Organik kimyanın kullanım alanları nelerdir?

Organik Kimya NEDİR?

Organik kimya, kimyanın bir alt başlığı olup karbon-karbon bağı içeren bileşiklerin kimyasını inceler. Moleküller organik bileşiklerin temel yapısını oluşturur. Moleküller birbirlerine kovalent bağlarla bağlıdır. Erime ve kaynama noktaları düşüktür, kolay buharlaşırlar. Organik kimyayı anlayabilmek için öncelikle atomun yapısını ve kimyasal bağlanmasını çok iyi bilmek gerekir.

Atom Yapısı ve Orbitaller

Atom, merkezinde (+) yüklü çekirdek ve etrafında elektronlardan meydana gelmiştir. Atomlar elektrikçe yüksüzdür ve temel tanecikleri protonlar, nötronlar ve elektronlardan oluşmuştur.









Bir elementin atom numarası ( Z ), proton sayısı (p) na eşittir. Yüksüz atomalarda, proton sayısı (p) elektron sayısına (e) eşittir. Kütle numarası ( A ) ise proton ve nötron sayılarının toplamınna eşittir.

A= p + n

Elektronları çekirdek etrafında bir bulut şeklinde göstermek mümkündür. Bulutların yoğun olduğu yerlerde elektronların bulunma olasılığı fazladır ve bulutlar orbital olarak adlandırılır. Orbitaller s,p,d,f harfleriyle isimlendirilir.

Baş kuantum sayısı (n) orbitalin temel enerji düzeyini, n2 ise orbital sayısını verir. Her orbitalde en fazla 2 elektron bulunur.

n =1 ise sadece s orbitali
n = 2 ise s ve p orbitali
n = 3 ise s, p, d orbitali
n = 4 ve yukarısında ise s, p, d, ve f orbitali bulunmaktadır.

Orbitaller

s orbitali

S orbitali küresel simetrik bir yapı gösterir . En fazla 2 elektron alır. Baş kuantum sayısı büyüdükçe s orbitalinin enerjisi artar.

p orbitalleri

İkinci veya daha üst temel enerji düzeylerinde bulunur. Px, Py ve Pz olarak 3 orbitali vardir ve toplam 6 elektrona sahiptir.

d orbitali

Üçüncü ve daha üst temel enerji düzeylerinde bulunur. 5 orbitali ve toplam 10 elektronu vardır.

f orbitali

Dördüncü ve daha üst temel enerji düzeylerinde bulunur7 orbitali ve toplam 14 elektronu vardır.

Elektronlar orbitallere doldurulurken aşağıdaki sıra takip edilir.
· Önce cekirdeğe en yakın olan en düşük enerjili olan 1s orbitalinden başlanır (Aufbau kuralı)
· Bir orbitalde en fazla iki elektron olabilir. Bu elektronların spinleri (dönme yönleri) farklı olmalıdır (Pauli kuralı)
· Hund kuralına göre eşit enerjili orbitallerin (px, py, pz) herbiri bir elektron almadıkça ikinci elektronu almazlar.

Değerlik Elektron Sayısı: Atomların en son kabuğundaki toplam elektron sayısıdır. Bu elektronlar çekirdeğe daha uzak olduğu için koparılmaları daha kolaydır. Aşağıdaki N (azot) atomunun değerlik elektronu 5 tir (2s22p3).

Örneğin atom numarası 7 olan N un elektron dağılımı şu şekilde olur;

7N 1s2 2s22p3 p orbitallerinin elektronları tek tek yerleştirilir.

20Ca atomunun ise elektron dağılımı;

1s2 2s22p63s23p64s2 şeklindedir.


Lewis Kuralı

Soygazlar son kabuklarında sekiz elektron bulundururlar. Yani değerlik elektron sayısı sekizdir ve karalı bir yapıları vardır. Atomlarda, periyodik tabloda kendine en yakın soygaza benzemek için elektron alışverişinde bulunurlar veya elektronlarını bağ yapacakları diğer atom ile ortaklaşa kullanırlar. Atomların son kabuklarında bulunan elektronlar 4 taneden azsa önce bunlar teker teker yerleştirilir. 4 ten sonraki elektronlar ise eşleşmemiş elektronların yanına eşleştirilir.

7N 1s2 2s22p3

8O 1s2 2s22p4

Kimyasal Bağlar

İyonik Bağlar


Elektronegatiflikleri farklı olan iki atom arasındaki elektron alış verişi sonucunda oluşan (+) ve (-) yüklü iyonlar birbirlerine iyonik bağlarla bağlanır. Bu iyonlar arasındaki bağ elektrostatik çekim kuvvetidir.

Örnek olarak NaCl verecek olursak Na (sodyum) bir elektron vererek Na+ katyonunu oluşturur ve bu elektron Cl (klor) tarafından alınır ve Cl- anyonunu oluşturur. İki zıt yüklü iyon arasındaki elektrostatik çekim nedeniyle iyonik bir bağ oluşur. Bu kuvvetli çekim kuvvetinden dolayı erime noktaları yüksektir.

Kovalent Bağlar

Elektronegatiflikleri birbirine yakın veya aynı olan atomların elektronlarını ortaklaşa kullanmaları sonucunda oluşan bağa kovalent bağ denir.

Cl ile Cl birer elektronlarını ortaklaşa kulanarak kovalent bağ oluşturur. Bu elektron çifti bağ olarak çizgi şeklinde gösterilir.

Cl-Cl


Polar kovalent Bağlar


Elektronegatiflikleri birbirinden farklı iki atomun oluşturdurduğu kovalent bağlarda ortak kullanılan elektron çifti eşit olarak paylaşılmaz. Daha elektronegatif olan atom tarafından bu elektron çifti daha fazla çekilir ve böylece polar kovalent bağ oluşur.

Bazı atomlar arasındaki elektronegatiflik sırası aşağıda verilmiştir.

F>O>N>Cl>Br>C>I>H

Cl (klor) atomunun elektronegatifliği H (hidrojen) atomundan çok fazla olduğu için ortak elektronlar klor atomu tarafından daha çok çekilir ve hidrojen kısmi pozitif yükle yüklenirken, klor kısmi negatif yükle yüklenir. Böylelikle dipol moment oluşur.
Dipol momenti olan moleküller polardır.

Koordine Kovalent Bağlar


Bağ yapmak için elektronlar tek atom tarafından veriliyorsa, bu tür kovalent bağlara koordine kovalent bağ denir.

N (azot) atomu üç bağ yapabilir. N atomu üzerinde bulunan ortaklanmamış elektron çifti hidrojenle dördüncü bağ yapımında kullanılır. Böylece bu bağın oluşumunda elektronlar azot tarafından sağlanmış olur.

HİBRİTLEŞME

Organik moleküllerde bağlanma tamamen kovalent bağdır.


Alıntı

ORGANİK KİMYA

Hidrojen içeren karbon bileşikleri ile uğraşan bir büyük Kimya dalı. Karbon monoksit, siyan gazı, hidrosiyanik asit, siyanürler, karbonatlar gibi nisbeten daha basit karbon bileşikleri organik kimyanın dışında kalırlar. Bu, gerçekten özgün kimya alanı çok geniş ve çok çeşitli bileşikler ile konuları içerir. Bu alanın bu kadar geniş olmasının nedeni karbon atomlarının hem birbirleri hem de başka atomlarla değişik biçim ve' sayıda bağ yapabilmesidir. Kuramsal olarak sonsuz sayıda karbon atomu birbiri ile bağlanabilir. Bu nedenle inorganik bileşiklerin sayısının 100.000'i bulmamasına karşın organik bileşikler 1.000.000' dan fazladır.

Organik bileşiklerin bazıları canlı dokuların temel maddeleridirler {Biyokimya). Organik terimi "organizma" sözcüğünden türemiştir. Gerçekten 19. yüzyılın ilk yarısının ortalarına kadar organik bileşiklerin sentezi yapılamamış, bunlar canlı organizmalardan elde edilmiştir. Bu nedenle de organik bileşiklerin salt canlılarda bulunan "yaşam kuvveti" ile oluşturulabileceği varsayılmıştır. Bu düşünceyi yıkan ilk adımı 1828 yılında "amonyum si-yanat" adlı inorganik bileşikten üre adlı organik bileşiği elde eden Wöhler attı. VVöhler'i başka araştırmacılar izledi. Birçok organik maddenin ardı ardına sentezi yapıldı. Organik kimya gerçekten en büyük gelişmeyi 19. yüzyılda gösterdi. Kan-titatif (nicel) analiz yöntemlerinin ortaya çıkışı, Cannizzaro ile Kekule ' nin yapı kuramlarını ortaya atması ile organik kimyanın temel taşları yerlerine konmuş oldu. Organik bileşikler karbon atomlarından oluşan "karbon iskeletlerine" göre sınıflandırılır. Böylece Alifatik , Alisiklik , Aromatik Ve Hetero adını alan sınıflara ayrılırlar. Daha incelikli ikinci tür sınıflama Fonksiyonel Gruplar göz önüne alınarak yapılır. Buna göre de Alkoller, Eterler, Hidrokarbonlar, Karbok-silli Asitler gibi organik bileşik sınıfları ortaya çıkar.