GENEL KMYA IV ORGANK KMYA Atomik Orbitaller n

GENEL KİMYA - IV ORGANİK KİMYA Atomik Orbitaller n Organik Kimyada Temel kavramlar. Organik Moleküller n Alkanlar n Alkenler n Halkalı alifatik bileşikler n Alkinler n Aromatik bileşikler ve özellikler. n n n Aldehit ve Ketonlar Karboksilli asitler Aminler Yağlar ve Proteinler DNA yapısı Polimerler A. Kerim Karabacak

Organik Kimyayı Nasıl Tanımlarsınız? Organik kimya; karbon bileşiklerinin özelliklerini, tepkimelerini ve bu tepkimelerin uyduğu kural, ilke ve yasaları inceleyen ve araştıran bilim dalıdır. A. Kerim Karabacak

Organik kimyanın konusunu oluşturan organik bileşiklerin tümü yapılarında karbon atomu taşırlar. Bu nedenle organik kimya deyince aklımıza karbon kimyası gelir.

Şunu unutmamalıyız ki; karbon atomu taşıyan her bileşik organik bileşik değildir. Örneğin CO 2, CO, HCN ve metal karbürleri karbon taşıdıkları halde organik bileşik sınıfına girmezler. A. Kerim Karabacak

Organik bileşikler, C, H, O, N, halojenler, S ve P gibi ametallerden oluşmuşlardır. Bunlardan ilk 4’ü organik bileşiklerde en çok bulunan elementlerdir. Çok seyrek olmakla birlikte Fe, Mg, Co gibi metallerde organik bileşiklerin yapısına girebilirler.

Bu tür bileşiklere metalorganik bileşikler denir. Görüldüğü gibi, organik bileşiklerin yapısını oluşturan elementlerin sayısı bir düzineyi geçmemektedir.

n n Organik bileşiklerin bitki ve hayvanlardan elde edilmesi çok eskilere dayanır. El-Razi 900 yıllarda ilk defa bitkilerden saf alkol elde etmiştir. Aspirin söğüt yaprağından, penisilin ise ilk defa küflü peynirden elde edilmiştir. Günümüzde kullanılan bir çok organik madde yapay olarak elde edilmektedir.

İlk organik sentez Friedrich Wöhler (1828) tarafından gerçekleştirilmiştir

n n Kimyasal maddeler, 19. yüzyıl başlarında organik ve anorganik maddeler olarak sınıflandırılmıştır. Organik maddeler, büyük ve karışık yapılarda maddeler oldukları ve genellikle canlı organizmalarda bulundukları için bu maddelere “hayatın gücü” denmiş ve uzun yıllar boyunca laboratuar şartlarında elde edilemeyecekleri düşünülmüştür.

Organik ve anorganik bileşikler arası farklar 1. Organik bileşikler genellikle yanıcıdır. İnorganik bileşikler yanıcı değildir. 2. Organik bileşiklerin erime noktaları genellikle düşüktür. (300 c nin altındadır. ) İnorganik bileşiklerin ise genellikle yüksektir. 3. Organik bileşikler genellikle suda çözünmezler, inorganiklerin çoğu suda çözünürler. 4. Organik bileşikler çoğunun yapısı iyonik değildir. inorganikler ise iyonik yapıdadır.

5. Organik bileşiklerin kendilerine özgü bir renk ve kokuları vardır. Anorganik bileşiklerde ise bu oran daha azdır. 6. Organik bileşiklerin oluşumunda katalizörlerin rolü büyüktür. Farklı katalizörler kullanılarak aynı maddelerden farklı bileşikler oluşturulabilir 7. Organik bileşiklerle yapılan reaksiyonlar fazla ısı ve zaman gerektirirler , inorganik bileşiklerin reaksiyonları daha hızlıdır. 8. Organik bileşiklerin yoğunlukları genellikle düşüktür.

Karbonun Allotropları Allotrop bir elementin atomlarının farklı şekillerde birlerine bağlanarak oluşturdukları farklı yapısal modifikasyonlardır. Karbonun dört allotropu vardır: 1. Amorf (düzenli bir yapı yok) 2. Grafit (altılı halkaların tabakalı katmanları) 3. Elmas (düzgün dörtyüzlü örgü) 4. Küresel (halkalardan oluşmuş küre)

Amorf yapılı karbon

Elmas ve grafit

Küresel

Organik Kimyanın Önemi Organik kimyanın bir çok kullanım alanı vardır: Tıp Petrol Biyoloji ve Biyokimya Genetik Mühendislik Tarım Tüketim Malları Plastikler

Organik Bileşiklerin Formüllerle Gösterimi Diğer kimyasal bileşikler gibi organik bileşiklerin de formüllerle sembolize edilmesi gerekmektedir. Bunun birkaç farklı yolu vardır. Doğrusal gösterim: n Tüm atomları peşe bir satıra yazılır. n Atomların sayısını, sırasını ve bağlanma düzenini göstermek için alt sayı, simge, ve parantez kullanılır.

Doğrusal Gösterim Örnek: Kapalı formülü C 5 H 12 olan bileşik için olası doğrusal gösterimler: CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 n-pentan CH 3 CH(CH 3)CH 2 CH 3 2 -metilbutan (CH 3)4 C 2, 2 -dimetilpropan Bu formüllerin hepsi de C 5 H 12 ‘in yapı izomerleridir

Yapı İzomerleri Aynı sayıda atom ve bağlara sahip, ancak bu atom ve bağların düzeninde farklılaşan moleküller birlerinin yapı izomerleridir n-pentan 2 -metilbütan 2, 2 -dimetilpropan

Yapı Formülü Tüm atomların ve bağların gösterildiği formüldür. Bağlar çizgilerle gösterilir. Örnek: Etan

Organik Moleküllerin Şekilleri (Molekül Geometrisi) n Organik bileşiklerin kimyasal ve fiziksel özellikleri molekül geometrileriyle yakından ilgilidir. Molekül geometrilerini belirlemede bağ derecelerinden yararlanırız.

Örneğin Karbon-karbon bağı tekli bağ => bağ derecesi 1 çiftli bağ => bağ derecesi 2 üçlü bağ => bağ derecesi 3 Molekülleri üç boyutlu olarak algılamada molekül modelleri kullanmak yararlı olacaktır.

Molekül Modelleri çubuk modeli top-çubuk modeli uzay-dolgu modeli

Metan Karbon-karbon tekli bağı ile bağlanmış, bağ derecesi 1; molekül geometrisi düzgündörtyüzlü

Metan

Melez Orbitaller Eğer karbon atomunun elektron dağılımı şu şekildeyse: 2 2 s 2 2 p 1 2 po C: 1 s 6 x y Değerlik elektronlarından 2 tanesi s, 2 tanesi de p orbitallerindedir. Bu durumdan metanın molekül geometrisi nasıl düzgündörtyüzlü olabilir.

n n Bunun açıklaması melez orbitaller teorisiyle yapılmıştır: s ve p orbitalleri karışarak 4 tane özdeş yeni orbital oluştururlar. Oluşan bu yeni orbitallerin şekil ve enerjileri kendilerini oluşturan s ve p orbitallerinkine yakındır.

Melezleşme

%25 s %75 p karakterli Görülüyorki; Bir karbon atomu 4 tane tekli bağ yapıyorsa bağ yapan orbitallerinin hepsi de sp 3 melezleşmesine uğramıştır.

Metanın sp 3 moleküler orbitalleriyle gösterimi

Eten n n C-atomu çift bağ yapmış, bağ derecesi 2, molekül geometrisi düzlemseldir. sp 2 melezleşmesi vardır.

Eten

Etin (asetilen) n n Karbon-karbon üçlü bağı var. Bağ derecesi 3. Molekül geometrisi doğrusal. sp melezleşmesi.

Bağ Uzunluğu ve Kuvveti Bağ uzunluğu Bağ yapan iki atom arasındaki mesafe. Tekli bağ > çift bağ > üçlü bağ Bağ kuvveti Bir bağı koparmak için gerekli enerji. üçlü bağ > çift bağ > tekli bağ

Organik bileşiklerin yapısına giren elementlerin yaptıkları bağ sayıları şu şekildedir: C : 4 bağ yapar. H : 1 bağ yapar. N : 3 bağ yapar. O: 2 bağ yapar. Halojenler(F, Cl, Br, I) : 1 bağ yapar. A. Kerim Karabacak

Karbon Atomu n n n Hayatın kaynağıdır. Karbon atomu diğer karbon atomlarıyla kovalent bağ oluşturabilir. Tekli, ikili ve üçlü bağ yapabilir. Uzun zincirli moleküller oluşturabilir. Bir çok farklı türde elementle bileşik oluşturabilir. Milyonlarca farklı bileşik yapmak mümkündür.

C atomunun ayrıcalıklı özelliği şu şekilde açıklanabilir: 1) Karbon atomu çapının küçüklüğü ve yarı dolmuş orbitali bulunması nedeniyle 4 sağlam bağ yapar. Karbon atomu yapısında 6 elektron bulundurur. 1 s 22 px 12 py 12 pzo 1 s 22 s 12 px 12 py 12 pz 1 2) Karbon atomu başka bir karbon atomuyla birli, ikili ve üçlü bağlar yapabilir. CH 3 – CH 3 CH 2 = CH 2 CH Ξ CH 3) Bir karbon atomu bir, iki, üç ya da dört karbon atomu ile sağlam bağlar oluşturabilir. CH 3 – CH 2 – CH 3

FORMÜL VE FORMÜL ÇEŞİTLERİ Kimyasal bir maddenin sembollerle gösterilen şekline FORMÜL denir. Organik Kimyada formüller; Kapalı - Yarı Açık - Açık olmak üzere 3 grupta ifade edilirler. Yada, a) b) c) Kaba (basit) formül Molekül formülü Yapısal formül diye hesaplanır.

Formüller İsim Etan Kapalı Yarı Açık C 2 H 6 CH 3 -CH 3 Açık H H H C C H H H

Formüller İsim Propan Kapalı Yarı Açık C 3 H 8 CH 3 -CH 2 -CH 3 Açık H H C C C H H

ORGANİK KİMYANIN DİLİ Formül, izomeri, işlevsel grup, radikal gibi bazı sözcük ve terimleri açıklayalım: Formül: Bir B maddenin sembollerle gösterilen şeklidir. Örneğin suyu H 2 O, amonyağı NH 3, metanı CH 4 ile formüle ederiz. Ayrıca kolonya ve içeceklerde bulunan alkol C 2 H 5 OH ile bayanların ojelerini temizlemekte kullandıkları aseton CH 3 COCH 3 ile gösterilir. Organik kimyada da 3 çeşit formül vardır: a) Kaba (basit) formül b) Molekül formülü c) Yapısal formül Bunları sırayla inceleyelim. A. Kerim Karabacak

Basit formül: Bir bileşiğin molekülünde bulunan atomların cinsini ve en küçük oranını gösteren formüldür. Örneğin (CH)n benzenin, (CH 2 O)n şekerlerin basit formülünü ifade etmektedir. Örnek: A. Kerim Karabacak

Molekül Formülü: Bileşikteki atomların gerçek sayılarını ve bileşikteki oranlarını gösteren formüldür. C 6 H 12 O 6 glikozun, CH 3 COOH asetik asidin, CH 4 metanın molekül formülüdür. Örnek: %92, 4 C ve %7, 6 H taşıdığı bilinen bir bileşiğin 0, 139 g’mı buhar halinden 100 o. C de ve 760 mm. Hg basıncında 56 m. L lik bir hacim işgal ediyor. Bileşiğin; a)Kaba Formülünü b)Molekül Ağırlığını c)Molekül Formülünü bulunuz. (C: 12 H: 1) A. Kerim Karabacak

Çözüm: a) nc=92, 4/12=7, 7 mol/7, 6 =1 no=7, 6/1 = 7, 6 mol/7, 6=1 (CH) n b) V 1/T 1=V 2/T 2 V 1=273/373. 56 m. L=40, 9 m. L MA= d. 22, 4 L =0, 139/0, 04. 22, 4 L=78 g c) (CH)n=78 g (12+1)n=78 13 n=78 n=6 C 6 H 6 A. Kerim Karabacak

Yapısal Formül: Bir bileşikteki atomların cinsini, sayısını birbirine bağlanışını ve uzaydaki durumunu belirten formüldür. Örn. Benzen için (C 6 H 6) Benzen Asetik asit için O ıı CH 3 – C – O - H A. Kerim Karabacak

İzomeri: Molekül formülleri ve molekül ağırlıkları aynı, fakat yapısal formülleri farklı bileşiklere izomer bileşikler denir. Örneğin bütanın iki izomeri vardır. CH 3 ıı CH 3 CH 2 CH 3 CHCH 3 n – bütan izo – bütan A. Kerim Karabacak

İşlevsel Grup: Organik bileşiklerin kimyasal tepkimelerinde etkilenen yada etkileyen gruplara denir. İşlevsel grup, kimyasal tepkimenin üzerinde meydana geldiği gruptur. Örn. Alkol sınıfı bileşiklerde, alkollere özgü tepkimeler – OH grubudur denir. Alkol grubu R – OH şeklinde gösterilir. Metil alkolde R grubu CH 3 - , etil alkolde CH 3 CH 2 – şeklindedir. A. Kerim Karabacak

Radikal: Organik kimyada iki anlamı vardır. Birinci anlamı ‘kök’ tür. Kök, bir bileşiğin işlevsel gruba bağlı olan kısmıdır. Bu kısım Rşeklinde gösterilir ve radikal adını alır. Örneğin: Alkollere R-OH, asitlerde R-COOH, alkenleri R-CH=CH-R ile gösteririz. Buradaki Rler kök anlamına gelen birer radikaldir. Serbest olarak bulunmazlar mutlaka bir işlevsel gruba bağlı olarak bulunurlar. A. Kerim Karabacak

Radikalin ikinci anlamı, üzerinde çiftleşmemiş bir elektron taşıyan taneciktir. Buna göre klor atomu bir radikaldir. Çünkü klor atomunda çiftleşmemiş bir elektron vardır. 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 px 2 3 py 23 pz 1 Burada 3 pz orbitalinde çiftleşmemiş bir elektron vardır. Bu nedenle klor atomunun sağ üst köşesine konan bir nokta ile radikal olduğu gösterilir. (Cl*) A. Kerim Karabacak

HİDROKARBONLAR Organik kimyada ilk incelenen bileşik sınıfı hidrokarbonlardır. Yapılarında yalnız karbon ve hidrojen bulundururlar. HİDROKARBONLAR Alifatik(Düz zincirli) Doymuş Aromatik (Halkalı) Doymamış a)Alkanlar (Cn. H 2 n+2) a) Alkenler(Cn. H 2 n) b)Sikloalkanlar(Cn. H 2 n) b) Alkinler (Cn. H 2 n-2) a)Benzen Serisi b)Naftalin Serisi c)Antrasen Serisi

ALKANLAR (Cn. H 2 n+2) Bilinen en basit organik bileşikler sınıfıdır. Fonksiyonel grupları yoktur. Karbon atomları tek bağla, karbon ve hidrojen atomlarına bağlanmıştır. Organik kimya sentez alanında bu bileşikler önemli değildir. Endüstride yakıt olarak kullanıldıkları için oldukça önemlidirler. A. Kerim Karabacak

Fiziksel Özellikleri Apolar bileşiklerdir Suda çözünmezler Düşük yoğunluklara sahipler Düşük erime noktası vardır Düşük kaynama noktası vardır C sayısı arttıkça bu özelliklerde artış olur.

ADLANDIRILMASI İlk dört üyesinin özel adı vardır. Ondan sonrakiler ise Latince sayılarıns sonun –an eki getirilerek okunur. 1)Metan 5)Pentan 9)Nonan 2)Etan 6)Hekzan 10)Dekan 3)Propan 7)Heptan 4)Bütan 8)Oktan

Adlandırma Kaideleri n n n En uzun zincir esas hidrokarbon olarak alınır. Dallanmış kısımları küçük numaraya gelecek şekilde bir uç başlangıç seçilir ve karbonlar sırayla numaralanır. Önce bağlı grupların karbon numaraları yazılarak hidrokarbonun isminden bir (–) ile ayrılır ve grubun ismi ile hidrokarbonun ismi bitişik yazılır. A. Kerim Karabacak

n n n Aynı hidrokarbon grubu birden fazla ise bağlı olduğu karbon numaraları sırayla yazılır ve virgülle ayrılır sonra alkilin sayısı latince sayılarla belirtilir. Aynı karbon üzerinde aynı grup birden fazla ise karbon numarası tekrarlanır. Son alkil grubu esas hidrokarbonun ismiyle bitişik yazılır. Alkil grupları ya büyüklük sırasına yada alfabetik sıraya göre yazılır. A. Kerim Karabacak

4 -etil-2 -metilheptan

Örnekler:

**Aşağıdaki organik bileşikleri adlandırınız.

**Aşağıdaki bileşiklerin yapısal formüllerini yazınız. n 2, 2 -dimetilpropan n 2, 2, 3, 3 -tetrametilbütan n 2, 3, 4 -trimetil 4 -klorhekzan n 2, 2, 4, 6 -tetrametil 3 -etil 5 -propilheptan A. Kerim Karabacak

ALKANLARIN GENEL ELDESİ 1) WÜRTZ SENTEZİ: İki alkil halojenürün bir alkali metalle birleşmesinden R – X +2 Na CH 3 – I + 2 Na R – R +2 Na. X C 2 H 6 + 2 Na. I 2) DEKARBOKSİLASYON METODU: Karboksilli asitlerden bir mol – CO 2 çıkararak elde edilirler. A. Kerim Karabacak

Örnek: -CO 2 CH 3 – COOH CH 4 3) GRİGNARD REAKTİFİ İLE: (R – Mg. X ) burada X halojendir. a-) R – Mg. X + HOH CH 3 – Mg. Br + HOH R – H + Mg(OH)X CH 4 + Mg(OH)Br A. Kerim Karabacak

b- R – Mg. Br +( C 2 H 5)2 NH (C 2 H 5)2 NMg. Br + R – H CH 3 – Mg. Br + (C 2 H 5)2 NH (C 2 H 5)2 NMg. Br + CH 4 dietilamin 4) ALÜMİNYUM KARBÜRÜN SU İLE HİDROLİZİNDEN METAN ÖZEL OLARAK ELDE EDİLİR: Al 4 C 3 + 12 H 2 O 4 Al(OH)3 + 3 CH 4 A. Kerim Karabacak

ALKANLARIN ÖZELLİKLERİ 1) Katılma reaksiyonları vermez, ancak sübstitüsyon(yer değiştirme) reaksiyonları verirler. Örneğin metan klor ile önemli bileşikler verir. a) CH 4 + Cl 2 b) CH 3 Cl+ Cl 2 CH 3 Cl + HCl Metil klorür CH 2 Cl 2 + HCl Diklor metan A. Kerim Karabacak

c) CH 2 Cl 2 + Cl 2 d) CHCl 3 + Cl 2 CHCl 3 + HCl Triklor metan (kloroform) CCl 4 + HCl Tetraklormetan A. Kerim Karabacak

2) Alkanlar yandıkları zaman CO 2 ve H 2 O verirler C 2 H 6 + 7/2 O 2 2 CO 2 + 3 H 2 O 3) Alkanlar sülfüril klorürle (SO 2 Cl 2) organik peroksitlerin katalitik etkisi altında birleşmesinden Alkil klorürlerini verirler. R – H + SO 2 Cl 2 R – Cl + SO 2 + HCl A. Kerim Karabacak

4) Alkanlar zayıf bazik ortamda (SO 2 Cl 2) ile Alkil sülfonil klorürleri verirler Bazik R – H + SO 2 Cl 2 R – SO 2 Cl + HCl 5) Alkanlar gaz fazında HNO 3 buharları ile nitro alkanları verirler - H 2 O R – H + HO – NO 2 R – NO 2 + H 2 O A. Kerim Karabacak

Halkalı yapıda olan hidrokarbonlardır. C – C bağı içeren halkalı hidrokarbonlara sikloalkanlar denir. Genel formülleri Cn. H 2 n dir. H 2 C CH 2 Siklopropan H 2 C CH 2 Siklobütan A. Kerim Karabacak

Sikloalkanların ilk dört üyesi Kapalı formül Yapısal formül. C 3 H 6 . Adı Siklopropan . C 4 H 8 Siklobütan. .

. C 5 H 10 . Siklopentan . . . C 6 H 12 . . . Siklohegzan. . . A. Kerim Karabacak

ALKENLER cn. H 2 n genel formülünde olup, karakteristikleri (C) atomları arasında ( = ) çift bağ bulundurmalarıdır. İlk üyeleri 2 C ‘lu Eten veya Etilen’dir. ADLANDIRILMASI: Türedikleri alkandan – an eki kaldırılarak yerine – en veya – ilen eki getirilerek okunur. 1) En uzun karbon zinciri seçilir. 2) Karbon atomları numaralandırılır. 3) Çift bağ (= ) hangi uca yakınsa küçük numaraya oradan verilir. A. Kerim Karabacak

C 2 H 6 C 3 H 8 C 4 H 10 C 5 H 12 C 6 H 14 ALKAN Etan Propan Bütan Pentan Hegzan C 2 H 4 C 3 H 6 C 4 H 8 C 5 H 10 C 6 H 12 ALKEN Eten Propen Büten Penten Hegzen Etilen Propilen Bütilen Pentilen Hegzilen A. Kerim Karabacak

Örnek: CH 3 H 2 C = CH – C = CH 2 4 3 2 1 2 -metil, 1, 3 -bütadien 1 2 3 4 5 H 3 C – C = C – CH 2 – CH 3 2, 3 -dimetil, 2 -penten A. Kerim Karabacak

H 2 C = CH – CH 2 – CH = CH 2 1, 5 -Hegzadien Aşağıdaki organik bileşiklerin yapısal formülerini yazınız. a) 1, 3, 5 -hegzatrien b) 2 -Metil, 2 -Büten c) 2 -Metil, 3 -Etil, 1, 3 -Butadien d) 1, 2 -dibrometilen A. Kerim Karabacak

ALKENLERİN ELDE EDİLİŞİ 1) Alkollerin dehidratasyonundan (Su çıkarma) Derişik Cn. H 2 n+1 – OH Cn. H 2 n + H 2 O H 2 SO 4 C 2 H 5 – OH C 2 H 4 + H 2 O 2) Alkil Halojenürlerden (H – X ) çıkarmakla C 2 H 5 – Br C 2 H 4 + HBr A. Kerim Karabacak

3) Alkil halojenürlerin derişik alkollü KOH ile birleşmelerinden Derişik C 2 H 5 – Br + KOH C 2 H 4 + KBr + H 2 O 4) Komşulu dihalojenürlerin Zn tozu ile ısıtılmasından H H Isı R – C – R + Zn R – C = C – R + Zn. Br Br Br A. Kerim Karabacak

ALKENLERİN ÖZELLİKLERİ 1) Doymamış bileşikler olduğundan katılma reaksiyonu verirler. a)Etilene H 2 katılması: H 2 C = CH 2 + H 2 H 3 C – CH 3 b) Br katılması: H 2 C = CH 2 + Br 2 H 2 C - CH 2 Br Br 1, 2 -dibrometan A. Kerim Karabacak

c) HOH katılması: H 2 C = CH 2 + HOH C 2 H 5 – OH Etil alkol d) Propene HCl katılması: H 2 C = CH – CH 3 + HCl H 3 C – CH 3 Cl 2) Alkenler yandıkları zaman CO 2 ve H 2 O verir A. Kerim Karabacak

Cn. H 2 n + 3 n/2 O 2 C 2 H 4 + 3 O 2 n. CO 2 + n. H 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O 3)Etilen bromlu suyun rengini giderir. 4)Etilenden bir H çıkarılınca CH 2 = CH – köküne VİNİL denir. A. Kerim Karabacak

Alkenlerde geometrik izomeri Etilenin geometrik yapısı etandan çok daha basittir. Etilende altı atomda aynı düzlem içerisindedir. C=C çift bağı etrafında dönmenin pi bağı tarafından engellenmesi sonucu geometrik izomeri veya cis-trans izomerisi meydana gelir. CH 3 H C=C CH 3 H cis-2 -büten CH 3 H H C=C CH 3 trans-2 -büten A. Kerim Karabacak

Yukarıda birinci formülde hidrojenler çift bağın aynı tarafında, ikinci formülde farklı tarafındadır. Benzer gruplar aynı tarafta ise cis, benzer gruplar karşıt yerde ise trans olarak ifade ederiz. Örnek: H H C=C C 6 H 5 C=C CH 3 H CH 3 C 6 H 5 H cis, trans-1 -Fenil-1, 3 -pentadien trans, cis-1 -Fenil-1, 3 -pentadien A. Kerim Karabacak

ALKİNLER Moleküllerin herhangi bir yerinde Karbon-karbon üçlü bağı (-C Ξ C-) bulunduran doymamış hidrokarbonlardır. Üçlü bağın bir sp hibrit orbitalleri arasında oluşan ơ bağı, diğer ikisi de hibritleşmemiş p orbitallerinin meydana getirdiği pi bağlarıdır. Bu bileşiklerin yapısı doğru üzerindedir. Cn. H 2 n-2 genel formülü ile gösterilirler. Adlandırma: Cenevre kurallarına göre genel olarak alkanlardaki son ekinin (-an) kaldırılıp yerine (-in) ekinin eklenmesiyle alkin adını alırlar.

Örnek: HC Ξ CH Etin (asetilen) CH 3 – C Ξ CH propin CH 3 – CH 2 - C Ξ CH CH 3 – C Ξ C – CH 2 - CH 3 1 -butin 2 -pentin Dallanma ve fonksiyonlu grupların adlandırılması alkan ve alkinlerdeki kurallara göre yapılır. CH 3 H 3 C – C Ξ C – CH – C Ξ C 4, 5 -dimetil 4 -etil C 2 H 5 CH 3 2, 6 -oktadiin

CH 3 C Ξ C – C – CH 3 H 3 C-CHCH 3 4, 9, 9 -trimetil, 4 -izopropil, 2, 5, 7 -dekatriin

ALKİNLERİN ELDE EDİLİŞİ 1) Dihalojen alkanların KOH ile birleşmesinden Derişik H 2 C – CH 2 + 2 KOH HC Ξ CH +2 KBr +2 H 2 O Br Br Asetilen 2) Asetilen kireç taşından itibaren yapılan sentezlerle elde edilir ısı a) Ca. CO 3 Ca. O + CO 2 Kireç taşı

b) Ca. O +3 C Ca. C 2 + CO(g) kalsiyum karbür c) Ca. C 2 + 2 H 2 O HC Ξ CH + Ca(OH)2 asetilen 3) Visinal (komşu iki karbona bağlı) tetra halojenürlerin Zn(çinko) tozu ile ısıtılmasından Cl Cl ısı H – C - H + 2 Zn H – C Ξ C – H + 2 Zn. Cl 2 Cl Cl

4) Alkinil Mg. X (Magnezyum halojenürlerin), alkil halojenürlerle reaksiyonundan R – C Ξ C – Mg. X + RX Örnekleyiniz: R – C Ξ C – R + Mg. X 2

ALKİNLERİN ÖZELLİKLERİ 1)Doymamış bileşikler olduklarından katılma reaksiyonları verirler Asetilenin katılma reaksiyonları: a) H 2 katılması: HC Ξ CH + H 2 C = CH 2 +H 2 H 3 C - CH 3 eten etan b) Br 2 katılması: Br Br HC Ξ CH + Br 2 HC = CH + Br 2 HC – CH Br Br

c) HOH katılması: H – C Ξ C – H + HOH (H – C = C – H) H OH CH 3 – C =O H d) HCl katılması: H Cl H – C Ξ C – H + HCl H – C = C – H +HCl H–C–C–H H Cl 2)Alkinler yandıkları zaman H 2 O ve CO 2 verir. C 2 H 2 + 5/2 O 2 2 CO 2 + H 2 O

3)Asetilen 3 kat bağ sebebiyle asidik özellik gösterirler metal tuzları ile birleşerek Asetilenürleri meydana getirirler ki bu reaksiyonlar asetilenin ayracıdır. H – C Ξ C – H + 2 NH 3 + 2 Cu. Cl Cu – C Ξ C – Cu + 2 NH 4 Cl Örnek veriniz: 4)Bromlu suyun rengini giderirler.

Soru: Kok kömürü, kireç taşı ve sudan çıkarak, istediğiniz anorganik maddeyi kullanarak aşağıdaki bileşikleri elde ediniz? a)Asetilen b)Eten c)1, 1 dibrom etan d)1, 2 dibrom etan a)Ca. C 2 + HOH H – C Ξ C – H + Ca(OH)2 b)H – C Ξ C – H + H 2 H–C=C–H H H c)H – C Ξ C – H + 2 HBr d)C 2 H 2 + Br 2 H – C = CH + HBr H–C=C–H Br Br HC – H H Br

Örnek Problemler 1) 6, 4 g Ca. C 2 ‘den elde edilen asetilen gazını tam olarak yakmak için NŞA kaç litre O 2 gereklidir? (C: 5, 6 L ) 2) 40 litre (Etan+propin) karışımının tam yanması için 165 litre O 2 harcanmıştır. Karışımdaki etan kaç litredir? (cevap: 10 L ) 3) 14 litre etilen ve asetilen gazlarından oluşmuş bir karışım katalizör yardımıyla doymuş hale geçerken aynı koşullarda 16 litre H 2 gazı harcanmıştır. Karışımdaki asetilen kaç litredir? (C: 2 L) 4) Eşit mol sayıda propen ve propin gazlarından oluşmuş bir karışımı doymuş hale getirmek için aynı koşullarda 9 mol H 2 kullanılmıştır. Karışımdaki gazlar kaçar moldur? (cevap: 3 mol)

Örnek: 50 litre (CH 4+C 2 H 4) karışımının tam yanması için 130 litre oksijen gerekmiştir. Karışımdaki CH 4 kaç litredir? Çözüm: CH 4 = X litre C 2 H 4= (50 -X) litre CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O 1 hacim 2 hac. x A A=2 x C 2 H 4 + 3 O 2 2 CO 2 + 2 H 2 O 1 hac. 3 hac. (50 -x) A A=(150 -3 x) A+B 130 2 x +(150 -3 x) = 130 L x=20 litre

AROMATİK HİDROKARBONLAR En az bir tane altılı halka taşırlar. Altılı halkada, karbonlar arasına bir atlayarak üç çift bağ yerleşmiştir. Benzen örneğinde olduğu gibi (C 6 H 6) Ξ Benzen

Aromatik bileşiklerde çift bağların bulunması yapılarının alkenlere benzediği izlenimini verir. Halbuki kimyasal özellikleri alkenlerden tamamen farklıdır. Aromatik bileşikler kolay katılma ve yükseltgenme reaksiyonları vermezler. Buna karşılık alkenler hem katılma hem yükseltgenme tepkimelerini kolay verirler.

Daha büyük moleküllü aromatik hidrokarbonlarda birden fazla benzen halkası bulunmaktadır.

Görüldüğü gibi her bir aromatik hidrokarbonun kendine özgü bir adı vardır. Adlandırılması Benzen türevlerinin iki türlü adlandırması vardır: Birinci ve en çok kullanılan adlandırma belli bir kurala bağlı değildir. Türevler bulundukça ya da sentez edildikçe kaynağına ya da özelliklerine dayanan adlar verilmiştir.

Örneğin bir metil grubu taşıyan benzene toluen, iki metil grubu taşıyanlara ksilen, -OH grubu taşıyana fenol, -NH 2 grubu taşıyana anilin denilmektedir.

Eğer benzen halkasına iki grup bağlanmışsa üç izomer oluşur. 1) Bağlı gruplar komşu köşelerdedir. 2) Bağlı gruplar arasında bir tane boş köşe vardır. 3) Bağlı gruplar arasında iki tane boş köşe vardır. İki grubun birbirine göre durumunu belirtmek için orto(o -), meta(m-) ve para(p-) önekleri kullanılır.

İkinci adlandırma yöntemine göre bağlı grubun adı ile benzen sözcüğü bitişik olarak yazılır.

Eğer halkaya iki ya da daha fazla grup bağlı ise gruplardan biri 1 numaralı karbona bağlanmış kabul edilerek halka karbonları numaralandırılır. Adlandırma yaparken grupların bağlı olduğu karbonların numaraları ve grupların adı yazıldıktan sonra benzen sözcüğü eklenir. Örneğin;

AROMATİK HİDROKARBONLARIN ÖZELLİKLERİ Aromatik Bileşiklerin başlıca dört yer değiştirme tepkimesi vardır: 1) HALOJENLENME TEPKİMESİ: Bir H yerine halojen geçer. Bu tepkime Fe tozu katalizörlüğünde oluşur.

2) NİTROLANMA TEPKİMESİ: Benzen ile nitrik asit ve sülfürik asit karışımını muamele edersek, bir H yerine –NO 2 (nitro grubu) geçer

3) SÜLFOLANMA TEPKİMESİ: Derişik sülfürik asit ile benzeni reaksiyona sokarsak benzendeki bir hidrojen yerine sülfo grubu (-SO 3 H) geçer.

4) FRİDEL – CRAFTS ALKİLLEME VE AÇİLLEME TEPKİMELERİ: Benzen bir alkil halojenür ile Al. Cl 3 katalizörlüğünde tepkimeye sokulunca, Al. Cl 3 alkil halojenürün hidrojenini alır, geriye kalan alkil kısmı benzen halkasına bağlanır.

Eğer alkil halojenür yerine asit halojenürü kullanırsak açilleme tepkimesi meydana gelir. Buna göre benzene bağlanan grup (R-C=O grubu) açil grubudur.

ALDEHİT VE KETONLAR l Hem aldehitler hem de ketonlar –C=O grubu taşırlar. Bu gruba karbonil grubu denir. Aldehit ve ketonların işlevsel grubu aynı olmalarına rağmen, neden aldehit ve ketonlar olmak üzere 2 ‘ye ayrılmıştır? Nedeni, işlevsel grubu aynı olmakla birlikte aldehitler karbonil grubuna bağlı bir H taşırlar, halbuki ketonlarda karbonil grubuna bağlanan her iki grupta ya alkil ya da aril grubu taşırlar.

Aldehit ve ketonlara doğada bol miktarda rastlanır. Birçoğu güzel kokuludur. Örneğin çiçeklerde, meyvelerde ve nane, fesleğen, kekik, ıhlamur gibi kokulu bitkilerdeki güzel kokuların çoğu yapılarında aldehit ve keton bulundurmalarındandır.

Adlandırılmaları: 2 şekilde yapılır. a) Yükseltgendikleri zaman verecekleri aside göre isim alırlar. Örneğin formaldehit yükseltgenince formik asidi, asetaldehit asetik asidi, benzaldehit benzoik asidi verir; O ll [O] H–C–H Formaldehit H – COOH Formik asit

O ll CH 3 – C – H [O] CH 3 – COOH

b) İkinci adlandırma yolu, aldehit grubunu içeren en uzun karbon grubu seçilir, karbonil grubuna 1 numara verilerek zincir numaralanır. Zincire bağlı gruplar aynı alkanlardaki gibi belirtildikten sonra, seçilen en uzun karbon zincirinin alkan adının sonuna (–al) soneki eklenir.

n Ketonların 1. adlandırılması; karbonil karbonuna bağlı alkil ya da aril gruplarının adları ve ayrı olarakta keton sözcüğü yazılır. Örneğin;

n 2. adlandırmada en uzun zincir seçilerek, karbonil karbonu mümkün olan en küçük sayıyı alacak şekilde numaralandırılır. Zincire bağlı diğer gruplar tıpkı alkanlarda olduğu gibi yazıldıktan sonra karbonil karbonunun numarası ve seçilen zincirin alkan adı sonuna –on eki eklenerek yazılır.

Elde edilişleri 1)Aldehitler, primer alkollerin oksitlenmesiyle elde edilirler.

2)Ketonlar, sekonder alkollerin oksitlenmesiyle elde edilirler.

ALDEHİT VE KETONLARIN ÖZELLİKLERİ 1. Aldehitler ve ketonlar polar olmakla birlikte molekülleri arasında hidrojen bağları meydana gelmez; bu nedenle kaynama noktaları alkollerinkinden daha düşüktür.

2. Aldehitlerin ve ketonların küçük moleküllü olanları suda çözünürler; çünkü su molekülleriyle hidrojen bağları yapabilirler. Molekül büyüdükçe hidrofob (suyu sevmeyen) etkiden dolayı suda çözünürlükleri azalır.

3. Aldehitler ve ketonlar, reaksiyon yeteneği fazla olan bileşiklerdir; katılma, yükseltgenme, indirgenme, kondensasyon reaksiyonları verebilirler. 4. Aldehitler, güçlü yükseltgenlerle karboksilik asitlere yükseltgenirken, Ketonlar, güçlü yükseltgenlerle normal koşullarda reaksiyon vermezler.

5. Farklı indirgenler, aldehitleri primer alkollere indirgerler. 6. Farklı indirgenler, ketonları sekonder alkollere indirgerler.

KARBOKSİLİK ASİTLER Karboksilik asitler, genel formülleri R COOH şeklinde olan organik bileşiklerdir.

ÖZELLİKLERİ 1. Organik asitler zayıf asitlerdir. Karbon sayısı arttıkça iyonlaşma yüzdesi azalır. En kuvvetli organik asit(Formik asit) HCOOH’dır. 2. Genellikle suda iyi çözünürler. Çözeltileri elektriği iletir. Çözeltilerin p. H’sı 7 den küçüktür.

ÖZELLİKLERİ Formik asit, asetik asit, propiyonik asit ve butirik asitler suda çözünürler. Daha fazla karbonlu karboksilik asitlerde R grubunun hidrofob (suyu sevmeyen) etkisi ortaya çıkar ve çözünürlük gittikçe azalır. Kimyasal yapısı Adı Erime noktası Kaynama noktası

ELDE EDİLİŞLERİ 1. Karboksilik asitler, primer yükseltgenmesiyle elde edilebilir. alkollerin 2. Aldehitlerin yükseltgenmeleriyle elde edilebilir 3. Nitrillerin (R-CN) hidroliziyle elde edilebilirler.

REAKSİYONLARI 1. Karboksilik asitler zayıf asitler olmakla birlikte alkali ve toprak alkali hidroksitleri, karbonatları ve bikarbonatlarıyla tuz oluşturabilirler.

2. Karboksilik indirgenebilirler. asitler alkollere

3. Karboksilik asitlerin dekarboksilasyonu ile alkanlar oluşur.

4. Karboksilik asitlerin katıldığı reaksiyonlarda, karboksilik asidin karboksil ( COOH) grubundaki H yerine metal veya alkil grupları geçebilir. Böylece sodyum asetat (CH 3 COONa) ve etil asetat (CH 3 COO C 2 H 5) gibi maddeler meydana gelir.

5. Esterler, ( alkollerden oluşurlar. )karboksilik asitler ile

KULLANIM ALANLARI Butirik asit, valerik asit gibi karboksilik asitlerin bazı esterleri elma, armut, muz gibi meyve kokusunda olduğundan yiyecek ve içeceklere yapay koku vermek için kullanılırlar.

AMİNLER Aminler, amonyağın organik türevleridir.

n Amonyağın hidrojenleri yerine bir, iki, veya üç alkil grubu bağlanabilir ve sırasıyla primer aminler (R NH 2), sekonder aminler (R 2 NH), tersiyer aminler (R 3 N) meydana gelir.

ÖZELLİKLERİ 1. Metilamin, dimetil amin, trimetilamin gibi küçük moleküllü aminler oda sıcaklığında gaz, diğerleri sıvıdır. 2. Küçük moleküllü aminler suda çözünür; molekül büyüdükçe suda çözünme azalır. 3. Aminlerin hepsi eter, alkol, benzen, kloroform gibi çok kullanılan organik çözücülerde çözünürler.

4. Aminler, amonyağın alkil türevi olduklarından baz özelliği gösterirler. Serbest elektron çifti, maddeye bazik özellik verir; madde kolayca proton alır. 5. Aminler, güçlü asitlerle tuz oluştururlar.

REAKSİYONLARI 1. Primer aminler, aldehit ve ketonlarla Schiff bazı ( CH N ) oluştururlar.

2. Sekonder aminler, aldehit ve ketonlarla enaminleri oluştururlar.

3. Soğukta ve asitli ortamda nitröz asitle (HNO 2) primer aminler, diazonyum iyonu; sekonder aminler, N nitrozaminleri oluştururlar.