Fulleren nedir ve özellikleri Test 1

Fullerenlerin grafit ve elmas ile karşılaştırılması yapıldığında aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Fullerenler kovalent bağlıdır, grafit ve elmas gibi
B) Fullerenler elektriği iletmez, grafit iletir
C) Elmas en sert, fulleren ise daha yumuşak yapıdadır
D) Üçü de karbonun allotropudur

Karbon elementi, atomlarının farklı şekillerde bağlanmasıyla çeşitli allotroplar oluşturur. Elmas, grafit ve fullerenler (örneğin C60) karbonun en bilinen allotroplarıdır. Bu soruda, bu üç allotropun özelliklerini karşılaştırarak yanlış ifadeyi bulmamız isteniyor.

• A) Fullerenler kovalent bağlıdır, grafit ve elmas gibi

  Bu ifade doğrudur. Elmas, grafit ve fullerenlerin hepsi karbon atomlarının birbirine kovalent bağlarla bağlanmasıyla oluşur. Elmas ve grafitte bu bağlar tüm yapıyı kapsayan bir ağ oluştururken, fullerenlerde kapalı kafes benzeri moleküller içinde kovalent bağlar bulunur.

• B) Fullerenler elektriği iletmez, grafit iletir

  Bu ifade yanlıştır. Grafit, karbon atomlarının sp2 hibritleşmesi yaparak düzlemsel tabakalar halinde düzenlenmesi ve her atomun üç komşu karbona bağlanmasıyla oluşur. Her karbon atomunda kalan birer serbest elektron, tabakalar arasında delokalize olarak hareket edebilir ve bu sayede grafit elektriği iyi iletir.

  Fullerenler (örneğin C60), karbon atomlarının sp2 hibritleşmesine benzer bir yapıda bağlanmasıyla oluşan küresel moleküllerdir. Fullerenler, grafit kadar iyi bir iletken olmasalar da, tamamen yalıtkan değildirler. Genellikle yarı iletken özellik gösterirler ve bazı türevleri veya doping yapılmış halleri elektriği iletebilir, hatta süperiletken olabilirler. Dolayısıyla, "Fullerenler elektriği iletmez" ifadesi kesinlikle doğru değildir.

• C) Elmas en sert, fulleren ise daha yumuşak yapıdadır

  Bu ifade doğrudur. Elmas, bilinen en sert doğal maddedir. Her karbon atomunun dört başka karbon atomuna güçlü kovalent bağlarla tetrahedral bir şekilde bağlanmasıyla oluşan üç boyutlu ağ yapısı ona bu sertliği verir. Fullerenler ise moleküler kristaller oluşturur. Fulleren molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri (Van der Waals kuvvetleri) zayıf olduğu için, elmasa göre çok daha yumuşak bir yapıya sahiptirler.

• D) Üçü de karbonun allotropudur

  Bu ifade doğrudur. Allotrop, aynı elementin farklı yapısal formlarına verilen isimdir. Elmas, grafit ve fullerenler, karbon elementinin farklı atomik düzenlemelere sahip allotroplarıdır.

Yukarıdaki analizlere göre, B seçeneğindeki "Fullerenler elektriği iletmez" ifadesi yanlıştır çünkü fullerenler yarı iletken özellik gösterirler ve belirli koşullarda elektriği iletebilirler.

Cevap B seçeneğidir.