bölündüğünde C, H ve O atomlarının oranı 1:2:1 olarak bulunur. Bu da basit formülün CH2O olmasını sağlar.
4. Bir çizgi bağ formülünde, birbirine bağlı 3 köşeli bir zikzak çizgi bulunmakta ve en uçtaki köşeye (karbon atomuna) bir -OH grubu bağlıdır. Bu bileşiğin molekül formülü nedir?
- A) C3H6O
- B) C3H8O
- C) C4H10O
- D) C2H6O
Cevabı göster
Doğru cevap: B) C3H8O
3 köşe olması 3 adet Karbon (C) olduğunu gösterir. Uçtaki -OH grubuyla birlikte yapımız Propanol'dür (CH3-CH2-CH2-OH). Karbonların 4 bağ yapma kuralını tamamlayacak şekilde hidrojenler sayıldığında (3+2+2+1) toplam 8 hidrojen bulunur. Molekül formülü C3H8O olur.
5. Sadece karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) içeren bir organik bileşiğin basit formülü CH2O'dur. Bu bileşiğin 1 molünün kütlesi 60 gram/mol olarak ölçüldüğüne göre, bileşiğin yarı açık formülü aşağıdakilerden hangisi olabilir? (C: 12, H: 1, O: 16)
- A) CH3-CH2-OH
- B) CH3-COOH
- C) H-CHO
- D) CH3-CO-CH3
Cevabı göster
Doğru cevap: B) CH3-COOH
Öncelikle basit formülün (CH2O) kütlesini hesaplarız: 12 + (2x1) + 16 = 30 g/mol. Molekülün gerçek kütlesi 60 g/mol olduğuna göre, molekül formülü basit formülün 2 katıdır, yani C2H4O2'dir. Verilen seçenekler arasında C2H4O2 kapalı formülüne sahip olan bileşik CH3-COOH (asetik asit) molekülüdür.