Organik Kimya

Organik Kimyanın Konusu

Organik kimya karbon bileşiklerini inceler (CO, CO₂, karbonatlar ve siyanürler hariç). Karbon dört bağ yapabilir, diğer karbon atomlarıyla düz, dallı ve halkalı zincirler oluşturabilir (katenasyon); bu nedenle milyonlarca organik bileşik vardır. Canlıların yapısındaki moleküllerin (karbonhidrat, yağ, protein, nükleik asit) tamamı organiktir. Wöhler'in 1828'de üreyi laboratuvarda sentezlemesi, organik bileşiklerin yalnız canlılarca üretilebileceği görüşünü (vitalizm) sarstı.

Hidrokarbonlar

• Yalnız karbon ve hidrojenden oluşan bileşikler. Başlıca kaynakları ham petrol, doğal gaz ve kömürdür.
• Alkanlar (doymuş hidrokarbonlar): Yalnız tekli bağ; CₙH₂ₙ₊₂. Metan (CH₄; doğal gazın ana bileşeni), etan, propan ve bütan (LPG; tüp gaz), oktan (benzin bileşeni). Yanma tepkimeleriyle enerji kaynağıdır.
• Alkenler: İkili bağ içerir; CₙH₂ₙ. Eten (etilen; meyve olgunlaştırma, polietilen plastik üretimi).
• Alkinler: Üçlü bağ; CₙH₂ₙ₋₂. Etin (asetilen; kaynak işlerinde).
• Aromatik hidrokarbonlar: Benzen halkası içerir (benzen, toluen, naftalin).
• Ham petrolün ayrımsal damıtılması: Rafinerilerde kaynama noktası farkına göre gaz, benzin, nafta, gazyağı, motorin (dizel), fuel-oil, asfalt gibi fraksiyonlara ayrılır.

Fonksiyonel Gruplar ve Günlük Hayattaki Örnekler

• Alkoller (–OH): Metanol (zehirli; yakıt), etanol (içkiler, dezenfektan, kolonya, biyoyakıt; şekerin fermantasyonuyla elde edilir), etilen glikol (antifriz), gliserin (kozmetik).
• Karboksilik asitler (–COOH): Formik asit (karınca, ısırgan otu), asetik asit (sirke), sitrik asit (limon), laktik asit (yoğurt, kaslarda), yağ asitleri.
• Esterler: Meyve ve çiçek kokuları; yağlar gliserin ve yağ asitlerinin esterleridir. Esterleşme: asit + alkol → ester + su.
• Aldehit ve ketonlar: Formaldehit (formalin; koruyucu), aseton (oje çıkarıcı, çözücü).
• Aminler ve amitler: Amino asitlerde amin grubu; proteinlerdeki peptit bağı amit bağıdır.
• Eterler: Dietil eter (eskiden anestezik).

Biyomoleküller (Fen Bilimleri Düzeyinde)

• Karbonhidratlar: Temel enerji kaynağı (1 g ≈ 4 kcal); monosakkarit (glikoz, fruktoz), disakkarit (sakkaroz, laktoz, maltoz), polisakkarit (nişasta, glikojen, selüloz).
• Yağlar (lipitler): Enerji deposu (1 g ≈ 9 kcal), ısı yalıtımı, hücre zarı yapısı, yağda çözünen vitaminlerin (A, D, E, K) taşınması; doymuş (katı) ve doymamış (sıvı) yağlar.
• Proteinler: Amino asitlerden oluşur; yapıcı-onarıcı, enzim, hormon, antikor görevleri.
• Vitaminler ve mineraller: Düzenleyici; eksiklik hastalıkları (C vitamini: skorbüt; D vitamini: raşitizm; demir: kansızlık; iyot: guatr).
• Besin testleri: İyot (nişasta: mavi-mor), Benedict (glikoz: kiremit kırmızısı), biüret (protein: mor), kâğıtta yağ lekesi testi.

Polimerler

• Polimer: Küçük birimlerin (monomer) çok sayıda birleşmesiyle oluşan büyük moleküller. Doğal polimerler: Nişasta, selüloz, protein, DNA, doğal kauçuk, ipek, yün. Sentetik polimerler: Polietilen (poşet), PVC (boru), polistiren (köpük), teflon (yapışmaz tava), naylon, polyester, PET (şişe).
• Plastiklerin çevresel etkileri: Doğada çok uzun sürede ayrışır (yüzlerce yıl), mikroplastikler deniz canlılarına ve besin zincirine karışır. Çözümler: Azaltma, yeniden kullanma, geri dönüşüm (geri dönüşüm kodları: 1 PET, 2 HDPE, 3 PVC…), biyobozunur plastikler.

Organik Kimyanın Uygulamaları

İlaçlar (aspirin, antibiyotikler), boyalar, deterjanlar ve sabunlar (sabun: yağ + baz; sabunlaşma tepkimesi; sabunun kirli yağı suda dağıtması - hidrofilik baş, hidrofobik kuyruk), kozmetikler, tarım ilaçları ve gübreler, yakıtlar (fosil yakıtlar, biyodizel, biyoetanol). Fosil yakıtların yanmasıyla oluşan CO₂ sera etkisini artırır; tamamlanmamış yanma zehirli karbon monoksit (CO) oluşturur (soba ve şofben zehirlenmeleri; CO dedektörü kullanımı).