1. Biyokimya;
•Canlı hücre ve organizmalarda
bulunan çeşitli moleküller ve
bunların tepkimeleriyle ilgilenen
bilimdalıdır.
•Latince “BİOS” yaşam demektir.
4. ORGANİK KİMYA
18. yy sonlarında; canlı varlıklardan elde edilen
bileşiklerin kimyası “organizmadan türemiş”
olarak tanımlanırdı.
Modern Tanım olarak ise
“KARBON BİLEŞİKLERİNİN” kimyasıdır.
Ancak C içeren her madde organik olmayabilir.
5. Kovalent bağlı karbon omurgalı
moleküller organik bileşikler olarak
adlandırılır.
Biyomoleküllerin çoğunluğu organik
bileşiktir.
6. Gerek bitkisel gerekse
hayvansal organizmaların yapı
ve hayatlarını sürdürebilmeleri
için gerekli olan
klorofil, vitamin, hormon,
enzim, koenzim, protein, yağ
asidi ve karbonhidrat
gibi pek çok bileşik organik
yapıdadır.
7. Organik kimyanın bir bilim dalı olarak
1780’lerde gelişimi:ile birlikte;
Organik kimyanın bir bilim dalı olarak gelişimi:
Canlı organizmadan elde edilen bileşikler
organik, cansız kaynaklardan elde edilenler
ise inorganik bileşikler olarak
tanımlanmıştır.
8. Scheele
Üzümden = Tartarik asit
Elmadan = Malik asit
Limondan = Sitrik asit
Sütten = Laktik asit
İdrardan = Ürik asiti
elde etti.
9. 1784 de Lavosier (Kütlenin korunumu
kanunu)
Teraziyi kullanmayı kimyaya uyguladı.
1811- Justus Liebig, J.J. Berzelius,
J.B.A.Dumas:
Organik bileşiklerin kompozisyonunu tayin
eden yöntemleri geliştirdiler (C%,H%,O%)
10. 1831 de
Ampirik (basit) formülün bulunması
1824 de
İlk organik sentez Frederich Wöhler
tarafından gerçekleştirildi.
Sentetik kimyaya ilk adım!
Amonyum siyanattan üreyi sentezledi.
12. 1860 da Cannizaro:
Ampirik formül ile molekül formülü
kavramını ayırdı:
Aynı ampirik formüle sahip (yani aynı
C,H,O yüzdesine sahip) fakat farklı sayıda
C,H,O içeren bileşikler vardır.
15. Molekül formülleri aynı fakat kimyasal
özellikleri farklı olan bileşiklere İZOMER
denir.
•Liebig- Wöhler :
İzomer bileşiklerin varlığını göstererek
“İZOMERİ” kavramını tanımladılar.
16. 1874 de J.H.Vant Hof, J.H.Lo Bel
Karbonun tetravalen olduğunu
ve
hidrojenle tetrahedral yapıda
bileşikler oluşturduğunu buldular.
17. Organik bileşikler ile inorganik
bileşikler arasında farklar
vardır.
Bu farklılıklar karbon atomunun
periyodik cetveldeki yerinden
kaynaklanır.
18. 1.Organik bileşikler genellikle 1.İnorganik bileşikler yanıcı
yanıcıdır.
değildir.
2. Organik bileşiklerin erime noktaları
genellikle düşüktür. (300oC’nin 2. İnorganik bileşiklerin ise
altındadır.) genellikle yüksektir
3. Organik bileşikler genellikle suda
çözünmezler. 3.İnorganiklerin çoğu suda
4.Organik bileşiklerin çoğunun yapısı çözünürler.
iyonik değildir. 4.İnorganikler ise iyonik
5.Organik bileşiklerde izomerizm
büyük rol oynar.
yapıdadır.
6.Organik bileşiklerin oluşumunda 5. İnorganikler de izomerizm
katalizörlerin rolü büyüktür. Farklı yoktur.
katalizörler kullanılarak aynı
maddelerden farklı bileşikler 6.İnorganik bileşiklerin
oluşturulabilir. reaksiyonları daha hızlıdır.
7.Organik bileşiklerle yapılan
reaksiyonlar fazla ısı ve zaman
gerektiriler
8.Organik bileşiklerin dansitesi
genellikle düşüktür.
9.Organik reaksiyonlar kantitatif değil.
19. Biyomoleküllerin canlı hücrede birbirleriyle
etkileşimleri konusunda bazı sorular akla gelmektedir:
Canlıda hangi tür moleküller vardır, bunların
oranları nedir?
Bu moleküllerin yapıları nedir ve bu yapıları hangi
kuvvetler stabil yapıyor?
Kimyasal özellikleri ve reaktiviteleri nelerdir?
Birbirleriyle etkileşimleri nasıldır?
20. Cansız “mineral” dünyasının nispeten
kimyasal basitliğinin aksine, bitki ve
hayvan dünyası daha karmaşık olup;
C, O, N ve P’dan zengindir.
21. İnsan vücudunda çoğu yüksek molekül
ağırlıklı proteinler ve nükleik asitler olmak
üzere 1 milyondan fazla farklı molekül
bulunmaktadır.
Bu karmaşıklığa rağmen biyomoleküllerin
çoğu doğada bulunan 92 elementten sadece
3 – 6 arası sayıda farklı element içermektedir.
C, H ve O daima bulunur. Birçok
biyomolekülde aynı zamanda N, S ve P da
bulunur.
22. 65 Kg ağırlıkta bir insanın normal kimyasal bileşimi
Kg Yüzde
Protein 11 17,0
Yağ 9 13,8
Karbonhidrat 1 1,5
Su 40 61,6
Mineraller 4 6,1
23. Hidrojen, oksijen, azot ve karbon
atomlarının temel yapıtaşı olarak kullanılmalarının
nedeni;
• atom çaplarının küçük olması
•sırasıyla 1, 2, 3 ve 4 bağ oluşturabilen en
hafif elementler olması
• kuvvetli bağlar oluşturmaları (genel olarak en
hafif elementler en kuvvetli bağları oluşturur)
• az sayıda yapı taşıyla çok sayıda molekül
üretebilmeleridir.
24. Eser elementler insan vücudunun çok
düşük bir yüzdesini oluştururlar fakat tümü
yaşam için çok gereklidirler. Özellikle
enzimleri de kapsayan spesifik proteinlerin
fonksiyonu için eser elementler elzemdir.
Örneğin: Hemoglobin molekülünün O2 taşıma
kapasitesi, eritrositin kütlesinin sadece
% 0,3’ünü oluşturan 4 demir iyonuna bağlıdır.
25. BİYOKİMYADA KİMYASAL BAĞLAR
İki atom veya atom grubu aralarında
herhangi bir kuvvetle tutunuyor ve belirli
uzaklıkta kalıyorsa bu kuvvete kimyasal
bağ denir.
27. 1- İYONİK BAĞLAR
Elektropozitif elementlerle (düşük
iyonlaşma enerjili),elektronegatif
elementler (yüksek elektron ilgili) arasında
oluşur.
Örnek;NaI,NaF,NaBr,NaCI,KCI,KI,
KBr,LiCI,LiF
28. 2- METALİK BAĞLAR
Metallerin iyonlaşma enerjileri çok küçük
olduğundan , her bir metal atomu değerlik
elektronlarını elektron bulutuna kolaylıkla
verebilirler. Bu elektron bulutu ile pozitif
metal iyonları arsındaki elektriksel
çekime metalik bağ denir.
29. 3- KOVALENT BAĞLAR
Elektronegatif atomlar arasında oluşur.
Elektronların hem tanecik hem de dalga
karakteri vardır.
Kovalent bağ; iki atom çekirdeğini bir
arada saran ve ters spinli iki elektron
içeren bir ortak bağ orbitalidir.
30. POLAR KOVALENT BAĞLAR
Bazen kovalent bağı oluşturan ortaklanmış elekronlar iki atom
çekirdeği tarafından eşit çekilmezler.
Bağın polarlığını etkileyen faktörler;atomların elektronegatiflikleri
(F>O>N>CI>Br>C>S>I>B) atomların polarlanabilme özellikleri
atomların çapları
Bir polar bağda elektron yoğunluğu dağılımı kısmi yüklerle belirtilir.
δ+ (kısmi pozitif) ve δ-(kısmi negatif) şeklinde ifade edilir.
δ+ δ- +⎯→
H⎯CI ya da H⎯CI şeklinde
gösterilebilir.
31. KOORDİNE KOVALENT BAĞLAR
Bir atomun iki elektron vererek oluşturduğu
kovalent bağlara koordine kovalent bağ denir.
En iyi örnek; kararlı bir molekül olan NH3’ün
ortaklaşılmamış elektron çiftini,ortaklaşa
kullanmak üzere hiç elektronu bulunmayan H+
iyonuna vermesi ve NH4+ iyonunu meydana
getirmesidir.
H H
⏐ ⏐+
H ⎯N: + H+ ⎯⎯→ H⎯N ⎯H
⏐ ⏐
H H
33. A)VAN DER WAALS KUVVETLERİ
Beş türde olabilir.
1)İyon-Dipol etkileşimi:
NaF gibi iyonik bir katının su gibi polar bir çözücü
içinde çözülmesi.
2)İyon-Normal Molekül etkileşimi:
İyon gibi yüklü bir tanecik soygaz atomu gibi
yüksüz ve apolar bir moleküle yaklaştığında nötral
atom veya molekülün elektron bulutunun şeklini
değiştirir.Bu olaya etki ile elektriklenme denir.
34. 3)Dipol-Normal Molekül etkileşmesi:
NaCI’ün CCI4 ‘te çözünmesi.
4)London kuvvetleri(ani dipol-apolar
molekül etkileşimi):
Apolar moleküller arasında oluşur.
5)Dipol-dipol etkileşimi:
Su, klorofom, aseton ve hidrojenflorür gibi
polar çözücülerde polar bileşiklerin
çözülmesidir.
35. B) HİDROJEN BAĞLARI
Elektronegatif atoma bağlı bir hidrojen atomu ile
paylaşılmamış elektron çifti içeren bir başka
elektronegatif atom arasındaki dipol-dipol
etkileşimdir.H bağları genellikle F,O,N,CI ve S
gibi elektronegatif atomlar arasında oluşur.
Hidrojen bağının ayrışma enerjisi:5-10kcal /mol
(30kj/mol)
Kovalent bağının ayrışma enerjisi:80-100kcal /mol
(400kj/mol)
Dipol-dipol bağının ayrışma enerjisi:30kj/mol
37. HİDROJEN BAĞININ ÖZELLİKLERİ
· •Hidrojen bağları bir bileşiğin kaynama noktasının yükselmesine neden
olur.
.. ..
CH3CH2O:-------H⎯O: CH3
⏐ ⏐ ⏐
H CH2CH3 : O⎯CH3
Etanol ..
Kn.78.5 dimetil eter
• Hidrojen bağları bileşiklerin suda çözünürlüğünü artırır.
• Büyük moleküllerin kendilerine özgü düzenli biçimlerinde tutulmalarını
sağlar.Örneğin bitkisel ve hayvansal hücrelerin genetik materyali olan DNA
molekülündeki baz çiftlerini hidrojen bağları bir arada tutar.Proteinlerin
yapısındaki hidrojen bağları da molekülü düzenli bir şekilde tutar.
38. Biyokimya, canlı sistemlerin içinde
gerçekleşen kimyadır. En kuvvetli bağ
kovalent bağ olup; komşu atomlar
arasında bir çift elektronun
paylaşılmasıyla oluşur.
39. C – C kovalent bağının bağ uzunluğu
1,54 Å, enerjisi 85 kcal / mol’dür. Bu
enerji oldukça büyük olup bağı kırmak
için önemli bir miktar enerji harcamak
gerekir.
40. Dış yörüngede
Ortaklanmamış
Atom tamamlanmış
elektron sayısı
elektron sayısı
H· 1 2
·
:O· 2 8
··
·
:N· 3 8
·
·
·C· 4 8
·
·
:S· 2 8
··
·
: P· 3 8
·
41. H· + H· H:H » H─H
Dihidrojen
· ··
:O· +2H· :O:H » O─H
·· ·· I
H H
Su
H
· ·· H
:N· +3H· :N:H » N─H
· ·· H
H
Amonyak
42. H H
· ·· I
·C· +4H· H :C:H » H─C─H
· ·· I
H H
Metan
·· ··
:S· +2H· :S:H » S─H
· ·· I
H H
Hidrojen Sülfit
H
··
:O: OH
· ·· ·· ·· I
.·
3H·+ :P·+4·O: O :: P : O : H » O = P ─ OH
· · ˙· ·· ·· I
:O: OH
··
H Fosforik Asit
43. Bağ Polarlığı
Farklı elektronegativiteye sahip atomların
oluşturduğu bağlarda; elektronlar atomlar
tarafından eşit olarak paylaşılamaz.
Elektronegativitesi büyük olan atom, bağ
elektronlarını kendine doğru daha çok çeker
ve ‘polar kovalan bağ’ meydana gelir.
44. Elektronegativite
Bir elementin kovalan bağ içinde paylaştığı
elektronları kendine doğru çekme özelliği.
Bazı elementlerin elektronegativite sırası:
F>O >N >Cl >Br >S >C >H
Halojenler: F >Cl >Br >I
45. BİYOMOLEKÜLLER KARBON
BİLEŞİKLERİDİR
Canlı organizmaların kimyası, C elementi
etrafında organize olmuştur.
Karbon, hücrelerin kuru ağırlığının
yarısından fazlasını oluşturur.
46. Karbon- karbon kovalan
bağlarının özellikleri
Karbonun kuvvetli kovalan bağ yapma özelliği
organik kimya biliminin varolmasına yol açmıştır.
Karbon kendi kendisiyle çok kuvvetli kovalan
bağlar yapma özelliğine sahiptir. Aynı özellik
diğer atomlarda da vardır.(O2, Si, N2), fakat
karbonu özel kılan diğer atomlarla da kuvvetli
bağ yapabilme özelliğidir.
47. Karbon, hidrojen atomlarıyla tek
bağ yapar, O ve N atomları ile ise hem
tek bağ hem de ikili bağ yapar. Karbon
atomları birbirleriyle elektron çiftlerini
paylaşarak çok kararlı C – C tek bağları
oluşturur.
48. . . I
·C· +·H ·C:H » ─C─H
· · I
· ·· · ·· I
·C· +·O: ·C:O : » ─C─O─
· ·· · ·· I
· ·· .
˙·
·C· +·O: C: : O » C=O
· ·· ˙ ·˙
· · · · l
·C· +·N: ·C:N: » ─C─N
· · · · l
· · . ..
·C· +·N: C: : N · » C=N─
· · ˙
49. 1. C-C bağını kırmak için 83 kcal/mol
Si-Si bağını kırmak için 53 kcal/mol
N-N bağını kırmak için 50 kcal/mol
O-O bağını kırmak için 34 kcal/mol
Bu özelliği nedeniyle karbon dev
moleküller yapabilir.
50. Karbon atomunun oluşturduğu 4 tek kovalent bağ
herhangi iki bağ arasında 109,5 ° açı olacak
şekilde tetrahedral olarak düzenlenmiştir.
51. Kovalent bağlı karbon iskeletli moleküllere
organik bileşikler denir. Sınırsız sayıda
meydana gelebilir
Biyomoleküllerin çoğu organik bileşiklerdir.
Karbondan başka hiçbir element çok sayıda
fonksiyonel grup ile böyle farklı boyutlarda ve
şekillerde moleküller oluşturamaz.
52. FONKSİYONEL GRUPLAR KİMYASAL
ÖZELLİKLERİ BELİRLER
Biyomoleküllerin çoğu karbon
iskeletine sadece H atomları bağlı olan
kovalent bağlı hidrokarbon türevleridir.
Hidrokarbonların iskeleti çok kararlıdır.
53. Hidrojen bağları çeşitli fonksiyonel
gruplarla yer değiştirerek farklı organik
bileşikler oluşturulabilir. Örneğin bir
veya daha fazla OH grubu içeren
alkoller, amino grubu içeren aminler,
karbonil grubu içeren aldehitler ve
ketonlar, karboksil grubu içeren
karboksilli asitler.
54. Biyomoleküllerde Fonksiyonel Gruplar
Biyomolekü
1. Hidrokarbon grupları
Metil
Etil
Metilen
Metin
2. Oksijen içeren gruplar.
Hidroksi (Alkolik)
Hidroksi (Fenolik)
Keto
Karbonil
Aldehit
Karboksi
3. Azot içeren gruplar
Primer Amin
Sekonder Amin
Tersiyer Amin
Kuaterner Amonyum Tuzu
4. Kükürt içeren grup
Sülfhidril grubu
55. Karbon atomlarının belirlenmesi:
Bir organik bileşikteki karbonlar en okside
karbon içeren bileşikten başlayarak
numaralandırılır veya Greek harfleri ile
gösterilir. En okside grubun yanındaki
karbon, α-karbonudur.
Bu bileşik bir keton cisimciği olan 3-
hidroksibutirat veya β-hidroksibutirattır
OH O
I II
CH3 – CH – CH2 – C– OH
4 3 2 1
γ β α
