azot elementinin özellikleri hidrojenin proton sayısı oksijenin proton sayısı azotun proton sayısıhidrojen proton sayısı oksijen proton sayısı azot kaç bağ yapar karbonun proton sayısı hidrojen atomunun özellikleri kükürtün özellikleri azot proton sayısı oksijen elementinin özelliklerioksijenin özellikleri kükürtün proton sayısı

Atomlar çekirdeklerinde pozitif yük ve etrafında hacimce çekirdeğe nazaran oldukça genis bir bölgede eksi yüklü elektronları bulunduran elementlerin kendi özelliğini taşıyan en küçük yapı taşıdırlar. Atomlar çekirdeklerinde artı yüklü protonlar yanında yüksüz nötronları da bulundururlar.



Bir atomun ağırlığını proton ve nötronları ve onun özelliklerini ise protonları belirler. Örneğin atomun yükünü protonun ve elektron sayısı belirler. Bir elementte proton sayısı sabittir ve nötr ( yüksüz ) haldeki bir atom için proton ve elektron sayıları birbirine eşittir. Atomun yükü değişen elektron sayısına göre pozitif yada negatif olarak değişir. Negatif yüklü olan bir atom dışarıdan elektron almış pozitif yüklü olansa dışarıya elektron vermiştir.


Bir elementin özelliklerini protonu belirlemekle birlikte kimyasal reaksiyon özellikleri elektronları nasıl kullandığı ile belirlenir.

Atomların etrafında hareket halinde bulunan elektronlar rast gele değil belirli bir geometrik şekil düzeni içerisinde hareket ederler. Bu bölgelere elektron bulutları ( orbitaller ) denir.

Atom etrafındaki bu yörüngeler (orbitaller) spesifik şekillere sahiptirler ve bunlar dan organik kimya için çok önemli olan bazıları aşağıda verilmiştir.

S ve P

Orbitaller arasında ki açılar 90 °dir ve orbitaller üç boyutlu uzay geometrisine uygun bir şekilde sıralanmışlardır. Bunlar bulundukları doğrultuya göre P x P y ve P z olarak adlandırılırlar. d- orbitalleri beş tanedir ve 10 elektron bulundurabilirler ve S ve P orbitallerine göre daha karmaşık yapıdadırlar. Bu derste organik kimyada çok kullanılmaması nedeni ile d-orbital yapısı işlenmeyecektir.
Orbitallerinin bulundurabileceği elektron sayısından da anlaşılacağı üzere her bir orbital maksimum iki elektron bulundurabilirler.

Bir atomun orbitalleri dolu ise kimyasal reaksiyon vermeye ( Bağ oluşumu ) yatkın değildirler. Eğer yarı dolu ( tek elektron bulunan ) orbitalleri varsa bağ oluşumuna yatkındırlar.
Organik kimyada en sık kullanılan atomları bu açılardan tanımak organik kimyanın anlaşılmasını büyük ölçüde kolaylaştırmaktadır. Organik moleküllerde bulunması olası elementler Hidrojen (H) Halojenler (X=FClBrI) Oksijen (O) Azot (N) Fosfor (P) kükürt (S) ve karbon (C) dir .
Bu elementlerden biri periyodik cetvelin ilk atomu hidrojendir. Hidrojen sadece bir proton ve bir elektronu bulunan bilinen en küçük atomdur. Sadece bir elektronu bulunması gereği bir yarı dolu orbitale sahiptir ve tek bir bağ yapmaya yatkındır.



ŞEKİL YOK

Şekilden de anlaşılacağı üzere bağ aslında iki orbitalin üst üste çakışmasından başka bir şey değildir ve bu çakışma her bir atoma orbitalinde iki elektron bulunduğu izlenimini verir. Kimyacıların kimyasal olayları daha anlaşılır yapmak için elementler arasana çizdiği bir çizgi olarak karşımıza çıkar.

Halojenler ( F Cl Br I) organik kimyada çok kullanılan elementlerdir ve kimyasal anlamda bağ yapma açısından hidrojene çok benzerlik göstermektedirler. Yedi değerlik elektronu ve sadece bir yarı dolu orbitali vardır. Bu da sadece bir bağ yaptıkları anlamına gelmektedir.
Aralarında ki en önemli ayırt edici özellik hidrojen elektron verip + (artı) değerli olmaya halojenlerse electron alıp -(eksi) değerli olmaya yatkındırlar.

Oksijen: Oksijen altı değerlik elektronuna ve iki yarı dolu orbitale sahiptir. Bu da iki bağ yaptığı anlamına gelir. Kükürt de oksijenle benzer özelliklere sahiptir. Oksijen için anlatılan kimyasal özellikler çoğunlukla kükürt için de uyarlanabilir. Burada sadece oksijenin özellikleri anlatılacaktır gerekli yerlerde küçük farklılıkları göz önünde bulundurarak uyarlamalar yapma öğrenciye bırakılacaktır.



Oksijenin en belirgin özelliği iki yarı dolu orbitallerini duruma bağlı olarak s ve π bağları olarak aynı atoma yada iki s bağı olarak farklı iki atoma bağlayabilmesidir. Bunlardan birincisi (Oksijen molekülü O 2 ) yukarıda açıklanmıştır. İkincisi için en güzel örmek de su molekülüdür.

Böylece su molekülü bir oksijen atomunun her iki eşlenmemiş elektronlarına birer hidrojen atomunun ortaklanmamış elektronunun eşlendirilmiş halinden başka bir şey değildir.

Azot (N) : Azot atomu beş değerlik elektronuna ve üç tane eşlenmemiş elektrona sahiptir buda azotun üç bağ yapacağı anlamına gelir.


Azot atomu da oksijene benzer şekilde yine başka bir azot atomu ile tüm bağlarını paylaşacak şekilde aralarında üçlü bağ yapabilirler ve azot molekülünü ( N 2 ) oluştururlar. Azot oluşumu kimyasal bağlar açısından yukarıda incelenmiştir. Azotta oksijen gibi üç bağını da aynı elementle yapabildiği gibi her üçünü de ayrı ayrı diğer elementlerle yapabilir. Bu duruma iyi bir örnek ise amonyak (NH 3 ) molekülüdür.


Dikkatlice incelendiğinde oksijen ve azot atomları üzerinde ortaklanmamış elektron çiftleri yanında oksijende iki azotta da bir olmak üzere ortaklanmış (eşlenmiş) elektron çiftlerine bulunmaktadır. Moleküllerdeki bu değerlik elektronları Levis formülünde göstermekle birlikte çok kullanılan Kekule formülünde göstermeyiz.


Levis yapısında ki bu elektron çiftleri atomların değerlik elektronları kuramından kaynaklanmaktadır. Örnek olarak azot 7 protona ve yedi elektrona sahiptir ve elektron dizilişleri 1S 2 2S 2 2P 3 şeklindedir ve son yörünge 2-de 5 elektron bulunmaktadır. Bunlardan daha düşük enerjili 2S orbitalinin dolu olduğu ve iki elektronunda Levis yapısında azot üzerine yazılan elektron çifti olduğu kabul edilecektir. Oksijen 8 elektrona sahip olmakla birlikte oksijen için Levis yapısındaki iki elektron çiftlerinin anlaşılması öğrenciye bırakılmıştır.

Bu derste de genelde kullanıldığı gibi Kekule formülü kullanılacak ve gerekli yerlerdeki Levis yapısında bilinmesi gereken elektron çiftleri ve bağ elektronlarını öğrencinin aklında bulundurması gerekecektir.

Karbon ( C): Organik kimyanın ortaya çıkmasını sağlayan ve daha önceki elementlere göre anlaşılması biraz daha karmaşık olan karbon atomu da dört değerlik elektronuna sahiptir ve tabii olarak dört bağ yapar. Karbon atomu bu dört bağın dört tanesini de aynı atoma bağlanacak şekilde ayarlayamaz.

Bunun nedenini nasıl açıklayabilirsiniz ?

Karbon atomunu iyi tanımak iyi bir organik kimya bilgisinin temelini oluşturur. Bunun için bu derste karbon atomu genişçe tartışılacaktır.

Karbon atomu dört bağını aynı elementle paylaşamazken dört farklı atoma ayrı ayrı bağ yapabilmektedir. Karbonun dört farklı atoma bağ yaptığı moleküle en iyi örnekse hidrokarbonların en küçüğü olan metandır. Metan bir karbon atomunun dört eşlenmemiş elektronlarına dört hidrojen atomunun bağlanmasıyla oluşur.

Karbon atomu 4 değerlik elektronuna sahip olmakla birlikte elektron dizilimi 1S 2 2S 2 2P 2 şeklindedir ve enerji seviyesi itibarı ile ele alındığında


Şeklinde olmalı ve iki eşlenmemiş elektronu bulunmalı ve böylece de iki bağ yapmalı idi. Karbon atomunun iki yerine dört bağ yapması nasıl izah edilebilir ?
Yukarıda gösterildiği şekilde 2S ve 2P orbitalleri enerji seviyeleri bakımından farklı olmakla birlikte birbirlerine oldukça yakındır ve 2S orbitalindeki çiftleşmiş elektronlardan biri çok küçük enerji aktarımı ile 2P deki boş orbitale geçebilir.


Bu geçiş tüm orbitalleri eşit enerji seviyeli dört tane eşlenmemiş elektron bulunduran bir yapıya sokar ki bu durumdaki karbon atomu artık bilinen dört bağ yapma özelliğine sahiptir. Bu özelligi dört farklı bağ için metan incelenmiş dört bağını da aynı elementle paylaşamayacağı açıklanmıştı.
Karbon atomunun organik kimyayı daha da zenginleştiren özelliği iki karbon atomu veya uygun diğer hetero atomlarla ikili üçlü bağlarda yapabilme özelliğidir.
Bu derste tüm bu özellikler detaylarıyla anlatılacaktır.

Hidrokarbonlar. ( C H ) Karbon ve hidrojenden oluşmuş bileşikler genel olarak hidrokarbanlar olarak adlandırılırlar. Doymuş ve doymamış olarak iki kısma ayrılır. Bunlardan doymuş hidro karbonların ilk on tanesinin Latince adlarını ezberlemek bir çok diğer bileşiğin isimlendirilmesi için zorunludur.
Bunları genel olarak birkaç örnekle incelersek;