02.06.2013 Views

2.Ünite: Organik Kimya Giriş Mehmet TÜRK Aynak: MEB Kimya ...

2.Ünite: Organik Kimya Giriş Mehmet TÜRK Aynak: MEB Kimya ...

2.Ünite: Organik Kimya Giriş Mehmet TÜRK Aynak: MEB Kimya ...

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

<strong>2.Ünite</strong>: <strong>Organik</strong> <strong>Kimya</strong> <strong>Giriş</strong><br />

<strong>Mehmet</strong> <strong>TÜRK</strong><br />

<strong>Aynak</strong>: <strong>MEB</strong> <strong>Kimya</strong><br />

Tavsiye edilen süre:22 ders saati


<strong>2.Ünite</strong>: <strong>Organik</strong> <strong>Kimya</strong> <strong>Giriş</strong><br />

1. <strong>Organik</strong> bileşikler ile ilgili olarak öğrenciler;<br />

1.1. <strong>Organik</strong> bileşik kavramının tarihsel kökenini açıklar.<br />

1.2. En basit formül ve molekül formülü kavramlarını ayırt eder.<br />

1.3. Element yüzdelerinden çıkarak en basit formülleri bulur.<br />

1.4. En basit formülü ve mol kütlesini kullanarak molekül formülünü<br />

belirler.<br />

1.5. Doymuş hidrokarbonların ad ve formüllerini esleştirir.<br />

1. <strong>Organik</strong> bileşikler ile ilgili konu başlıkları;<br />

1.1. <strong>Organik</strong> bileşik kavramının tarihsel gelişimi,<br />

1.2. Basit formül ve molekül formül,<br />

1.3. Element yüzdelerinden çıkarak en basit formüllerin hesaplanması,<br />

1.4. En basit formülü ve mol kütlesini kullanarak molekül formülünün<br />

hesaplanması,<br />

1.5. Doymuş hidrokarbonların ad ve formüllerini,


1.1. <strong>Organik</strong> bileşik kavramının tarihsel gelişimi,<br />

<strong>Organik</strong> kelimesi ilk olarak 1807 yılında İsveçli kimyacı Berzelius (Berzelyus)<br />

tarafından kullanılmıştır.<br />

1828 yılına kadar bilinen bütün organik bileşiklerin kaynağı hayvanlar ve<br />

bitkilerdi. Ancak 1828 de WÖHLER, o zamana kadar yalnız idrardan elde edilen<br />

üreyi “Amonyum siyanatı” ısıtarak elde etti. Böylece ilk olarak organik bir<br />

madde sentez edilmiş oldu.<br />

Wöhler, bu buluşu ile anorganik maddelerden, organik maddelerin<br />

sentezlenebileceğini ispatlamış oldu. Wöhler sentezi organik kimya için bir<br />

dönüm noktası kabul edildi. <strong>Organik</strong> maddelerin laboratuvarlarda sentezlenme<br />

çalışmaları da hız kazandı.


1.1. <strong>Organik</strong> ve anorganik bileşiklerin özellikleri,<br />

<strong>Organik</strong> Bileşikler:<br />

•<strong>Organik</strong> bileşikler, karbonun oksitleri, karbonatları,<br />

siyanür ve siyanatları (CO, CO 2, CO 3 -2 , CN - ) hariç karbon<br />

bileşikleridir.<br />

•Erime ve kaynama noktaları genellikle düşüktür.<br />

•Çabuk bozunurlar.<br />

•Genellikle kovalent karakterli moleküler yapıdadırlar.<br />

•Genellikle tepkimeleri yavaş gerçekleşir.<br />

•Genellikle tepkimeleri iki yönlüdür.<br />

•Bileşik sayısı milyonlar civarın<br />

•Yanarlar genellikle CO 2 ve H 2 O oluştururlar.<br />

•Genellikle organik çözücülerde çözünürler.<br />

Anorganik Bileşikler:<br />

•Erime ve aynama noktaları genel olarak yüksektir.<br />

• Yüksek sıcaklıklarda dayanıklıdırlar.<br />

•Genellikle iyonik bağ içeren iyonlu bileşiklerdir.<br />

• Tepkimeleri genel olarak hızlıdır<br />

• Bileşik sayısı yüz bin civarındadır.<br />

•Bir kaçı dışında yanmazlar.<br />

•CO ve SO 2 ve H 2 gibi maddeler yanar.<br />

•Genellikle suda çözünürler.


1.2. Basit formül ve molekül formül,<br />

Bir bileşikteki atomların türünü ve birbirine oranını gösteren formüle basit<br />

(kaba) formül denir.<br />

Bileşiği oluşturan atomların sayılarını veren formüle molekül formülü denir.<br />

Molekül Basit<br />

Formül Formül<br />

C6H12O6 CH2O C6H6 CH<br />

C2H2 CH<br />

H2O H2O CaCl2 CO2 CaCl2 CO2 Basit formülde sadece atom türleri ve atom<br />

sayıları arasındaki oran bilinirken molekül<br />

formülünde atom türleri, atom sayıları<br />

arasındaki oran ve atom sayıları bilinebilir.<br />

Bazı bileşiklerin basit formülleri ve molekül<br />

formülleri aynıdır.


1.3. Element yüzdelerinden çıkarak en basit formüllerin hesaplanması,<br />

Örnek:<br />

S ve O içeren bir madde analiz<br />

edildiğinde kütlece % 50 S içerdiğine<br />

göre bileşiğin kaba formülünü<br />

bulunuz? (S=32 O=16)<br />

Çözüm<br />

S O<br />

32 32<br />

32 12<br />

SO<br />

1 1<br />

1 2<br />

SO<br />

2


1.3. Element yüzdelerinden çıkarak en basit formüllerin hesaplanması,<br />

Örnek:<br />

Yapısında 4,8 gram C , 1 gram H<br />

bulunduran 7,4 gramlık C–H–O<br />

bileşiğinin formülü nedir ? ( C:12 H:1<br />

O:16 )<br />

Çözüm<br />

C H O<br />

4,8 1 1,6<br />

12 1 16<br />

C H O<br />

0,4 1 0,1<br />

C H O<br />

4 10


1.3. Element yüzdelerinden çıkarak en basit formüllerin hesaplanması,<br />

Örnek:<br />

C, H ve O elementlerinden oluşmuş olan organik bir bileşiğin 6,2 g’ı analiz için<br />

yakıldığında 8,8 g CO 2 ile 5,4 g H 2O oluşuyor. Bileşiğin basit formülü nedir? (C:12<br />

g mol -1 ,H:1 g mol -1 , O:16 g mol -1 )<br />

Çözüm<br />

CHO+O2 CO 2 + H2O 6,2 g 8,8 g 5,4g<br />

62 g 88g 54 g<br />

62 g 2 3<br />

CO2 88<br />

44<br />

2 mol<br />

H2O 54<br />

18<br />

3 mol<br />

C H O =62 g<br />

2 6 x<br />

24+6+16x=62<br />

30+16x=62<br />

16x=32<br />

x=2<br />

CHO<br />

2 6 2


1.4. En basit formülü ve mol kütlesini kullanarak molekül formülünün<br />

hesaplanması,<br />

Örnek:<br />

Basit formülü CH 2O olan organik<br />

bileşiğin molekül formülü nedir?<br />

Ma=180 g/mol<br />

Çözüm<br />

C H O =180<br />

x 2x x<br />

12x+2x+16x=180<br />

30 x=18<br />

x=6<br />

Bileşiğin Formülü<br />

C H O<br />

6 12 6


1.4. En basit formülü ve mol kütlesini kullanarak molekül formülünün<br />

hesaplanması,<br />

Örnek:<br />

Bir organik bileşiğin 0,2 molü tam yandığında 17,6 gram CO 2 ve 0,6 mol H 2O<br />

oluşuyor. Yanma sırasında 0,6 mol O 2 harcandığına göre bu bileşiğin molekül<br />

formülü nedir ? ( C: 12 H: 1 O: 16 )<br />

Çözüm<br />

CHO + O CO + H O<br />

2 2 2<br />

0,2mol 0,6 mol 17,6 g 0,6 mol<br />

0,4 mol<br />

1 mol 3 mol 2 mol 3 mol<br />

17,6<br />

CO2 0,4 mol<br />

44<br />

C2H6O + 3O 2 2CO 2 + 3H2O


1.5. Doymuş hidrokarbonların ad ve formüllerini,<br />

C ve H den oluşmuş organik<br />

bileşiklere hidrokarbonlar denir.<br />

Hidrokarbonlar, alifatik ve<br />

aromatik hidrokarbonlar olmak<br />

üzere iki gruba ayrılırlar.<br />

Aromatik olmayan<br />

hidrokarbonlara, Alifatik<br />

Hidrokarbonlar denir.<br />

Alifatik Hidrokarbonlar, düz,<br />

zincirli ve dallanmış yada halkalı<br />

biçimde olabilirler.<br />

Alifatik Hidrokarbonlar, doymuş<br />

ve doymamış biçimde de<br />

sınıflandırılabilir.<br />

C-C tekli bağlarda her bir<br />

C’atomu 4 tekli bağ oluşturuyor<br />

ise bu tür hidrokarbonlara<br />

doymuş hidrokarbonlar denir.


1.5. Doymuş hidrokarbonların isimlendirilmesi,<br />

<strong>Organik</strong> bileşiklerin adlandırılması<br />

International Union of Pure and Applied<br />

Chemistry (Uluslararası Kuramsal ve<br />

Uygulamalı <strong>Kimya</strong> Birliği) (IUPAC)<br />

kurallarına göre yapılır.<br />

Düz zincirli doymuş hidrokarbonlara<br />

alkanlar veya parafinler de denir.<br />

Alkanların ilk dört üyesinin adı IUPAC’ın<br />

kabul ettiği özel adlardır.<br />

Bunlar metan, etan, propan ve bütandır.<br />

Dört karbonlu alkanlardan sonra gelen<br />

düz zincirli alkanlar adlandırılırken<br />

karbon atomu sayısını belirtmek için<br />

IUPAC‘ın kabul ettiği ön ekler kullanılır.<br />

1 Mono<br />

2 Di<br />

3 Tri<br />

4 Tetra<br />

5 Penta<br />

6 Heksa<br />

7 Hepta<br />

8 Okta<br />

9 Nona<br />

10 Deka<br />

11 Undeka<br />

12 Dodeka<br />

13 Trideka<br />

14 Tetradeka<br />

15 Pentadeka<br />

16 Heksadeka<br />

17 Heptadeka<br />

18 Oktadeka<br />

19 Nonadeka<br />

20 Eikosa


Alkanlar: (ön ek+an) şeklinde isimlendirilir.


Hidrokarbonların Genel İsimlendirilmesi,<br />

•Moleküldeki en uzun “C” zinciri ve bu zincirdeki “C” sayısı esas alınır.<br />

•Dallanmanın en yakın olduğu uçtan başlanarak uzun zincirdeki C lara numara<br />

verilir. Dallanmalar her iki uca da eşitse, dallanmaların bağlı olduğu C<br />

atomlarının numaraları küçük olan taraf tercih edilir.<br />

•Molekülde benzer gruplar varsa, grupların bağlandıkları karbonların numaraları<br />

ayrı ayrı yazılır. Aynı alkil grupları, aynı C u üzerinde iseler bu karbonunun<br />

numarası, grup sayısı kadar tekrarlanır. Ayrıca benzer grupların sayısını belirtmek<br />

üzere di, tri, tetra ........ gibi ön ekler kullanılır.<br />

•Gruplar alfabetik sıraya göre yazılmalıdır.<br />

•Karbon iskeletinde üçlü bağ veya çift bağ yoksa, yani molekül doymuş bir<br />

hidrokarbon İse kök heceden sonra sadece –an eki getirilir.<br />

4, 6 – dibrom, 3- etil, 2- metil heptan


Hidrokarbonların Genel İsimlendirilmesi,<br />

•Molekülde üçlü bağ varsa, üçlü bağın yakın olduğu uçtan numaralandırmaya<br />

başlanır. Üçlü bağ yoksa, ikili bağa dikkat edilir.<br />

•İskelet üzerinde bir tane üçlü bağ varsa kökten sonra –in eki getirilir. Üçlü bağ<br />

uçta değilse hangi numaralı karbondan sonra geliyorsa o rakam kökten önce<br />

yazılır. İskelette iki yerde üçlü bağ varsa hangi numaralı karbondan sonra<br />

geldikleri kökten önce yazılır. Kökten sonra ise –di in son eki getirilir.<br />

•Karbon iskeletinde üçlü bağ yok, fakat çift bağ varsa, eğer bir yerde ise –en veya<br />

–ilen eki getirilir. Çift bağ başta değil ise, hangi numaralı karbondan sonra<br />

geliyorsa, o rakam kökten önce yazılır. İskelette birden fazla çift bağ varsa yerleri<br />

kökten önce belirtilir. Kök heceden sonra ise di en, tri en ... gibi uygun son ek<br />

getirilir.<br />

1,3.5 hekzatrein<br />

4,4 di kloro 2,5 hekzadien


1.5. Doymuş hidrokarbonların isimlendirilmesi,<br />

Düz zincir<br />

şeklinde olmayıp<br />

halkalı yapıda<br />

olan doymuş<br />

hidrokarbonlara<br />

halkalı anlamına<br />

gelen sikloalkan<br />

adı verilir.<br />

Formülü<br />

CnH2n dir.<br />

Sikloalkanlar<br />

adlandırılırken<br />

alkan adının<br />

önüne “siklo-”<br />

ön eki getirilir.


2. <strong>Organik</strong> bileşiklerin formülleri ile ilgili olarak öğrenciler;<br />

2.1. Karbon elementinin cok sayıda bileşik yapmasının nedenini irdeler.<br />

2.2. Karbon atomunun bağ yapma özelliklerini diğer elementlerle karşılaştırır.<br />

2.3. Moleküllerin Lewis formullerini çizer.<br />

2.4. Rezonans ve tautomeri kavramlarını örnekler üzerinde açıklar.<br />

2. <strong>Organik</strong> bileşiklerin formülleri konu başlıkları;<br />

2.1 Karbon Elementi ve Özellikleri<br />

2.2. Karbon atomunun bağ yapma özelliklerinin diğer elementlerle<br />

karşılaştırılması.<br />

2.3 Bazı <strong>Organik</strong> Bileşiklerin Lewis Formülleri<br />

2.4 <strong>Organik</strong> Moleküllerde Rezonans ve Tautomeri


2.1 Karbon Elementi ve Özellikleri<br />

<strong>Organik</strong> bileşiklerde de temel element karbon elementidir.<br />

<strong>Organik</strong> bileşiklerin çok sayıda olması karbon elementinin özellikleriyle<br />

açıklanır.<br />

Karbon elementi periyodik cetvelde II. Periyot, 4A grubunda yer alır. Karbon<br />

atomunun dört tane değerlik elektronu vardır. Değerlik elektronlarını ortak<br />

kullanarak aynı veya farklı atom ya da atom gruplarıyla dört tane kovalent bağ<br />

yapar.<br />

Karbon, başka karbon atomları ile tekli bağ (C - C), ikili bağ (C = C) ve üçlü bağ<br />

(C ≡ C) yapabildiği gibi; başka atomlar ile de tekli, ikili ve üçlü bağlar yapabilir.<br />

Karbon atomları sonsuz sayıda birbirine bağlanarak kararlı düz zincir,<br />

dallanmış zincir ve halka yapılarına sahip çok sayıda bileşik oluşturabilir.


2.2. Karbon atomunun bağ yapma özelliklerinin diğer elementlerle<br />

karşılaştırılması.<br />

Periyodik sistemde karbona en yakın olan bor, azot, oksijen, silisyum, fosfor ve<br />

kükürt atomlarının kendi aralarında bağlanıp zincir oluşturma özellikleri daha<br />

azdır.<br />

Örneğin, silisyum en çok .<br />

11’li zincir oluşturabilirken azot en çok 3’lü zincir<br />

oluşturabilir. Fosfor ya da kükürdün kendi atomlarıyla çok sayıda bağ yapması,<br />

silisyum ve azot atomlarına göre daha fazla olsa da karbonla<br />

karşılaştırılamayacak kadar azdır<br />

Bunun nedenlerinden biri bu atomların bağ<br />

enerjilerinin karbon atomlarının bağ enerjilerinden<br />

düşük olmasıdır. Bağ enerjisinin yüksek olması daha<br />

fazla bağ oluşumunu sağlar.


2.2. Karbon atomunun bağ yapma özelliklerinin diğer elementlerle<br />

karşılaştırılması.<br />

Diğer bir neden de elektronegatiflik<br />

değerleri arasındaki fark ile değerlik<br />

elektron sayılarının azlığıdır.<br />

Elektro negatifliği büyük olanlar daha fazla bağ yapmak isterler. Değerlik elektron<br />

sayısı fazla ise yapılacak zincir sayısı da o kadar fazla olur.<br />

Çizelgede görüldüğü gibi karbona en yakın olan B, Si ve P’un elektronegatiflik<br />

değeri, karbon atomunun elektronegatiflik değerinden azdır. Bu durumda B, Si ve<br />

P atomlarının birbirini ve diğer atomları çekme kuvveti karbon atomlarının<br />

birbirini ve diğer atomları çekme kuvvetinden azdır.<br />

Azot ve oksijen atomlarının elektronegatiflik değeri büyüktür, fakat bağ<br />

yapabilecekleri elektron sayısının karbona göre daha az olması ve ortaklanmamış<br />

elektron çiftlerinin varlığı, az sayıda bileşik yapmalarına neden olur.<br />

B, Si, P, N ve O’in C gibi çok sayıda bağ yapması, zincir, dallanmış ve halkalı<br />

bileşikler oluşturması beklenemez. Karbon bileşikleri yukarıda saydığımız<br />

nedenlerden dolayı Si 4, P 4, O 3, S 8, B 4 tipi moleküllerden daha kararlıdır.


2.3 Bazı <strong>Organik</strong> Bileşiklerin Lewis Formülleri<br />

•Lewis formülleri yazılırken atom<br />

sembolünün çevresine atomun<br />

değerlik elektron sayısı kadar<br />

nokta koyulur.<br />

•Nokta tek ise ortaklanmamış<br />

elektron, iki tane ise<br />

ortaklanmamış elektron çiftini<br />

gösterir.<br />

•Kovalent bağda ortaklaşa<br />

kullanılan elektron çiftlerine<br />

ortaklanmış elektron çifti veya<br />

bağlayıcı elektron çifti denir.<br />

Lewis formulleri yazılırken aşağıdaki<br />

işlem basamakları esas alınır:<br />

• Moleküldeki toplam değerlik<br />

elektronu sayısı bulunur.<br />

• Merkez atomu belirlenir; bağlı<br />

atomlar tekli bağlarla merkez<br />

atomuna bağlanır.<br />

• Bağlı atomların oktetleri<br />

tamamlanır. Artan elektron çiftleri<br />

varsa merkez atomuna bağlanır.<br />

• Merkez atomun okteti<br />

tamamlanmamışsa, bağlı atomlarla<br />

çoklu bağ olanağı aranır.


2.3 Bazı <strong>Organik</strong> Bileşiklerin Lewis Formülleri<br />

Bileşiklerde yan yana siyah<br />

noktalar ortaklanmış<br />

elektron çiftini belirtmek için<br />

kullanılmıştır. Bu elektron<br />

çiftine bağlayıcı elektron<br />

çifleri de denir.<br />

Kovalent bağı oluşturacak<br />

ortaklanmış elektron çifti tek<br />

çizgi ile (-) gösterilir.<br />

Bundan sonraki konularda<br />

her bir bağ tek bir çizgiyle<br />

gösterilecektir.


koordinasyon bağı (koordine kovalent bağ)<br />

Kovalent bağı oluşturan elektronlardan her ikisi de aynı atom tarafından<br />

sağlanmışsa bu tür bağlara koordine kovalent bağ denir.<br />

Örnek: Amonyak ve hidrojen klorürün reaksiyonu<br />

:NH 3 + HCI → NH 4 + + CI -<br />

Bu renksiz gazlar birleştiklerinde katı amonyum klorürün beyaz dumanı<br />

oluşur.


2.4 <strong>Organik</strong> Moleküllerde Rezonans ve Tautomeri<br />

Bazı molekül ya da iyonlar için tek bir elektron nokta yapısı (Levis Yapısı) mümkün<br />

değildir. Ancak birden fazla formülle gösterilirler. Bu tür formüllere rezonans yapı<br />

denir.<br />

Her iki formülde de atomlar oktet ve dubletlerini tamamlamıştır. İkili bağların<br />

konumu 1 ve 2’de farklıdır. X-ışınıyla yapılan incelemelerde karbon-oksijen tekli<br />

bağlarının ikili bağlardan uzun olması gerekirken format iyonunda eşit uzunlukta<br />

oldukları görülmüştür.<br />

Bu gözlemi açıklamak için bileşiğin formülü yukarıda gösterildiği gibi iki farklı<br />

şekilde yazılmıştır. Bu formüllerde atomların yerleri aynı kalırken elektron çiftleri<br />

yer değiştirmektedir.<br />

Moleküldeki atomların yeri değişmezken, elektron çiftlerinin yer değiştirmesine<br />

rezonans denir.


2.4 <strong>Organik</strong> Moleküllerde Rezonans ve Tautomeri<br />

Örnek: SO 2 nin yapısı<br />

O<br />

S<br />

O<br />

veya<br />

O<br />

S<br />

O<br />

Örnek: O 3 un yapısı<br />

O<br />

O<br />

O<br />

veya<br />

O<br />

O<br />

O


2.4 <strong>Organik</strong> Moleküllerde Rezonans ve Tautomeri<br />

İkili bağların farklı konumlarda yer aldığı bir başka durum da tautomeridir.<br />

İkili bağ bulunan karbon atomuna – OH grubu bağlıysa bu bileşiklere enol adı<br />

verilir. Kararsız olan enol bileşiği – OH’deki hidrojenin yer değiştirmesiyle keto<br />

yapısına dönüşür.<br />

Birbirine dönüşebilen enol ve keto bileşiklerinin dengede bulunmasına<br />

tautomeri, bileşiklerin her birine tautomer denir.<br />

Tautomerler keto ve enol bileşikleri olduğu için buna keto-enol tautomerisi<br />

denir.


3. Hibritleşme ve molekül geometrisi ile ilgili olarak öğrenciler;<br />

3.1. Moleküllerin Lewis formüllerinden, merkez atomu orbitallerinin hibritleşme<br />

tipini tahmin eder.<br />

3.2. Değerlik katmanı elektron çiftleri itme kuramını (VSEPR) kullanarak basit<br />

moleküllerin geometrilerini tahmin eder.<br />

3.3. Merkez atomunun bağımsız orbitallerinden hibrit orbitallerin oluşması<br />

surecini örnekler üzerinde açıklar.<br />

3.4. Karbonun çoklu bağ yaptığı bileşiklerde bağ tiplerini hibrit orbitallerle<br />

ilişkilendirir.<br />

3.5. Moleküllerde merkez atomunun hibritleşme tipi ile molekül geometrisi<br />

arasında ilişki kurar.<br />

3. Hibritleşme ve molekül geometrisi ile ilgili konu başlıkları,<br />

3.1. Merkez atomu orbitallerinin hibritleşmesi,<br />

3.2. Değerlik katmanı elektron çiftleri itme kuramı (VSEPR) ve basit moleküllerin<br />

geometrileri,<br />

3.3. Merkez atomunun bağımsız orbitallerinden hibrit orbitallerin oluşma süreci,<br />

3.4. Karbonun çoklu bağ yaptığı bileşiklerde bağ tiplerini hibrit orbitallerle ilişkisi,<br />

3.5. Moleküllerde merkez atomunun hibritleşme tipi ile molekül geometrisi<br />

arasında ilişki,


3.1. Merkez atomu orbitallerinin hibritleşmesi,<br />

Bir atomun yapa bileceği kovalent bağ sayısı taşıdığı ya da az bir enerjiyle taşıya<br />

bileceği (hibritleşme) yarı dolu orbital sayısına eşittir.<br />

Farklı enerji düzeylerinde bulunan atom orbitallerinin etkileşerek aynı enerji<br />

düzeyine sahip özdeş orbitallere dönüşmesine hibritleşme, bu yeni orbitallere de<br />

hibrit orbitaller denir.<br />

CH 4 molükülün yapısı<br />

2 2 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Normal Hal)<br />

2 1 1 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

3<br />

SP hibritleşmesi<br />

Normal şartlarda C atomu 2 bağ yapması gerekirken metan molekülünde 4 bağ<br />

yaptığı görülür. Bu durum SP 3 hibritleşme ile açıklanır.


3.1. Merkez atomu orbitallerinin hibritleşmesi,<br />

C 2H 4 molükülün yapısı<br />

2 2 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Normal Hal)<br />

2 1 1 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

2<br />

SP hibritleşmesi<br />

Eten (etilen)in Lewis formülünde merkez atom C’un 3 sigma bağı yaptığı ve<br />

hibritleşmeye katılmayan her iki karbondaki p orbitalleri karbon atomları<br />

arasındaki pi bağını oluşturur.<br />

Bu durum ancak Sp 2 hibritleşmesiyle açıklanır.


3.1. Merkez atomu orbitallerinin hibritleşmesi,<br />

2 2 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Normal Hal)<br />

6<br />

C 2H 2 molükülün yapısı<br />

2 1 1 1 1<br />

C: 1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

SP hibritleşmesi<br />

Etin (asetilen) molekülünde Lewis formülünde merkez atom C’un 2 sigma bağı<br />

yaptığı ve hibritleşmeye katılmayan her iki karbondaki p orbitalleri karbon atomları<br />

arasındaki 2 adet pi bağını oluşturur.<br />

Bu durum ancak Sp hibritleşmesiyle açıklanır.


3.2. Değerlik katmanı elektron çiftleri itme kuramı (VSEPR) ve basit<br />

moleküllerin geometrileri,<br />

Moleküllerin geometrilerini tahmin etmemizde Lewis kuramı tek başına yeterli<br />

olmaz. Değerlik elektronlarının birbirini itmeleri, bağ uzunlukları ve bağ açılarının<br />

da bilinmesi gerekir.<br />

Bağ açıları, üç veya daha fazla atomlu moleküller için geçerlidir. İki atomlu bir<br />

molekülün geometrisi daima doğrusaldır.<br />

Molekül geometrilerinin belirlenmesinde, Değerlik Kabuğu Elektron Çifti İtme<br />

Kuramı (VSEPR)’ndan yararlanabiliriz.<br />

VSEPR, İngilizce “Valence Shell Electron Pair Repulsion” cümlesindeki kelimelerin<br />

baş harfl erinin büyük harf olarak yazılmasıyla elde edilen kısaltmadır. İlk defa<br />

İngiliz kimyacılar Nevil Sidgwick (Nevil Sidvik) ve Herbert Powell (Herbıt Povıl)<br />

tarafından öne sürülmüş ve Kanadalı kimyacı Ronald Gillespie (Ronılt Gilespi)<br />

tarafından geliştirilmiştir. Bu kurama göre molekül geometrisinin belirlenmesinde<br />

ortaklanmış ve ortaklanmamış elektron çiftleri dikkate alınır. Çünkü yüksek<br />

elektron yoğunluğuna sahip bölgelerdeki elektronlar birbirini iter. Bu nedenle<br />

molekülde bağ yapan elektronlar ile eşleşmemiş elektron çiftleri birbirinden<br />

olabildiğince uzakta yer alır. Böylece elektronların birbirini itmesi en az düzeye<br />

iner ve bu durumdaki atomların konumu molekülün geometrisini belirler.


3.2. Değerlik katmanı elektron çiftleri itme kuramı (VSEPR) ve basit<br />

moleküllerin geometrileri,<br />

Örneğin, CH 4 ‘da karbonun SP 3 hibrit orbitalleri ile hidrojenin 1s orbitalleri<br />

örtüşerek dört kovalent bağ yapar. VSEPR kuramına göre, bağları yapan elektron<br />

çiftleri birbirini iter ve hidrojen atomları birbirine en uzak konumda olacak şekilde<br />

düzgün dörtyüzlünün köşelerine yerleşir. CH 4 ‘ın geometrisi düzgün dörtyüzlüdür<br />

ve bağ açısı 109,5°dir.


3.2. Değerlik katmanı elektron çiftleri itme kuramı (VSEPR) ve basit<br />

moleküllerin geometrileri,<br />

NH 3 molekülünde SP 3 hibritleşmesi yapmış azotun çevresinde bağ yapan üç tane<br />

ortaklanmış elektron çifti ve bir tane ortaklanmamış elektron çifti vardır.<br />

Ortaklanmamış elektron çifti bağ yapan elektron iftlerini iterek SP 3<br />

hibritleşmesinde 109,5° olan açının küçülmesine neden olur. Bu durumda<br />

molekülün geometrik yapısı düzgün dörtyüzlü değil, üçgen piramit olur. Üçgen<br />

piramitin üst kısmında ortaklanmamış elektron çifti yer alır. Elektron çiftleri<br />

arasındaki açı 107,3° olur.


3.2. Değerlik katmanı elektron çiftleri itme kuramı (VSEPR) ve basit<br />

moleküllerin geometrileri,<br />

H 2O molekülünde de merkez atom olan oksijen çevresinde dört elektron çifti<br />

vardır. Bu elektron çiftlerinden ikisi ortaklanmamış elektron çifti, diğer ikisi de<br />

bağları yapan ortaklanmış elektron çiftleridir. Oksijenin iki adet SP 3 hibrit orbitali<br />

ile hidrojen atomlarının snorbitallerinin örtüşmesiyle bağlar oluşmuştur.<br />

Moleküldeki iki adet ortaklanmamış elektron çifti bağ yapan elektron çiftlerini<br />

iterek SP 3 hibritleşmesinde 109,5° olan açının küçülmesine neden olur. Bu<br />

durumda molekülün geometrik yapısı düzgün dörtyüzlü değil, açısal olur. Bağ<br />

yapan ortaklanmış elektron çiftleri arasındaki açı 104,5° olur.


3.2. Değerlik katmanı elektron çiftleri itme kuramı (VSEPR) ve basit<br />

moleküllerin geometrileri,<br />

BeH 2 molekülünde Be atomları merkez atomdur. Merkez atomun hibritleşme türü<br />

sp’dir. Merkez atomda iki tane sp orbitali vardır. İki sp orbitalinden biri, bir<br />

hidrojenin s orbitali ile diğeri de ikinci hidrojenin s orbitali ile örtüşerek H - Be - H<br />

bağını oluşturur. VSEPR kuramına göre, bağları yapan ortaklanmış elektron çiftleri,<br />

birbirini iter ve aynı doğrultuda birbirinden en uzak konuma yerleşir. Buna göre<br />

BeH 2 molekülünün geometrisi doğrusal ve hidroyenler arasındaki bağ açısı<br />

180 0 olur.


3.3. Merkez atomunun bağımsız orbitallerinden hibrit orbitallerin oluşma<br />

süreci,<br />

2 2 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Normal Hal)<br />

2 1 1 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

1<br />

H:1s<br />

1<br />

3<br />

SP hibritleşmesi<br />

C atomu 2 bağ yapması gerekirken metan bileşiğinde 4 bağ yaptığı görülür. Bu<br />

durum C atomunun hibritleşmesiyle açıklanır.<br />

CH 4 molekülünde merkez atomun yaptığı bağların bağ uzunlukları aynıdır. Bağ<br />

uzunluklarının aynı olması, bağları oluşturan değerlik orbitallerinin özdeş olduğunu<br />

gösterir. Karbonun orbitallerinden 2s ile 2p orbitalleri hibritleşerek sp 3 hibrit<br />

orbitallerini oluşturur.<br />

Her bir sp 3 hibrit orbitali hidrojenin 1S orbitaliyle girişim yaparak kuvvetli kovalent<br />

bağlarını oluşturur.<br />

Her bir sp 3 hibrit orbitali birbirinden en uzak açıyla uzaya yönelirler bu da ancak<br />

109,5 derecelik bir açıyla mümkündür. Böylece metanın düzgün dörtyüzlü<br />

geometrik yapısı ortaya çıkar.


3.3. Merkez atomunun bağımsız orbitallerinden hibrit orbitallerin oluşma<br />

süreci,<br />

2 2 1 1 1<br />

7 N: 1s 2s 2px 2py 2pz (Normal Hal)<br />

2 2 1 1 1<br />

7 N: 1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

1<br />

H:1s<br />

1<br />

3<br />

SP hibritleşmesi<br />

Azotun orbitallerinden 2s ile 2p orbitalleri hibritleşerek sp 3 hibrit orbitallerini<br />

oluşturur.<br />

Her bir sp 3 hibrit orbitali hidrojenin 1s orbitaliyle girişim yaparak s-sp 3 kuvvetli<br />

kovalent bağlarını oluşturur.<br />

sp 3 hibrit orbitalindeki ortaklanmamış elektron çifti, s-sp 3 ortaklanmış elektron<br />

çiftlerini iter. Düzgün dörtyüzlüde 109,5° olan bağlar arasındaki açı 107,3° olur.<br />

Molekülün şekli üçgen piramittir.


3.3. Merkez atomunun bağımsız orbitallerinden hibrit orbitallerin oluşma<br />

süreci,<br />

2 2 2 1 1<br />

8O:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Normal Hal)<br />

2 2 2 1 1<br />

8O:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

1<br />

H:1s<br />

1<br />

3<br />

SP hibritleşmesi<br />

H 2O molekülünün yapısında oksijenin 2s ve 2p orbitalleri hibritleşerek sp 3 hibrit<br />

orbitallerini oluşturur.<br />

Her bir sp 3 hibrit orbitali hidrojenin 1s orbitaliyle girişim yaparak s-sp 3 kuvvetli<br />

kovalent bağlarını oluşturur.<br />

sp 3 hibrit orbitalindeki ortaklanmamış elektron çiftLERİ, s-sp 3 ortaklanmış<br />

elektron çiftlerini iter. Düzgün dörtyüzlüde 109,5° olan bağlar arasındaki açı 104,5 °<br />

olur.<br />

Molekülün şekli üçgen piramittir.


3.4. Karbonun çoklu bağ yaptığı bileşiklerde bağ tiplerini hibrit orbitallerle<br />

ilişkisi,<br />

2 1 1 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

2<br />

SP hibritleşmesi<br />

2 2 2 1 1<br />

8O:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Normal hal)<br />

1<br />

H: 1s<br />

1<br />

CH 2O’teki C’un sp 2 hibrit orbitallerinden ikisi H atomlarının 1s orbitalleri ile uç uca<br />

örtüşerek σ bağlarını, geriye kalan sp 2 hibrit orbitali oksijenin 2p orbitali ile uç uca<br />

örtüşerek σ bağını oluşturur. C atomunun hibritleşmemiş 2p orbitali O’in 2p<br />

orbitali ile eksen-parelel şeklinde örtüşerek π bağını yapar.


3.4. Karbonun çoklu bağ yaptığı bileşiklerde bağ tiplerini hibrit orbitallerle<br />

ilişkisi,<br />

2 1 1 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

1<br />

H: 1s<br />

1<br />

2<br />

SP hibritleşmesi<br />

Eten (C 2H 4) molekülündeki karbon atomlarının merkez atom ve hibritleşme<br />

türünün sp 2 olduğunu biliyoruz. Merkez atomun s orbitali ile iki tane p orbitalinin<br />

örtüşmesi sonucu sp 2 hibrit orbitalleri oluşur. Karbon atomlarında kalan diğer 2p<br />

orbitalleri, hibritleşmeye katılmaz.<br />

Eten molekülü oluşurken karbon atomlarının sp 2 hibrit orbitalleri ile hidrojenlerin<br />

s orbitalleri uç uca örtüşerek sigma bağlarını oluşturur. Karbon atomlarının sp 2<br />

hibrit orbitalleri de bir biriyle örtüşşerek sigma bağını oluşturur. Karbon ve<br />

hidrojen atomlarının oluşturduğu düzlemin altında ve üstünde yüksek elektron<br />

yoğunluğuna sahip bir bölge vardır. Bu bölge iki paralel orbitalin eksen-paralel<br />

şeklinde örtüşmesiyle oluşan π bağlarını gösterir


2 1 1 1 1<br />

6C:<br />

1s 2s 2px 2py 2pz (Uyarılmış Hal)<br />

1<br />

3.4. Karbonun çoklu bağ yaptığı bileşiklerde bağ tiplerini hibrit orbitallerle<br />

ilişkisi,<br />

H: 1s<br />

1<br />

2<br />

SP hibritleşmesi<br />

C 2H 2 molekülünde merkez atomun karbon atomu sp hibritleşmesi yapar. sp hibrit<br />

orbitalleri merkez atomun s orbitali ile bir tane p orbitalinin örtüşmesi sonucu<br />

oluşur.<br />

Karbon atomlarında ikişer tane 2p orbitali kalır ve bunlar hibritleşmeye katılmaz.<br />

Şekilde görüldüğü gibi sp hibrit orbitalleri hidrojenin 1s orbitali ile örtüşerek iki<br />

tane (C – H) σ bağı yapar.<br />

Hibritleşmeyen 2p orbitallerinin eksen-parelel çakışması sonucu da birbirine dik iki<br />

π bağı oluşur.


3.5. Moleküllerde merkez atomunun hibritleşme tipi ile molekül geometrisi<br />

arasında ilişki,<br />

Hibritleşme tipi geometrik yapıyı belirleyici bir unsur gibi görünebilir. Fakat aynı<br />

hibritleşme tipine sahip CH 4, H 2O, NH 3 gibi bazı moleküllerin geometrik şekilleri<br />

farklı olurken CH 2O, C 2H 4 gibi bazı moleküllerin geometrik şekilleri aynı olabilir.<br />

CH 4, H 2O, NH 3 merkez atom hibritleşme tipleri aynıdır. Ancak geometrileri<br />

farklıdır.<br />

Formaldehidin ve etenin merkez atomunun hibritleşme tipi sp 2 , molekül<br />

geometrileri de düzlem üçgendir.


4. <strong>Organik</strong> bileşiklerde fonksiyonel gruplar ve adlandırma ile ilgili olarak<br />

oğrenciler;<br />

4.1. Yaygın fonksiyonel grupların ad ve formüllerini esleştirir.<br />

4.2. <strong>Organik</strong> bileşik grup adlarını fonksiyonel gruplarla ilişkilendirir.<br />

4.3. Tek bir fonksiyonel grup taşıyan zincir ve halka yapılı basit organik<br />

bileşiklerde numaralama sistemi ile adlandırma yapar.<br />

4.4. Birden cok fonksiyonel grup içeren bileşikleri adlandırır.<br />

4.5. <strong>Organik</strong> moleküllerin basit iskelet formüllerini acık yapıları ile<br />

İlişkilendirir.<br />

4. <strong>Organik</strong> bileşiklerde fonksiyonel gruplar ve adlandırma ile ilgili konu<br />

başlıkları<br />

4.1 Fonksiyonel Gruplar ve Adlandırma<br />

4.2 Birden Çok Fonksiyonel Grup İçeren Bileşiklerin Adlandırılması<br />

4.3 İskelet (Çizgi-bağ) Formülü


4.1 Fonksiyonel Gruplar ve Adlandırma<br />

Fonk siyonel grupları<br />

tabloyu inceleyerek<br />

anlmaya çalışırsak;<br />

Öncelikle her bileşik<br />

türünü fonksiyonel<br />

grubuna bakarak<br />

tanımaya çalışmalıyız.<br />

Daha sonra genel<br />

formüllerini kavramaya<br />

çalışmalıyız.


4.1 Fonksiyonel Gruplar ve Adlandırma<br />

Fonk siyonel grupları isimlendirerek genel bir bağıntı çıkartınız?


IUPAC kurallarına göre adlandırma yapılırken ;<br />

Radikallerin Adlandırılması<br />

Hidrokarbonlarda<br />

karbon atomlarına bağlı<br />

hidrojenlerden biri<br />

ayrılırsa kalan kısma<br />

radikal denir.<br />

Doymuş<br />

hidrokarbonlarda,<br />

karbon atomlarına bağlı<br />

hidrojenlerden bir<br />

tanesinin ayrılmasıyla<br />

oluşan radikallere alkil<br />

denir. Alkil R ile<br />

gösterilir. Adlandırma<br />

yapılırken alkan<br />

adında yer alan “-an” eki<br />

kaldırılarak yerine “–il”<br />

eki getirilir.


IUPAC kurallarına göre adlandırma yapılırken ;<br />

Radikallerin Adlandırılması<br />

Alkenlerden<br />

bir hidrojen<br />

ayrılırsa<br />

alkenil,<br />

alkinlerden bir<br />

H ayrılırsa<br />

alkinil,<br />

aromatik<br />

hidrokarbonlar<br />

dan (arenler)<br />

bir H ayrılırsa<br />

aril grupları<br />

oluşur.


IUPAC kurallarına göre adlandırma yapılırken ;<br />

Alkenlerin Adlandırılması<br />

1. Numaralama ikili bağın yer aldığı karbon en küçük<br />

sayıyı alacak şekilde yapılır.<br />

2. Bileşiğin adı yazılırken ikili bağın yer aldığı<br />

karbonlardan numarası küçük olan yazıldıktan sonra<br />

çizgi ( - ) çekilir, sonra ana zincirdeki karbon sayısına<br />

karşılık gelen alkenin adı yazılır.<br />

Alkinlerin Adlandırılması<br />

1. Alkinlerde alkenlerdeki gibi isimlendirilirler.<br />

Aril grubunun adlandırılması<br />

Aril grubuna başka aril gruplarının bağlanmasıyla çok<br />

halkalı bileşik formülleri elde edilir. Bunlar yaygın adları<br />

ile adlandırılır.


IUPAC kurallarına göre adlandırma yapılırken ;<br />

Fonksiyonel grupların adlandırılması<br />

1. En uzun karbon zinciri seçilir. Karbon atomları<br />

numaralanır.<br />

2. Önce fonksiyonel grubun bağlı olduğu C’un numarası<br />

yazılır, çizgi ( - ) çekilerek düz zincirdeki karbon sayısına<br />

karşılık gelen alkilin adı yazılır.<br />

3. Formülde dallanma varsa bağlı atom ve atom grupları en<br />

küçük sayıları alacak şekilde numaralandırılır.<br />

NOT: Uç karbon atomu (H atomunun ayrıldığı karbon), iki H<br />

atomu taşıyorsa n-alkil (n: normal) , bir H atomu taşıyorsa<br />

“sekonder alkil”, H atomu taşımıyorsa “tersiyer alkil” olarak<br />

adlandırılır.<br />

NOT: Alkan bileşiklerinde 2'inci C unda<br />

yalnızca bir –CH 3 dallanması varsa izo, 2<br />

tane –CH 3 bağlı ise neo ön ekiyle<br />

isimlendirme yapılır.


4.2 Birden Çok Fonksiyonel Grup İçeren Bileşiklerin Adlandırılması<br />

Dioller<br />

Yapısında iki −OH grubu olan bileşiklere dioller<br />

(glikoller), üç −OH grubu olanlara trioller (gliserin)<br />

denir.<br />

Adlandırılırlarken<br />

−OH grubuna sahip en uzun zincir, ana zincir olarak<br />

seçilir ve numaralamaya<br />

−OH grubunun yakın olduğu uçtan başlanır.<br />

−OH grubunu bulunduran karbonların numaraları<br />

yazıldıktan sonra çizgi çekilir, ana zincirdeki karbon<br />

sayısına karşılık gelen hidrokarbonun adı ve iki −OH<br />

varsa<br />

“– diol”, üç tane −OH varsa “– triol” eki getirilir.


4.2 Birden Çok Fonksiyonel Grup İçeren Bileşiklerin Adlandırılması<br />

Hidroksi aldehit ve hidroksi ketonlar<br />

Hidroksi aldehit ve hidroksi ketonlar, hem hidroksil hem de karbonil grubu<br />

bulunduran bileşiklerdir.<br />

Adlandırılırken ikili bağın bulunduğu karbon atomu en küçük sayıyı alacak<br />

şekilde numara verilir.


4.2 Birden Çok Fonksiyonel Grup İçeren Bileşiklerin Adlandırılması<br />

Dikarbonil bileşikleri;<br />

Dikarbonil bileşikleri; dialdehitler, aldehit-ketonlar ve diketonlardır.<br />

Adlandırılırken karbonil grupları en küçük sayıyı alacak şekilde ana zincir<br />

numaralandırılır. Oksijenin bağlı olduğu karbon numaraları yazılır, çizgi<br />

çekildikten sonra da ana zincirdeki karbon sayısına karşılık gelen<br />

hidrokarbonun adına, fonksiyonel gruplar keton ise karbonil grubu sayısına<br />

göre “–dion” ve “-trion”, aldehit ise “–dial” ve “–trial” eklerigetirilir.


4.2 Birden Çok Fonksiyonel Grup İçeren Bileşiklerin Adlandırılması<br />

Keto asitler,<br />

Keto asitler, molekülünde keto grubu bulunan karboksilik asitlerdir.<br />

Adlandırılırken karboksilik asit en küçük sayıyı alacak şekilde ana zincir<br />

numaralandırılır. Karbonil grubu okso- eki ile tanımlanır. Ana zincirdeki<br />

karbona karşılık gelen hidrokarbonun adı yazılır ve önce ketonun “–on” eki,<br />

sonra karboksilik asidin “–oik asit” eki getirilir.


4.2 Birden Çok Fonksiyonel Grup İçeren Bileşiklerin Adlandırılması<br />

Hidroksi asitler,<br />

Hidroksi asitler, yapısında hidroksil (- OH) ve karboksil (- COOH) grubu<br />

bulunduran bileşiklerdir. Adlandırılırken karboksil grubu en küçük sayıyı alacak<br />

şekilde ana zincir numaralandırılır. Hidroksil grubunun bağlandığı karbonların<br />

numaraları yazılır, kısa çizgi çekildikten sonra ana zincirin karbon sayısına<br />

karşılık gelen hidrokarbon adının önüne “hidroksi” sonuna da “–oik asit” eki<br />

getirilir.


4.2 Birden Çok Fonksiyonel Grup İçeren Bileşiklerin Adlandırılması<br />

Dikarboksilik asitler,<br />

Dikarboksilik asitler, molekülünde iki karboksil asit grubu bulunan organik<br />

asitlerdir. Adlandırılırken ana zincirdeki karbon sayısına karşılık gelen<br />

hidrokarbonun adı yazıldıktan sonra “dioik asit“ eki getirilir.


4.3 İskelet (Çizgi-bağ) Formülü<br />

<strong>Organik</strong> moleküller, zincirli ve dallanmış yapıda olduklarından bunların<br />

formüllerinin yazılması oldukça zordur. Bu nedenle kimyacılar yazımı daha<br />

kolay olan çizgi-bağ formüllerini (iskelet formüllerini) kullanmışlardır. Çizgibağ<br />

formülü yazılırken önce H atomları, sonra C atomları çıkarılarak iskelet<br />

formülü elde edilir.<br />

Bağ formülleri yazılırken her köşede karbon atomu olduğu varsayılır. Karbon<br />

atomu dört bağ yapabildiği için kalan bağlara da yeterince H atomu<br />

bağlandığı varsayılır.


4.3 İskelet (Çizgi-bağ) Formülü


4.3 İskelet (Çizgi-bağ) Formülü


5. <strong>Organik</strong> bileşiklerde izomerlik ile ilgili olarak öğrenciler;<br />

5.1. Kapalı molekül formülleri aynı özellikleri çok farklı olan bileşiklere örnekler<br />

verir.<br />

5.2. Yapısal izomerlik tiplerini örnekleriyle açıklar.<br />

5.3. Üç boyut izomerliği (stereoizomerlik) tiplerini ornekleriyle acıklar.<br />

5.4. Optik izomerleri adlandırmada kullanılan yaygın gösterimlerin anlamlarını<br />

açıklar.<br />

5. <strong>Organik</strong> bileşiklerde izomerlik ile ilgili olarak öğrenciler;<br />

5.1. İzomer maddeler,<br />

5.2. Yapısal izomerlik,<br />

5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

5.4. Optik izomerleri, adlandırması,


5.1. İzomer maddeler,<br />

<strong>Organik</strong> kimyada aynı molekül formülüne sahip birden fazla bileşik olabilir.<br />

Ancak bu bileşiklerin bazı özellikleri bir birinden oldukça faklıdır.<br />

Bu durumu; C 4H 10 ve C 3H 8O bileşiklerini inceleyerek görelim.<br />

Molekül formülleri<br />

aynı, yapı formülleri<br />

farklı olan bileşiklere<br />

izomer denir.<br />

Tablodan anlaşıldığı gibi, izomerlerin fiziksel özelliklerinin aynı olmadığını gösteriyor.<br />

Alkol ve eterin değişik fonksiyonel gruplar içermesi nedeniyle kimyasal özellikleri de<br />

birbirinden farklıdır.


5.1. İzomer maddeler,<br />

Yapısında C-C, C-N ve C-O gibi tek bağ bulunduran organik moleküllerde tek<br />

bağ etrafında serbestçe dönme olabilir. İkili ve üçlü bağ etrafında dönme<br />

olmaz.<br />

I. formülde iki numaralı karbon sabit olmak koşulu ile bir numaralı karbona<br />

bağlı atomlar tek bağ etrafında kırmızı ok yönünde döndürülürse II. formülün<br />

aynısı elde edilir. Her iki formülde 1,1-dikloretanın formülüdür ve özdeştir.<br />

III. formülde iki numaralı karbon sabit olmak koşulu ile bir numaralı karbon tek<br />

bağ etrafında kırmızı ok yönünde döndürülürse IV. formülün aynısı elde<br />

edilemez. III ve IV. formüller birbirinden tamamen farklı maddelerin<br />

formülleridir ve özdeş değildirler.<br />

Aynı molekül formülüne sahip organik bileşikleri oluşturan atomların<br />

düzlemde ya da uzaydaki konumları farklı ise izomerlik söz konusudur.<br />

<strong>Organik</strong> bileşiklerde değişik izomerler vardır.<br />

İzomerler, yapı izomerliği ve stereoizomer olmak üzere ikiye ayrılır.


5.2. Yapısal izomerlik,<br />

Molekül formülleri aynı, yapı formülleri farklı olan bileşiklere yapı izomerleri<br />

denir. Yapı izomerleri de atomların bağlanma durumlarına göre üç grupta<br />

incelenir.<br />

a) Zincir ve Dallanma İzomerliği<br />

Doymuş hidrokarbon olan alkanlarda zincir ve dallanma izomerliği görülür.<br />

Metan, etan ve propanın izomerleri yoktur. Bütanın 2, pentanın 3 izotopu<br />

vardır. Alkanlarda C atomu sayısının artmasıyla izomer sayısı da artar.


5.2. Yapısal izomerlik,<br />

Zincir yapısına sahip moleküllerin, aynı molekül formülüne sahip halkalı yapıdaki<br />

bazı moleküllerle izomeleride görülür.


5.2. Yapısal izomerlik,<br />

b) Konum İzomerliği<br />

Fonksiyonel grubun farklı karbon atomlarına bağlanmasıyla oluşan<br />

izomerlere konum izomerisi denir.<br />

Örnek:<br />

1-bütanolde –OH grubu 1 numaralı C’a bağlıyken,<br />

2-bütanolde 2 numaralı C atomuna bağlıdır.


5.2. Yapısal izomerlik,<br />

b) Konum İzomerliği<br />

Aromatik<br />

hidrokarbonlarda<br />

da konum<br />

izomerliği vardır.<br />

Benzen halkasına<br />

iki atom veya<br />

atom grubu üç<br />

farklı konumda<br />

bağlanabilir.


5.2. Yapısal izomerlik,<br />

c) Fonksiyonel Grup İzomerliği<br />

Aynı karbon sayısına sahip alkol ve eterler birbirinin fonksiyonel izomeridir.<br />

Aldehit ve ketonlarda molekül formülü, C nH 2nO eklindedir. Bu yüzden aynı C<br />

sayısına sahip olan aldehit ve ketonlar birbirinin fonksiyonel grup izomeridir.<br />

Aynı sayıda C atomu taşıyan karboksilik asitler ile esterler birbirlerinin<br />

fonksiyonel grup izomeridir. Çünkü her ikisinin de kapalı formülü C nH 2nO 2’dir.<br />

Bu izomerlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirinden farklıdır.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

Birbirinin izomeri olan moleküllerde atomların birbirine bağlanma düzenleri<br />

aynı, uzaydaki yönelişleri farklı olabilir. Bu tür izomerlere stereoizomer denir.<br />

Stereoizomerler geometrik izomer ve optik izomer olmak üzere iki türlüdür.<br />

A. Geometrik İzomerler<br />

Geometrik izomerleri cis-trans ve konformasyon izomerliği olmak üzere iki alt<br />

grup altında incelenir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

a) Cis-trans İzomerliği<br />

Cis-trans izomerisi daha çok alken ve sikloalkanlarda görülür.<br />

Alkenlerdeki ikili bağ, bağ eksenleri etrafındaki dönmeleri engeller. Bu durum<br />

cis-trans izomerliğine yol açar. Aynı düzlem üzerindeki atom ya da atom grupları<br />

iki farklı konumda ise bunlara cis-trans izomerisi denir.<br />

Görüldüğü gibi cis-1,2-dikloroetende Cl<br />

atomları düzlemin aynı tarafında yer alırken<br />

trans-1,2-dikloroetende zıt yönlerde yer<br />

almıştır.<br />

İkili bağın ucundaki karbonlardan birine aynı<br />

atom veya atom grubu bağlıysa veya ikili<br />

bağın ucundaki karbonlara bağlı bütün<br />

gruplar farklı ise cis-trans (geometrik)<br />

izomerliği görülmez.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

a) Cis-trans İzomerliği<br />

Sikloalkan molekülleri düzlemseldir. Karbon atomlarına bağlı atomun veya atom<br />

grupları bu düzlemin dışında olduklarından cis-trans izomerlik oluşabilir. Bu<br />

durumu siklohekzan türevleri üzerinde inceleyelim.<br />

cis-1,2-diklorosiklohekzanda klor atomları aynı tarafta yer alırken trans-1,2diklorohekzanda<br />

farklı tarafl arda yer alır.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

b) Konformasyon İzomerliği<br />

Molekülde sigma bağı etrafında grupların serbestçe dönmesi, çok sayıda<br />

molekül şekilleri elde edilmesini sağlar. Bu şekillere molekülün<br />

konformasyonları ve bu izomeriye konformasyon izomeri denir.<br />

Bağ çevresindeki dönmeler nedeniyle oluşan bu yapılara konformer (rotamer)<br />

denir.<br />

Tek bağ etrafında dönme olduğu için konformerler birbirine dönüşebilirler.<br />

Konformasyonlar farklı şekillerde gösterilebilir.<br />

Bunlar üçboyutlu formüller, top-çubuk formülü vb. Konformerler farklı bileşikler<br />

değildir.<br />

Tek bir molekülün uzaydaki farklı şekilleridir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

B. Optik İzomeri (Optikçe Aktifl ik):<br />

Birçok cismin ayna görüntüsü birbirleri ile çakışmaz. Bir çift eldiven düşününüz.<br />

Sol tekinin ayna görüntüsü kendisi ile çakışmaz. Aynadaki görüntüsü sağ tekine<br />

benzer.<br />

Bildiğiniz gibi sol elinize giydiğiniz eldiveni sağ elinize giyemezsiniz. Aynı şekilde<br />

sol elinizin ayna görüntüsü sağ elinize benzer ve sol eliniz, ayna görüntüsü ile üst<br />

üste çakıştırılamaz.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

B. Optik İzomeri (Optikçe Aktifl ik):<br />

Bazı moleküllerin formülleri de aynı sağ ve sol elde olduğu gibi ayna görüntüsü<br />

ile çakıştırılamaz.<br />

Bu formüllerden görüldüğü gibi iki farklı gliseraldehit vardır.<br />

D-gliseraldehitte -OH sağda, L-gliseraldehitte soldadır. Böyle<br />

moleküllere asimetrik (kiral) moleküller denir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

Asimetrik karbon atomu<br />

Moleküldeki dört değişik atomun ya da grubun bağlı olduğu karbon atomuna<br />

asimetrik karbon atomu denir. Bir molekülün asimetrik olması için genellikle sp3<br />

hibritleşmesi yapmış C atomuna, dört farklı atom ya da atom grubu bağlanmış<br />

olmalıdır. Asimetrik C atomları üzerine yıldız şekli konularak işaretlenir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

Simetrik karbon atomu<br />

Asimetrik C atomu taşımayan dolayısıyla ayna görüntüleri kendileri ile çakışan<br />

moleküllere ise simetrik moleküller denir.<br />

Örneğin:<br />

cis-1,2-dimetil siklobütan molekülü ayna görüntüsü ile üst üste çakışır.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

Simetrik karbon atomu<br />

Asimetrik C atomu taşıyan, ayna görüntüsüyle üst üste çakışmayan moleküllerin<br />

her birine enantiyomer adı verilir. Asimetrik molekül ve onun ayna görüntüsü<br />

bir çift enantiyomer oluşturur.<br />

Örneğin, klorpropanoik asitin ayna görüntüsü birbiriyle çakışmaz. Bir tane<br />

asimetrik karbonu vardır.<br />

Enantiyomerlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri büyük ölçüde birbirinin aynıdır.<br />

Polarize ışığın titreşim düzlemini değiştiren maddeler optikçe aktif olduğundan<br />

enantiyomerler de optikçe aktiftir ve biri diğerinin optik izomeridir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

Enantiyomerler ve rotamerler<br />

Enantiyomerler ve rotamerler birbirinden farklı özellikler gösterirler.<br />

Enantiyomerler birbirinin çakışmayan ayna görüntüsüdür. Rotamerlerçakışan<br />

ayna görüntüsüdürler.<br />

Enantiyomerler dönme ile birbirlerine dönüşemezler. Rotamerler dönme ile<br />

birbirine dönüşebilir.<br />

Enantiyomerler kiral, rotamerler akiraldir.<br />

Enantiyomerlerin yalnız kiral özellikleri farklıdır. Bu nedenle damıtma ve<br />

kristallendirme gibi bildiğimiz yöntemlerle ayrılamazlar. Ancak kiral maddelerle<br />

tepkimeye sokularak veya polarize ışık ile etkileşimlerinde gösterdikleri<br />

farklılıktan ayrılabilirler. Konformerler ise tek bağ etrafında dönerek birbirlerine<br />

kolayca dönüşebildiklerinden ayrılamazlar.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

Polarize Işık<br />

Doğal ışık, her doğrultuda yani her düzlemde titreşerek yayılır. Bir düzlem<br />

boyunca yayılan ışığa polarize ışık denir. Bu ışık enantiyomerlerden birini<br />

içeren bir çözeltiden geçirilirse ışığın yayılma düzlemi sağa ya da sola çevrilir.<br />

Polarize ışığın yayılma düzlemini sağa çeviren enantiyomer, adlandırmada<br />

“(+)” işareti ile, sola çeviren “(-)” işareti ile ifade edilir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

D ve L tipi enantiyomerleri<br />

Emil Fischer (Emil Fişer), optikçe aktif olan bileşiklerin yapılarının<br />

belirlenmesinde (+) -gliseraldehidin temel bileşik olarak alınmasını ve (+) -<br />

gliseraldehidin “D-“.(dekstrorotatori, Latince, dexter, “sağ”) enantiyomeri olan<br />

(-)-gliseraldehidin “L-“(levorotatori Latince, laevus,“sol”) sembolüyle<br />

gösterilmesini önerdi bu öneri bilim insanları tarafından benimsendi. Buna göre<br />

gliseraldehid enantiyomerleri D-gliseraldehit ve L-gliseraldehit olarak yazıldı.<br />

D-L gösteriminin çevirme açısı (+) ve (-) ile<br />

doğrudan ilgisi yoktur. D-L gösterimi bileşiğin<br />

yapıları ile ilgilidir. D- yapısına sahip olup da<br />

polarize ışığı sağa (+)- çeviren bileşikler olduğu<br />

gibi sola (-)- çeviren bileşikler de vardır.<br />

Örneğin D-(+)- gliseraldehit polarize ışığı sağa<br />

çevirirken, D-(-)-laktik asit sola çevirir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

D ve L tipi enantiyomerleri<br />

Optikçe aktif maddelerin, polarize ışığı sağa mı yoksa sola mı çevireceği molekül<br />

yapısına bakılarak belirlenemez, deneysel olarak bulunur. Biyolojik moleküllerin<br />

birçoğu enantiyomerik yapıya sahiptir.<br />

Örneğin, glukoz ve galaktoz enantiyomerik yapıya sahiptir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

R-S Adlandırma Sistemi<br />

Optikçe aktif bileşiklerin D-, L- simgeleriyle gösterilişi karbonhidrat ve amino<br />

asit kimyasında rahatlıkla kullanılırken bazı bileşikler için yetersiz kalabiliyor.<br />

Örneğin, optikçe aktif tartarik asidin formülü<br />

yazıldığında, kesikli çizginin alt kısımdaki gruba<br />

göre “D-”, kesikli çizginin üst kısmındaki gruba<br />

göre “L-” ön eki alması gerekiyor.<br />

Burada bir belirsizlik vardır. Bu belirsizliği gidermek için Chan, Ingold (İngolt) ve<br />

Prelog (Pirelok) yeni bir sistem önermişlerdir.<br />

Bu sisteme R-S sistemi denir.<br />

Bu sisteme göre en küçük grup, asimetrik karbon atomunun arkasına getirilir.<br />

Kalan grupların büyükten küçüğe doğru sıralanışı saat yönünde ise “R-”, saat<br />

yönünün tersi yönde ise “S-” ön eki getirilir (ek: en küçük, eb: en büyük, b:<br />

büyük, o: orta).


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

R-S Adlandırma Sistemi<br />

Optikçe aktif bileşiklerin D-, L- simgeleriyle gösterilişi karbonhidrat ve amino<br />

asit kimyasında rahatlıkla kullanılırken bazı bileşikler için yetersiz kalabiliyor.<br />

Örneğin, optikçe aktif tartarik asidin formülü<br />

yazıldığında, kesikli çizginin alt kısımdaki gruba<br />

göre “D-”, kesikli çizginin üst kısmındaki gruba<br />

göre “L-” ön eki alması gerekiyor.<br />

Burada bir belirsizlik vardır. Bu belirsizliği gidermek için Chan, Ingold (İngolt) ve<br />

Prelog (Pirelok) yeni bir sistem önermişlerdir.<br />

Bu sisteme R-S sistemi denir.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

R-S Adlandırma Sistemi<br />

Bu sisteme göre en küçük grup, asimetrik karbon atomunun arkasına getirilir.<br />

Kalan grupların büyükten küçüğe doğru sıralanışı saat yönünde ise “R-”, saat<br />

yönünün tersi yönde ise “S-” ön eki getirilir (ek: en küçük, eb: en büyük, b: büyük,<br />

o: orta).


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

R-S Adlandırma Sistemi<br />

Bağlı atom ve atom gruplarını büyükten küçüğe doğru sıralamak için;<br />

1- Atom numarası büyük olan elementler en büyük kabul edilir.<br />

Örneğin, organik bir bileşikte Br, Cl, O, C ve H elementleri asimetrik karbona<br />

bağlı ise büyükten küçüğe doğru 35Br > 17Cl > 8O > 6C > 1H şeklinde sıralanır.<br />

2- Asimetrik karbon atomuna bağlı atom gruplarının ilk atomu aynı ise bağlı<br />

gruplardaki ikinci veya üçüncü atomların atom numaraları dikkate alınır.<br />

Örneğin, bağlı gruplar COOH, CHO, CH 3 ise birinci atomlar (C) aynı, ikincilerden<br />

oksijen COOH’ta 2 tanedir. Bu yüzden oksijenin atom numaraları toplamı (8+8)<br />

16 olduğundan en büyük atom olarak alınır. Aynı şekilde diğerlerinin sıralaması<br />

yapılır. Böylece sıralama COOH>CHO> CH 3 şeklinde olur.<br />

3- Yapısında ikili ya da üçlü bağ bulunan moleküllerde atom numarası toplamı<br />

bulunurken ikili bağda atomun iki, üçlü bağda üç defa bağlanmış olduğu<br />

düşünülür.<br />

Örneğin, C = C ikili bağında C atomunun atom numarası hesaplanırken C2 – C2<br />

şeklinde düşünülür ve toplam atom numarası 2(6)+2(6) = 24 olarak bulunur.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

R-S Adlandırma Sistemi<br />

Örnek: 2-bütanolün enantiyomerlerini R-S sistemine göre adlandırın.


5.3. Üç boyut izomerlik (stereoizomerlik) tipleri,<br />

R-S Adlandırma Sistemi/ Örneker<br />

S-2 Klorbutan<br />

S-2 bromu,kloro,<br />

florometan<br />

S-2 kloro,<br />

Floroetan


Sunu <strong>MEB</strong> kimya kitabı dikkate alınarak hazırlanmıştır.<br />

Tashih yapmaya vaktim olmadığı için masa başı bir çalışma oldu.<br />

Umarım mazur görürsünüz.<br />

Başarılar dilerim.<br />

<strong>Mehmet</strong> <strong>TÜRK</strong>

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!