Bir kimya öğretmeni tahta üzerine fullerenlerin özelliklerini yazmıştır:
I. Karbon atomlarının beşgen ve altıgen halkalar oluşturması
II. Sp2 hibritleşmesi yapmaları
III. Yüksek sıcaklıklara dayanıklı olmaları
IV. Suda çözünmeleri
Öğrencilerden bu özelliklerden hangisinin yanlış olduğunu bulmalarını istemiştir. Buna göre hangi özellik fullerenler için yanlıştır?
A) I
B) II
C) III
D) IV
Sevgili öğrenciler, fullerenler karbonun ilginç ve önemli allotroplarından biridir. Bu soruda, fullerenlerin özelliklerini inceleyerek hangisinin yanlış olduğunu bulacağız. Her bir özelliği tek tek değerlendirelim:
- I. Karbon atomlarının beşgen ve altıgen halkalar oluşturması: Bu ifade, fullerenlerin yapısal özelliğini doğru bir şekilde tanımlar. Özellikle en bilinen fulleren olan C60 (buckyball), 12 adet beşgen ve 20 adet altıgen halkadan oluşan küresel bir yapıya sahiptir. Bu halkalar, futbol topu desenine benzer bir düzen oluşturur. Dolayısıyla bu özellik doğrudur.
- II. Sp2 hibritleşmesi yapmaları: Fullerenlerdeki her bir karbon atomu, üç başka karbon atomuyla kovalent bağ yapar. Bu bağlar, karbon atomlarının $sp^2$ hibritleşmesi yaptığını gösterir. Grafit ve grafen gibi diğer karbon allotroplarında da $sp^2$ hibritleşmesi görülür. Bu özellik de doğrudur.
- III. Yüksek sıcaklıklara dayanıklı olmaları: Fullerenler, güçlü kovalent bağlarla birbirine bağlı karbon atomlarından oluşan kararlı yapılardır. Bu nedenle, genellikle yüksek sıcaklıklara karşı oldukça dayanıklıdırlar ve yapılarını bozmadan yüksek sıcaklıklara kadar varlıklarını sürdürebilirler. Bu özellik de doğrudur.
- IV. Suda çözünmeleri: Fullerenler, apolar (kutupsuz) moleküllerdir. Su ise polar (kutuplu) bir çözücüdür. Kimyada "benzer benzeri çözer" ilkesi geçerlidir. Yani apolar maddeler apolar çözücülerde, polar maddeler ise polar çözücülerde iyi çözünürler. Fullerenler apolar oldukları için polar olan suda çözünmezler. Genellikle benzen, toluen, karbon disülfür gibi apolar organik çözücülerde çözünürler. Bu nedenle, fullerenlerin suda çözündüğü ifadesi yanlıştır.
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, fullerenler için yanlış olan özellik IV. maddedir.
Cevap D seçeneğidir.
