Hidrokarbon Nedir? Özellikleri ve Kullanım Alanları

Karbon ve hidrojenden oluşan bile­şik. Hidrokarbonlar, organik kimyaya bağlı önemli bir bileşik sınıfı (yüz bin­lerce bileşik) oluştururlar.

Hidrokarbon Sınıflandırması

Hidrokarbonlar, art arda birçok kümeye bölünmüştür. Öncelikle, kapalı zincirler içermeyen alifatik ya da asiklik hidrokarbonlarla, en azın­dan bir halka içeren siklik (halkalı) hidrokarbonlar birbirinden ayırt edi­lir.

ALİFATİK HİDROKARBONLAR. Aynı yapı özellikleri taşıyan hidro­karbon kümelerini içerirler; her bir kümede, zincirler çizgisel ya da dal­lanmış olabilir. Genel formülü C„H2„~2 olan doymuş hidrokarbonlar, yani parafinler ya da alkanlar, bütandaki gibi (CH3-CH2-CH2-CH3) yalnızca basit karbon-karbon bağları içerirler. Doymamış hidrokarbonlar arasında şunlar ayırt edilir: 1. Etilenik hidro­karbonlar, yani olefinler ya da alkenler, C„H2n formüllü, moleküllerinde en az bir karbonkarbon çift bağı içe­ren bileşiklerdir; büten (CH-CH= CH-CH3 )bir monoetileniktir; bütadiyen (CH,=CH-CH=CH,) dietilenik bir hidrokarbon, yani bir diendir; polietilenikler birçok çift bağ taşırlar; asetilenik hidrokarbonlar, yani alkinler Cn Hsn-2 formüllü, molekülle­rinde en azından bir üçlü bağ bulunan bileşik lerdir:büt i n (CH:,-C = C -GH;,). monoasetileniktir; poliasetilenikler de vardır; 3. karışık, etilenik- asetilenik hidrokarbonlar hem çift, hern üçlü bağ taşırlar.

SIKLIK HİDROKARBONLAR. Bir­çok kümeye ayrılırlar: İki ya da daha fazla halkadan kurulu, sikloheksan ya da spirobisikloheksan gibi doy­muş halkalılar: halkalarında en az bir çift bağ taşıyan siklenik halkalılar; çekirdeklerinde, elektronların belirli bağlarda yerleşik olmadığı (benzen ve aromatik diziler) ve dilenil gibi çok halkalı olabilen aromatik hidro­karbonlar.

BAŞKA HİDROKARBONLAR. Terpenli hidrokarbonlar alifatik ya da sıklık olabilirler, ama, kaba formül­leri hep (C5H8)n olarak kalır. Kom­pleks hidrokarbonlara gelince, bunlar aymanda kümelerin her birine özgü özellikler gösterebilirler. Veril­miş bir kaba formüle, molekül kütlesi büyüdükçe artan sayıda gelişmiş for­müller denk düşer. Böylece, C25H52 bileşiğine, geliştirilmiş birkaç milyon izomer formülü yüklemek olasıdır. Hidrokarbonlar, genellikle bir türdeşler dizisi halinde kümelen­dirilirler: Bir dizinin bileşikleri, bir ya da daha çok CH2 kümesi katılma­sıyla, aralarında farklılık gösterirler. Dola yısıvla CH,-CH3, CH3-CH2– CH3, CH3-CH2-CH2-CH3 türdeş bir hidrokarbon dizisi oluştururlar. Bu tanım, dizinin maddelerinin fiziksel özellikleri sürekli biçimde değişir­ken, kimyasal özellikleri, bir tek öğe­sinin (genellikle birinci öğe) incelen­mesinin hepsinin kimyasal özellikle­rini aydınlattığı olgusuna bağlıdır. Belli bir dizi içinde, bütün karbon atomları sayısının artması, önce gaz, sıvı, sonra da katı bileşiklerin oluş­masına yol açmaktadır.

Hidrokarbon Fiziksel Özellikleri

Bilinen hidrokarbonların sayısının çok fazla olması ve fiziksel özellikle­rin çok büyük çeşitlilik göstermesin­den dolayı, hepsini anımsamak ola­naksızdır. Bununla birlikte, örnek olarak, aynı sayıda karbon atomu için, alkinlerin sudaki çözünürlüğü­nün alkenierinkinden daha fazla olduğunu söyleyebiliriz. Alkanlar suda çözünmezler. Ama, birbirleri içindeki çözünürlükleri çok yüksektir. Sıvılaştırılmış kükürt dioksit gibi başka çözücüleri göz önüne alırsak, alkenler, alkanlara oranla çok daha büyük çözünürlüğe sahiptirler; bun­dan dolayı bu çözücü, bu iki hidrokarbon türünün ayrılmasında kulla­nılır.

Hidrokarbon Kimyasal Özellikleri

Üç tepkime kategorisi bilinmektedir: Molekülün bozunması; karbona bağlı hidrojen atomlarının yer değiştirmesi; katılma.

BOZUNMA. Bu olay çoğunlukla alev ile temas edildiğinde, özellikle de klor ve oksijen gibi elementlerin etkisiyle, kolayca oluşur. Klor ile, hidrojen klorür meydana gelir, karbon siyah toz halinde serbest kalır. Alkinlerle, tep­kime ısı verici, ama, oluşmasını sağ­layacak bir alevi gerektirmeden kendi kendine gerçekleştiğinden daha şiddetlidir. Hidrokarbonlar, oksijende iyi yanarlar: yanma sıra­sında açığa çıkan enerji, bazı motor­ların beslenmesinde (benzin, alkan­lar, benzol) ve 3000°C’lık bir alev sıcaklığına erişilmesini sağlayan oksiasetilenli hamlaçlarda kullanılır. Tümüyle yanma sonucu karbon diok­sit ve su oluşur. Az miktarda oksijen kullanarak yanmanın tam olması engellenebilir: Bu durumda, bol siyah karbon dumanı (özellikle alkinler ve aromatiklerde) ya da önemli mik­tarda zehirli karbon oksit oluşur. Alkanların bozunması sonucu kar­bon ile bileşikler veren flüor dışın­daki güçlü yükseltgenlerin hidrokar­bonlara etkisi yoktur. Bu bozunma tepkimeleri, aromatik halka dışın­daki çoklu bağların en fazla kararsız­lık gösterdikleri tepkimelerdir.

YER DEĞİŞTİRME. Alkanlarda ve aromatiklerde, bir hidrojen atomu­nun yerini bir element ya da element­ler kümesinin alması, halojenler ve nitrolu ya da sülfonlu kümelerle kolayca gerçekleşir. Gerçek asetilenikler söz konusu olduğunda, bunlar özel bir durum gösterirler: Üçlü bağı taşıyan karbona bağlı, son derece devingen hidrojen, bu bileşiklere öbür hidrokarbonlarda karşılaşılma­yan bir asit niteliği verir. Ayrıca, bu hidrojen atomları, Ag+, Cu+, Na+ iyonları gibi metal katyonlarıyla yer değiştirebilirler; böylece alkinürler oluşur. Alkanlar, metallerle kurşuntetraetil gibi organometalik bileşikler verirler. Nitrolu yer değiştirme türevleri, R-N02, derişik ya da arı nitrik asitle elde edilir. Benzen söz konusu olduğunda, bireşim kaynağı olan nitrobenzenler oluşurlar. Derişik sülfü­rik asit ve kükürt trioksit karışımı olan oleum ile R-SO3H türü, sülfonlu türevler elde edilir.

KATILMA. Bu tepkimeler, yalnız doymamış bağları olan hidrokarbon­larla gerçekleşir: Aromatik maddeler, özellikle de alkenler ve alkinler. Çok önemli olan bu tepkimeler, söz konusu hidrokarbonların belirgin özelliklerini oluştururlar. Isı, alkanların parçalanmasına ve alkenlerle alkinlerin polimerleşmesine neden olur. Aromatik halkalar, olağanüstü derecede kararlıdırlar. Genel olarak, aromatik olmayan siklik hidrokar­bonlar, bunlara denk düşen hidrokar­bonlar gibi davranırlar.

Kullanım Alanları

Doğada, birçok hidrokarbon karışı­mıyla karşılaşılır: Bitkisel yağlar; bataklık gazı; maden gazı (grizu); vb. Bunlardan en önemlileri, binlerce hidrokarbonun karışımı olan ve yapı­ları oluştukları yere bağlı olarak değişen petrollerdir: Pennsylvania petrolleri, özellikle parafinli hidro­hidrokarbonlar; Bakû’nunkiler siklanlı hidrokarbonlar; Borneo’nunkilerse aromatik hidrokarbonlar içerir. Hidrokarbonların başlıca sanayi kaynakları, doğal gazlar, kömürler ve petrollerdir. Hidrokarbonlar, çağdaş iktisadın gereksinimlerinin büyük bir bölümünü sağlarlar ve kimya sanayisinin başlıca alanlarından birinin temelini oluştururlar.

Hadi Paylaş!Share on FacebookTweet about this on TwitterShare on Google+Share on RedditPin on Pinterest

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir