Karbon Kimyası nedir?

Bu konuda neler öğreneceksin?

• Karbon elementinin allotroplarını ve oluşum biçimlerini tanır.
• Elmas, grafit, fulleren ve nanotüpün özellik farklarını karşılaştırır.
• Birinci, ikinci ve üçüncü kuşak hibridleşmelerini bağ açılarıyla eşleştirir.
• Karbon-karbon bağ sayısını ve karbon sayısını karbondan kovalent bağları verilen verilerle hesaplar.
• Molekül formülünü alkan karşılığıyla karşılaştırarak eksik hidrojen sayısını bulur.

Anahtar fikirler

• Karbon dört değerlik elektronuna sahip tek elementtir ve bu sayı değişmez.
• Allotropların farkı, atomların bağlandığı geometriden kaynaklanır; atom sayısı değil bağlanma düzeni değişmiştir.
• Grafitte katman içi bağlar kovalent, katmanlar arası etkileşimler zayıf kuvvetlerdir; bu yüzden grafit yazılabilir bir malzemedir.
• Üçüncü kuşak hibridleşmesi tetrahedral, ikinci kuşak düzlemsel, birinci kuşak doğrusal düzen verir.
• Her kovalent bağ iki atom tarafından paylaşıldığı için bağ hesabında ikiye bölme işlemi zorunludur.
• Eksik hidrojen sayısının yarısı, halka ve çift bağ toplamını verir.

Konunun özeti

Karbonun allotropları, atomların birbirine kaç bağla ve hangi geometride bağlandığıyla ayrılır. Elmas örgüsünde her karbon dört komşusuna bağlıdır ve bu düzen üçüncü kuşak hibridleşmesiyle açıklanır; grafitte ve fulleren kabuklarında ise karbon üç komşuya bağlanır ve ikinci kuşak hibridleşmesi geçerlidir. Karbon lifi üretiminde doğrusal düzene geçildiğinde birinci kuşak hibridleşmesi ortaya çıkar. Hibridleşme durumu doğrudan bağ açısını belirler. Bağ sayısı hesabında her bağ iki atom tarafından paylaşıldığı için bölme yapılır. Eksik hidrojen sayısı ikiye bölündüğünde halka ve çift bağ toplamı elde edilir; böylece molekül formülünden yapı hakkında bilgi çıkarılır.

Sık yapılan hatalar

• Allotropları aynı madde sanmak: Elmas ve grafit aynı atomlardan oluşsa da farklı örgü düzenlerine sahiptir. Bu yüzden sertlik, renk ve iletkenlik açısından birbirlerinden ayrılırlar ve farklı maddeler olarak değerlendirilirler.
• Bağ sayısında ikiye bölmeyi atlamak: Her kovalent bağ iki atom arasındadır. Toplam bağ sayısını bulurken bölme yapılmazsa sonuç gerçek değerin katı çıkar.
• Grafitte bağ sayısını dört saymak: Grafitte her karbon yalnızca üç karbonla kovalent bağ kurar. Dördüncü elektron katmanlar arası etkileşimde kullanılır; kovalent bağ sayısı üçtür.

İlgili konular

• Nötrleşme
• Çözünürlük Dengesi
• Organik Kimya
• Polimerler
• Hidrojen Bağı ve Moleküller Arası Etkileşimler