Examkin

Soru

Zorluk: ZorKarbonun Allotropları ve Özellikleri

Karbon elementinin doğal ve yapay allotroplarının yapısal özellikleri ile ilgili:

I. Elmas kristalinde her bir karbon atomu sp3sp^3 hibritleşmesi yaparak düzgün dörtyüzlü geometri oluştururken; grafit tabakalarında sp2sp^2 hibritleşmesi yapan karbon atomları altıgen halkalar meydana getirir.

II. İki boyutlu düzlemsel yapıda olan grafen tabakası, yapısında bulundurduğu delokalize π\pi (pi) elektronları sayesinde elektrik akımını ve ısıyı çok hızlı bir şekilde iletebilir.

III. Karbonun yapay allotroplarından olan fullerendeki tüm karbon atomları sp3sp^3 hibritleşmesi yapmıştır ve bu yapay allotrop elektrik akımını iletmez.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. I ve IICevap
  3. C
    I ve III
  4. D
    II ve III
  5. E
    I, II ve III

Cevap

Elmasın sp3sp^3 ve grafitin sp2sp^2 hibritleşmesi yapması ile grafenin delokalize elektronları sayesinde elektriği iletmesi doğru açıklamalardır. Dolayısıyla birinci ve ikinci öncüller doğrudur.
Elmasın yapısında karbon atomlarının sp3sp^3 hibritleşmesiyle düzgün dörtyüzlü örgü oluşturduğu, grafitin ise sp2sp^2 hibritleşmesiyle altıgen tabakalı yapıda olduğu doğrudur. Grafen tabakalarındaki delokalize pi elektronları ısı ve elektrik iletkenliği sağlar. Bu sebeple birinci ve ikinci öncüller doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Elmas ve grafitin yapıları ve hibritleşmeleri incelenir.
Elmas kristalindeki karbon atomlarının tamamı sp3sp^3 hibritleşmesine sahiptir ve düzgün dörtyüzlü yapıdadır. Grafitte ise karbon atomları sp2sp^2 hibritleşmesi yaparak altıgen halkalardan oluşan düzlemsel tabakalar oluşturur. Bu nedenle birinci öncül doğrudur.
Allotropların en temel fiziksel ve yapısal farklarının belirlenmesi.
2
Grafenin iki boyutlu yapısı ve iletkenliği değerlendirilir.
Grafen, tek atom kalınlığındaki iki boyutlu karbon tabakasıdır. Grafit yapısındaki gibi sp2sp^2 hibritleşmesi yapmış karbon atomları içerir. Hibritleşmeye katılmayan p orbitallerindeki delokalize pi elektronları sayesinde ısı ve elektriği çok hızlı iletir. Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.
Grafenin elektriksel ve yapısal özelliklerinin analiz edilmesi.
3
Fullerenin allotropik özellikleri ve hibritleşme durumu değerlendirilir.
Fullerenler yapay allotroplardır. Küre, tüp veya elips şeklinde kafes yapılar oluştururlar. Fullerende karbon atomları sp3sp^3 değil, ağırlıklı olarak sp2sp^2 hibritleşmesi yapmıştır ve delokalize elektronları sayesinde yarı iletken veya iletken özellik gösterebilir. Bu nedenle üçüncü öncül yanlıştır.
Yapay allotroplardan fullerenin özelliklerinin ve yanlış bilinen hibritleşme bilgisinin doğrulanması.

Anahtar Kavram

Karbon allotroplarının (elmas, grafit, grafen, fulleren) hibritleşme farkları, kristal/örgü geometrileri ve delokalize elektronlara bağlı elektriksel iletkenlik özellikleri
Bu soruyu puanla

Konular

Karbonun Allotropları ve Özellikleri

Bu konudan daha fazla soru