12. Sınıf Kimya · 2. Ünite: Organik Kimyaya Giriş · Organik Bileşikler
Alifatik Hidrokarbonların Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
Mutfakta çakmak gazı (bütan) birkaç saniyede yanar, ama arabanın deposundaki benzin (oktan karışımı) kontrollü biçimde yanar ve aracı kilometrelerce götürür. Plastik poşetler etenden, kauçuk izoprendenbütan gazı oda sıcaklığında gaz, pentan ise sıvıdır. Bu farkları yaratan, karbon zincirinin uzunluğu, dallanması ve pi bağının varlığıdır. Bu konuda alifatik hidrokarbonların kaynama noktası, buhar basıncı, yanma, katılma ve polimerleşme özelliklerini karşılaştıracak ve bu farklılıkların nedenlerini molekül yapısıyla ilişkilendireceksin.
Kazanımlar
- KİM.12.2.8.a Alifatik hidrokarbonlara fiziksel ve kimyasal özellik kazandıran yapısal nitelikleri (karbon sayısı, dallanma, pi bağı varlığı) belirler.
- KİM.12.2.8.b Alkan, alken ve alkinlerin benzer fiziksel (kaynama noktası, buhar basıncı) ve kimyasal (yanma, katılma, polimerleşme) özelliklerini listeler ve karşılaştırır.
- KİM.12.2.8.c Alifatik hidrokarbonların farklı fiziksel ve kimyasal özelliklerini, özellikle doymuş ve doymamış yapılar arasındaki farkları, örneklerle açıklar.
- Karbon sayısının ve dallanmanın kaynama noktasına etkisini nicel örneklerle yorumlar.
- Katılma tepkimelerinin (H₂, X₂, HX, H₂O) yalnızca doymamış hidrokarbonlarda gerçekleştiğini ve ürünlerini yazar.
Konu anlatımı
Günlük hayattan hidrokarbonlara
Fiziksel özellikler: Kaynama noktası ve buhar basıncı
Kimyasal özellikler: Yanma tepkimeleri
Kimyasal özellikler: Katılma tepkimeleri
Polimerleşme
Çözümlü örnekler
Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları
Anahtar terimler
- Alifatik hidrokarbon
- Açık zincirli veya halkalı, aromatik olmayan hidrokarbonların genel adı; alkan, alken ve alkinleri kapsar.
- Doymuş hidrokarbon
- Yalnızca tekli (sigma) bağ içeren hidrokarbon; alkanlar doymuş hidrokarbondur.
- Doymamış hidrokarbon
- En az bir çift veya üçlü bağ (pi bağı) içeren hidrokarbon; alkenler ve alkinler doymamıştır.
- London kuvvetleri
- Tüm moleküller arasında bulunan, anlık dipol etkileşimlerinden kaynaklanan zayıf çekim kuvveti; karbon zinciri uzadıkça güçlenir.
- Katılma tepkimesi
- Doymamış bileşiklerde pi bağının kırılmasıyla yeni atomların karbon atomlarına eklenmesi; H₂, X₂, HX veya H₂O katılması örnekleridir.
- Yanma tepkimesi
- Hidrokarbonların oksijenle tepkimeye girerek CO₂ ve H₂O oluşturması; tam yanmada tüm karbon CO₂ olur.
- Polimerleşme
- Küçük monomer moleküllerinin pi bağlarının kırılmasıyla birbirine eklenerek uzun zincirli polimer oluşturması.
- Monomer
- Polimerin yapı taşı olan küçük molekül; polietilende monomer etendir.
- Brom suyu testi
- Doymamış bileşikleri tespit etmek için kullanılan yöntem; brom suyunun renginin kaybolması pi bağı varlığını gösterir.
- Hidrojenasyon
- Doymamış bileşiklere katalizör eşliğinde H₂ katılması; alken → alkan dönüşümünü sağlar.
Örnek soru
Düz zincirli alkanlarda karbon sayısı arttıkça aşağıdakilerden hangisi gerçekleşir?
- Kaynama noktası düşer, buhar basıncı artar
- Hem kaynama noktası hem buhar basıncı artar
- Kaynama noktası artar, buhar basıncı düşer
- Hem kaynama noktası hem buhar basıncı düşer
- Kaynama noktası ve buhar basıncı değişmez
Doğru cevap: C
Çözüm
1. Karbon sayısı arttıkça molekül kütlesi ve yüzey alanı büyür.
2. Artan yüzey alanı London (van der Waals) kuvvetlerini güçlendirir.
3. Güçlenen moleküller arası kuvvetler nedeniyle kaynama noktası artar ve buhar basıncı düşer.
4. Örneğin metan ($-162$ °C, gaz) ile oktan ($126$ °C, sıvı) karşılaştırıldığında bu ilişki açıkça görülür.
5. A şıkkı tam tersi bir ilişki öne sürdüğü için yanlıştır.