Aromatik hidrokarbonlar nedir Test 1

Bir aromatik bileşiğin kütle spektrumunda molekül iyon pikinin m/z değeri 78 olarak ölçülüyor. Bu bileşik aşağıdakilerden hangisi olabilir?

A) Benzen (C₆H₆)
B) Toluen (C₇H₈)
C) Fenol (C₆H₆O)
D) Anilin (C₆H₇N)

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için kütle spektrometrisi ve molekül ağırlığı kavramlarını anlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:

• 1. Kütle Spektrumunda Molekül İyon Piki (M+) Nedir?

  Kütle spektrometrisi, bir bileşiğin molekül ağırlığını ve yapısal özelliklerini belirlemek için kullanılan güçlü bir analitik tekniktir. Bir bileşik kütle spektrometresine girdiğinde, yüksek enerjili elektronlarla bombardıman edilerek iyonlaşır. Bu iyonlaşma sonucunda, molekül bir elektron kaybederek pozitif yüklü bir iyon oluşturur. Bu iyon, molekülün kendisinin bir elektron kaybetmiş halidir ve molekül iyonu (M+) olarak adlandırılır. Kütle spektrumunda bu molekül iyonuna karşılık gelen pik, molekül iyon piki olarak bilinir.

• 2. Molekül İyon Piki ($m/z$) ve Molekül Ağırlığı İlişkisi:

  Molekül iyon pikinin kütle/yük oranı ($m/z$) değeri, genellikle molekülün kendisinin molekül ağırlığına (MW) eşittir. Çünkü molekül iyonu genellikle tek yüklü ($z=1$) olduğu için, $m/z$ değeri doğrudan kütleyi ($m$) yani molekül ağırlığını verir. Soruda molekül iyon pikinin $m/z$ değeri $78$ olarak verilmiştir. Bu durumda, aradığımız bileşiğin molekül ağırlığı da $78$ g/mol olmalıdır.

• 3. Seçeneklerdeki Bileşiklerin Molekül Ağırlıklarını Hesaplama:

  Şimdi, verilen her bir seçenekteki bileşiğin molekül formülünü kullanarak molekül ağırlığını hesaplayalım. Bunun için yaklaşık atom ağırlıklarını kullanacağız: Karbon (C) = $12$ g/mol, Hidrojen (H) = $1$ g/mol, Oksijen (O) = $16$ g/mol, Azot (N) = $14$ g/mol.

  A) Benzen (C₆H₆):

  $6 \times \text{C} + 6 \times \text{H} = (6 \times 12) + (6 \times 1) = 72 + 6 = 78$ g/mol

  B) Toluen (C₇H₈):

  $7 \times \text{C} + 8 \times \text{H} = (7 \times 12) + (8 \times 1) = 84 + 8 = 92$ g/mol

  C) Fenol (C₆H₆O):

  $6 \times \text{C} + 6 \times \text{H} + 1 \times \text{O} = (6 \times 12) + (6 \times 1) + (1 \times 16) = 72 + 6 + 16 = 94$ g/mol

  D) Anilin (C₆H₇N):

  $6 \times \text{C} + 7 \times \text{H} + 1 \times \text{N} = (6 \times 12) + (7 \times 1) + (1 \times 14) = 72 + 7 + 14 = 93$ g/mol

• 4. Sonuç:

  Hesaplamalarımıza göre, molekül ağırlığı $78$ g/mol olan tek bileşik Benzen (C₆H₆)'dir. Bu da kütle spektrumunda $m/z = 78$ değerine sahip molekül iyon pikini açıklayan bileşiktir.

Cevap A seçeneğidir.