Madde konu anlatımı

Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan her şey maddedir. Buna göre kütle hacim ve eylemsizlik maddenin ortak özelliklerindendir.
Çevremizde gördüğümüz, hava, su, toprak v.s gibi her şey maddedir.
Maddeler tabiatta katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunurlar. Katı hali en düzenli, gaz hali ise en düzensiz halidir.
image00111.gif

Element
Tek cins atomdan oluşmuş saf maddeye element denir.
Demir (Fe), Hidrojen (H2) gibi.

Elementler;
• Homojendirler (Özellikleri her yerde aynıdır.)
• Belirli erime ve kaynama noktaları vardır.
• Yapı taşı atomdur.
• Kimyasal ve fiziksel yollarla daha basit parçaya ayrılamazlar.

Bileşik
Birden fazla elementin belirli oranlarda kimyasal yollarla bir araya gelerek, kendi özelliklerini kaybedip oluşturdukları yeni özellikteki saf maddeye bileşik denir.
Örnegin; İki hidrojen (H) atomuyla, bir oksijen (O) atomu birleşerek hidrojen ve oksijenden tamamen farklı olan su (H2O) bileşiğini oluşturur.

Bileşikler
• Homojendirler.
• Belirli erime ve kaynama noktaları vardır.
• Yalnızca kimyasal yollarla bileşenlerine ayrılabilir. Fiziksel yollarla bileşenlerine ayrılamazlar.
• Yapı taşı moleküldür.
• Bileşiği oluşturan elementler sabit kütle oranı ile birleşirler. Bu oran değişirse başka bir bileşik oluşur.
• Kimyasal özellikleri kendisini oluşturan elementlerin özelligine benzemez.
• Formüllerle gösterilirler.
• Molekülünde en az iki cins atom vardır.

KARIŞIM
Birden fazla maddenin her türlü oranda (rastgele oranlarla) bir araya gelerek, kimyasal özelliklerini kaybetmeden oluşturdukları topluluğa karışım denir. Karışımda maddeler fiziksel özelliklerini kaybedebilirler.
Karışımlar
a. Homojen karışım: Özellikleri her yerde aynı olan karışımlara denir. (Çözeltiler, alaşımlar, gaz karışımları v.s.)
b. Heterojen Karışım: Özellikleri her yerde aynı olmayan karışımlara denir.
Süspansiyon: Katı + Sıvı heterojen karışımlarının özel adıdır. Bir katının sıvı içinde çözünmeden asılı kalmasına denir.
Tebeşir tozu + Su karışımı gibi.
Emülsiyon: Sıvı + Sıvı heterojen karışımlarının özel adıdır.
Zeytin yağı + Su karışımı gibi.

Karışımların Özellikleri
• Karışımlarda maddeler kimyasal özelliklerini korurlar.
• Karışımlar fiziksel yollarla bileşenlerine ayrılabilirler.
• Erime ve kaynama noktaları sabit değildir.
• Homojen ya da heterojen olabilirler.
• Yapısında en az iki cins atom vardır.
• Saf değildirler.
• Formülleri yoktur.
• Maddeler belirli oranlarda birleşmezler.
Fiziksel Değişme
• Maddenin dış görünüşü ile ilgili olan özelliklere fiziksel özellikler denir. Yoğunluk, sertlik, renk, koku, tad …… gibi.
• Maddenin dış görünüşündeki değişiklikler fiziksel olaydır. Şekerin suda çözünmesi, kağıdın yırtılması, buzun erimesi……. gibi.
• Kimyasal Değişme
• Maddenin iç yapısı ile ilgili olan özelliklere kimyasal özellikler denir. Yanıcı olup olmaması, asidik ya da bazik özellik ….. gibi.
• Maddelerin atom ve moleküllerinde meydana gelen değişiklikler kimyasal olaydır. Kağıdın yanması, hidrojen ve oksijenin birleşerek su oluşturması, demirin paslanması …… gibi.
Maddelerin ayırtedici özellikleri
Aynı şartlarda miktara bağlı olmayan yalnızca o maddeye ait olan özelliklere ayırt edici özellikler denir.
a. Özkütle (yoğunluk) e. Esneklik
b. Erime noktası f. İletkenlik
c. Kaynama noktası g. Genleşme
d. Çözünürlük

Özkütle
Maddelerin 1 cm3 ündeki miktarının gram cinsinden değeridir.
image00210.gif

Erime ve kaynama noktası
Katı fazdaki maddenin sıvı faza geçtiği sıcaklık erime noktası, sıvı fazdaki maddenin kaynamaya başladığı sıcaklık kaynama noktasıdır. Erime ve kaynama sırasında sıcaklık sabit kalır. Sıcaklığın sabit kaldığı zamanlarda potansiyel enerji artarken sıcaklığın artması ile kinetik enerji artar.
image0038.gif

Çözünürlük
Belirli bir sıcaklıkta 100 gram çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarıdır.
Çözünürlük; çözücü ve çözünenin cinsine, sıcaklığa, basınca bağlı olarak değişir.

Esneklik
Katı maddelerin yapısı ile ilgili bir özelliktir. Madde üzerine bir kuvvet uygulandığında şeklin değiştiği kuvvet ortadan kaldırıldığında eski haline geldiği durum esnekliktir. Yalnız katılar için ayırt edici özelliktir.
Genleşme
Isıtılan cismin hacminde, yüzeyinde veya boyundaki değişmedir. Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici özelliktir. Her katı ve sıvı maddenin ayrı bir genleşme katsayısı vardır. Ancak bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır.
Elektrik İletkenliği
Metaller elektrik akımını iletir, ametaller iletmez. Çözelti bazındaki maddelerde ise yapısında iyon bulunduranlar elektrik akımını iletir.
Maddelerin bu ayırt edici özellikleri aynı şartlarda farklı maddelerin birbirinden ayırt edilmesinde yararlanılan özelliklerdir.

Karışımların Ayrıştırılması
1. Mıknatıs yardımı ile bazı maddeler ayrıştırılabilir. (Başlıca demir, kobalt, nikel metalleri mıknatısla ayrıştırılır.)
2. Bir katının sıvıda çözünmüş olduğu karışımlar sıvının buharlaştırılması ile ayrıştırılabilir.
3. Sıvı – sıvı homojen karışımları kaynama noktaları farklılığından yararlanılarak (Ayrımsal damıtma) ayrıştırılabilir.
4. Bir katının sıvıda çözünmemiş olduğu karışımlar süzme yoluyla ayrıştırılabilir.
5. Sıvı – sıvı heterojen karışımları ayırma hunisi yardımı ile yoğunluk farkından yararlanılarak ayrıştırılabilir.
6. Gaz karışımları gazların yoğunlaşma noktalarının farklılığından yararlanılarak ayrıştırılabilir.
7. Katı – katı karışımlarının bazıları çözünürlük farkından bazıları yoğunluk farkından bazıları erime noktalarının farklılığından yararlanılarak birbirinden ayrılabilir.

ATOM VE YAPISI
Elementin özelligini taşıyan en küçük parçasına atom denir.
image00410.gif

Atom Numarası
Bir elementin atomunda bulunan proton sayısıdır. Protonlar (+) yüklü olduklarından pozitif yük sayısı ya da çekirdek yükü şeklinde ifade edilebilir.
Atom numarı=Proton sayısı=Çekirdek yükü
Kütle Numarası = Proton sayısı + Nötron sayısı
eşitliği yazılabilir.
Nötr (yüksüz) bir atom için, çekirdekte kaç proton varsa çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde de o kadar elektron dolaşır.
İYON
(+) veya (–) yüklü atom ya da atom gruplarına iyon denir. (Na+1, Mg+2, Al+3, N–3, NO–3, PO4–3 …)
• Atom elektron verirse (+) yüklü iyon oluşur ve katyon olarak isimlendirilir.
• Atom elektron alırsa (–) yüklü iyon oluşur ve anyon olarak isimlendirilir.
Bir X atomu için;image0057.gifgösterilir.

Buradan nötron sayısı, elektron sayısı bulunabilir.
İZOTOP
Atom numaraları aynı kütle numaraları farklı olan atomlara izotop atomlar denir.
image0068.gifveimage0078.gifbirbirinin izotopudur.

• İzotop atomların kimyasal özellikleri aynıdır. Fiziksel özellikleri farklıdır.
• İzotop iyonların elektron sayıları farklı ise kimyasal özellikleri de farklıdır.

ALLOTROP
Kimyasal özellikleri aynı (aynı atomdan oluşmuş), fiziksel özellikleri (renk, kaynama noktası, erime noktası, uzaydaki dizilişleri v.s.) farklı olan maddelere allotrop maddeler denir.
Elmas, grafit, amorf karbon, üç madde de yapısında yalnızca karbon (C) atomu içerir. Fakat uzaydaki dizilişleri ve bağların sağlamlığı farklı olan maddelerdir.
O2 gazı ve O3 (Ozon) gazı birbirlerinin allotropudur. Allotrop için bilinmesi gereken en önemli özellik ise;
Allotrop maddeler bir başka madde ile reaksiyona girdiklerinde aynı cins ürünler oluşur.
2Ca + O2 –> 2CaO
3Ca + 2/3 O3 –> 2CaO gibi.

Modern Atom Teorisi
• Elektron dalga özelliği göstermektedir.
• Atomdaki elektronun aynı anda yeri ve hızı bilinemez.
• Elektronların bulunma ihtimalinin fazla olduğu küre katmanları vardır ve bu katmanlara orbital denir.

ELEKTRONLARIN DİZİLİŞİ
Pauli Prensibi
• Elektronlar yörüngelere yerleştirilirken ;
• 2n2 formülüne uyarlar.
(n : yörünge sayısı, 1,2,3 ………. gibi tamsayılar)
• Son yörüngede maksimum 8 elektron bulunur.
Buna göre, her yörüngedeki elektron sayısı:
1. yörünge : 2.12 = 2 elektron
2. yörünge : 2.22 = 8 elektron
3. yörünge : 2.32 = 18 elektron
4. yörünge : 2.42 = 32 elektron alır.

image0087.gif
Elektronik konfigürasyon
Bir atomun elektronlarının hangi yörüngede olduğu ve orbitallerinin cinsinin belirtildiği yazma düzenine Elektronik konfigürasyon denir.
n: Baş kuant sayısı olup 1, 2, 3, … gibi tam sayılardır. Elektronun hangi yörüngede oldugunu belirtir.
l: Yan kuant sayısı olup, orbital adı olarak bilinir, s, p, d, f gibi harflerle anılır.
• Elektronlar önce düşük potansiyel enerjili orbitallere yerleşirler. Dört değişik enerji düzeyi vardır.
s : Enerji seviyesi en düşük orbitaldir. 2 elektron alabilir.
p : s orbitalinden sonra elektronlar p orbitallerine yerleşir. px , py , pz olmak üzere 3 tanedir. p orbitalleri toplam 6 elektron alabilir.
d : 10 elektron alır ve toplam 5 tanedir. p orbitallerinden sonra elektronlar d orbitallerine yerleşirler.
f : f orbitalleri toplam 14 elektron alır ve 7 tanedir. Enerji düzeyi en yüksek olan orbitaldır.
Yörünge Sayısı (n) Yörüngedeki orbital sayısı(n2) Yörüngedeki elektron sayısı (2n2)
1………. 1 (1 tane s) 2
2. ……… 4 (1 tane s, 3 tane p) 8
3. ……… 9 (1 tane s, 3 tane p, 5 tane d) 18
4. ……… 16 (1 tane s,3 tane p, 5 tane d, 7 tane f) 32

image0096.gif
Bir atomun elektronları yörüngelere yerleştirilirken okların sırası takip edilir. Bunlar bu sıra ile yazılırsa aşağıdaki gibi olur
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
image0105.gif

Periyot : Dizilişi yapılan elementin en son yazılan s orbitalinin başındaki sayıya periyot denir.
Grup : Son yörünge orbitalleri s ve p ile bitiyorsa A grubu, d ve f ile bitiyorsa B grubu elementidir.
• A grupları son yörüngelerindeki s ve p orbitallerindeki elektronların toplamıyla bulunur.
X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 dizilişine göre atom 3. periyot, 8A grubundandır.

PERİYODİK TABLO
• Elementlerin atom numaralarına göre belirli bir kurala uyarak sıralanması ile periyodik cetvel oluşur.
• Periyodik cetvelde yatay sıralara periyot, düşey sıralara grup denir. Periyodik cetvelde 7 tane periyot, 8 tane A grubu, 8 tane B grubu vardır. 8B grubu 3 tanedir. Her periyot kendine ait olan s orbitali ile başlar p orbitali ile biter. Diger bir ifade ile 1A grubu ile başlayıp 8A grubu ile sona erer.

image0115.gif
• A grubu elementleri s ve p blokunda,
B grubu elementleri d ve f blokunda bulunurlar.
B grubu elementlerine geçiş elementleri denir. Bunların tamamı metaldir.
• Periyodik cetvelde A grubu elementlerinin özel isimleri vardır.
image0125.gif

• Periyodik cetvelde aynı grupta bulunan elementlerin değerlik elektron sayıları aynı olduğundan benzer kimyasal özellik gösterirler
METAL-AMETAL ve SOYGAZ’INM ÖZELLİKLERİ
Metal
1.Grup numarası 1A,2A ,3A,ve B gruplarında bulunan elementler metaldir.
2.Kendilerini sorgaza benzetmek için son yörüngelerindeki elektoronları vererek (+)değerlik alırlar
1A(+1), 2A (+2)
Kesinlikle (-) değer almazlar
3.Kendi aralarında bileşik oluşturmazlar.Ametallerle bileşik oluştururular .
4.İndirgen özellik gösterirler
5.Tel ve Levha haline gelebilirler
6.Elektirik akımını iletirler
7.Tabiatta genellikle katı halde bulunurlar .

Ametal
1. Grup numarası 5A ,6A,7A, olanlar ametaldir.
2. Soygaza benzeme yani son yörüngelerindeki elektronları 8′e tamamlamak için elektron alarak(-) değerlik alılar.
5A(-3),6A,(-2)7A(-1)…Fakat(+) değerlik alabilirler
3.Kendi aralarında ve metallerle bileşik oluşturular
4.Yükseltgen özellik gözteririler
5.Tel ve levha haline gelmezler
6. Elektirik akımını iletmezler .
7.Tabiatta genelde gaz ve çift atomlu moleküller halinde bulunurlar (F2,N2,02)

Soygaz
1.Grup Numarası 8A olanlar sozgazdır.
2. Kararlıdırlar,elektron alış-verişi yapmazlar
3.Bileşik yapmazlar
4.Orbitalleri doludur.
5.Tabiatta tek atomlu gaz halinde bulunurlar.

BİLEŞİK OLUŞUMU
a. Metal + Ametal
b. Ametal + Ametal
Metaller son yörüngelerindeki elektronları vererek (+) değerlik alırlar.
Ametaller ise son yörüngedeki elektronları 8′e tamamlamak için elektron alarak (-) değerlikli olurlar.
Bileşik formülünü bulabilmek için öncelikle bileşiği oluşturacak elementlerin değerlikleri tespit edilir. Bu değerlikler en küçük katsayılar şeklinde çaprazlanır.
En genel ifadesi ile X+m ile Y-n iyonu XnYm
bileşiğini oluşturur.
Bileşiği oluşturan atomların her ikisi de ametal olduğunda farklı bileşik formülleri oluşabilir.

ATOM ve İYON ÇAPI (HACMİ)
• Periyot numarası (yörünge sayısı) arttıkça atom hacmi büyür.
• Grup numarası arttıkça atom hacmi küçülür. Çünkü yörünge sayısı aynı kalmakta fakat çekirdek yükü ve çekirdeğin elektronları çekme gücü artmaktadır.
• Bir atom ya da iyon elektron aldıkça çapı büyür, elektron verdikçe çapı küçülür.
Örneğin; X atomunun hacmi X-n iyonunun hacminden küçük, X+n iyonunun hacminden büyüktür.
Örnek – 1
6C, 14Si, 3Li
atomlarının çaplarını karşılaştırınız?
Çözüm
image0134.gif

Periyot numarası büyük olanın çapı en büyük olduğundan Si çapı en büyüktür.
6C, 14Si, 3Li aynı periyotta olduğundan, grup numarası (proton sayısı) arttığı için
çekirdek çekimi büyük olanın çapı küçük olacağından 3Li çapı 6C nun çapından büyüktür. Sonuç olarak çaplar arasında Si > Li > C ilişkisi vardır.

İYONLAŞMA ENERJİSİ
Gaz halindeki bir atomdan bir elektron koparmak için verilmesi gereken enerjiye iyonlaşma enerjisi (1. iyonlaşma enerjisi) denir.
2′inci elektronu koparmak için verilen enerjiye 2. iyonlaşma enerjisi denir.
3′üncü elektronu koparmak için verilen enerjiye 3. iyonlaşma enerjisi denir.
Herhangi bir atom için daima 1.i.E X+2(g) + 2e– ΔH = 340 k.kal.
X+1(g) -> X+2(g) + e– ΔH = 215 k.kal.
X+1(g) -> X+3(g) + 2e– ΔH = 625 k.kal.
Verildiğine göre X atomunun 1. iyonlaşma enerjisi, 2. iyonlaşma enerjisi ve 3. iyonlaşma enerjisi değerleri kaçtır?
Çözüm
1. denklem: 2 elektronu uzaklaştırmak için verilen enerjidir. Yani 1. ve 2. iyonlaşma enerjileri toplamıdır. 2 elektronu koparmak için toplam 340 k.kal enerji harcanmıştır. 215 kkal. 2′inci elektronu uzaklaştırmak için verilen enerji olduğuna göre 2. iyonlaşma enerjisi 215 k.kal’dir. O zaman 340 – 215 = 125 k.kal 1. iyonlaşma enerjisidir. 625 k.kal. X atomunun 1 elektronu uzaklaşmış durumundan 2e– daha uzaklaştırmak için gereken enerjidir. (Yani: 2. ve 3. iyonlaşma enerjileri toplamıdır.)
2. İ.E = 215 k.kal olduğuna göre;
3. iyonlaşma enerjisi = 625 – 215 = 410 k.kal dir.

ELEKTRON İLGİSİ
• Gaz halindeki nötr bir atomun elektron yakalamasıyla açığa çıkan enerjidir. Açıga çıkan enerji ne kadar büyük ise elektron ilgisi o kadar fazladır.
X(g) + e– -> X–(g) + Enerji
• Periyodik cetvelde 7A grubu elementlerinin elektron ilgisi en büyüktür.
• Metallerin ve soygazların elektron ilgileri yok kabul edilir.

KİMYASAL BAĞLAR
Bileşiğin en küçük parçası olan ve en az iki atomun birleşmesinden meydana gelen kararlı yapı moleküldür. Moleküldeki atomları bir arada tutan kuvvet ise kimyasal bağlardır.
Kimyasal bağlar ikiye ayrılır.
1. İyonik bağ
2. Kovalent bağ

İYONİK BAĞ
• Metallerle ametaller arasında meydana gelen bağlardır. Metaller elektron vererek (+) yüklü iyon, ametaller elektron alarak (-) yüklü iyon oluştururlar. Bu zıt yüklü iki iyonun birbirlerini coulomb çekim kuvveti ile çekmesinden iyonik bag oluşur.
• Örnek olarak NaCI bileşiğinde Na atomunun iyonlaşma enerjisi küçük olduğundan 1 tane değerlik elektronunu vererek (+1) yüklü iyon, klor ise Na atomunun verdiği elektronu alarak (-1) yüklü iyon oluşturur. Bu iki iyonun birbirini coulomb çekim kuvveti ile çekmesi sonucu NaCI bileşiği oluşur ve meydana gelen bağ iyonik bağdır.
• iyonik bağ oluşurken metal ve ametal ne kadar aktifse bağ o kadar sağlam olur.
Örnek – 3
13Al ve 16S atomları arasında oluşan bileşiğin 1 molekülü için:
I. Al atomları toplam 6 elektron verir.
II. S atomları toplam 3 elektron verir.
III. Al2S3 iyonik bileşiği oluşur.
hangileri doğru olur?
A) Yalnız I B) Yalnız III
C) I ve III D) II ve III
E) I, II ve III
Çözüm
Al ve S atomlarının elektronlarının dizilişi
Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
S : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
şeklindedir. Al atomunun son yörüngesinde 3 elektron, S atomunun son yörüngesinde 6 elektron vardır. Al metal, S ametaldir.
Al ve S atomu arasında oluşan bileşik (Al+3 ve S-2 iyonlarının yükleri çaprazlanırsa) Al2S3 olarak bulunur. Oluşan bileşik iyonik bileşiktir.
Al2S3 bileşiğinde 2 tane Al atomu vardır. 1 tane Al atomu 3 elektron verdiğinden 2 tane Al atomu 6 elektron verir. 3 tane S atomu 6 elektron alır.
Buna göre I ve III dogru, II yanlıştır. Cevap C’ dir.

KOVALENT BAĞ
• Ametallerin (C, N, P, S, O, H, F, CI, Br, I) kendi aralarında elektron ortaklığı ile oluşturdukları bağdır.
• Örnek olarak hidrojen molekülü arasındaki bağı incelersek;
• Hidrojenin atom numarası 1 olduğundan, 1 tane elektronu vardır. Bu elektron 1s orbitalinde bulunmaktadır. ıki hidrojen atomundaki birer elektronun etkileşmesinden H2 molekülü oluşur, aradaki bağ kovalent bağdır. Hidrojen molekülü H• •H veya H-H şeklinde gösterilir.
• Aynı cins ametal atomları arasında oluşan kovalent bağ apolar, farklı cins ametal atomları arasında oluşan kovalent bağ polardır. H2 molekülündeki H – H bağı apolar, HCl molekülündeki H – Cl bağı polardır.

Labels:



comment closed