12. Sınıf Kimya · Ünite 2
Organik Kimyanın Temel Taşları: Hidrokarbonların Sınıflandırılması
Meyveleri olgunlaştıran gazdan mum yapımına kadar günlük hayatımızda yer alan hidrokarbonları yapılarına göre sınıflandırmayı öğreniyoruz. Alifatik ve aromatik ayrımının temellerini keşfedin.
Kazanım KİM.12.2.5 · 40 dk okuma
Hayatın İçindeki Gizli Şifreler: Hidrokarbonlar
Pazardan aldığımız yeşil muzların birkaç gün içinde sararıp olgunlaşmasını sağlayan şeyin ne olduğunu hiç düşündünüz mü? Bu işin sırrı, bitkiler tarafından salgılanan 'etilen' gazıdır. Benzer şekilde, elektrikler kesildiğinde aydınlanmak için yaktığımız mumun ham maddesi olan parafin veya kışlık yünlü kıyafetlerimizi güvelerden korumak için dolaplara koyduğumuz keskin kokulu naftalin de aslında aynı büyük ailenin üyeleridir. Bu ailenin adı hidrokarbonlardır.
Koca Bir Aileyi Sınıflandırmak
Doğada var olan milyonlarca hidrokarbonu inceleyebilmek için onları ortak özelliklerine göre gruplandırmalıyız. Karbon atomunun dört bağ yapabilme yeteneği, bu moleküllerin birbirine çok farklı şekillerde bağlanmasını sağlar. Hidrokarbonları sınıflandırırken kendimize şu ölçütleri belirleriz:
- Karbonlar arasında sadece tekli bağlar mı var, yoksa ikili veya üçlü bağlar da mevcut mu?
- Karbon zinciri düz veya dallanmış bir yapıda mı, yoksa uç uca kapanarak halkalı (siklo) bir yapı mı oluşturmuş?
- Molekül, kendine has bir kararlılığa sahip olan ve rezonans gösteren 'benzen halkası' içeriyor mu?
Büyük Ayrım: Aromatik ve Alifatik
Belirlediğimiz bu ölçütler doğrultusunda hidrokarbonları iki ana gruba ayırırız: Aromatik hidrokarbonlar ve Alifatik hidrokarbonlar.
Aromatik hidrokarbonlar, yapılarında en az bir adet benzen halkası bulunduran bileşiklerdir. Yünlüleri koruyan naftalin, iki adet benzen halkasının birleşmesinden oluşur ve aromatik sınıfının en bilinen üyelerindendir. Benzen halkası içermeyen diğer tüm hidrokarbonlara ise alifatik hidrokarbonlar adını veriyoruz.
Alifatik Hidrokarbonların Kendi İçindeki Grupları
Aromatik olmayan, yani alifatik olan hidrokarbonları incelemeye başladığımızda karbonlar arasındaki bağ sayıları bize rehberlik eder:
- Alkanlar (Parafinler): Karbon atomları arasında sadece tekli bağ bulunur. Mum yapımında kullanılan parafin, uzun karbon zincirli alkanların bir karışımıdır.
- Alkenler (Olefinler): Karbon atomları arasında en az bir tane ikili (çift) bağ bulunur. Meyveleri olgunlaştıran etilen, bu grubun en basit üyesidir.
- Alkinler (Asetilenler): Karbon atomları arasında en az bir tane üçlü bağ içeren hidrokarbonlardır.
Ayrıca alifatik hidrokarbonların uçlarının birleşerek kapalı bir çokgen oluşturduğu durumlara 'halkalı (siklo) hidrokarbonlar' denir. Sikloalkanlar ve sikloalkenler bu alt gruba girer.
Organik Kimyanın Temel Taşları: Hidrokarbonların Sınıflandırılması: Alıştırma Soruları
1. Günlük hayatımızda karşımıza çıkan bazı maddelerin ana bileşenleri hidrokarbonlardır. Aşağıdaki madde ve genel kullanım alanı eşleştirmelerinden hangisi yanlıştır?
- A) Etilen - Meyvelerin olgunlaştırılması
- B) Parafin - Mum yapımı
- C) Naftalin - Yünlü kumaşları güvelerden koruma
- D) Parafin - Muz gibi meyvelerin olgunlaştırılması
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Parafin - Muz gibi meyvelerin olgunlaştırılması
Parafin mum yapımında kullanılan bir alkan karışımıdır; meyvelerin olgunlaştırılmasını sağlayan bitkisel hormon gazı ise etilendir.
2. Hidrokarbonların en temel iki sınıfa (alifatik ve aromatik) ayrılması sırasında aşağıdaki ölçütlerden hangisi kullanılır?
- A) Suda çözünme yetenekleri
- B) Molekülde benzen halkasının bulunup bulunmaması
- C) Moleküldeki toplam hidrojen atomu sayısı
- D) Bileşiğin oda koşullarındaki fiziksel hâli
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Molekülde benzen halkasının bulunup bulunmaması
Kimyada hidrokarbonlar, rezonans yapılı özel bir altıgen olan benzen halkasını (veya türevlerini) içerip içermediklerine göre aromatik ve alifatik olarak sınıflandırılırlar.
3. Bir öğrenci alifatik hidrokarbonları üç farklı ölçüte göre incelemiştir: I. Moleküldeki tüm karbonlar arası bağların tekli olması. II. Molekülde karbonlar arasında en az bir tane ikili bağ bulunması. III. Molekülde karbonlar arasında en az bir tane üçlü bağ bulunması. Öğrencinin incelediği bileşik sınıfları sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Alken, Alkan, Alkin
- B) Alkin, Alken, Alkan
- C) Alkan, Alken, Alkin
- D) Alkan, Alkin, Alken
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Alkan, Alken, Alkin
Alkanlar (parafinler) yalnızca tekli bağ içerirken; alkenler (olefinler) en az bir ikili bağ, alkinler ise en az bir üçlü bağ içerirler.
4. Naftalin ve etilen (eten) moleküllerinin yapısal sınıflandırmasıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
- A) Her ikisi de alifatik hidrokarbondur.
- B) Naftalin aromatik, etilen ise alifatik hidrokarbondur.
- C) Naftalin alifatik, etilen aromatik hidrokarbondur.
- D) Her ikisi de aromatik yapılıdır.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Naftalin aromatik, etilen ise alifatik hidrokarbondur.
Naftalin yapısında iki adet bitişik benzen halkası bulundurduğu için aromatik bir hidrokarbondur. Etilen ise yapısında çift bağ bulunan düz zincirli alifatik bir alken bileşiğidir.
5. Öğrenciler 'siklohekzan' molekülünün altıgen şeklinde bir karbon halkasından oluştuğunu, 'benzen' molekülünün de altıgen şeklinde bir halkaya sahip olduğunu öğrenmişlerdir. Ancak bu iki molekül sınıflandırma ağacında farklı ana gruplarda yer alır. Bunun nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Siklohekzanın yapısında karbon dışında atom bulunması
- B) Benzenin düz zincirli, siklohekzanın dallanmış olması
- C) Halkalı yapıya sahip olmanın aromatiklik için tek başına yeterli olmaması ve benzenin özel rezonans halkasına sahip olması
- D) Benzenin bir alkan, siklohekzanın ise bir alkin olması
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Halkalı yapıya sahip olmanın aromatiklik için tek başına yeterli olmaması ve benzenin özel rezonans halkasına sahip olması
Molekülün sadece halkalı (siklo) yapıda olması onu aromatik yapmaz; siklohekzan bir alifatik hidrokarbondur. Aromatiklik için benzen halkasındaki sürekli yer değiştiren ve moleküle kararlılık katan bağ (rezonans) sisteminin bulunması şarttır.