Examkin

Question

Difficulty: HardKarbonun Allotropları ve Özellikleri

Karbon elementinin doğal ve yapay allotroplarının kristal örgü yapıları, hibritleşme türleri ve buna bağlı olarak gösterdikleri fiziksel/kimyasal özellikler birbirinden farklılık gösterir.

Buna göre, solda verilen karbon allotroplarını sağda verilen ve bu allotroplara ait belirleyici özellik veya yapısal tanımlarla doğru bir şekilde eşleştiriniz.

  • GrafenKarbon atomlarının sp2sp^2 hibritleşmesiyle oluşturduğu altıgen halkalardan meydana gelen, tek atom kalınlığındaki iki boyutlu düzlemsel nanoyapı.
  • ElmasKarbon atomlarının tamamının sp3sp^3 hibritleşmesi yaptığı, kristal örgü yapısında tüm valans elektronlarının kovalent bağlarda lokalize olması nedeniyle elektriksel yalıtkan olan ve yüksek erime noktasına sahip doğal yapı.
  • GrafitHalkalarındaki karbon atomları sp2sp^2 hibritleşmesi yapmış olan, tabakalar arası zayıf etkileşimlerin varlığı nedeniyle kayganlık özelliği gösteren ve hibritleşmeye katılmayan pp orbitallerinin örtüşmesiyle oluşan delokalize π\pi elektronları vasıtasıyla elektriği ileten allotrop.
  • FullereneBelirli sayıda karbon atomunun kovalent bağlarla bağlanarak oluşturduğu, karbonun ilk yapay allotropu kabul edilen, küre (futbol topu), silindir veya elips benzeri geometrilere sahip kafes yapılı moleküller.

Answer

Eşleşmeler şu şekildedir: Grafen ile tek atom kalınlığındaki iki boyutlu nanoyapı; Elmas ile sp3sp^3 hibritleşmesine sahip yalıtkan kristal; Grafit ile delokalize pi elektronları sayesinde elektriği ileten tabakalı yapı; Fullerene ile yapay kafes yapılı moleküller.
Doğru eşleştirmede; grafen tek katmanlı ve iki boyutlu düzlemsel yapıya, elmas tüm değerlik elektronlarının lokalize kovalent bağlarda kullanıldığı yalıtkan yapıya, grafit delokalize pi elektronlarına sahip elektriği ileten tabakalı yapıya ve fullerene ise yapay kafes yapılı moleküllere karşılık gelmektedir.

Step-by-Step Solution

1
Grafen yapısının boyutsal ve hibritleşme özelliklerinin incelenmesi.
Grafenin karbon atomlarının sp2sp^2 hibritleşmesi yaptığı, tek atom kalınlığındaki iki boyutlu düzlemsel yapısı belirlenir.
Grafen, grafitin tek bir tabakası gibidir ve bu iki boyutlu yapısı ona olağanüstü iletkenlik kazandırır.
2
Elmas allotropunun bağ yapısının ve elektriksel iletkenliğinin değerlendirilmesi.
Elmasın tüm karbon atomlarının sp3sp^3 hibritleşmesi yaptığı, serbest veya delokalize elektron içermediğinden elektriği iletmediği ve en sert doğal kristal olduğu belirlenir.
Elmas kristalinde tüm bağlar güçlü kovalent bağlardır (σ\sigma bağları) ve hareketli π\pi elektronu bulunmaz.
3
Grafit tabakalarındaki bağ ve iletkenlik mekanizmasının incelenmesi.
Grafitin sp2sp^2 hibritleşmesi yapmış karbon atomlarından oluşan tabakalı yapıda olduğu, tabakalar arasında zayıf bağlar bulunduğu ve serbest π\pi elektronları sayesinde elektriği ilettiği anlaşılır.
Hibritleşmeye katılmayan yarı dolu pp orbitallerinin yan yana örtüşmesiyle tabakalar arasında delokalize π\pi bağları oluşur ve bu durum elektriksel iletkenliği sağlar.
4
Fullerene yapısının ve kökeninin belirlenmesi.
Fullerenlerin laboratuvar ortamında sentezlenen yapay allotroplar olduğu ve küre, tüp gibi kafes yapılı geometrilerde bulunabildiği görülür.
Fullerenler karbonun doğal olmayan (yapay) allotroplarındandır.

Key Concept

Karbon allotroplarının (elmas, grafit, grafen, fullerene) yapısal özellikleri ve hibritleşme farkları
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Karbonun Allotropları ve Özellikleri

More questions from this topic