Genel Kimya - 15 - Organik Kimya

12.05.2014
GENEL KİMYA
Bölüm 15: Organik Kimya
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
1
Tarihte Organik Kimya
Tarihte kimya iki anadaldan oluşmaktadır: Anorganik/İnorganik Kimya ve Organik Kimya
Kimyanın dönüm noktası 1828:
Friedrich Wöhler → Amonyum siyana2an üre sentezledi
Anorganik Molekülden Organik Molekül oluştu
1828 öncesi:
Anorganik Kimya → Cansızların Kimyası
Organik Kimya → Canlıların Kimyası
1828 sonrası:
Organik Kimya → Karbon Kimyası
Anorganik Kimya → Diğer Kimya
NOT
2
1
12.05.2014
Karbonu Karbon Yapan
• 2. periyodun ortasında ⇒ ne elektron kabul eder, ne verir, ama paylaşır: kovalent bağlar
↳ zincirli, halkalı… moleküller
• hibridasyon ⇒ tek, iki ve üç boyutlu yapı
Hedefimiz: Organik Kimyada tanımlamalar, moleküllerin özellikleri, tepkinirlik etkenleri
Organik Kimya atomları → C, H, O, N, Li, Mg, S, P, X…
↳ C ve H dışındaki atomlara heteroatom denilir
3
Organik Molekülün Yazılışı
Etanol → CH3CH2OH
Çizgi uçları bağ türü ve sayısına göre: C ve H’den oluşur (C hep 4 bağ tamamlar)
4
2
12.05.2014
C ve H Atomlarından Oluşan Moleküller
C zincirleri ⇒ C atom miktarına göre önekler
C atom miktarı Öne ek C atom miktarı Öne ek
1
Met-7
Hept2
Et8
Okt3
Prop9
Non4
Büt10
Dek5
Pent11
Undek6
Hekz12
Dodek- H’e doymuş zincirler = tek bağ → alkan: son ek –an
↳ halka içermiyorsa ⇒ alifatik bileşik
- H’e doymamış zincirler = çiG bağ → alken: son ek –en
= üçlü bağ → alkin: son ek –in
hekz-2-en
↳ isimlerde bazen farklılıklar görülebilir:
CH2=CH2 → eten değil etilen
CH≡CH → etin değil asetilen
hekz-1,4-dien
↳ bağın olduğu ilk C ile numaralandırılmalı
↳ doyamamış bağ birden fazla olunca en küçük numaralandırarak ön ek olmalı
5
Adlandırmada Uzun Zincir Esastır
Ek olan kısa zincirler için: son ek –il
C numaralandırması
Tekrarlanan kısa zincirlerde ön ek:
→ isimde en küçükler olacak şekilde
di-, tri-, tetra-...
3-metil hekzan
Ek zincirler alfabetik
sıraya göre yazılır
2,3,5-trimetil hekzan
2,3-dimetil-6-propil-dekan
Ek zincirlerde numaralandırma
bağlantı C ’nundan sonra baslar
5-(1-metil propil)-dekan
Doymamış bağ içeren
en uzun zincir esas alınır
3-propil-hept-1-en
Doymamış bağ ek zincirler
çift bağ → son ek –enil
üçlü bağ → son ek –inil
istisnalar:
CH2=CH-–
etenil değil vinil
CH2CH=CH–
prop-2-enil değil allil6
3
12.05.2014
Zincir Bitişine Göre Farklı Ön Ekler
Ek
Zincir
Izomer
İzo–
Bütan
Izobütan
Neo–
Pentan
Neopentan
7
C Halkaları
Zincirlerde olduğu gibi C miktarı + ön ek: siklo–
siklopropan
Halka ek olduğu zaman: son ek -il
siklohekzan
siklopropil–
siklohekzil–
Doymamış bağ içeren halkalarda son ek: en, dien,..., in, diin
siklohekzen
siklohekz-1,3-dien
sikloundekin
8
4
12.05.2014
Aromatik Halkalar
Aromatik özelligin iki şartı var:
1. her iki bağdan biri doymamış olmalı (rezonans)
2. π elektron sayısı 4n+2 şeklinde olmalı (n = tam sayı)
Moleküller
4n+2 elektron
EVET
HAYIR
EVET
2 bağdan 1’i doymamış
EVET
EVET
HAYIR
Aromatik
EVET
HAYIR
HAYIR
Aromatik halkaların yaygın
ismi bulunur
Benzen
Tolüen
Stiren
Aromatik radikallerin isimleri
Phenil
Benzil
Ek zincirler: rakamlar olabildiğince
küçük ve ekler alfabetik sıraya göre
9
1-bütil-3-etil-2-propil-benzen
Çoklu Aromatik Halkalar
Naftalin
Antrasen
C numaralandırılması
sağ halkanın en üst karbonu ile baslar
ve saat yönünü izler
(antrasen istisna)
Fenantren
10
5
12.05.2014
Fonksiyon İçeren Moleküller
Heteroatomlar moleküllerde fonksiyon oluşturmaktadır: alkol, keton, karboksilik asit, amin, eter…
Moleküllün ismi aşağıdaki kurallara uyularak tespit edilir
1. Temel fonksiyonu tespit etmek → son ek
2. Temel yapıyı bulmak → zincir veya halka
3. Ek zincirleri isimlendirmek
4. Numaralandırmak
5. Alfabetik sıralamaya göre ek zincirlerini isimlendirmek
- Önceliklerine göre fonksiyonlar sıralanmaktadır
(tablo bir sonraki slaytta)
- Üstünlüğü olan fonksiyona göre son ek tespit edilir
- Diğer fonksiyonlar ise ön ekler ile verilir
Öncelikli fonksiyon: keton
Öncelikli yapı: hekzan
Numaralandırma: 2
İsim: Hekzan-2-on
Halojenler asla öncelik taşımaz
→ daima ön ek ile verilir
(fluoro, bromo, kloro veya bromo)
2-bromo-3-kloro pentan
11
Öncelikli Fonksiyonlar
Öncelik
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Fonksiyon
Formül
Öncelikli Grup: Son Ek
İkincil Grup: Ön Ek
Karboksilik Asit
-COOH
... Karboksilik Asit / ...oik Asit
KarboksiSülfonik Asit
-SO3H
... Sülfonik Asit
Sülfo-Asit Anhidritleri
R-COOOC-R
... Asit Anhidridi
Ø
Ester
-COOR
R ... Karboksilat / R ...oat
R-oksikarbonilAsil Halojenür
-CO-X
... Karbonil Halojenür / ...oyl Halojenür HalojenoformilAmid
-CO-NH2
... Karboksamid / ... Amid
KarbamoylAmidin
-C(=NH)-NH2
... Karboksamidin / ... Amidin
AmidinoNitril
-C≡N
... Karbonitril / ... Nitril
SiyanoAldehit
-CH=O (molekül ucu)
... Karbaldehid / ...al
Formil- / OksoKeton
-CH=O (molekül ortası)
...on
OksoAlkol
-OH
...ol
HidroksiFenol
(fenil)-OH
Ø
HidroksiTiol
-SH
...tiol
MerkaptoHidroksiperoksit
-O-OH
Ø
HidroperoksiAmin
-NH2
...amin
Aminoİmin
=NH
...imin
İminoEter
-OR
Ø
R-oksiSülfür
-SR
Ø
R-tioPeroksit
-O-OR
Ø
R-dioksi12
6
12.05.2014
Alkoller
1. fonksiyon olduğunda ⇒ son ek: -ol
2-kloro-etanol
2-metil-propanol
propan-2-ol
2. fonksiyon olduğunda ⇒ ön ek: hidroksi-
6-hidroksi-hekzanoik Asit
13
Eterler R-O-R’ (alkoksialkan)
- Alkolün türevi gibi sayılır ⇒ -OH yerine -OR’
- Öncelikli fonksiyon olmadıklarından → daima ön ek: oksi- R = öncelikli zincir (en uzunu)
Metoksi-etan
veya Metil Etil Eter
2-etoksi-etanol
Siklopropiloksi-Fenil
veya Siklopropil Fenil Eter
Halka Eterler
Halkanın bir C atomu yerine bir O atomu bulunmaktadır: ön ek okza-
Numaralandırma heteroatomdan
başlamaktadır
Okzasiklohekzan
14
7
12.05.2014
Aldehitler RCHO
1. fonksiyon olduğunda
⇒ son ek:-al ⇒ fonksiyonun C atomu temel zincir atomu
veya
-karbaldehit ⇒ fonksiyonun C atomu temel zincir atomu değil
Propanal
4,6-dimetil-heptanal
Siklohekzan-karbaldehit
2. fonksiyon olduğunda ⇒ ön ek: formil-
4-formil-siklohekzan-karboksilik Asit
15
Ketonlar RCOR’
1. fonksiyon olduğunda ⇒ son ek: -on
4-hidroksi-hekzan-3-on
2. fonksiyon olduğunda ⇒ ön ek: okzo-
3-okzobütanal
16
8
12.05.2014
Karboksilik Asitler RCOOH (alkanoik asitler)
Genelde 1. fonksiyon
⇒ son ek: -oik Asit ⇒ fonksiyonun C atomu temel zincir atomu
veya
-karboksilik Asit ⇒ fonksiyonun C atomu temel zincir atomu değil
4-metil-heptanoik Asit
Siklohekzan-karboksilik Asit
Sadeleştirmeler: uzun zincirli asitlerin bir kısmına doğadaki kaynağına göre isim verilmektedir
- Valerik asit (pentanoic acid) – C4H9COOH
⇒ Valerian bitkisinden
- Enantik asit (heptanoic acid) – C6H13COOH
⇒ Œnanthe bitkisinden
- Pelargonik asit (nonanoic acid) – C8H17COOH ⇒ Pelargonyum bitkisinden
17
Esterler RCOOR’
Karboksilik Asidin türevi gibi sayılır ⇒ -OH yerine -OR’
Genelde 1. fonksiyon
⇒ son ek: R’ R–oat ⇒ fonksiyonun C atomu temel zincir atomu
veya
R’ R-karboksilat ⇒ fonksiyonun C atomu temel zincir atomu değil
Metil Etanoat
Metil Siklohekzan-karboksilat
18
9
12.05.2014
Asit Anhidritleri
İki Karboksilik Asidin dehidratasyon sonucu oluşur:
Asitler gibi adlandırılır ve son ek olarak anhidrit kullanılır
Etanoik Propanoik Anhidrit
Bütandioik Anhidrit veya Süksinik Anhidrit
19
Aminler
Aminler üç sınıfa ayrılabilir 1°(birincil), 2°(ikincil) ve 3°(üçüncül)
En uzun zincir temel yapı olarak kullanılır
N- veya N,N- veya N-...N-... ön ekler aminin sınıfını göstermektedir
1° Amin
2° Amin
3° Amin
2-metil-propanamin
N-metil-etanamin
N,N-dimetil-propanamin
2. fonksiyon olduğunda ⇒ ön ek: amino2-amino-siklopentanon
20
10
12.05.2014
Aromatik ve Halkalı Aminler
Aromatik Aminler: Benzenamin (genel isim: anilin)
Benzenamin
veya Anilin
N,N-dimetil-benzenamin
veya N,N-dimetil-anilin
Halkalı Aminler:
Halkanın bir C atomunun yerine N atomu bulunmaktadır ⇒ ön ek: aza-
Azasiklo-propan
veya Aziridin
Azasiklopentan
veya Pirrolidin
21
Amidler
Karboksilik Asidin türevi gibi sayılır ⇒ -OH yerine –NH2 / -NHR / -NRR’
Aminler üç sınıfa ayrılabilir 1°(birincil), 2°(ikincil) ve 3°(üçüncül)
En uzun zincir temel yapı olarak kullanılır
N- veya N,N- veya N-...N-... ön ekler amidin sınıfını göstermektedir
1. fonksiyon olduğunda ⇒ son ek:
-amid
veya
-karboksilamid
3° Amid
1° Amid
2° Amid
Etanamid
Siklohekzankarboksilamid
N-metil-etanamid
4-bromo-N,N-dimetil-pentanamid
22
11
12.05.2014
Organik Moleküllerin Tepkinirlikleri
Organik moleküllerin genel özelliklerini etkileyen faktörler:
- bağ türleri ve hibridasyon → geometrik yapıları
- içerdiği elementler → heteroatomlar
- eşit bileşenlerin farklı pozisyonda bulunması → izomerik yapıları
Organik moleküllere özgün özellikler:
- çözünürlük → genelde apolar veya az polar solventlerde
↳ polar solventlerde çözünende var: su/şeker
- kutuplanabilirlik / dipol momenY → kovalent bağlardaki elektronların yığılması
↳ inorganik kimyasallar göre kutuplanabilirliği zayıf
- erime ve kaynama noktaları düşük → en fazla 400-450°C
- yoğunlukları en fazla 1 civarında olur
Organik moleküllerin tepkinirlikleri:
- yüksek sıcaklıkta (organik molekül için >400°C)
↳ oksijenli ortamda: yanma
M + O2 → CO2 + H2O + yan ürün
↳ oksijensiz ortamda: piroliz (ısıl bozunma)
M → C + yan ürün
- tepkime hızları zayıf → büyük molekül ve kutuplanabilirlik
23
- tepkimeler çoğu zaman iki yönlü, nadiren tek yönlü
Geometrik Faktörler: Bağ Türleri
Organik moleküller kovalent bağlarla yapılanır: tek bağ → σ / çift bağ → σπ / üçlü bağ → σππ
↳ elektron paylaşımı ⇒ elektron miktarı ↑ → tepkinirlik ↑
Tek bağ → H ’a doymuş bağ / çift veya üçlü bağ → H ‘a doymamış bağ
⇒ molekülün doymamışlık derecesi (DD)
Organik molekülün genel formülü: CcHhNnOoXx
DD = [(2c + 2) – (h – n + x)] / 2
ÖRNEK
⇒ 1 DD = 1 halka veya 1 çift bağ
24
12
12.05.2014
C-C Rotasyonu
C veya başka bir atomun hibridasyonu → molekül geometrisinin değişimi
Tek bağ etrafında rotasyon olur
Çift veya Üçlü bağ sabit kalır
↳ çoklu bağ yakınlarında bulunan atomların pozisyonu daha belirgin
⇒ tepkimeye girmeye daha müsait
25
Newman Projeksiyonu: Konformerler
Bir C–C bağ ekseni ile bir moleküle bakışı temsil eden çizim
C–C ekseni etrafındaki rotasyona göre
molekülün potansiyel enerjisi değişmektedir
↳ Enerji değerleri eklere bağlıdır
Rotasyon sınırlı bilhassa
yük merkezli veya hacimli ekler
bulunduğunda
NOT
26
(“conformation isomer” → konformerler )
13
12.05.2014
Stereoizomerler
aynı atom, aynı bağ, uzayda farklı pozisyon
• cis-/trans- izomerler
Etrafında 2 eki olan bağ veya moleküllerde
cis-büten
trans-büten
trans-1,4-dimetil-siklohekzan cis-1,4-dimetil-siklohekzan
Kararlılık → yük ve hacim bakımından, ekler arasındaki itişme ve çekişmelerin en aza indirilmesi
• E,Z sistemi
Etrafında 3 ve daha fazla eki olan bağ veya moleküllerde
Hangisi cis- veya trans-?
⇒ öncelikli ekler belirlenmeli
E → Entgegen (Almanca “karşıt”)
Z → Zusammen (Almanca “birlikte”)
27
Öncelikli Eklerin Sıralanması
(her C atomu için değerlendirilir)
1. kural: Atom numarası (Z) yüksek
olan ilk atomlar esas alınır
2. kural: 1. atomlar eşit ise,
2. atomlara bakılır
Z
E
Z
ZBr > ZH
E
/
ZCl > ZC
3. kural: 1. atom 2 veya 3 bağlı olduğunda 2.
atom 2 veya 3 kere aynı atoma bağlı sayılır
Z
ZO > ZCl
/
ZCl > ZC
4. kural: 1. atomlar izotop ise,
kütle numarası (A) esas alınır
Z
E
E
28
14
12.05.2014
Ayna Görünümlü Kiral Yapılar
Asimetrik C atomları etrafında oluşmaktadır
↳ isimlendirme için R/S sistemi:
- R → “Rectus” (Latince “sağ”)
- S → “Sinister” (Latince “sol”)
2 kiral molekül → 2 enantiyomer molekül
4 arkada olup, aynı düzlemde
1→2→3 saat yönüne geçiş:
R konformer
NOT
29
Aromatik Halkalar
Aromatik halkanın 2 eki olduğunda, pozisyonlara göre
orto (o), meta (m) veya para (p) ön ekleri kullanılır
1,2-dibromobenzen / orto-dibromobenzen / o-dibromobenzen
1,3-dibromobenzen / meta-dibromobenzen / m-dibromobenzen
1,4-dibromobenzen / para-dibromobenzen / p-dibromobenzen
1-kloro-3-iodo-benzen / meta-kloro-iodo-benzen
1-iodo-3-kloro-benzen / meta-iodo-kloro-benzen
(halojenler arası alfabetik sıralama esastır)
1-bromo-3-nitro-benzen / meta-bromo-nitro-benzen
1-kloro-4-etil-benzen / para-kloro-etil-benzen
2-kloro-tolüen / orto-kloro-tolüen
orto-kloro-metil-benzen
(bilinen fonksiyonlar!)
2-etil-fenol / orto-etil-fenol
orto-etil-hidroksi-benzen
4-nitro-anilin / para-nitro-anilin
para-amino-nitro-benzen 30
15
12.05.2014
Molekülü Oluşturan Atomların Etkisi
Organik moleküllerde C ve H dahil, 20 kadar atom sıkça rastlanmaktadır
Her atomun elektronegatifliği, hacmi ve pozisyonu
Molekülün uzunluğu ve içerdiği fonksiyonları
⇒ Tepkinirliği etkiler
Organik kimyada tepkinirliğin temeli asit/baz ilişkilerinden kaynaklanmaktadır:
Lewis ‘in asit/baz tanımlaması esastır:
Asit = elektron kabul eden
Baz = elektron veren
En kuvvetli asit ve en kuvvetli baz tepkimeye girer
31
Elektronegatiflik Farkı
(Elektron Yoğunluğu)
Bağlardaki elektronegatif farklılık → elektron çekim gücü → elektron yoğunluğu
⇒ asitliğe etki
32
16
12.05.2014
Elektron Dağılımının Asitliğe Etkisi
NOT
Elektronlar H ‘dan uzaklaştıkça H+ oluşma olasılığı artıyor
NOT
Elektronların dengeli dağılımı sağlandığı için sıvı ortamda H+ → H3O+ (kararlılık)
33
Kararlılık Asitlik için Esastır
Δχ ⇒ moleküllerin kararlılıklarını ve pKa değerlerini etkiliyor ama yeterli değildir
Elektronegatiflilik
C<N<O<F
F en elektronegatif
Kararlılık
CH3– < NH2– < OH– < F–
F– en kararlı
Asitlik (Ka)
CH4 < NH4 < H2O < HF HF en kuvvetli asit
Elektronegatiflilik
Kararlılık
Asitlik (Ka)
F en elektronegatif
I en hacimli
F– < Cl– < Br– < I–
I– en kararlı
HF < HCl < HBr < HI HI en kuvvetli asit
F > Cl > Br > I
NOT
En kuvvetli asit ⇒ H ‘ın serbest kalmasından sonra oluşan en kararlı molekül
34
17
12.05.2014
Hidrokarbonlar
χC(2,5) = χH(2,1) ⇒ C e– çekici
Zincir uzunluğu ↑ → Asitlik hafifçe ↓ ⇒ çekim merkezleri ↑
Molekül CH4 C2H6 C3H8 C4H10
pKa
48 50
51
51
Elektron zenginliği daha etkin ⇒ yapı bozulmadan π bağları kopup e– verebilirler
Molekül CH3CH3 CH2CH2 CHCH
pKa
50
44
24
NOT
35
Oksijenli Fonksiyonlar
χO = 3,5 ⇒ e– çekici
Zincir uzunluğunun etkisi zayıftır
Molekül CH3OH CH3CH2OH CH3CH2CH2OH CH3(CH2)2CH2OH
pKa
15,5
15,9
16
16,1
Fonksiyonların etkisi önceliklidir
Molekül CH3CH3 CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH
pKa
50
15,9
13,6
4,76
e– çekim merkezi kuvvetlendikçe → asitlik ↑
NOT
36
18
12.05.2014
Rezonansın Etkisi
Rezonans → molekül kararlılığının ↑
⇒ karboksilik asitlerin pKa değerleri: O çekim gücü + rezonans etkisi
37
Elektron Çekim Merkezlerinin Artması
Elektron çekim merkez sayısı ↑ → asitlik ↑
Elektronegatiflik: F > Cl > Br > I
Molekül CH3COOH ICH2COOH BrCH2COOH ClCH2COOH FCH2COOH
pKa
4,76
3,15
2,86
2,81
2,66
Birbirine yakın elektron çekim merkezleri → çekim gücü ↑
Molekül CH3CH2CH2CH2COOH CH3CH2CH2CHBrCOOH CH3CH2CHBrCH2COOH CH3CHBrCH2CH2COOH CH2BrCH2CH2CH2COOH
pKa
4,83
2,97
4,01
4,59
4,71
38
19
12.05.2014
Ortamın Asitlik Etkisi
Bir asit-baz çiftinin bulunduğu ortamın pH değeri, asit/baz oranını doğrudan etkilemektedir:
↳ pH değeri çiftin pKa değeri ile kıyaslanır
39
Alkanların Özellikleri
H ‘a doymuş C ‘den oluşan moleküller
→
Bağ uzunlukları:
C–H → 110 pm
C–C → 154 pm
Bağ enerjileri:
C–C → 350 kJ/mol
C–H → 420 kJ/mol
Bağ açıları:
CHC, HCC ve CCC → 109,5°
H miktarı = 4 x (C miktarı) + 2
⇒
tetrahedral yapı
İsim
Terime (°C)
Tkaynama (°C)
Metan (CH4)
Etan (C2H6)
Propan (C3H8)
n-Bütan (C4H10)
n-Pentan (C5H12)
n-Hekzan (C6H14)
n-Heptan (C7H16)
n-Oktan (C8H18)
n-Nonan (C9H20)
n-Dekan (C10H22)
n-Undekan (C11H24)
n-Dodekan (C12H26)
n-Tridekan (C13H28)
n-Eikozan (C20H42)
n-Heneikozan (C21H44)
n-Triakontan (C30H62)
-182,5
-183,5
-187,7
-138,3
-129,8
-95,3
-90,6
-56,8
-53,5
-29,7
-25,6
-9,6
-5,5
36,8
40,5
65,8
-167,7
-88,6
-42,1
-0,5
36,1
68,7
98,4
127,7
150,8
174,0
195,8
216,3
235,4
343,0
356,5
449,7
20°C’de Yoğunluk
(g/cm3)
0,660
1,264
1,882
2,489
0,557
0,660
0,684
0,703
0,718
0,730
0,740
0,749
0,755
0,789
0,792
0,810
NOT
40
20
12.05.2014
Alkanların Tepkinirlikleri
Alkanlar (apolar ): uzun süre ısıtıldıklarında bile tepkinirlikleri zayıftır
↳ kuvvetli asit (H2SO4), kuvvetli baz (KOH), güçlü oksitleyici (KMnO4), güçlü indirgeyici (NaH)
⇒ tepkime yok denilebilir!
Alkanlar oksijen ortamında yanarlar:
C2H6(g) + 7/2 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(s)
ΔH° = -1430 kJ/mol
Alkanlar halojenler ile tepkimeye girebilirler, özellikle UV ışınları altında:
CH4(g) + Cl2(g) → CH3Cl(g) + HCl(g)
Yer Degisim Reaksiyonu
“Substitution Reaction”
R-X = alkil-halojenür veya halojeno-alkan
Halojeno-alkan → zincire polarite kazandırıyor ⇒ özellikleri değişiyor
NOT
41
Halojeno - Alkanlar
X = H X = F X = Cl X = Br X = I
CH3–X
-161,7 -78,4 -24,2 3,6
42,4
CH3CH2–X
-88,6 -37,7 12,3 38,4 72,3
Kaynama noktası (°C)
CH3CH2CH2–X
-42,1 -2,5 46,6 71,0 102,5
CH3CH2CH2CH2–X
-0,5 32,5 78,4 101,6 130,5
CH3CH2CH2CH2CH2–X 36,1 62,8 107,8 129,6 157,0
CH3–X
Suda çözünürlük CH3CH2–X
CH3CH2CH2–X
CH3CH2CH2CH2–X
Kıyaslamak amacıyla
eterlerin suda çözünürlüğü
X = F X = Cl X = Br X = I
+++
++
+
+
++
+
+
+
+
+
+
+
–
–
–
–
Karbon Sayısı
2
3
4
5
6
NOT
4 C ‘lu zincirlerden
itibaren suda çözünürlük
için 1 halojen etkisi
yetersiz
Molekül
Çözünürlük
CH3OCH3
+++
CH3OCH2CH3
+++
CH3CH2OCH2CH3
++
CH3CH2OCH2CH2CH3
+
CH3CH2CH2OCH2CH2CH3
-
42
21
12.05.2014
Alkenlerin Özellikleri
H ‘a doymamış C ‘den oluşur ⇒ molekülde C=C çift bağ bulunur
H miktarı = 4 x (C miktarı) – 2 (çift bağ miktarı - 1)
Bağ uzunlukları:
C=C → 133 pm
(C–C → 154 pm)
C–H → 108 pm
(C–H → 110 pm)
Bağ enerjileri:
C=C → 610 kJ/mol
(C–C → 350 kJ/mol)
C–H → 460 kJ/mol
(C–H → 420 kJ/mol)
Bağ açıları:
CHC, HCH → 120°
⇒
düzlem yapı
İsim
Terime (°C) Tkaynama (°C)
Etilen
Propen
1-Büten
(Z) veya Cis-2-Büten
(E) veya Trans-2-Büten
1-Penten
-169
-185
-185
-139
-106
-138
-104
-48
-6
4
1
30
15°C’de Yoğunluk
(g/cm3)
1,19
1,81
2,45
2,46
2,46
0,64
NOT
C sayısı ↑ ⇒ Terime ve Tkaynama ↑
Alken Terime < Alkan Terime
Alken Tkaynama ≈ Alkan Tkaynama
Eizomer kararlılık > Zizomer kararlılık
Alkenler suda çok az çözünürler, alkol ve eterlerde iyi çözünürler
43
Alkenlerin Tepkinirlikleri
Çift bağ = elektron yoğunluğu ⇒ Alken Tepkinirlik > Alkan Tepkinirlik
Alkanlar gibi alkenler oksijen ortamında yanarlar:
C2H4(g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 2 H2O(g)
ΔH° = -1320 kJ/mol
Yaygın olarak Adisyon (∼ Katılma veya Ekleme) tepkimesi:
1. Hidrojenasyon
↳ katalizör olmazsa yüksek basınç ve yüksek sıcaklık gerektirir
↳ sıvı yağların katılaşması için yapılır → doymuş yağ ⇒ kolesterol ↑ = damar sertliği ↑
2. Halojenasyon (Y = Br veya Cl)
↳ Bileşenin çift bağ içerdiğini gösteren test: Br2(aq) turuncu → halojenasyon renksiz solüsyon
↳ Başka test: KMnO4 + Alken ⇒ mor çözelti → yeşil çözelti
44
22
12.05.2014
Markovnikov Kuralı
HX + çift bağ → H en çok H ‘a bağlı C’ye gider
↳ H-OH için de geçerli
a/ hidrojen halojenür (HX)
b/ hidratasyon (H-OH)
↳ asidik ortam olmazsa 300°C ve basınç altında
Oksidasyon
↳ karboksilik asit, aldehit, keton… sentezi için
45
Alkinlerin Özellikleri
H ‘a doymamış C ‘den oluşur ⇒ molekülde C≡C üçlü bağ bulunur
Bağ uzunlukları:
C≡C → 120 pm
C–H → 106 pm
(C–C → 154 pm, C=C → 133 pm)
(C–H → 110 pm, C–H → 108 pm)
Bağ enerjileri:
C≡C → 960 kJ/mol
C–H → 550 kJ/mol
(C–C → 350 kJ/mol, C=C → 610 kJ/mol)
(C–H → 420 kJ/mol, C–H → 460 kJ/mol)
Bağ açıları:
CHC, HCH → 180°
İsim
Asetilen
Propin
1-Bütin
1-Pentin
Terime (°C)
-81
-103
-126
-105
⇒
doğrusal yapı
15°C’de Yoğunluk
(g/cm3)
-85 (süblimleşme)
1,12
-25
1,72
8
2,29
40
0,69
Tkaynama (°C)
NOT
46
23
12.05.2014
Alkinlerin Oksijenle Tepkinirliği
Alkanlar ve alkenler gibi yanma tepkimesine girerler
C2H2(g) + 5/2 O2(g) → 2 CO2(g) + H2O(g)
ΔH° = -1260 kJ/mol
NOT
Oksidasyon
47
Adisyon Tepkimeleri
Alkenlerde olan hidrojenasyon, halojenasyon ve hidratasyon sonucu benzer ürünler verirler
↳ Markovnikov kuralı aynen uygulanır
H–C≡C–H + H2/Pt
(cis)CH2=CH2 + H2/Pt
→
H–C≡C–H + Na/NH3
R–C≡C–H + HBr
→
→
CH3–CH3
(toplamda 2 mol H2)
(trans)CH2=CH2
(tepkime alkana kadar ilerlemez)
-------------------(trans)R–CBr=CH2 + HBr
→
R–CBr2–CH3
(toplamda 2 mol HBr)
→
(toplamda 2 mol Br2)
---------------------
48
24
12.05.2014
Benzenlerin Özellikleri
Bağ uzunluğu:
C=C/C–C → 139 pm
C–H → 109 pm
↳ molekül çapı: 526 pm
Terime: 5°C
/
Tkaynama: 80°C
Rezonans → kararlılık
⇒
/
20°C ‘de yoğunluk: 0,88 g/cm3
Genelde Yer Değiştirme Tepkimesi
49
Halojenasyon
(Brominasyon, Klorasyon…)
OH elektron verici (burada mezomer etki) → orto + para
NO2 elektron çekici (mezomer+indüktif) → meta
↳ klorasyon için benzer sentez (Cl2 / FeCl3)
50
25
12.05.2014
Diğer Tepkimelerden…
Nitrasyon
Sulfonasyon
Alkilasyon
51
Alkoller
Bağlı oldukları C atomunun komşularına göre Birincil (Primer), İkincil (Sekonder) ve Üçüncül
(Tersiyer) olarak sınıflandırılır
Halojenasyon ⇒ alkil halojenür (X = I, Br, Cl)
Dehidratasyon ⇒ alken (trans- öncelikli)
52
26
12.05.2014
Diğer Tepkimelerden…
Oksidasyon
1. Alkoller: aldehit → karboksilik asit
2. Alkoller: keton
3. Alkoller fonksiyonu taşıyan C ‘da H eksikliği oksitlenmeyi engeller
Esterleşme
53
27