Alkanlar-2

Halkalı Alkanlar (Sikloalkanlar)

Halkalı yapıdaki alkanlara sikloalkan denir.

En küçük halkalı alkan 3 karbonludur.
Halkalı alkanların genel formülü \(C_nH_{2n}\) (\(n \ge 3\)). Bu formül yapısında tek halka bulunan sikloalkanlar için geçerlidir.
Her halka formülden 2 hidrojen azaltır.
- Tek halkalı: \(C_nH_{2n}\)
- 2 Halkalı: \(C_nH_{2n-2}\)
Halkalı alkanların adlandırılmasında karbon sayısına karşılık gelen alkan isminin önüne siklo eki getirilir.
Halkaya birden fazla grup bağlı ise düz zincirli alkanlarda olduğu gibi numaralandırma kiriterlerine göre halka numaralandırılır.
Halkaya tek bir yan grup bağlı ise numara kullanılmaz. Çünkü grubun bağlı olduğu karbon atomu numaralandırmada 1 numarayı alır.

Halkaya bağlı olan birden fazla grup varsa, zincir bağlı olan grupların isimlerinin alfabetik sırasına göre numaralandırmaya başlanır.

Sadece bir tane yan grup varsa numaralandırmaya gerek olmamasının sebebi, zaten oradan numaralandırmaya başlıyor olmamızdır.

Halkalı alkil grupları da türedikleri sikloalkanın adının -an eki yerine -il eki getirilerek adlandırılır.

Tek halkalı alkanlara sikloalkan veya monosikloalkan denir. İki halkalılar da her ne kadar sikloalkan olsa da, karışıklığı önlemek için bisiklolakan olarak adlandırılırlar.

Alkanların Özellikleri

Apolar yapılıdırlar. Moleküller arasında London kuvvetleri etkindir.

Molekülün büyüklüğü ve temas yüzeyi arttıkça London kuvvetleri artar.
Buna bağlı olarak karbon sayısı arttıkça kaynama noktası yükselir.
Dallanma arttıkça kaynama noktası düşer.

Standart şartlarda alkanların ilk 4 üyesi gaz, 5-17 arası sıvı, karbon sayısı 17 den fazla olanlar ise katı haldedir.
Apolar olduklarından suda çözünmezler. Karbontetraklorür ve benzen gibi apolar çözücülerde çözünürler.
Genellikle renksiz, tatsız ve kokusuz yapıdadırlar ve yoğunlukları \(1g/cm^3\) den küçüktür.
Alkanlar homolog sıra oluşturur. İki molekül arasında \(CH_2\) kadar fark olmasına homolog sora denir.

Sadece sigma bağı bulundurduklarından kararlı bir yapıya sahiptirler. Yer değiştirme (sübstitüsyon) ve yanma tepkileri verirler.

Alkanların Kullanım Alanları

Günümüzde daha çok yakıt olarak kullanılırlar.

Çözücü olarak da yaygın şekilde kullanılırlar. Örneğin hekzan çok iyi bir çözücü olduğundan laboratuvarlarda ve sanayide organik maddelerin çözünmesinde ve boyaların inceltilmesinde kullanılır.
Ana kaynakları; petrol, kömür ve doğal gaz gibi fosil yakıtlardır. Genellikle ham petrolün rafinelerinde damıtılmasıyla elde edilirler.

Aşağıda bazı petrol ürünleri verilmiştir.

Alkanların Kimyasal Tepkimeleri

Yanma Tepkimeleri

Alkanların yanmasından \(CO_2\) ve \(H_2O\) oluşur. Karbon sayıları arttıkça açığa çıkan enerji artar. Genellikle yanma tepkimeleri aşağıdaki gibidir.

\(\ce{C_nH_{2n + 2} + \frac{3n + 1}{2}O2 -> nCO2 + (n + 1)H2O + Heat}\)
\(\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O + 890kJ/mol}\)
\(\ce{C2H6 + 7/2O2 -> 2CO2 + 3H2O + 1559kH/mol}\)

Yer Değiştirme (Sübstitüsyon) Tepkimeleri

Alkanlar ultraviyole (UV) ışınları etkisiyle ya da yüksek sıcaklıklarda halojenlerle yer değiştirme tepkimesi verir.

Bu tepkimelerde alkanın yapısındaki H atomları yerine halojen atomları bağlanır.

\(\ce{CH4 + Cl2 ->[UV or Heat] CH3Cl + HCl}\) (Monoklormetan)
\(\ce{CH3Cl + Cl2 ->[UV or Heat] CH2CL2 + HCl}\) (Diklormetan)
\(\ce{CH2Cl2+Cl2 ->[UV or Heat] CHCl3 +HCl}\) (Triklormetan [Kloroform])
\(\ce{CHCl3 + Cl2 ->[UV or Heat] CCl4 + HCl}\) (Tetraklormetan [karbon tetraklorür])

Net: \(\ce{CH4 +4Cl2 ->[UV or Heat] CCl4 + 4HCl}\)

Metil Klorür \((CH_3Cl)\): Zehirli ve renksiz bir gazdır. Silikon polimerlerinin üretiminde kullanılır.

Diklorometan \((CH_2Cl_2)\): Suda az çözünür ve oda koşullarında toksik özellik gösterir. Metal ve tekstil sanayisinde, kauçuk, fotoğraf filmi, sentetik lifler ve mürekkep üretiminde kullanılır.

Kloroform \((CHCl_3)\): Oda şartlarında gaz halindedir. Bayıltıcı özellikte olduğundan tıpta (eskiden) anestezik madde olarak kullanılır.

Karbon Tetraklorür \((CCl_4)\): Oda şartlarında sıvı haldedir. Yanıcı olmadığından yangın söndürücü olarak (\(CCl_4\) zehirli bir madde olduğundan günümüzde yangın söndürücü olarak kullanılmamaktadır.), iyi bir çözücü olduğundan kuru temizleme işlemlerinde kullanılır.

Termal ve katalitik kraking: Yüksek karbon sayılı alkanların katalizör eşliğinde yüksek sıcaklıklarda parçalanarak daha küçük karbon sayılı hidrokarbonlara dönüşöesine katalitik kraking, katalizörsüz gerçekleşen tepkimeye ise termal kraking denir.

\(\ce{C8H18 ->[Kraking] C4H10 + C4H8}\)

Questions

Benzen halkası içermediği sürece Alifatik hidrokarbonlardır.

Soru güzel değil. Bisikloalkanlar da sikloalkanlardır.

Hidrojen yerine geçebildiğinden hidrojene bağlı herhangi bir karbona bağlanabilir.

Hoca zincirin sonundaki metilleri özdeş olarak düşündü ve 4'ü işaretledi?

Hidrokarbonlar apolardır bu sebeple kalıcı dipol özellik göstermezler. Geçici dipol özellik gösterirler.

Özel adlandırmalara daha fazla çalışmalıyım. İzopropilin neden öyle olduğunu öğrenmeliyim.
İzo ve neo adlandırmalarının neden öyle olduğuna dair notlarımı değiştirmeliyim.