Melezleşme

Yorum yok

Farklı enerji düzeylerinde atom orbitallerinin karışarak, aynı enerji düzeyinde orbitallerine dönüşmelerine ‘melezleşme’, yeni orbitallere de ‘melez orbitaller’ denir. Melezleşme kavramı, bir molekülün deneysel olarak bulunan geometrisini açıklamak için ortaya atılmıştır. Yani, melezleşme fiziksel olarak gözlenebilmiş değildir. Atom orbitallerinin melez orbitallere dönüştüğü varsayılmaktadır. Bu kavram birçok molekül geometrisini açıklamakta işe yarasa da bazı kovalent bağlanmalarda bir tek melezleşme biçimi iyi sonuç vermez. Ancak, melezleşme kavramı karbon içeren moleküllerde çok iyi sonuç verir. Bu nedenle organik kimyada büyük öneme sahiptir.

Değerlik bağ kuramında bir yapıdaki merkez atomu için aşağıdakiler uygulanarak uygun bir melezleşme şeması seçilebilir. Bunlar:

 

  • İlgilendiğiniz tür için uygun bir Lewis yapısının yazılması
  • VSEPR kuramını kullanarak, merkez atomunun olması elektron-grup geometrisini öngörülmesi
  • Elektron-grup geometrisine karşılık gelen melezleşme şemasının seçilmesi okumaya devam edin…

Lewis Kuramı

Yorum yok

Soy gazların asallıkları elektron dağılımlarından dolayıdır ve diğer elementlerin atomları, soy gaz atomlarının elektron dağılımlarına benzemek amacıyla bir araya gelmektedir.

Lewis kuramının bazı temel esasları şunlardır:

  • Elektronlar, özellikle dış kabuk (değerlik) elektronları kimyasal bağlanmada temel rol oynar.
  • Bazı durumlarda elektronlar bir atomdan diğerine verilir. Böylece oluşan artı ve eksi yüklü iyonlar birbirini ‘iyonik bağ’ adı verilen elektrostatik kuvvetle çekerler.
  • Diğer durumlarda eşleşmiş iki ya da daha fazla elektron, atomlar arasında ortaklanır. Elektronların bu ortaklanması ile oluşan bağa ‘kovalent bağ’ denir.
  • Elektronların bir atomdan diğer atoma verilmesi ya da ortaklanması, her atomun kararlı elektron dağılımına sahip olması şeklinde olur. Genellikle bu dağılım, dış kabuk elektronlarının sekiz (oktet) olduğu soy gaz dağılımıdır.

Lewis kuramı elektronların nasıl bağ yaptığını ve geometrik bilgi vermez. Kovalent ve iyonik bileşikler için geçerlidir.

Organik reaksiyonlar yazılırken genelde kapalı formülleri yazılır. Reaksiyon sonucunda birden fazla ürün elde edilir. Elde edilmek istenen ürüne ana ürün denir Az olarak elde edilen ürünlere yan ürünler denir ve bu ürünler reaksiyon verimini düşürür. Bu tür ürünler genelde yazılmaz.

Organik reaksiyonları şu şekilde sınıflandırabiliriz.

      Katılma reaksiyonları

 

Yapıdaki çift bağ açılarak her bir karbon atomuna bir Cl iyonu bağlanır. Böylece C (karbon) 4 bağını tamamış olur.

; Yerdeğiştirme reaksiyonları

CH3CH2CH2Br + OH-  CH3CH2CH2OH + Br -

Yapıdaki Br iyonu OH iyonu ile yer değiştirir.

        Eliminasyon (Ayrılma)

 
 

Yapıdaki Cl iyonları ayrılır C atomu çift bağ yapar.

Eliminasyon Reaksiyonlarıyla

Komşu dihalojenürlerin alkollü ortamda bazlarla eliminasyon reaksiyonları sonucu oluşur.

Düşük sıcaklıkta zayıf baz kullanıldığında tek dehidrohalojenleme meydana gelirken, aynı reaksiyon karışımında kuvvetli bir baz iki dehidrohalojenlemeyi sağlar.

Geminal dihalojenürlerden

Tetrahalojenürlerden  

  

  Uç Alkinlerden

Küçük molekül ağırlıklı alkinlerden daha büyük molekül ağırlıklı alkinler elde edilir.

Gaz Yasaları

Yorum yok

    Kinetik Teori :

    Kinetik gaz teorisi gazların yapmış olduğu özellikleri açıklamak için ileri sürülmüş bir ifadedir. Maxvell ve Boltzmanın bu teoriye son halini verdiler. İdeal gazlar bu teoriye tam olarak uyarlar.

Bu teoriye göre, gazlar aşağıdaki şekilde davranırlar;

  • Gaz molekülleri arasındaki boşluklar o kadar büyüktür ki moleküllerin hacimleri, bu boşluklar yanında önemsenmeye bilinir.
  • Gaz molekülleri birbirine etki etmeyen aralarında hiçbir çekme kuvveti olmayan bağımsız parçacıklardır.
  • Moleküller her yönde çok hızlı doğrusal hareket yaparlar.
  • Hareket halindeki moleküller birbirine ve içinde bulundukları kabın çeperlerine çarparlar. Bu çarpışmalar tam esnek çarpışmalardır.
  • Gaz moleküllerinin belirli bir andaki hızları birbirinin aynı değildir ve bir molekülün değişik anlardaki hızlarıda farklıdır.
  • Hızlarının farklı olmasının sonucu olarak moleküllerin kinetik enerjileri de bir birinden farklıdır.
  • Moleküllerin ortalama kinetik enerjileri mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır.

    Kinetik enerjinin sıcaklık ile ilgili formülü Şöyledir:

Ek = 3/2 k . T dir. K= sabit sayı

  İdeal Gaz Denklemi :

    İdeal gazlarla ilgili basit bir denklem yapak istersek;

Basınç (P), mol sayısını (n) ile doğru orantılıdır. (P α n)

Basınç (P), mutlak sıcaklık (T) ile doğru orantılıdır. (P α T)

Basınç (P), hacim (V) ile ters orantılıdır. (P α 1/V)

Hacim (V), mol sayısı (n) ile doğru orantılıdır. (V α n)

Sıcaklık (T), mol sayısı (n) ile ters orantılıdır. (T α 1/n)

Yani PV = n . R . T

P: gaz basıncı, birim atmosfer

V: gaz hacmi, birimi litre

R: gaz sabiti, birimi 22,4/273 = 0,08205 lt.atm/mol.K

n: mol sayısı, birimi mol

T: Mutlak sıcaklık, birimi Kelvin

Gazların Değişik Özellikleri okumaya devam edin…

Epoksi reçineleri kimyasal bileşim, dolgu maddeleri ve fiziksel durumlarına göre çeşitli amaçlar için kullanılırlar;

1.Döküm ve kalıplama malzemesi olarak,

2.Yüzey kaplama maddesi olarak,

3.Yapıştırıcı olarak

4.Katmanlı levha yapımında taşıyıcı olarak

Keten tohumu, soya fasulyesi ve dihitratı kene otu gibi yağların yağ asitlerinin esterleşmesinde kullanılır. Epoksi reçineler yağ asidi esterleri oluşturan reçinemsi polihidrik alkoller gibi davranarak alkidlerinkine benzer yapılar üretirler. Oluşan esterler bir son araçtır ve konvensiyonel kurutucu ortamında hava ile çabucak kuruyacaklardır.

Epoksi reçinelerin en geniş kullanım alanı, yüzey kaplayıcı formülasyonlar da film oluşturuculardır. Çok iyi aşınma direncinin yanında çeşitli film tabakalarının doğal yapısında dayanıklılık ve esneklik vardır. Reçineler kuruma ve sertleşme sırasında çok az çekerler, film tabakası oldukça yapışkandır, kabuğu ve kırıntıları dökülmez. Yüksek esnekliğe sahip parlatıcı boyalar, kaplamaların yapıştırma işleminden önce uygulandığı metal dekorasyonunda tercih edilen ürünler oluşmaya başlamıştır.

Kimya endüstrisinde epoksi reçineler tank astarlanmasında kullanım alanı bulmaktadır. Bu bileşikler doğal gaz borularını toz ve çapaklardan korumakta kullanılmaktadır. Lineer epoksi yapıları sert, dökülmelere karşı koruyucu ve sürtünme kaybını azaltan camsı yapılardır.

Epoksi yapıları yüzey kaplamasında bu kadar uygun kılan bazı özellikleri reçinelerin yapıştırıcı olarak kullanılmasını sağlar. Çünkü bu yapılar çok az bir dökülme ile sertleşir, metallere, ahşap yüzeylere, cam ve seramiğe çok iyi bağlanır. Yapışkan hattın kimyasal direnci çok derişik asidik ortamlar dışında bağların kopmasını engeller. Epoksinin yapışkan özellikleri göz önüne alındığında esneklik ve dayanıklılık oldukça önemlidir. okumaya devam edin…

Kütle spektroskopi halen bulunan tüm analitik yöntemlerin en genis uygulama alani olanidir ve maddelerin elementsel bilesimlerinin belirlenmesinde; inorganik, organik ve biyolojik moleküllerin yapilarinin aydinlatilmasinda; karmasik karisimlarin kalitatif ve kantitatif analizlerinde; kati yüzeylerinin yapilarinin ve bilesimlerinin aydinlatilmasinda, bir numunedeki atomlarin izotopik oranlarinin bulunmasinda oldukça yararli bir yöntemdir.

Kütle spektrometrenin rutin kimyasal analizlerde ilk kullanilmalari, 1940 li yillarda petrokimya endüstrisinde katalitik kraking ürünlerindeki hidrokarbon karisimlarinin kantitatif analizleriyle baslamistir. Daha önce dokuz kadar hidrokarbon içeren bu tip karisimlarin analizi fraksiyonlu damitma ve sonra ayrilan bilesenlerin kirma indisleri ölçülerek yapilirdi. Böyle bir analizin tamamlanmasi 200 saat veya daha fazla süre gerektiriyordu. Benzer bir analiz kütle spektrometresi ile birkaç saat veya daha kisa sürede gerçeklestirilebilmektedir. Bu durum, ticari kütle spektrometrelerinin hizla gelisip yayginlasmasina sebep olmustur. 1950 li yillarin basinda bu ticari kütle spektrometreleri kimyacilar tarafindan çok sayida organik maddenin teshisinde ve yapi tayininde kullanilmistir. Bu kütle spektrometrelerinin daha sonra nükleer manyetik rezonans ve gelistirilmis infrared spektrometreleri ile birlestirilmesi sonucunda organik kimyacilar için hem madde tanimada hem de moleküllerin yapilarini aydinlatmada kullanilan mükemmel bir yöntemin ortaya çikmasina yol açmistir. Kütle spektrometrenin bu sekilde uygulanisi günümüzde de çok önemlidir.

Moleküler kütle spektrometrelerinin uygulamalari, 1980 li yillarda biyokimyaci ve biyologlarin sik sik karsilastiklari uçucu olmayan ve termal olarak kararsiz maddeleri iyonlastirmak için gelistirilen yöntemler sayesinde önemli ölçüde degisime ugramistir. 1990 dan beri bu yeni iyonlastirma yöntemlerinin sonucunda biyolojik amaçli kütle spektrometrelerinin kullanimi çok fazla artmistir. Günümüzde kütle spektrometreleri, polipeptitlerin, proteinlerin ve diger yüksek molekül agirlikli biyopolimerlerin aydinlatilmasinda kullanilmaktadir. Moleküler kütle spektrometrik ölçümlerde birkaç çesit cihaz kullanilir. Bunlardan ikisi kuadrupol ve uçus zamanli spektrometrelerdir.

Cihaz Bilesiklerinin Genel Tanimi


Bir kütle spektrometrenin bilesenleri.

Sekildeki blok diyagram kütle spektrometrelerin ana parçalarini göstermektedir. Numune giris sisteminin amaci, çok az miktardaki numuneyi (mikromol veya daha az) kütle spektrometrenin içine verebilmektedir. Burada numune gaz halde iyonlara dönüstürülür. Numune giris bölmesi çogu zaman kati ve sivilari buharlastirmak için bir ünite içerir.

Kütle spektrometrelerin iyon kaynaklari, numune bilesenlerini iyonlara dönüstürür. Çogu kez iyon kaynagi ile giris sistemi birlestirilir. Her iki durumda da pozitif veya negatif iyonlar (çogunlukla pozitif iyonlar) kütle analizörüne dogru hizlandirilirlar.

Kütle analizörünün islevi, optik spektrometrelerdeki optik aga benzer. Ancak burada fotonlarin dalga boylarina göre ayrilmasi yerine kütle/yük oranina göre ayrilma olur. Kütle spektrometreleri kütle analizörünün yapisina bagli olarak birkaç sinifa ayrilir.

Optik spektrometrelerdeki gibi transduserli kütle spektrometreleri (iyonlar için) iyon demetini elektriksel sinyallere çevirirler. Bu sinyaller bilgisayar sisteminde degisik sekillerde islenir, hafizaya kaydedilir, görünürlestirilir ve grafiklesir.

Optik sistemlerde bulunmayip kütle spektrometrelerinde bulunan karakteristik özellik sinyal isleme ve göster kisimlari hariç cihazin diger bütün bilesenlerinde saglanmis ileri vakum (10-4 – 10-8 torr) sistemidir. Yüksek vakuma olan gereksinme yüklü parçaciklar ve elektronlarin atmosfer bilesenleri ile etkilesmesi ve sonuçta yok olmasi problemidir.

Numune Giris Sistemleri

Numune giris ünitesinin amaci, iyon kaynagina en az kaybi ile numunenin verilebilmesini saglamaktir. Modern kütle spektrometrelerinin çogunda pek çok numune tipine uygun olacak sekilde giris sistemleri bulunur. Bunlara örnek olarak parti halinde numune giris sistemleri dogrudan prob giris sistemleri, kromatografik giris sistemlerine kapiler elektroforez giris sistemleri verilebilir.

Parti Numune Giris Sistemleri: Giris sistemleri arasinda klasik sayilabilen giris sistemi parti tipi sistemlerdir. Burada numune disarida buharlastirilir, sonrada iyonlasma bölgesine sizmasi saglanir. Bu sistem, yaklasik 500 oC ye kadar kaynama noktasina sahip kati ve sivi numunelere uygulanabilmektedir. Gaz numuneler için gazin küçük bir hacmi iki musluk arasinda tutulur. Sonra cihazin içine difüzlenmesi saglanir. Sivilar için numunenin küçük bir miktari bir mikro siringa ile cihaza verilir. 10-4 – 10-5 torr’ da kaynama noktasi 150 oC den büyük sivilar için numunenin siringa edildigi yer bir firin veya isitma seridi ile yüksek sicakliga çikarilir. Maksimum isitma sicakligi 350 oC dir. Maksimum sicakligin bu degeri asamayisi sistemin kaynama noktasi 500 oC nin altinda oldugu sivilara uygulanmasina neden olur. Isitma bölgesinde gaz fazina geçen numune bir metal veya cam diyaframdan geçerek iyonlasma bölgesine ulasir. Bu giris sistemleri polar maddelerin absorpsiyonla kayiplarindan dolayi çogu zaman bir cam astar ile içten kaplanir.

Dogrudan Prob Giris Sistemleri: Katilar ve uçucu olmayan sivilar, bir vakum sizdirmazlik geçidinden numune tutucu veya prob adi verilen parça ile dogrudan iyonlasma bölgesine gönderilir. Sizdirmazlik sistemi, numune girisi esnasinda içeriye hava kaçagini en azda tutacak ve numune içeri verildikten sonra vakumla disariya emilebilecek sekilde tasarlanmistir. Bu sistemler numune miktarinin sinirli oldugu durumlarda da kullanislidir. Çünkü bu sistemlerde parti halinde numune sistemine göre çok daha az numune kullanilir. Birkaç nanogramlik numune, bu sistemlerde kütle spektrumu için yeterlidir.

Bir probdaki numune, cam veya alüminyumdan bir kapiler borunun, ince bir tenin veya küçük bir kapsülün yüzeyinde tutulur. Prob, iyonlastirici kaynaga ve spektrometreye açilan slite birkaç milimetre mesafede olacak sekilde yerlestirilir. Genellikle prob üzerindeki numuneyi sogutmak ve isitmak için uygun sartlar saglanir.

Iyonlasmanin oldugu bölgedeki düsük basinç ve numunenin iyonlastirici kaynaga yakinligi genel olarak, numunenin bozunmasina zaman kalmadan spektrumun alinabilmesine olanak saglar. Düsük basinç ayni zamanda az uçucu maddelerin iyonlasma bölgesinde yeterli derisimde buharlasmasini da saplar. Böylece prob, karbonhidratlar, steroidler, organometalik türler ve düsük mol kütleli polimer maddeler için arastirma imkani getirir. Spektrumun alinabilmesi için bozunmanin baslangicindan önce 10-8 torr numune basinci saglanmasi geregi, numune miktarini belirleyen baslica sinirlamadir.

Kromatografik ve Kapiler Elektroforez Numune Giris Sistemleri: Kütle spektrometreleri çogu kez bir gaz veya bir yüksek performans sivi Kromatografi sistemine veya bir kapiler elektroforez sistemine bagli olarak karisimlarin bilesenlerinin ayrilmasinda ve taninmasinda kullanilirlar. Bir kütle spektrometreye kromatografik veya elektroforetik bir kolonu baglayabilmek için özel bir giris sistemi kullanmak gerekir.

Kütle Analizörleri

Farkli kütle/yük oranlarindaki iyonlari ayirabilmek için pek çok cihaz kullanilabilir. Ideal olarak kütle Analizörleri küçük kütle farklarini ayirt edebilecek duyarlilikta olmalidir. Buna ek olarak analizörler kolayca ölçülebilir iyon akimlari elde etmek için yeterli sayida iyon geçisi saglayabilmelidir. Kütle analizörlerinin optik esdegerleri olan monokromatörlerde de hem duyarlilik hem de yüksek geçirgenlik istenir ve bu iki özellikten biri gelistirilirken digerinden ödün vermek gerekmez. Ama kütle analizörlerinde duyarlilik arttirilirken geçirgenlik azalir.

Kütle Spektrometrelerinin Ayirma Gücü: Bir kütle spektrometrenin kalitesi kütleleri ayirma yetenegi, yani onun ayirma gücü ile ifade edilir ve bu R ile tanimlanir. okumaya devam edin…

Yapıda bulunan toplam değerlik atom sayısı belirlenir.

  • Merkez atom ve uç atomlar belirlenir.
  • Uygun bir iskelet yapısı yazılır. İskelet yapısındaki atomlar tekli kovalent bağlarla bağlanır.
  • İskelet yapısındaki her bir atom için, toplam elektron sayısından iki elektron çıkarılır.
  • Kalan değerlik elektronlarıyla önce uç atomların oktetleri tamamlanır. Sonra, merkez atomların oktetleri olabildiğince tamamlanır. Eğer bütün atomların oktetlerini tamamlayacak kadar değerlik elektronu varsa, bu yapı uygun bir Lewis yapısıdır.
  • Merkez atomlardan biri ya da daha fazlası eksik oktetli kalmışsa, yukarıdaki 5. adımdan sonra uç atomlarının ortaklaşmamış elektron çiftleri çoklu kovalent bağ oluşturacak şekilde merkez atoma kaydırılır. Bütün atomların oktetleri tamamlanmasına kadar bu işleme devam edilir ve uygun Lewis yapısına ulaşılır.

 

Formal Yük: Lewis yapılarında kovalent bağların uçlarındaki atomların, bu bağların oluşumuna eşit elektron katkısında bulunmadıkları durumlarda, bazı atomların üzerlerinde oluşan yüklerdir.

FY= serbest atomdaki değerlik e- - ortaklaşmamış e- çiftlerindeki e- sayısı – 1⁄2 bağlayıcı çiftlerdeki e- sayısı okumaya devam edin…

Atom Ekonomisi

Yorum yok

Belki bir cok kisi, atomun ekonomisi mi olur diyecek ama günümüzde gittikce artan atik sorunlarindan dolayi git gide önemi artan bir konu atom ekonomisi.

Kücükken evde sürekli gördügüm bir kitap vardi; Ev ekonomisi adinda. Ablamin bir kitabiydi sanki ve meslek liselerinde okutulurdu sanirim. Atom ekonomisi terimi nedense aklima bunu getirmekte hep (ne alakaysa iste).

Genelde kimyasal tepkimelerin basarisi konusunda verimden bahsederiz. Yüzde olarak verilen verim ne kadar yüksekse o tepkimenin o kadar iyi gerceklestigi anlasilir dogal olarak. Verim hesaplanirken esas olan, tepkimeye giren reaktiflerden birinin miktari baz alinir ve onun ne kadarinin ürüne dönüstügü hesaplanir. Yani verim icin söyle tanim yapabiliriz.

% verim = (ürünün mol sayisi / reaktiflerden birinin mol sayisi)x100

Ancak, özellikle organik kimyada, tepkimelerin verimlerinin yanisira olusturduklari yan ürünlerin de önemi oldukca fazla. Hele ki bu tepkime sanayide büyük capli olarak gerceklestiliyorsa, olusacak olan yan ürün(ler), muhakkak göz önünde bulundurulmasi gereken bir unsur olacaktir.

Bir tepkime ne kadar az yan ürün olusturuyorsa, yani tepkimeye giren atomlarin, büyük cogunlugu ürün(ler)de bulunuyorsa, o tepkime de o kadar atom ekonomik olmus olmakta.

Atom ekonomikligin tanimi da aslinda oldukca basit.

Yüzde atom ekonomisi = (Ürünün agirligi / Tepkimeye giren tüm reaktiflerin agirligi ) x 100

Simdi bu tanim da, artik tepkimeye giren tüm reaktif ve  reagentlerin  göz önünde bulundurulmasi, bize tepkimenin ne kadar az yan ürün olusturdugu konusunda fikir verecektir.

Bir örnek vereyim, daha da güzellessin konu:

Etil alkol ile asetik asitin esterlesme tepkimesi ve etil asetat eldesini düsünelim. Ve varsayalim ki tepkime katalizor kullanilmadan gerceklesiyor.

CH3CH2OH + CH3COOH —-> CH3COOCH2CH3 + H2O

Simdi bu klasik esterlesme tepkimesinin yüzde atom ekonomisini hesaplayacak olursak, % atom ekonomisi = 88 g (Etil Asetat’in molekül agirligi) / (46 g (Etil alkolun molekül agirligi) + 60 g (Asetik asitin molekül agirligi) =%83 okumaya devam edin…

Hidroliz

Yorum yok

Suya NaCl ilave edildiği zaman  meydana  geleni çözelti nötraldir. Yani   H+  konsantrasyonu OH-   konsantrasyonuna eşit olup,  sudaki gibi 1.10 M -7 dir. Eğer NH4Cl   gibi   tuzlar  çözülünürse hafif asitli çözelti meydana getirir. İşte tuzlarla su arasındaki bu karşılıklı etkiler sonucu  sudaki ( H3O+) = (OH-) = 1.10-7 M eşitliğinin  bozulması   olayına   hidroliz denir.