Alkanlar: Sadece tekli bağ içeren düz zincirli veya dallanmış hidrokarbonlardır.
Alkenler: En az bir çift bağ içeren hidrokarbonlardır.
Alkinler: En az bir üçlü bağ içeren hidrokarbonlardır.
Benzen Türevleri: Aromatik halkaya sahip, özel kararlılığa sahip bileşiklerdir.
Siklik Bileşikler: Karbon halkaları oluşturan doymuş veya doymamış yapılar (ör. sikloalkanlar).
Alkil Grupları: Alkanlardan bir hidrojen çıkarılarak elde edilen yan zincir gruplarıdır (ör. metil -CH₃, etil -C₂H₅).
Alkanlarda karbon sayısı arttıkça farklı yapısal izomerler oluşabilir. Örneğin:
CH₃−CH₂−CH₂−CH₃ (n-bütan) ve CH₃−CH(CH₃)−CH₃ (metilpropan) birbirinin izomeridir.
Iso: Molekülün sonunda bir -CH(CH₃)₂ grubu varsa izo (iso) ön eki kullanılır.
Neo: Molekülün sonunda bir -C(CH₃)₃ grubu varsa neo ön eki kullanılır.
2-Metilpropan (izobütan): CH₃−CH(CH₃)−CH₃
2,2-Dimetilbütan (neoheksan): CH₃−C(CH₃)₂−CH₂−CH₃
n- (normal): Dallanma içermeyen düz zincirli yapı.
iso: İkincil karbon (CH) iki metil ile dallanmışsa.
neo: Üç metil ile dallanmış bir karbon içeriyorsa.
sec-: İkincil karbona bağlanmış grup (örneğin sec-bütil).
tert-: Üçlü dallanmaya sahip karbon ile bağlı grup (örneğin tert-bütil).
Alkanlar, halojenli alkanlar ve sodyum ile reaksiyona girerek daha uzun zincirli alkanları oluşturabilir:
2 R−X + 2 Na → R−R + 2 NaX
Tepkime, öncelikle metal-halojen değişimiyle başlar:
R−X + 2 M → RM + MX
Grignard bileşikleri asidik protonlarla tepkimeye girerek alkan oluşturabilir:
R−MgX + H−X → R−H + MgX₂
Bu yöntem genellikle tek karbonlu alkanların elde edilmesinde kullanılır.
Katılma Tepkimesi: Alkanlar doymuş yapıda oldukları için katılma tepkimesi vermezler.
Apolarlık: Alkanlar apolar moleküllerdir, bu yüzden apolar çözücülerde çözünürler.
Yerine Geçme Tepkimesi: Alkanlarda H atomu yerine halojen atomları gelebilir. Bu, özellikle ışık varlığında gerçekleşen halojenleme tepkimesiyle olur.
Alkenler (diğer bir deyişle olefinler yani "yağ oluşturucular") yapılarında en az bir tane karbon-karbon (C=C) çift bağı içeren organik bileşiklerdir. Alkenlerin yapısında karbon-karbon çift bağı bulunduğundan ve bu karbonların yapabileceği en fazla hidrojenle bağ yapmamış olduğundan alkenler doymamış bileşikler kategorisine girerler.
Alkenlerin yapısında sadece bir karbon-karbon çift bağının bulunması durumunda homolog seriler oluşturur.
Alkenler çift bağın açıldığı birçok katılma tepkimesine girer. Bu tepkimeler sonucunda genellikle alkanlar oluşur.
Alkenlerdeki çift bağlardan biri sigma (σ), diğeri pi (π) bağıdır. Katılma tepkimelerinde pi (π) bağı kırılır ve yerine iki tane sigma (σ) bağı oluşur.
Çift bağ etrafında dönme kısıtlandığı için cis-trans izomerliği gözlenebilir:
CH₃−CH₂−OH → C₂H₄ + H₂O
CnH2n−2 + H₂ → CnH2n
CH₃−CHBr−CH₃ + KOH → CH₃−CH=CH₂ + KBr + H₂O
C=C + H–H → H–C–C–H
C=C + X–X → X–C–C–X
C=C + H–X → H–C–C–X
C=C + H–OH → H–C–C–OH
C=C + H–OSO₃H → H–C–C–OSO₃H
Bu kural, asimetrik alkenlere HX gibi bileşikler katıldığında, hidrojenin çift bağdaki daha fazla hidrojen taşıyan karbona bağlanacağını belirtir. Diğer atom (X) ise daha az hidrojenli karbona gider.
Alkenler, derişik KMnO₄ gibi oksitleyici maddelerle yükseltgenebilir. Bu tepkimelerde aşağıdaki ürünler oluşabilir:
Alkenlerdeki çift bağlar açılarak birbirine bağlanabilir ve büyük moleküller (polimerler) oluşur. Bu olaya polimerleşme denir.
n C₂H₄ → [C₂H₄]ₙ (Polietilen)
n CH₂=CHCl → [CH₂−CHCl]ₙ (Polivinil klorür - PVC)
Alkinler, hidrokarbon zincirinde en az bir tane karbon-karbon üçlü bağı içeren organik bileşiklerdir. Yapısında sadece bir tane karbon-karbon üçlü bağı bulunduran alkinler, homolog bir sıra oluştururlar.
1. Dihalojenürlerden:
CH₃–CHBr–CH₂Br + 2KOH → CH₃–C≡CH + 2H₂O + 2KBr
2. Metal Bileşiklerinden:
R–C≡CNa + R'–X → R–C≡C–R' + NaX
Alkinler, doymamış yapıda oldukları için katılma tepkimeleri verirler.
Asit katalizör ve Hg²⁺ iyonları eşliğinde:
CH≡CH + H₂O → CH₃–CHO
(Asetilen → Asetaldehit)
CH₃–C≡CH + H₂O → CH₃–CO–CH₃
(Propin → Aseton)
Terminal alkinler (≡C–H), amonyaklı ortamda Ag⁺ ve Cu⁺ iyonlarıyla ayırt edici tepkime verir.
CH₃–C≡CH + Ag⁺ (amonyaklı ortam) → CH₃–C≡CAg + H⁺
(Beyaz çökelek)
HC≡CH + 2Cu⁺ + 2NH₃ → Cu–C≡C–Cu (kırmızı çökelek) + 2H⁺
CH₃–C≡C–CH₃ + Cu⁺ → Tepkime gerçekleşmez
Not: Bu tepkimeler yalnızca terminal alkinlerle (yani üçlü bağın ucunda hidrojen bulunan alkinlerle) gerçekleşir. İç alkinlerde (ör. CH₃–C≡C–CH₃) reaktivite gözlenmez.
Alkinler de alkenler gibi polimerleşme tepkimesi verebilirler.
3 C₂H₂ → C₆H₆
(Asetilen → Benzen)
Bu tepkime asetilenin halka kapanması yoluyla benzen oluşturduğu polimerleşme tepkimesidir.
Halkalı alkanlar, düz zincirli alkenlerle izomeri gösteren doymuş bileşiklerdir.
Halkalı alkenler, düz zincirli alkinlerle izomeri gösteren doymamış bileşiklerdir.
Fonksiyonel Grup: –OH
Genel Formül: R–OH
Örnek: CH3–OH (Metanol)
Fonksiyonel Grup: –O–
Genel Formül: R–O–R'
Örnek: CH3–O–CH3 (Dimetil eter)
Fonksiyonel Grup: –CHO
Genel Formül: R–CHO
Örnek: CH3–CHO (Etanal)
Fonksiyonel Grup: >C=O
Genel Formül: R–CO–R'
Örnek: CH3–CO–CH3 (Propanon)
Fonksiyonel Grup: –COOH
Genel Formül: R–COOH
Örnek: CH3–COOH (Etanoik asit / Asetik asit)
Fonksiyonel Grup: –COO–
Genel Formül: R–COO–R'
Örnek: CH3–COO–C2H5 (Etil etanoat / Asetik asidin etil esteri)
Fonksiyonel Grup: –NH2 (Primer), –NHR (Sekonder), –NR2 (Tersiyer)
Genel Formül: R–NH2
Örnek: CH3–NH2 (Metilamin)
Fonksiyonel Grup: –CONH2
Genel Formül: R–CONH2
Örnek: CH3–CONH2 (Etanamid / Asetamid)
Fonksiyonel Grup: –COX (X = halojen)
Genel Formül: R–COCl (örnek için klor)
Örnek: CH3–COCl (Asetil klorür)
Fonksiyonel Grup: –(CO)–O–(CO)–
Genel Formül: R–CO–O–CO–R
Örnek: (CH3CO)2O (Asetik anhidrid)
Aynı moleküler formüle sahip fakat farklı fonksiyonel gruplar içeren bileşikler izomer olabilirler.
1) Mono Alkoller: Moleküllerinde bir tane -OH grubu bulunduran alkollerdir.
2) Poli Alkoller: Farklı karbonlara bağlı olmak şartıyla birden fazla -OH grubu bulunduran alkollerdir.
Poli alkoller, mono alkollerde olduğu gibi alkali metallerle tepkime verirler.
HO–CH₂–CH₂–OH + 2Na → NaO–CH₂–CH₂–ONa + H₂(g)
Bu tepkimede etandiol (glikol), iki sodyum atomu ile tepkimeye girerek sodyum etandiolat ve hidrojen gazı oluşturur.
Basit Eter: R - O - R
Karışık Eter: R - O - R′
Aldehitler, organik bileşiklerdir ve genel formülleri R - C - H şeklindedir. Alkanlardaki adlandırmanın sonuna -al eki getirilir.
R - CH₂ - OH → R - C - H + H₂O
R - C - OH → R - C - H + H₂O
R - C - Cl + H₂ → R - C - H + HCl
R - C - H → R - C - OH
R - C - H → R - C - OH (Aldehit → Asit)
R - C - H + 2Ag+ → R - C - OH + 2Ag
R - C - H + 2Cu²⁺ + 4OH⁻ → R - C - OH + Cu₂O
R - C - H + H - OH → R - C - H (Aldehit hidrat)
R - C - H + NH₃ → R - CH₂ - NH₂ (Amonyaklı aldehit)
Ketonlar, organik bileşiklerdir ve genel formülleri R - C - R şeklindedir. Basit ketonlar genellikle aynı R gruplarına sahipken, karışık ketonlar farklı R grupları içerir.
R - C - OH → R - C - R + H₂O
Üç veya daha fazla karbon sayılı alkinlere su katıldığında ketonlar oluşur. Örnek:
CH₃CH₂C≡CH + H₂O → CH₃ - CH₂ - C = O (1-Bütin → Bütanon)
R - C - R + HCN → R - C - R (Cyanhidrin oluşumu)
R - C - R + R - MgX → R - C - R (Grignard reaksiyonu)
R - C - R + H₂ → R - C - OH
Karboksilli asitlerin genel formülü R - COOH şeklindedir. Bir karboksilli asit, bir karboksil grubu (-COOH) içerir.
R - CH₂ - OH → R - C - H → R - COOH
Ester + H₂O → Asit + Alkol
R - MgX + CO₂ → R - COOH
R - COONa + HBr → R - COOH + NaBr
R - COOH + Na → R - COONa + H₂ (gaz)
RCOOH + KOH → RCOOK + H₂O
R - COOH + OH - C - R → R - C - O - C - R + H₂O
R - COOH + HO - R → R - C - O - R + H₂O
R - COOH + H₂ → R - C - H (Aldehit) R - COOH + H₂ → R - CH₂OH (Alkol)
Formik asit, hem aldehit hem de asit grubu bulundurur ve bu özelliği nedeniyle aldehitlerden dolayı Fehling ve Tollens çözeltilerine etki eder.
HCOOH (Formik Asit) H - C - OH (Aldehit)
Asetik asit, sirkenin ekşiliğini veren asittir ve meyvelerde bulunur.
CH₃COOH (Asetik Asit) - C - OH (Asit)
Bir karbon atomuna dört farklı atom ya da grup bağlıysa, bu tür karbon atomuna asimetrik karbon atomu denir.
H COOH I I F - C * - Br I I Cl CH3
Örnek: Brom, Flor, Klor, Metan, Süt Asidi
Bu tür bileşikler, biri diğerinin ayna görüntüsü olan iki tür molekül oluşturarak optik izomerlik gösterir. Buna göre bir maddenin optik izomeri göstermesi için asimetrik karbon atomu içermesi gerekir. Bu tür maddeler optikçe aktiftir.
Düzlem polarize ışık, asimetrik karbon atomu bulunan çözeltilerden geçirilirse, ışığın yayılma düzlemi sağa veya sola doğru çevrilir.
COOH COOH I I H - C * - OH HO - C * - H I I CH3 CH3
Örnek: D- süt asidi ve L- süt asidi
Karboksilli asit molekülü ve alkol molekülünün tepkimesinde su molekülü ile birlikte oluşan maddeye ester, olaya da esterleşme denir.
O O II esterleşme II R - C - OH + OH - R' → R - C - OR' + H2O
Hidroliz: Esterleşme olayı bir denge tepkimesidir.
Önce alkolden gelen alkil grubunun adı yazılır. Sonra asitin -ik asit kısmı kaldırılır ve yerine -at eki getirilir.
O O II II CH3 - C - O C2H5 C2H5 - C - OCH3 etil etanoat metil propanoat
Bir başka adlandırma yöntemi, önce asit adı, sonra alkolden gelen alkil isminin sonuna ester sözcüğü eklenir.
O O II II CH3 - C - O C2H5 CH3 (CH2)2 - C - OCH3 asetik asitin etil esteri bütanoik asitin metil esteri (etanoik asitin etil esteri)
1. Karboksilli asitlerle alkollerin tepkimesinden:
O O II H+ II R - C - OH + HO - R' → R - C - O - R' + H2O
2. Asit klorürlerden:
O O II II R - C - Cl + HO - R' → R - C - O - R' + HCl
Esterleşme tersi olan hidroliz olayında ester, karboksilli asit ve alkole dönüşür:
O O II Asit II R - C - O - R' + H2O → R - C - OH + R' + OH Asit Alkol
2. Esterlerin baz ortamdaki hidrolizine sabunlaşma denir:
O O II Sabun II R - C - OR' + NaOH → R - C - ONa + R' - OH
Yağ asitlerinin gliserinle oluşturduğu esterlere yağ denir.
Gliserin yağ
Yağlar, yapılarındaki asitlere göre üçe ayrılırlar:
Doymuş yağ asitlerinin oluşturdukları esterlerdir. Hayvansal yağlar bu türdendir.
Doymamış yağ asitlerinin oluşturdukları esterlerdir. Zeytinyağı, pamuk yağı, soya yağı gibi.
Yapılarında çok sayıda çift bağ bulunur. Açık havada bırakıldıklarında havanın oksijeni çift bağları kırar ve katılaşmaya başlar.
3R - C O OH + CH2 - OH CH - OH CH2 - OH CH2 - O - C - R O CH - O - C - R + 3H2 O O CH2 - O - C - R O
Not: Yapılarında çift bağ bulunduran doymamış yağlar, Ni katalizörlüğünde H2 ile doyurularak margarinler oluşur.
Klorofil
CO2 + H2O + Güneş → (CH2O)n + O2 Enerjisi: Fotosentez
Karbonhidratlar yapılarında aldehit veya keton grubu bulunduran polialkollerdir.
CHO CH2OH CHO | | | H - C - OH C = O H - C - OH | | | H - C - OH HO - C - H H - C - OH | | | H - C - OH H - C - OH H - C - OH | | | CH2OH CH2OH CH2OH
Glikoz, Fruktoz ve Galaktoz bu üç bileşiğin kapalý formülleri aynıdır (C6H12O6), ancak yapý formülleri farklı olup birbirinin izomerleridir.
İçinde aldehit grubu bulunduran monosakkaritler, Fehling ve Tollens çözeltisine etki ederek buradaki iyonları (metal) indirgerler.
C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11 + H2O glikoz fruktoz sakkaroz
H - N - H R - N - H R - N - H R - N - R | | | | | | | | H H R R R R R R
H NH2 | | CH3 - N - H CH3 - NH - CH3 Metil amin Siklo hekzil amin Dimetil amin
R - C ≡ N + 2H2 → R - CH2 - NH2 Nitril Amin
O O || || R - C - OH → R - C - NH2 Formik asit Formamit
O O || || CH3 - C - OH → CH3 - C - NH2 Asetik asit Asetamit
O O || || CH3 - CH2 - C - NH2 → H2N - C - NH2 Propiyonamit (Propanamit) Üre
COOH | H2N - C - H | R
Ph
Ph-Ph
Ph-Ph-Ph
Ph-Br Ph-Cl
Ph-CH3 Toluen Benzen'e iki metil grubunun bağlanmasıyla isim değişir ve bu bileşiğe ksilen denir.
Ph-NH2 Anilin
Ph-OH Fenol
Ph-CH2OH Benzialkol
Ph-COH Benzaldehit
Ph-COOH Benzoikasit
Ph(COOH)-O-C((O))-COH2 Asetil salisilik asit (aspirin)
Ph-NO2 Trinitrotoluen (TNT) Patlayıcı özellik gösterir
Ph-OH Fenol (Fenikasit) Alkole Benzemesine rağmen alkol değildir. Suda çözündüğünde zayıf asit özellik gösterir
Ph-NH2 Amino Benzen (Anilin) Zayıf Baz Özelliği Gösterir
Aromatik bileşikler, halkalı yapıda ve özel bir elektron dağılımına sahip organik bileşiklerdir. En basit örneği benzendir.
Bileşik/Bileşik Grubu | Asitlik/Bazlık | Fiziksel Hal | Görünüm | Koku | Tat | Kullanım Alanları | Sentezi |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Alkanlar (CnH2n+2) | Nötr | C1-C4: gaz, C5-C17: sıvı, C18+: katı | Renksiz | Hafif petrol kokusu | Tatsız | Yakıt, çözücü, mum yapımı | Petrol rafinasyonu, doğal gaz |
Alkenler (CnH2n) | Nötr | C2-C4: gaz, C5-C15: sıvı, C16+: katı | Renksiz | Hafif tatlımsı | Tatsız | Plastik üretimi, sentetik kauçuk | Petrokimya, alkollerin dehidrasyonu |
Alkoller (R-OH) | Çok zayıf asit | C1-C12: sıvı, C13+: katı | Renksiz | Keskin, karakteristik | Yanıcı (metanol zehirli) | Dezenfektan, çözücü, yakıt | Fermentasyon, alken hidrasyonu |
Karboksilik Asitler (R-COOH) | Zayıf asit | C1-C9: sıvı, C10+: katı | Renksiz | Keskin (düşük moleküllü), kokusuz (yüksek moleküllü) | Ekşi | Gıda koruyucu, boya, ilaç | Alkol oksidasyonu, hidroliz |
Aromatik Bileşikler | Değişken (fenol: asidik, anilin: bazik) | Çoğunlukla sıvı veya katı | Renksiz veya hafif sarı | Karakteristik (benzen: tatlı, naftalin: keskin) | Genellikle acı | İlaç, boya, plastik, patlayıcı | Petrokimya, kömür katranı |
Metanol (CH3OH) | Zayıf asit | Sıvı | Renksiz | Hafif alkolik | Yanıcı, zehirli | Yakıt, antifriz, çözücü | Sentetik gazdan |
Etanol (C2H5OH) | Zayıf asit | Sıvı | Renksiz | Alkolik | Yanıcı | İçecek, dezenfektan, yakıt | Fermentasyon, etilen hidrasyonu |
Asetik Asit (CH3COOH) | Zayıf asit | Sıvı | Renksiz | Keskin sirke kokusu | Ekşi | Gıda, tekstil, ilaç | Etanol fermantasyonu, sentetik |
Formik Asit (HCOOH) | Orta kuvvette asit | Sıvı | Renksiz | Keskin, tahriş edici | Yakıcı | Deri endüstrisi, koruyucu | Karbonmonoksit ve NaOH'den |
Fenol (C6H5OH) | Zayıf asit | Katı | Renksiz kristal | Hafif tatlımsı | Yakıcı | Dezenfektan, reçine üretimi | Kömür katranı, kümenden |
Anilin (C6H5NH2) | Zayıf baz | Sıvı | Renksiz-sarımsı | Amin kokusu | Yanıcı | Boya, ilaç, kauçuk | Nitrobenzen indirgenmesi |
Aseton (CH3COCH3) | Nötr | Sıvı | Renksiz | Tatlımsı | Yanıcı | Çözücü, tırnak cilası çıkarıcı | Kümensiz, izopropanol oksidasyonu |
Glukoz (C6H12O6) | Çok zayıf asit | Katı | Beyaz kristal | Kokusuz | Tatlı | Gıda, ilaç, fermantasyon | Fotosentez, nişasta hidrolizi |