Alkenlerin genel formülü (CnH2n) Test 1

Bir organik bileşiğin kütlece %85,7'si karbon, %14,3'ü hidrojenden oluşmaktadır. Bu bileşiğin molekül kütlesi 42 g/mol olduğuna göre, aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Alkan sınıfına girer
B) Genel formülü C_nH_2n-2'dir
C) C₃H₆ formülüne sahiptir
D) Yalnızca tekli bağlar içerir

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu adım adım çözerek organik bileşiklerin temel özelliklerini ve formüllerini nasıl bulacağımızı öğrenelim. Haydi başlayalım!

• Adım 1: Bileşiğin Basit Formülünü (Empirik Formül) Bulma
  • Organik bileşiğin kütlece yüzdeleri verilmiş: Karbon ($C$) %85,7 ve Hidrojen ($H$) %14,3.
  • Bu yüzdeleri kullanarak, 100 gramlık bir bileşikte kaçar gram karbon ve hidrojen olduğunu varsayalım:
    • Karbon kütlesi: $85,7 \text{ g}$
    • Hidrojen kütlesi: $14,3 \text{ g}$
  • Şimdi bu kütleleri atom kütlelerine bölerek mol sayılarını bulalım. (Atom kütleleri: $C = 12 \text{ g/mol}$, $H = 1 \text{ g/mol}$)
    • Karbon mol sayısı: $rac{85,7 \text{ g}}{12 \text{ g/mol}} \approx 7,14 \text{ mol}$
    • Hidrojen mol sayısı: $rac{14,3 \text{ g}}{1 \text{ g/mol}} = 14,3 \text{ mol}$
  • Mol sayılarını en küçük tam sayı oranına dönüştürmek için her iki mol sayısını da en küçük mol sayısına (bu durumda $7,14$) bölelim:
    • Karbon: $rac{7,14}{7,14} = 1$
    • Hidrojen: $rac{14,3}{7,14} \approx 2$
  • Buna göre, bileşiğin basit formülü (empirik formülü) $CH_2$'dir.
• Adım 2: Bileşiğin Molekül Formülünü Bulma
  • Basit formül ($CH_2$) kütlesini hesaplayalım: $(1 \times 12) + (2 \times 1) = 12 + 2 = 14 \text{ g/mol}$.
  • Soruda bileşiğin molekül kütlesi $42 \text{ g/mol}$ olarak verilmiş.
  • Molekül formülü, basit formülün tam katıdır. Bu katı ($n$) bulmak için molekül kütlesini basit formül kütlesine bölelim:
    • $n = rac{\text{Molekül Kütlesi}}{\text{Basit Formül Kütlesi}} = rac{42 \text{ g/mol}}{14 \text{ g/mol}} = 3$
  • Şimdi basit formülün ($CH_2$) alt indislerini $n=3$ ile çarpalım: $(CH_2)_3 = C_{1 \times 3}H_{2 \times 3} = C_3H_6$.
  • Bileşiğin molekül formülü $C_3H_6$'dır.
• Adım 3: Seçenekleri Değerlendirme
  • A) Alkan sınıfına girer: Alkanların genel formülü $C_nH_{2n+2}$'dir. Bizim bileşiğimiz $C_3H_6$. Eğer alkan olsaydı $C_3H_{(2 \times 3)+2} = C_3H_8$ olurdu. Bu nedenle A seçeneği yanlıştır.
  • B) Genel formülü $C_nH_{2n-2}$'dir: Bu genel formül alkinler veya dienler için geçerlidir. Bizim bileşiğimiz $C_3H_6$. Eğer bu formüle uysaydı $C_3H_{(2 \times 3)-2} = C_3H_4$ olurdu. Bu nedenle B seçeneği yanlıştır. (Not: $C_3H_6$ genel formülü $C_nH_{2n}$'e uyar, bu da alken veya sikloalkan formülüdür.)
  • C) $C_3H_6$ formülüne sahiptir: Evet, hesaplamalarımız sonucunda bileşiğin molekül formülünü $C_3H_6$ olarak bulduk. Bu seçenek doğrudur.
  • D) Yalnızca tekli bağlar içerir: Bileşiğimiz $C_3H_6$ formülüne sahiptir. Bu formül, bir alken (örneğin propen, $CH_2=CH-CH_3$) veya bir sikloalkan (siklopropan) olabilir. Propen bir çift bağ içerir. Siklopropan tekli bağlar içerse de, genellikle "yalnızca tekli bağlar içerir" ifadesi açık zincirli doymuş bileşikler (alkanlar) için kullanılır. $C_3H_6$ bir alkan olmadığı için (alkan $C_3H_8$ olurdu), mutlaka bir çift bağ veya bir halka içerir. Dolayısıyla bu ifade kesinlikle doğru değildir.

Cevap C seçeneğidir.