Examkin

Soru

Zorluk: OrtaKarbonun Allotropları ve Özellikleri

Karbon elementinin allotropları, nanoteknolojiden endüstriyel üretime kadar pek çok alanda benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikleri sayesinde kullanılmaktadır. Bu allotroplardan elmas, grafit ve grafen ile ilgili yapılan araştırmalarda elde edilen bazı bulgular şu şekildedir:

- Elmas, bilinen en sert doğal maddelerden biridir ve elektrik akımını iletmez.
- Grafit, yumuşak bir yapıya sahiptir ve yapısındaki serbest elektronlar sayesinde elektriği iletir.
- Grafen, karbon atomlarının iki boyutlu bal peteği örgü yapısında dizilmesiyle oluşur ve elektriği grafit gibi çok iyi iletir.

Buna göre, karbonun bu allotroplarının yapısal ve fiziksel özellikleri hakkında aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    Grafen ve karbon nanotüp gibi yapay allotroplar, elmas gibi kovalent ağ örgüsüne sahip oldukları için elektriksel iletkenlik göstermezler.
  2. B
    Grafitteki karbon atomları üç sigma (σ\sigma) ve bir pi (π\pi) bağı içerdiğinden, pi bağı doğrultusunun da hibritleşmeye katılmasıyla sp3sp^3 hibritleşmesi gerçekleştirir.
  3. Grafit ve grafen allotroplarında karbon atomları sp2sp^2 hibritleşmesi yaparken, elmas allotropunda karbon atomları sp3sp^3 hibritleşmesi yapmıştır.Cevap
  4. D
    Elmas kristalindeki karbon atomları sp3sp^3 hibritleşmesi yaparak tetrahedral geometri oluştururken, merkez karbon atomunun üzerinde ortaklanmamış iki çift elektron bulunur.
  5. E
    Karbon nanotüplerin ve fullerenlerin yeşil kimya kapsamında kullanılmasının temel nedeni, kimyasal süreçlerde açığa çıkan çevre kirliliğini oluştuktan sonra tamamen temizlemeleridir.

Cevap

Grafit ve grafen allotroplarında karbon atomları sp2sp^2 hibritleşmesi yaparken, elmas allotropunda karbon atomları sp3sp^3 hibritleşmesi yapmıştır.
Grafit ve grafen allotroplarında karbon atomlarının sp2sp^2 hibritleşmesi yaparken, elmas allotropunda sp3sp^3 hibritleşmesi yaptığını belirten ifade doğrudur. Elmasta her karbon atomu düzgün dörtyüzlü geometriye sahip olacak şekilde 4 komşusuna kovalent bağlarla bağlanmıştır ve sp3sp^3 hibritleşmesine sahiptir. Grafit ve tek tabakası olan grafende ise karbon atomları altıgen halkalar halinde dizilmiş olup her karbon atomu 3 komşu karbon atomuna bağlanarak sp2sp^2 hibritleşmesi gerçekleştirmiştir.

Adım Adım Çözüm

1
Karbon allotroplarının hibritleşme türlerini belirleme
Elmas kovalent ağ örgüsünde her karbon atomu 4 farklı karbon atomu ile sigma bağı yaptığından sp3sp^3 hibritleşmesi; grafit ve grafen yapılarında ise her karbon atomu 3 farklı karbon atomu ile sigma bağı kurduğundan sp2sp^2 hibritleşmesi yapmaktadır.
Hibritleşme türü, merkez atomun yaptığı sigma bağı sayısı ve varsa ortaklanmamış elektron çifti doğrultusu üzerinden belirlenir.
2
Seçeneklerin kimyasal doğruluk yönünden analiz edilmesi
Grafit ve grafende sp2sp^2, elmasta ise sp3sp^3 hibritleşmesi olduğunu belirten seçeneğin doğru olduğu belirlenirken; diğer seçeneklerde elektriksel iletkenlik, pi bağlarının hibritleşmeye etkisi, elmasın Lewis yapısı ve yeşil kimya tanımları ile ilgili hatalar olduğu tespit edilir.
Diğer seçeneklerin neden yanlış olduğunu kavramak, doğru cevabın doğruluğunu pekiştirmek için gereklidir.

Anahtar Kavram

Karbonun Allotropları ve Hibritleşme Özellikleri
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Karbonun Allotropları ve Özellikleri

Bu konudan daha fazla soru