Karbonun allotropları nelerdir Test 1

Grafit ve elmas ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Her ikisi de karbon atomundan oluşur.
B) Grafit elektriği iletirken, elmas iletmez.
C) Elmas, grafitten daha yumuşak bir yapıya sahiptir.
D) Grafitin yapısı tabakalı iken, elmasın yapısı ağ örgülüdür.

Sevgili öğrenciler, bu soruda grafit ve elmasın özelliklerini karşılaştırarak yanlış olan ifadeyi bulmamız isteniyor. Grafit ve elmas, aynı element olan karbonun farklı yapısal formlarıdır, yani birbirlerinin allotroplarıdır. Bu farklı yapılar, onlara çok farklı fiziksel ve kimyasal özellikler kazandırır. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:

• A) Her ikisi de karbon atomundan oluşur.

  Bu ifade doğrudur. Hem grafit hem de elmas, sadece karbon (C) atomlarından meydana gelir. Aralarındaki temel fark, bu karbon atomlarının uzayda nasıl düzenlendiğidir.

• B) Grafit elektriği iletirken, elmas iletmez.

  Bu ifade doğrudur. Grafitin yapısında, karbon atomları altıgen halkalar şeklinde tabakalar halinde düzenlenir. Bu tabakalar arasında serbestçe hareket edebilen elektronlar (delokalize elektronlar) bulunur. Bu serbest elektronlar sayesinde grafit elektriği iletir. Elmasın yapısında ise her karbon atomu, dört başka karbon atomuna çok güçlü kovalent bağlarla bağlanmıştır ve tüm değerlik elektronları bu bağlarda sabittir. Bu nedenle elmas, elektriği iletmez ve iyi bir yalıtkandır.

• C) Elmas, grafitten daha yumuşak bir yapıya sahiptir.

  Bu ifade yanlıştır. Elmas, bilinen en sert doğal maddedir. Her karbon atomunun dört başka karbon atomuna güçlü kovalent bağlarla bağlanarak oluşturduğu üç boyutlu, ağ örgülü yapı, elmasa inanılmaz bir sertlik kazandırır. Grafit ise tabakalı bir yapıya sahiptir ve bu tabakalar arasındaki zayıf Van der Waals kuvvetleri nedeniyle tabakalar birbirleri üzerinde kolayca kayabilir. Bu yüzden grafit çok yumuşaktır ve kurşun kalemlerde yazı yazmak için kullanılır.

• D) Grafitin yapısı tabakalı iken, elmasın yapısı ağ örgülüdür.

  Bu ifade doğrudur. Yukarıda da bahsettiğimiz gibi, grafit karbon atomlarının altıgen halkalar oluşturduğu ve bu halkaların üst üste dizilerek tabakalı bir yapı meydana getirdiği bir maddedir. Elmas ise her karbon atomunun dört başka karbon atomuna tetrahedral (düzgün dörtyüzlü) bir şekilde bağlanarak sürekli bir üç boyutlu ağ örgüsü oluşturduğu bir yapıya sahiptir.

Bu analizlere göre, elmasın grafitten daha yumuşak olduğunu belirten C seçeneği yanlıştır. Tam tersine, elmas grafitten çok daha serttir.

Cevap C seçeneğidir.