Doğada Karbon ve Karbonun Allotropları

Merhaba arkadaşlar, bu dersimizde doğada karbon ve  karbon atomunun allotropları konusunu işleyeceğiz.   Bildiğiniz gibi organik kimyadayız.
Organik  kimya, karbon kimyası olarak geçer, karbon bizim   için çok önemli, karbon kimyası ve bildiğimiz  bir özellik daha organik bileşiklerin sayısı   anorganik bileşiklerin sayısından fazladır.
Şimdi  bunun nedeni araştırıldığı zaman arkadaşlar olayı   karbon atomunun özellikleriyle açıklamışlar,  demişler ki karbon atomu 4A grubundadır ve 4   tane bağ yapar.
Peki bu yeterli mi acaba, şimdi  bakalım karbon atomu 4A grubunda olduğu için bağ   yapma kapasitesi 4'tür arkadaşlar, o yüzden 4 tane  bağ yapar tamam.
Peki 4A grubundaki diğer atomlar,   yani sadece karbon var diğer atomlar 4 tane bağ  yapmıyor mu, yapıyorlar.
Yalnız şöyle bir durum   var diğer atomların yaptıkları bağ sayısı ya da  bileşik sayısı mesela hidrojenle oluşturdukları   bileşik sayısı hep karbona daha fazla çıkmış diğer  atomlarda daha az sayıda bileşik oluşmuş ya da   oluşan diğer atomların oluşturdukları bileşikler  daha kararsız, karbonla oluşan bileşiklerin büyük   bir kısmı daha kararlı olmuş ya da geliyorum  bu bağlar hemen kırılmış ya da oluşamamış ya   da işte kararsızmış bağ enerjisi düşükmüş yalnız  karbonun yaptığı karbon atomları arasında görülen   tekli bağ, ikili bağ ve karbon atomları arasında  görülen üçlü bağ arkadaşlar kararlıdır.
Bu bizim   için çok önemli bir özellik ve karbon kimyasında  organik bileşiklerin sayısının fazla olmasının   nedenlerinden bir tanesi de bu, bağlarımız kararlı  ve bu yüzden daha çok bileşik görebiliyoruz.
Diğer   taraftan karbon atomu kendi atomları ile yani  karbonlarla ve hidrojen ya da başka oksijen,   azot gibi atomları da bazen yapısında  bulundurabiliyor biliyorsunuz organik bileşikler,   karbon atomu düz ve dallanmış zincirli,  halkalı veya aromatik olmak üzere çok sayıda   bileşik oluşturur.
İşte arkadaşlar kararlı bağlar  yapıyorlar ve çok sayıda bileşik oluşturabilir,   çok uzun zincirler oluşturabiliyor ve bu  bileşikler incelendiği zaman bileşiklerin   kararlı olduğu görülmüş.
O yüzden de organik  bileşiklerin sayısı daha fazladır diyoruz ve   ilerliyorum karbon atomunun allotroplarıyla.  Karbon atomunun allotropları doğal allotrop ve   yapay allotrop olmak üzere ikiye ayırıyoruz.
Peki  allotrop neydi, ona bir bakalım, bir tanımımızı   hatırlatalım.
Bir elementin atomlarının farklı  sayıda ve dizilişte bir araya gelerek oluşturduğu   maddelere biz allotrop diyorduk, hatırlatıyorum  oksijen ve ozon örnek olarak verilebilir ya da   S4 S8'i biz örnek olarak verebiliriz.
Tabi biz  bu dersimizde karbon atomunun allotroplarına   bakıyoruz.
Doğal ve yapay olmak üzere ikiye  ayırdık.
Elmas ve grafit doğal allotrop;   fulleren, grafen ve karbon nanotüp de yapay  allotropumuz.
Arkadaşlar, allotropların fiziksel   ve kimyasal özellikleri birbirinden farklıdır,  bunu da not olarak düşüyoruz ve ilerliyoruz.
Şimdi, elmasın yapısıyla başlayalım.
Elmas düzgün  kristal yapıya sahiptir.
Düzgün kristal yapıya   sahip, bilinen en sert doğal madde, bunu biliyoruz  ve bu sertliğinden dolayı cam kesmede, matkap   uçlarında, taş yontma aletlerinde kullanılabilir.  Her bir karbon atomu elmasta, bir karbon atomu   sert bir yapı oluşturur.
Sert yapıda olmasının   nedeni karbon atomunun bağlanma şeklidir, düzgün  dörtyüzlü geometriye sahip ve önemli elektriği   iletmez fakat ısıyı iletir arkadaşlar.
Evet  grafitle devam ediyorum.
Grafit nedir, grafit   bizim bildiğimiz kurşun kalem uçları, grafit  siyah, parlak ve yumuşaktır.
Karbon atomları   altıgen halkalar oluşturacak şekilde dizilmiştir.  Şimdi grafitte tabakalar var arkadaşlar ve   tabakalar arasında zayıf bağlar bulunur.  Şöyle söyleyeyim, iki tane grafit tabakası   olsun burada zayıf etkileşimler var.
Çok çabuk  kırılır, çok çabuk kurşun kalemi bir düşünün.   Şimdi ben defterime bir tane çizgi çektiğimde bu  iki tabaka arasındaki zayıf etkileşim kırılır ve   grafit tabakası benim defterime geçer bu şekilde  ben defterimde yazıyı görüyorum arkadaşlar,   devam ediyorum.
Tabakalar arasında evet zayıf  bağlar bulunur dedik, yapısında bulunan ikili   bağlardan dolayı elektrik ve ısıyı iletir.  Aslında buraya pi bağı yazıyorum arkadaşlar.   Pi bağını ilerleyen derslerde göreceğiz, 2'li  veya 3'lü bağlarda gördüğümüz bir bağ türüdür,   pi bağından dolayı elektrik ve ısıyı iletir  diyorum.
Erime noktası yüksek gördüğünüz gibi   yüksek bir değer, ezberlemeye gerek yok tabi ki  bu bize ısıya dayanıklı olduğunu gösterir.
Isıya   dayanıklı olduğundan metalurjide döküm potolarının  yapımında kullanılır.
Kurşun kalem uçlarında, kuru   pil üretiminde, makine parçalarının yağlanmasında  kullanılır diyoruz ve geçiyorum fullerene.   Fulleren arkadaşlar belirli sayıda karbon atomunun  bir araya getirilmesiyle oluşturulmuştur, belirli   sayıda karbon atomunu bir araya getiriyorum.
Şimdi  sorularda karşımıza çıkıyor lütfen dikkat.
Top,   tüp, çubuk ve halka şeklinde olabilir, yapı  olarak grafite benzer ama tabakaları grafitten   farklıdır arkadaşlar.
Tabakalarda karbon atomları  beşgen, altıgen veya yedigen halkalar halinde   dizilebilirler.
Bu da sorularda gördüğümüz bir  özellik ve küresel yapı oluşturabilir diyoruz.   Nerede kullanıyoruz, güneş pillerinde, hidrojen  yakıt depolarında, kurşun geçirmez yeleklerde   fullereni kullanırız.
Grafen ve nanotüp,  en son iki allotropumuz.
Hemen bakalım,   grafene baktığımda karbon atomunun iki boyutlu  allotropudur diyebilirim.
Karbon atomları altıgen   şeklinde, bal peteği örgü yapısında sıralanmıştır,  saydamdır, elektrik ve ısıyı çok hızlı bir şekilde   iletebilir.
Şimdi önemli, yapısı çelikten 6 kat  hafif, yoğunluğu çelikten 6kat daha düşüktür.   Dikkat, çelikten 6 kat daha sert fakat 13 kat daha  fazla esneme yeteneğine sahiptir.
İşte arkadaşlar,   bu muhteşem özelliklerinden dolayı kullanım  alanı artar, diğer maddelere göre daha farklı   yerlerde kullanabilirsiniz.
Mesela nerede,  esneme özelliğinden dolayı katlanabilir   tablette ya da küçük bilgisayar üretiminde  kullanılabilir, kirlenmeyen kıyafetlerde,   deri altına yerleştirilebilecek tıbbi cihazlarda  kullanılabilir diyoruz.
Pillere alternatif olacağı   düşünülen süper kapasitörlerdir diyebiliriz.  Karbon nanotüpe geçiyorum.
Karbon nanotüp,   grafite uyguladığımız özel işlemler sonucu oluşur.  Grafite uygulanan özel işlemler sonucu oluşur.   Nanometre boyutundaki silindirik tüplerdir.  Nanotüplerin çapları nanometre uzunlukları   ise milimetre boyutundadır diyebiliriz.
Nanotüpler  sağlamlık, elektrik iletkenliği, ısı iletkenliği   gibi özellikleriyle diğer maddelere göre daha  kullanışlıdır.
O yüzden kullanım alanları   diğerlerine göre daha fazladır da diyebiliriz.  Dikkat, elmastan daha sert, aynı kütleden   aynı kütledeki çelikten ise daha sağlamdır.  Yine güzel bir özellik yine devam ediyorum.   Bakır ve gümüşten 1000 kat daha  fazla elektrik akımı taşıyabilir.
Bu güzel özelliklerinden dolayı bakalım kullanım  alanları ne oluyormuş, elektronik nano boyutlu   cihazlarda, diyot, transistör, nanoteller gibi  hidrojen pillerinde, şarj edilebilir bataryalarda,   güneş pillerinde, dokunmatik ekranlarda işte  arkadaşlar nanotüplerden yararlanıyoruz ve   bu şekilde dersimizi bitiriyoruz sevgili gençler.  Bundan sonraki derste görüşmek üzere hoşçakalın