Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu adım adım, anlaşılır bir şekilde çözerek alkenlerin yapısını ve doyurulma tepkimelerini daha iyi anlayalım.
- Adım 1: Alkenlerin Yapısını Anlayalım
- Alkenler, yapılarında en az bir tane karbon-karbon çift bağı ($C=C$) içeren doymamış hidrokarbonlardır.
- Genel formülleri $C_nH_{2n}$ şeklindedir. Burada $n$ karbon atomu sayısını temsil eder. Bu genel formül, molekülde sadece bir adet çift bağ olduğunu gösterir. Eğer birden fazla çift bağ olsaydı (dienler, trienler vb.) veya halkalı yapı olsaydı, formül farklı olurdu. Soruda "bir alken molekülü" dendiği için, basit bir alken yani bir adet çift bağ içeren bir yapı kastedilmektedir.
- Adım 2: Molekülün Formülünü Bulalım
- Soruda molekülün 4 karbon atomu içerdiği belirtilmiştir, yani $n=4$.
- Alkenlerin genel formülü olan $C_nH_{2n}$'yi kullanarak, bu alkenin formülü $C_4H_{2 \times 4} = C_4H_8$ olur. Bu molekül büten olarak adlandırılır.
- Adım 3: Doyurma (Hidrojenleme) İşlemini Anlayalım
- Bir molekülün "tamamen doyurulması", yapısındaki tüm çift (veya üçlü) bağların tekli bağlara dönüştürülmesi anlamına gelir. Bu sayede molekül, mümkün olan en fazla hidrojen atomunu içerir hale gelir.
- Bu işlem, hidrojenleme olarak bilinir ve moleküle hidrojen ($H_2$) eklenmesiyle gerçekleşir.
- Her bir karbon-karbon çift bağı ($C=C$), bir mol hidrojen ($H_2$) molekülü ile reaksiyona girerek tekli bağa ($C-C$) dönüşür. Bu tepkime genellikle bir katalizör (örneğin nikel, platin veya paladyum) eşliğinde gerçekleşir.
- Adım 4: Gerekli $H_2$ Miktarını Hesaplayalım
- $C_4H_8$ formülüne sahip bir alken (büten), genel alken formülü olan $C_nH_{2n}$'ye uyduğu için yapısında bir adet karbon-karbon çift bağı içerir.
- Yukarıda öğrendiğimiz gibi, her bir çift bağı doyurmak için bir mol $H_2$ molekülü gereklidir.
- Dolayısıyla, büten molekülündeki tek çift bağı doyurmak için bir mol $H_2$ molekülüne ihtiyaç vardır.
- Reaksiyon şu şekilde gösterilebilir: $C_4H_8 \text{ (alken)} + H_2 \rightarrow C_4H_{10} \text{ (alkan)}$
Sonuç olarak, 4 karbonlu bir alken molekülünün tamamen doyurulması için 1 mol $H_2$ molekülü gerekir.
Cevap A seçeneğidir.
