Aynı molecular formula ile iki molekül yazıp bambaşka özellikler elde edebileceğini bilmek, organik kimyanın en şaşırtıcı yanlarından biri. Mesela C₂H₆O yazdığında akla tek bir bileşik geliyormuş gibi durur, ama bu formula hem ethanol (bir alcohol) hem de dimethyl ether (bir ether) olabilir. Birinde hydrogen bonding güçlüdür, diğerinde çok daha zayıftır, kaynama noktası ve çözünürlük hemen değişir.
IB Chemistry’de Structure 3.2 bu yüzden çok sorulur, çünkü öğrenciden “ezber” değil, yapı okumayı ister. Hedef nettir: organic structures doğru çizmek, functional group tanımak, temel IUPAC isimlendirme yapmak ve isomers türlerini ayırt etmek.
Bu yazıda pratik bir yol haritası izleyeceğiz: önce gösterimler (formüller ve çizimler), sonra functional groups, sonra IUPAC naming ve isomer sınıfları, en sonda da sınav ve Internal Assessment, Extended Essay bağlantısı.
IB soruları bazen tek bir çizim istemez, aynı bileşiği farklı gösterimlerle “çevirmeni” bekler. Bu yüzden amaç, her gösterimi ayrı bir araç gibi görmek olmalı, biri diğerinin yerine geçmez.
En sık karşılaşacağın gösterimler şunlardır: empirical formula, molecular formula, structural formula, skeletal formula ve (daha temel düzeyde) stereochemical gösterim. IB Chemistry kılavuzunda da bu temsil türlerinin öğrencinin temel becerileri arasında olduğu vurgulanır, konuları resmi çerçevede görmek istersen IB Chemistry guide (CUNY PDF) iyi bir referans olur.
Buradaki en kritik nokta şudur: Sınavda “güzel çizim” değil, doğru atom sayısı, doğru bağlar ve doğru functional group beklenir.
Empirical formula en basit oranı verir. Ethene için C₂H₄ yerine CH₂ yazmak gibi düşünebilirsin, sadece oran söyler, gerçek molekül boyutunu söylemez.
Molecular formula gerçek atom sayısını verir, ethene için C₂H₄ gibi. Bu bilgi “kaç atom var?” sorusunu yanıtlar, ama “atomlar nasıl bağlanmış?” sorusunu yanıtlamaz.
Structural formula bağları gösterir, yani hangi atomun kime bağlı olduğunu açık eder. Ethanol için CH₃CH₂OH yazdığında, -OH’nin zincirin ucunda olduğunu da görürsün. Aynı bileşik condensed structural formula ile daha kısa yazılabilir, ya da tam açılmış şekilde tüm C-H bağları çizilerek gösterilebilir. IB’de genelde amaç, gereksiz detayla boğmadan bağ düzenini doğru vermektir.
Burada yapılan klasik hata şudur: Öğrenci molecular formula’yı yazıp, “yapıyı gösterdim” sanır. Oysa isomers zaten tam olarak bu boşlukta doğar, aynı formula farklı bağlanma.
Skeletal formula IB’nin en puan getiren becerilerinden biridir, çünkü hızlıdır ama dikkat ister. Kural basittir: çizgilerin uçları ve köşeleri carbon atomudur, o carbon’a bağlı hydrogen atomları yazılmaz, heteroatomlar (O, N, halogen) mutlaka yazılır.
Bir zincir örneği düşün: üç çizgi parçası içeren kırık bir hat çizdiğinde, köşeleri sayarsan 4 carbon olduğunu anlarsın, yani butane iskeleti. Aynı mantık halkalarda da çalışır; benzene çoğu zaman altıgenle çizilir, her köşe bir carbon’dur, C₆H₆ iskeleti akılda kalır.
Sınavda en sık hata “atom sayma” hatasıdır. Skeletal formula’da görünmeyen hydrogens öğrenciyi yanıltır, bu yüzden her köşedeki carbon’un toplam 4 bağ yaptığını hatırlamak işini düzeltir, tek çizgi 1 bağ demektir.
Stereochemical gösterimde ise amaç derin mekanizma değil, temel farkındalıktır. Wedge bond (kalın kama) bağın sana doğru geldiğini, dashed bond (kesikli) bağın sayfanın arkasına gittiğini anlatır. HL düzeyinde stereoisomer farkları daha çok gelir, ama SL’de bile bazen “bu iki çizim aynı molekül mü?” sorusunda işe yarar.
Functional group, bir organik molekülde C-C single bond ve C-H dışında kalan, molekülün tepkime eğilimini belirleyen karakteristik kısımdır. Bunu “molekülün kişiliği” gibi düşünebilirsin, zincir uzadıkça isim değişir, ama functional group aynıysa davranış benzer kalır, bu da homologous series fikrini destekler.
IB için her functional group’ta üç şey hedefle: (1) genel yapı (R ile), (2) isim, (3) bir örnek ve tek belirgin özellik. Mekanizmaya boğulmadan bağ kurmak yeterlidir.
Saturated bileşiklerde sadece C-C single bond vardır, bu sınıfın temel örneği alkane’dir. Unsaturated bileşiklerde C=C ya da C≡C vardır, yani alkene ve alkyne burada yer alır.
Unsaturated yapı, genelde addition tepkimelerine daha yatkın olma fikrini getirir, çünkü pi bağları daha “açılabilir” bir bölgedir. IB’de isimlendirmede de fark büyür, tek bir çift bağ bile suffix’i değiştirir, ethane başka, ethene başka isimdir.
Hydrocarbon temeline hızlı bir tekrar için WOU’nun alkanes ve halogenated hydrocarbons bölümü kısa ve okunur bir çerçeve sunar.
IB sorularında en sık gördüklerin genelde şu dört başlıkta toplanır, çünkü hem tanıma hem de isimlendirmeyi hızla etkilerler.
| Genel yapı (R ile) | Functional group adı | Örnek IUPAC adı | Akılda kalacak 1 özellik |
|---|---|---|---|
| R-X (X = F, Cl, Br, I) | halogenoalkane | chloromethane | Bağ polar olabilir, substitution sık düşünülür |
| R-OH | alcohol (hydroxyl) | ethanol | Hydrogen bonding nedeniyle kaynama noktası yükselir |
| R-CHO | aldehyde (carbonyl) | ethanal | Kolay oxidation eğilimi, uç carbonyl önemli ipucu |
| R-CO-R | ketone (carbonyl) | propanone | Carbonyl polar, aldehyde’ye göre oxidation daha zor |
| R-COOH | carboxylic acid (carboxyl) | ethanoic acid | Acidic davranır, pH düşürür |
Burada iki kritik ayrım var. Birincisi, aldehyde ve ketone ikisi de carbonyl taşır, ama aldehyde zincirin ucundadır ve formülünde çoğu zaman “-CHO” görürsün. İkincisi, carboxylic acid ile ester karışır, çünkü ikisi de C=O içerir, ama acid’de aynı carbon’a bağlı bir -OH vardır.
Bu gruplar da Structure 3.2 içinde sık görünür, özellikle isomer sorularında “aynı formula, farklı functional group” fikrini netleştirir.
Ether (alkoxy): R-O-R yapısındadır. Ethanol ile dimethyl ether’in aynı molecular formula’ya sahip olabilmesi, functional group isomerism için çok iyi bir örnektir. Ether’larda hydrogen bonding donor olmadığı için kaynama noktası alcohol’a göre genelde daha düşüktür.
Ester: R-COO-R yapısıdır. Birçok ester hoş koku ile anılır, ama bunu kural gibi ezberleme, sadece hatırlatıcı olarak kullan. İsimlendirmede “alkyl alkanoate” düzeni çok çıkar, örnek olarak ethyl ethanoate iyi bir klasiktir.
Amine: R-NH₂ (ya da türevleri) şeklindedir. Basic davranma eğilimi gösterir, çünkü N üzerinde yalnız elektron çifti vardır. Carboxylic acid ile hızlı karşılaştırma yaparsan, biri acidic, diğeri basic kutbunu temsil eder.
Amide: R-CONH₂ şeklindedir. Carbonyl ile N’nin aynı yapıda olması, polariteyi artırır ve genelde güçlü dipol etkileşimleri beklenir.
Phenyl (aromatic): C₆H₅- şeklinde gösterilir. Aromatic halka, skeletal formula’da çok rahat tanınır, çoğu öğrenci benzene halkasını gördüğü anda “aromatic” demeyi öğrenince puanlar hızla toparlanır.
IB’de IUPAC naming ve isomer soruları, hızlı ama kontrollü çalışmayı sever. Buradaki hedef, 6 carbon’a kadar zincirlerde isimlendirmeyi otomatikleştirmek, sonra da isomer türünü tek bakışta etiketlemek olmalı.
İsimlendirmeyi kısa bir kural setiyle oturtmak için Cuyamaca College IUPAC Handout PDF iyi bir özet sunar, ama sınavda asıl olan, bu kuralları her soruda aynı sırayla uygulamandır.
Kafanda şu sırayı sabitlemek işini kolaylaştırır:
1) Ana zinciri seç: En uzun carbon zinciri genelde başlangıçtır, ama birden fazla seçenek varsa functional group’u içeren zincir öncelik kazanır.
2) Numara ver: “En düşük numara” kuralını uygula. Double bond, triple bond ve ana functional group genelde numara seçiminde belirleyicidir.
3) Suffix seç: functional group’a göre son ek değişir, alcohol için -ol, aldehyde için -al, ketone için -one, carboxylic acid için -oic acid, ester için -oate, amide için -amide, amine için -amine kullanılır.
4) Prefix ekle: substituent’lar methyl, ethyl, bromo, chloro gibi isimlerle prefix olur. Sayılar virgülle ayrılır, 1,2 gibi, sayı ile kelime arasında kısa çizgi kullanılır, 2-bromopropane gibi.
Hızlı örnekler: bromoethene yazdığında hem halogen hem de double bond mesajını verirsin. ethyl ethanoate yazdığında ise ester olduğunu tek seferde anlatırsın.
İsimlendirme pratiği için görselli soru çözmek istersen, Cerritos College Organic nomenclature worksheet PDF iyi bir alıştırma bankası gibi çalışır.
Structural isomerism, aynı molecular formula’ya sahip olup farklı bağlanma düzeni gösteren yapılar demektir. IB’de en sık üç alt tür sorulur:
Chain isomerism: Aynı formula, farklı dallanma. C₄H₁₀ için straight-chain butane ve branched 2-methylpropane örneği gibi.
Position isomerism: Aynı functional group, farklı konum. Propanol için 1-propanol ve 2-propanol gibi.
Functional group isomerism: Aynı formula, farklı functional group. C₂H₆O için ethanol (alcohol) ve dimethyl ether (ether) gibi.
Alcohol’larda primary, secondary, tertiary ayrımı da bazen isomer sorularına bağlanır. Buradaki tek ölçüt şudur: -OH bağlı carbon kaç carbon’a bağlı, 1 ise primary, 2 ise secondary, 3 ise tertiary.
Bir soruda “kaç isomer var?” tarzı bir beklenti gelirse, panik yapmadan sistematik ilerlemek işe yarar. Önce chain varyasyonlarını düşün, sonra functional group sabitse position değişimlerini gözden geçir, en sonda functional group değişebiliyor mu diye kontrol et.
Structure 3.2 çalışırken amaç, tek tek bilgi toplamak değil, soru tiplerini tanıyıp hata sayısını azaltmaktır. IB sınavlarında bu konu genelde dört şekilde gelir: functional group tanıma, çizim tamamlama, IUPAC naming ve isomer seçme. Bu dört tipte hızlandıkça, Grade Boundary baskısı da daha yönetilir hale gelir, çünkü kaçırılan puanların önemli kısmı basit yazım ve çizim hatasından gider.
Bu bilgi Internal Assessment ve Extended Essay tarafında da iş görür, çünkü deney tasarlarken kullanılan bileşiğin sınıfını bilmek güvenlik ve atık yönetimi gibi temel kararları etkiler. Mesela bir solvent’in alcohol mu, ketone mu olduğunu bilmek, uçuculuk ve yanıcılık riskini daha doğru düşünmeyi sağlar.
Daha fazla organik soru pratiği arıyorsan, düzenli test çözmek için Minnesota State University Organic Chemistry practice tests PDF epey geniş bir soru seti sunar, IB diliyle birebir olmasa da isimlendirme ve yapı okuma kasını güçlendirir.
En çok puan yakan hatalar genelde şunlar olur:
Her gün uzun saatler çalışmak yerine, kısa ama net bir rutin çok daha hızlı sonuç verir:
Kendine ölçülebilir bir hedef koy, örnek olarak her gün 5 skeletal formula çizip atom sayısını kontrol et. IA ve Extended Essay için okuma yaparken .edu alan adlı kaynakları seçmek iyi bir filtre olur, bu noktada Colorado College Organic Chemistry resources gibi sayfalar başlangıç listesi oluşturmanı kolaylaştırır.
IB Chemistry Structure 3.2’de iş, tek tek terimleri ezberlemek değil, gösterimleri doğru okumak, functional groups’ları hızlı tanımak, IUPAC naming adımlarını karıştırmamak ve isomers türlerini doğru etiketlemektir. Bu dört beceri oturduğunda, bir yapıyı görünce sınıfını söyleyebilir, doğru isim yazabilir ve sorunun senden istediği isomer tipini seçebilirsin.
Bugün küçük bir adım at, kendi “mini functional group listeni” oluştur, sonra geçmiş sorularla dene, Internal Assessment ve Extended Essay için de yapıları temiz çizmeyi alışkanlık yap.
Bir ormanın kesilmesine “evet” ya da “hayır” demek kolay görünebilir, ama IB Environmental Systems and Societies (ESS) içinde önemli olan kararın kendisi değil, neden o
Bir nehri kirleten fabrikanın bacası sadece duman mı çıkarır, yoksa görünmeyen bir fatura da mı üretir? IB ESS’de environmental economics, tam olarak bu görünmeyen faturayı
Bir nehre atılan atık, bir gecede balıkları öldürebilir, ama o atığın durması çoğu zaman aylar, hatta yıllar alır. Çünkü çevre sorunları sadece “bilim” sorusu değil,
Şehirde yürürken burnuna egzoz kokusu geliyor, ufuk çizgisi gri bir perdeyle kapanıyor, bazen de gözlerin yanıyor; bunların hepsi urban air pollution dediğimiz konunun günlük hayattaki
Şehir dediğimiz yer, sadece binalar ve yollardan ibaret değil, büyük bir canlı organizma gibi sürekli besleniyor, büyüyor, ısınıyor, kirleniyor, bazen de kendini onarmaya çalışıyor. IB
IB ESS Topic 8.1 Human populations, insan nüfusunun nasıl değiştiğini, bu değişimin nedenlerini ve çevre üzerindeki etkilerini net bir sistem mantığıyla açıklar. Nüfusu bir “depo”
Bir gün marketten eve dönüyorsun, mutfak tezgahına koyduğun paketli ürünlerin çoğu, aslında üründen çok ambalaj gibi görünüyor. Üstüne bir de dolabın arkasında unutulan yoğurt, birkaç
Evde ışığı açtığında, kışın kombiyi çalıştırdığında ya da otobüse bindiğinde aslında aynı soruyla karşılaşıyorsun, bu enerjiyi hangi kaynaktan üretiyoruz ve bunun bedelini kim ödüyor? IB
Bir musluğu açtığında akan su, markette aldığın ekmek, kışın ısınmak için yaktığın yakıt, hatta telefonunun içindeki metal parçalar; hepsi natural resources (doğal kaynaklar) denen büyük
Gökyüzüne baktığında tek bir “hava” var gibi görünür, ama aslında atmosfer kat kat bir yapı gibidir ve her katın görevi farklıdır. IB Environmental Systems and