Tyt Kimya Madde Ve Özellikleri Ders Notları

Maddenin Tanımı ve Özellikleri

Kimya: Maddenin özelliklerini, iç yapısını, reaksiyonlarını ve meydana gelen enerji değişimlerini inceleyen bilim dalıdır.

Madde : Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan tanecikli ve boşluklu yapıya sahip olan her şeye madde denir.

Hacim : Maddenin uzayda kapladığı yere hacim denir. Hacmin birimi cm³ ve katlarıdır.

Kütle : Hacmi dolduran madde miktarına kütle denir. Birimi kg ve katları şeklindedir.

Eylemsizlik : Maddenin durumunu devam ettirme eğilimine denir. Üzerindeki net kuvvetin sıfır olduğu bir cismin duruyorsa durmasına devam etmesine hareket  halindeyse hareketine sabit hızla devam etmesine eylemsizlik denir. Eylemsizliğin birimi yoktur.

Tanecikli ve Boşluklu yapı : Bütün maddelerin atom ve molekül gibi taneciklerden oluşması bize maddelerin tanecikli yapıda olduğunu  gösterir. Maddeler tanecikli yapıda ise eğer bu tanecikler arasında çok küçükte olsa boşluk olacaktır. Bu da bize maddelerin  boşluklu yapıda olduğunu gösterir.

Maddenin Fiziksel Halleri

Bir madde sıcaklık ve basınca bağlı olarak üç halde bulunabilir. Maddenin hal değişimlerine ilişkin terimler aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Katı: Katı maddeleri incelersek belirli şekillerinin olduğunu görürüz. Dışarıdan herhangi bir kuvvetle müdahale olmadığı sürece şekillerini korurlar. Bu da katı maddelerin moleküllerini birbirine sıkı bağlandığını gösterir. Katı maddelerin moleküllerinin   birbirine sıkı bağlanması , katı maddelerin hareket etmedikleri anlamına gelmez. Katı maddeler öteleme hareketi yapmazlar fakat bulundukları yerde titreşim hareketi yaparlar. Katı maddelere taş , bardak , kalem , cd , cam , tahta örnek olarak verebiliriz.

Katı maddeleri kısaca özetlemek gerekirse : 

• Katı maddeler sert yapılıdır, belirli şekilleri  ve hacimleri  vardır.
• Katı maddeleri meydana getiren tanecikler arası mesafe çok azdır. Bundan dolayı moleküller arası çekim kuvveti fazladır. Maddenin en düzenli halidir.
• Katı maddeler kuvvet ve basınç altında sıkıştırılamazlar.

Sıvı : Sıvı maddelerin katı maddeler gibi belli şekilleri olmadığından konuldukları kapların şekillerini alırlar. Katı maddeler gibi belli şekillerinin olmama nedeni sıvı maddelerin moleküllerinin birbirinden daha uzak ve akışkan halde olmasındandır. Sıvı maddelerin akışkan olmasının bize günlük hayatta birçok faydası vardır. Örneğin içme suyunun  akışkan olması sayesinde borularla evlerimize kadar ulaştırabiliyor olması. Su , zeytinyağı , alkol ve sirkeyi sıvı maddelere örnek olarak verebiliriz.

Sıvı maddeleri kısaca özetlemek gerekirse : 

• Belirli bir hacme sahip olan ve belirli bir şekli olmayıp bulundukları kabın şeklini alan maddelere denir.
• Sıvı moleküller arası çekim kuvveti katılara göre daha düşük olduğundan birbirinden fazla ayrılmayacak şekilde birbirlerinin üzerinden kayarak  yer değiştirirler.
• Sıvılar katılara göre daha düzensiz gazlara göre ise daha düzenli bir yapıdadır.
• Sıvılar ısıtıldıklarında, sıvı bu enerjiyi kimyasal bağlara aktarır ve bağlar arası mesafe arttığından sıvının hacmi artar.
• Sıvıların hacmi kuvvetle artırılamaz.

Gaz :  Belirli bir şekli ve  belirli bir  hacmi olamayan maddelere denir. Maddenin en düzensiz hali olan gaz halindeki maddelere hava , oksijen , azot , lpg , He (helyum) ,  örnek olarak verilebilir.

• Tanecikler arası mesafe çok fazla olduğundan gazlar bulundukları kabı tamamen doldururlar.
• Gaz molekülleri serbestçe hareket edebildiklerinden dolayın kabın çeperlerine çarparak kuvvet uygularlar.
• Sıcaklık arttığında moleküllerin hızı artar.
• Gazların hacmi sıkıştırılarak azaltılabilir.
• Basınç ve sıcaklığa bağlı olarak gazların hacmi değiştirilebilir.
• Gazların belirli hacimleri olmamasına rağmen işlem yapılırken gazın hacmi kabın hacmi olarak alınır.

Plazma : Katı haldeki maddeyi ısıtmaya devam edersek önce erir , daha sonra gaz haline geçer. Gaz halindeki maddeyi ısıtırsak maddenin atom ve moleküllerinden  elektron koparırız. Bu durumda maddenin atom ve molekülleri iyonlaşır ve iyonlar (+) ve (-) yükler şeklinde sistemde bulunur. Sıcaklık o kadar yüksektir ki madde kararlı hale geçemez. İşte bu kararsız halde bulunan  (+) ve  (-)  yüklü parçacıkların oluşturduğu durum maddenin 4. hali olarak bilinen plazma halidir. Plazma haline güneş , yıldızlar , yıldırım , magma ve mum alevi örnek verilebilir.

(Bazı bilim adamları maddenin plazma adı verilen dördüncü bir hali olduğunu kabul etmektedir. Maddenin bu halinin öz kütlesi çok yüksek olup yıldızlarda var olduğu bilinmektedir. Ayrıca likit kristal hali maddenin beşinci hali olduğu bilim adamları tarafından kabul edilmiştir. Fakat beşinci hal durumu ÖSYM tarafından sorulmamaktadır.)

Maddenin Ortak ve Ayırt Edici Özellikleri

Maddenin Ortak Özellikleri

Madde miktarına bağlı olarak değişen özelliklerdir. Maddenin ortak özellikleri maddenin ayırt edilmesinde tek başına kullanılamaz.

• Kütle
• Hacim
• Eylemsizlik
• Tanecikli ve Boşluklu Yapı

Maddenin Ayırt Edici Özellikleri

Maddenin ayırt edici özellikleri maddenin miktarına ve şekline bağlı olmayıp, maddenin cinsine bağlı olan özelliklerdir.

• Özkütle (yoğunluk)
• Özhacim
• Özısı
• Çözünürlük
• Erime Noktası
• Kaynama Noktası
• Donma Noktası
• Genleşme Katsayısı
• Esneklik Katsayısı
• Buhar Basıncı
• Elektrik iletkenliği

Yoğunluk (özkütle) : Birim hacimdeki madde miktarına denir. Yoğunluk kütlenin hacme bölünmesiyle elde edilir. Bir maddenin yoğunluğu o maddenin en temel özelliklerinden biridir. Yoğunluk ya da özkütle özellikle saf maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Yoğunluk (d) = Kütle (m) / Hacim (V) formülü kullanılır. Kütle hacim grafiğinin eğimi yoğunluğu verir.

Kütle Birimleri : kg (kilogram) , g (gram) , mg (miligram)

Hacim : L (litre) , mL (mililitre)

Genellikle bütün maddelerin yoğunluğu en yüksek katı halde, en düşük ise gaz halinde karşımıza çıkar.

Erime ve Kaynama Noktası : Erime ve kaynama noktası saf maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Erime ve kaynama noktasını ifade ederken belirli koşullar için ifade ederiz. Örneğin deniz seviyesinde ifadesi basıncı ifade eder. Farklı basınçlarda erime ve kaynama noktası da değişir.

Isınma ve soğuma grafikleri, bir maddeye verilen veya maddenin verdiği ısı miktarına bağlı olarak sıcaklığın değişimini gösterir. Maddeler ısındıkça sıcaklıkları artar. Ancak hal değiştirme sırasında sıcaklık sabittir. Bu durum saf maddeler için böyledir. Ancak karışımlarda hal değiştirme sırasında da sıcaklık sabit değildir.

Çözünürlük : Belirli sıcaklık ve basınçta 100 gram çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarına çözünürlük denir.

Çözünürlük, çözünen ve çözücünün cinsine, sıcaklığa ve ortak iyon derişime bağlıdır. Gazların sıvı içerisinde çözünmesinde basınç da etkilidir. Değişik maddelerin aynı koşullarda belli bir çözücüdeki çözünürlükleri ayırt edici özelliktir.

Esneklik : Katıların üzerine bir kuvvet uygulandığında üzerindeki değişime esneklik denir. Sadece katılar için ayırt edici bir özelliktir.

Genleşme : Bir maddenin sıcaklığının yükseltilmesi sonucunda hacminin artmasına genleşme denir. Genleşmenin nedeni sıcaklık artışıdır. Sıcaklığın artması moleküllerin kinetik enerjisinin artması demektir. Kinetik enerji arttıkça moleküller daha çok hareket edecek ve hacimsel büyümeye neden olacaktır.

Bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır. Bu nedenle genleşme sadece katı ve sıvılar için ayırt edici özelliktir.

Öz Isı (Isınma ısısı) : Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 °C arttırmak için gereken ısıya öz ısı denir. Bir maddenin farklı fazdaki öz ısısı da farklıdır. Öz ısı maddenin üç hali için de ayırt edicidir.

Elektrik İletkenliği : Maddelerin üzerinden akım elektrik akımını aktarma özelliklerine elektrik iletkenliği denir. İletkenliği etkileyen faktör dirençtir. Direncin artması akımın geçmesini zorlaştırır. Farklı maddelerin farkı dirençleri vardır. Bu nedenle elektrik iletkenliği ayırt edici bir özelliktir.

Maddelerin Sınıflandırılması

Madde saf madde (Arı madde) ve saf olmayan madde (karışım) olmak üzere ikiye ayrılır.

1 . Saf (Arı) Madde : 

Saf maddeler kendi arasında Elementler ve Bileşikler olmak üzere ikiye ayrılır. Aynı cins atom veya moleküllerden oluşmuş maddelerdir. Saf maddelerin; sabit basınç ve sıcaklıkta kendisine özgü, yoğunluğu, erime noktası, kaynama noktası ve çözünürlüğü vardır. Saf maddeler homojen yapıdadır.

1 . 1  Elementler : 

Aynı cins atomlardan oluşan saf maddelere element denir. Elementler tabiatta atomik ya da moleküler halde bulunurlar. He , Na , O₂ , O₃ ve N elementlere örnektir. 

Elementlerin Özellikleri

• Saf (arı) maddelerdir.
• Yoğunlukları sabittir. (Aynı zamanda ayırt edici özellik olduğunu hatırlatalım)
• Elementler semboller (simge) ile gösterilir. Sembollerin ilk harfi büyük varsa ikinci ve üçüncü harfleri küçük yazılır. (He , Mg , Ca , Cl)
• Sabit erime ve kaynama noktaları vardır.
• Fiziksel veya kimyasal yollar ile daha basit maddelere dönüştürülemezler.
• Homojendirler.

Elementler metaller, ametaller ve soygazlar olarak üç gruba ayırılır.

1 . 1 . 1  Metaller : 

1. Metaller konusu Periyodik Cetvel konusunda detaylıca ele alınacağından dolayı burada sadece metallere ait özellikleri inceleyeceğiz.
2. Metallerin hepsi (cıva elementi hariç) oda koşullarında katıdır.
3. Bütün metaller parlaktır (Metalik parlaklık). Işığı yansıtırlar.
4. Metaller sert ve yumuşak olabilir. Sert olan metal yumuşak olanı çizer.
5. Metaller, tel, levha ve toz haline gelebilir. Metaller esnektir; eğilip bükülebilir.
6. Elektrik ve ısıyı iletir.
7. Soy metaller (altın, platin gibi) dışında diğer metaller havada paslanır.
8. Metaller birbirleriyle bileşik yapmaz. Ancak birbiri içinde eritilerek karıştırılabilirler ve alaşım oluştururlar.
9. İki veya daha çok metal birbiriyle molekül oluşturmaz.
10. Moleküllerin öz kütleleri büyük, erime noktaları yüksektir. Örneğin, demir 1535°C’de erir. Yoğunluğu 7,8 g/cm3’tür.
11. Metaller, daima elektron vererek (+) yüklü iyon (katyon) olmak ister.Çünkü son yörüngelerinde 1,2,3 elektron barındırabilirler.
12. Metallerin çoğuna (Na, Mg, Fe, Zn gibi) asitler etki eder. Bunun sonucunda tuz oluşur ve hidrojen gazı açığa çıkar.

Alaşım : Alaşım, iki ya da çok metal ya da yarı metal eriyiğinin karıştırılmasıyla elde edilen metal nitelikli maddelere verilen isimdir. Alaşımlar bu nedenle birden çok kimyasal element içerirler. Bazı metallerin sertliğiyle aşınma direnci yeterli olmadığı için doğrudan kullanılamazlar. Bu tür metallere değişik miktarlarda başka elementler katılarak homojen metal görünümündeki alaşımlar elde edilir. Alaşımlar metallerin görünüş ve fiziksel özelliklerini korurlar, ancak kendilerini oluşturan element ve metallerden (komponentlerden) değişik özellikler kazanırlar. Farklılaşan temel özellikler sertlik, ergime noktası, iletkenlik ve kimyasal etkilere dayanıklılıktır. Alaşımı oluşturan metallerin iç yapıları değişik olmasa da, alaşımın yapısal özellikleri farklılaşır. Bu özellik ya da nitelik değişimi çok duyarlıdır. Saf metallerin özellikleri ne kadar bilinirse bilinsin, saf metale karıştırılan % 0.1 oranındaki yabancı element, özellikleri önceden kestirilemeyen bir alaşım oluşturabilir.

• Kalay (Sn) — Kurşun (Pb) —-> Lehim
• Bakır (Cu) — Çinko (Zn) —-> Pirinç
• Bakır (Cu) — Kalay (Sn) —-> Tunç (Bronz)
• 18 veya 14 ayar altın (Altın – Bakır alaşımına örnektir.)
• Civanın oluşturduğu alaşımlara malgama ve amalgam denir.

1 . 1 . 2  Ametaller : 

Metaller konusu Periyodik Cetvel konusunda detaylıca ele alınacağından dolayı burada sadece metallere ait özellikleri inceleyeceğiz.

Ametaller, metal özelliği göstermeyen elementlerdir. Sertlik, Mekanik uyarlanabilirlik ya da elektrik iletkenliği gibi metallere özgü özellikleri göstermeyen maddelerdir. Genellikle karbon, azot, fosfor, oksijen, kükürt, selenyum, flüor, klor, brom, iyot ve soy Gaz elementlerine ametal denir.

Metaller çözeltilerde katyonları (pozitif yüklü iyonları) oluştururken, ametaller anyon (negatif yüklü iyon) oluşturma eğilimindedir. Metallerin aksine iyi iletken değillerdir ve elektronegatiflikleri çok yüksektir. Metaller ve ametaller arasında özellikler gösteren bazı yarıiletken elementler, “metaloidler” olarak da adlandırılır. Halojenler ve soygazlar da ametal doğadadır.

1. Isı ve elektriği iletmezler ( Grafit hariç ).
2. Yüzeyleri mattır.
3. Kırılgandırlar , tel ve levha haline dönüştürülemezler.
4. Bileşiklerinde hem pozitif hem de negatif değerlikte olabilirler.
5. Oda koşullarında katı,sıvı veya gaz hallerinde bulunabilirler.
6. Elektron almaya isteklidirler çünkü son yörüngelerinde 5,6,7 elektron barındırabilirler.
7. Erime Noktaları,Kaynama Noktaları ve Yoğunlukları düşüktür.
8. Kendi aralarında kovalent bağlı bileşik oluştururlar.
9. Metallerle iyonik bağlı bileşik oluştururlar.
10. Oksijenli bileşikleri asidik özellik gösterir.
11. Doğada moleküler halde bulunurlar.
12. 1A grubunda sadece hidrojen ametaldir.

Yarımetaller :  Periyodik tabloda metaller ve ametaller arasında, yarı metaller veya metaloidler olarak bilinen bir element sınıfı vardır. Bu elementlerin özellikleri de metal ve ametallerin ortasındadır. Yani iki grup elementin özelliklerini de kısmen gösterirler.

Çoğu yarı metal, parlak, metalik bir görünüme sahiptir ancak kırılgan, düşük elektrik iletkenleri olup, metalik olmayan kimyasal özellikler gösterir. Yarı metaller, yarı iletken özelliklere sahip olan ve amfoter oksitler oluştururlar.

Yarı metaller, periyodik tablodaki metaller ile ametaller arasındaki çizgi boyunca bulunurlar. Metal ve ametaller arasında periyodik tabloda zig zag çizerler.

1 . 1 . 3  Soygazlar : 

Metaller konusu Periyodik Cetvel konusunda detaylıca ele alınacağından dolayı burada sadece metallere ait özellikleri inceleyeceğiz.

1. Periyodik tabloda 8A grubunda bulunurlar.
2. Yok denecek kadar az reaktiftirler.
3. Son yörüngelerindeki orbitalleri tam doludur.
4. Çok yüksek iyonlaşma enerjileri vardır.
5. Çok düşük elektronegativiteleri vardır.
6. Kaynama noktaları düşüktür. (Oda koşullarında gaz şeklinde bulunur.)
7. Yanıcı ve yakıcı değildirler.
8. Renksiz ve kokusuzdurlar.
9. Düşük basınçta elektriği iletebilirler.

Metaller, Ametaller ve Soygazlar Özelliklerinin Karşılaştırılması

1 . 2  Bileşikler : 

İki ya da daha fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybederek sabit kütle oranlarında bir araya gelmesiyle oluşturulan yeni saf maddeye bileşik denir. Bileşiğin en küçük birimi farklı atomlardan oluşan moleküller veya iyonlardır. CO₂, NH₃, H₂O molekül yapılı bileşiklere, NaCl, Al₂(SO₄)₃ ise iyonik bağlı bileşiklere örnektir.

Bileşikler İyonik Bileşikler ve Kovalent Bileşikler olmak üzere ikiye ayrılır. Kovalent Bileşikler ise Polar Kovalent Bileşikler ve Apolar Kovalent Bileşikler olmak üzere ikiye ayrılır.

• Metal + Ametal —-> İyonik Bileşik
• Ametal + Ametal —-> Kovalent Bileşik

Bileşiklerin Özellikleri

• Saf maddelerdir.
• Homojendirler.
• Yoğunlukları sabittir.
• Erime ve kaynama noktaları sabittir.
• Formüller ile gösterilirler.
• Bileşenleri arasında sabit kütle oranı vardır.
• Bileşenlerinin kimyasal özelliğini göstermezler.
• Kimyasal yollar ile ayrışırlar.

NOT : Bileşikler farklı cins atom aynı cins moleküller içerirler. Aynı cins moleküllerden oluşan bir maddenin bileşik olduğu kesin değildir. Molekül halde bulunan elementler de vardır. Saf bir maddenin bileşik olması için aynı cins moleküller ve farklı cins atomlar içermesi gerekmektedir.

• H₂O molekülü bir bileşiktir.
• SO₂ molekülü bir bileşiktir.
• NO molekülü bir bileşiktir.
• H₂ , O₂ , Cl₂ , N₂  molekülleri bileşik değil elementtir.

2 . Karışım : 

İki veya daha fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybetmeden herhangi bir oranda bir araya gelmesiyle oluşan yeni maddelerdir. Karışımlar homojen ve heterojen olmak üzere ikiye ayrılır.

Karışımların Özellikleri

1- Karışıma giren maddeler kendi özelliklerini kaybetmezler.
2- Karışımlar fiziksel yollarla bileşenlerine ayrılabilirler. (Damıtma , Kristallendirme , Ayıklama , Eleme , Mıknatısla ayırma , Süzme , Santrifüjleme , Diyaliz , Süblimleşme )
3- Karışımların Erime ve kaynama noktaları sabit değildir.
4- Karışımlar Homojen ya da heterojen durumda olabilirler.
5- Karışımların Yapısında en az iki farklı madde vardır.
6- Karışımlar Saf değildir.
7- Karışımlar kimyasal özelliklerini kaybetmedikleri için formülleri yoktur.

2 . 1  Homojen Karışımlar : 

Özellikleri her yerinde aynı olan ve bakıldığında tek bir madde gibi görünen karışımlara homojen karışım denir. Etil alkol – su, alaşımlar, gaz karışımları gibi.

Tüm arı maddeler (saf maddeler) homojendir. Fakat tüm homojen maddeler arı madde değildir. Homojen bir madde, arı madde (element ya da bileşik) olabildiği gibi karışım da olabilir.

• Katı – Katı —> Alaşımlar (Pirinç , lehim , bronz …)
• Sıvı – Katı —> Şekerli su , Tuzlu su
• Sıvı – Sıvı —> Alkol – Su
• Sıvı – Gaz —> Gazlı İçecekler
• Gaz – Gaz —> Hava (Tüm gaz karışımları homojen karışımdır.)

2 . 1  Heterojen Karışımlar : 

Özellikleri her yerinde aynı olan ve bakıldığında tek bir madde gibi görünmeyen karışımlara heterojen karışım denir. Türk Kahvesi , Çorba , Salata , Çamurlu Su , Zeytinyağı – Su , süt , ayran , su – kum gibi. Bazı heterojen karışımların özel isimleri vardır.

2 . 1 . 1 Emülsiyon : 

Sıvı – Sıvı şeklindeki karışımlara verilen isimdir. Başka bir deyiş ile bir sıvıda başka bir sıvının damlacıklar halinde heterojen olarak dağılmasıdır.

Örnek : Zeytinyağı – Su , Benzin – Su

2 . 1 . 2 Süspansiyon : 

Katı – Sıvı şeklindeki karışımlara verilen isimdir. Başka bir deyiş ile bir sıvıda başka bir katının damlacıklar halinde heterojen olarak dağılmasıdır.

Örnek : Tebeşir tozu – Su , Ayran , Çamurlu Su , Türk Kahvesi

2 . 1 . 3 Aerosol : 

Bir gaz içerisinde sıvı damlacıkların veya katı parçacıklarının heterojen olarak dağılmasıdır.

Örnek : Sis , Duman , Spreyler , Deodorantlar , Sinek İlacı

2 . 1 . 4 Kolloidal : 

Gözle görülemeyecek kadar küçük katı maddelerin sıvı içerisinde heterojen olarak dağılmasıdır.

Örnek : Süt , Kan , Boya , Jöle

Not: Maddenin yapısındaki faz kavramı ile maddenin fiziksel hali birbirine karıştırılmamalıdır. Bu kavramlar her zaman ayrı anlamda kullanılmaz. Gaz hali ile gaz fazı aynı anlamı verebildiği halde sıvı ve katılarda aynı fiziksel halde iki farklı faz bulunabilir. Zeytinyağı ile su karşımı sıvı halde bir maddedir. Ancak üstte zeytinyağı, altta su olmak üzere iki ayrı faz içerir.

Elementler, Bileşikler ve Karışımlar Arasındaki Farklar

Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Maddenin özelliklerini fiziksel ve kimyasal özellikler diye ikiye ayırabiliriz.

Maddenin Fiziksel Özellikleri ve Fiziksel Olay

Maddenin ölçülebilen, gözlenebilen, dış görünüşü ile ilgili olan özelliklere fiziksel özellik denir. Renk, koku, tat, sertlik, yoğunluk, ısı iletkenliği, elektrik iletkenliği, erime noktası, kaynama noktası, çözünürlük gibi özellikler fiziksel özelliklerdir.

Maddenin kimyasal yapısının bozulmadığı değişimlere de fiziksel değişim denir. Başka bir deyişle maddenin dış yapısında olan değişimlere denir. Maddenin bağ ve molekül yapısı değişmez.

Fiziksel değişimlerde;

• Maddenin toplam kütlesi değişmez.
• Maddenin kimyasal özelliği değişmez.
• Fiziksel olayların çoğu tersine döndürülebilir.
• Fiziksel özelliklerin bir kısmı değişir.

Fiziksel değişim örnekleri

• Camın kırılması
• Tahtanın parçalara ayrılması veya talaş elde edilmesi
• Şekerin veya tuzun suda çözünmesi
• Gökkuşağı oluşumu
• Sütten tereyağ elde edilmesi
• Metal bir telin elektriği iletmesi
• NaCl tuzunun suda çözünmesi NaCl_(k) → Na⁺_(aq) + Cl^–_(aq)
• Naftalinin süblimleşmesi
• Suyun donması
• Kağıdın yırtılması
• Mumun ısıtılarak eritilmesi
• Şeker pancarından şeker elde edilmesi
• Bakır telin elektriği iletmesi
• Camın kırılması
• Buzun suda erimesi
• Katı yağların erimesi
• Odundan talaş elde edilmesi
• Kağıdın parçalanması
• Kar oluşumu
• Kırağı oluşumu
• Suyun buharlaşması
• Naftalinin süblimleşmesi
• Şekerin suda çözünmesi
• Yoğurttan ayran yapılması
• Reçelin şekerlenmesi
• Alaşımlar (Lehim, Pirinç, Tunç veya Bronz, 14 veya 18 ayar altın)

Tüm  hal değişimleri (Erime, donma, buharlaşma, yoğunlaşma, kırağı oluşumu, süblimleşme) Fiziksel değişmelere örnektir.

Maddenin Kimyasal Özellikleri ve Kimyasal Olay

Maddenin tanecikleri (atom ve molekülleri) ile ilgili olan özelliklere kimyasal özellik denir. Örneğin bir maddenin asit veya bazla reaksiyon verip vermemesi, yanıcı olup olmaması gibi özellikleri o maddenin kimyasal özellikleridir.

Kimyasal olay ise; maddenin atom veya moleküllerinde yani maddenin iç yapısında meydana gelen değişimlerdir. Kimyasal değişim sonucunda maddenin bağ ve molekül yapısı değişir.

Kimyasal değişimlerde;

• Maddenin toplam kütlesi değişmez.
• Maddenin kimyasal özelliği değişir.
• Kimyasal olaylar tersine dönüştürülemez.
• Kimyasal özelliklerin tamamı değişir.

Kimyasal değişim örnekleri

• Suyun elektrolizi (H₂O → H₂ + 1/2O₂)
• Yumurtanın pişmesi
• Zn nin HCl de çözünmesi
• Kömürün yanması
• Yaprağın sararması
• Paslanma Olayları (Demirin paslanması)
• Kararma Olayları (Gümüşün kararması)
• Ekşime Olayları (Sütün ekşimesi)
• Etin kokması
• Çürüme Olayları (Meyvenin çürümesi)
• Sütten peynir veya yoğurt yapılması
• Peynirin küflenmesi
• Mayalanma Olayları (Hamurun mayalanması)
• Üzüm suyundan sirke yapılması
• Fotosentez olayı
• Grizu patlaması
• Zeytin yağından sabun elde edilmesi
• Sofra tuzunun elektrolizi
• Yağlı boyanın kuruması
• CO₂ gazının kireç suyunu bulandırması
• Üzümden şarap elde edilmesi
• Betonun donması
• Elektrolit (elektriği ileten) çözeltilerinin elektrik akımını iletmesi
• Patlama olayları (Grizu, tanker patlaması vs.)
• Yanma olaylarının tamamı
• Pillerin Elektrik üretmesi
• Solunum
• Fotosentez
• Ağaçtan kağıt elde edilmesi
• Limon suyunun mermer ile etkileşimi

1 MADDE ve ÖZELLİKLERİ Kimya Ders Notu 1

2 MADDE ve ÖZELLİKLERİ Kimya: Maddenin özelliklerini, atomal ve moleküler düzeydeki değişimlerini inceleyen bilim dalıdır. Madde: Kütlesi ve hacmi olan herşey madde olarak tanımlanır. Örneğin; hava, su, toprak, demir, tuz, şeker. Madde atom ya da molekül denilen taneciklerden oluşur. Bu taneciklerin sahip olduğu kinetik ve potansiyel enerji toplamına, maddenin enerji kapsamı denir. Kinetik Enerji (E k ): Madde taneciklerinin hareketini ve hızını sağlayan enerjidir. Sıcaklıkla doğru orantılıdır. Potansiyel Enerji (E p ): Tanecikler arasındaki uzaklığı belirleyen enerjidir. Hal değişimi sırasında maddenin potansiyel enerjisi değişir. 2

3 MADDENİN FİZİKSEL HALLERİ Maddeler belirli koşullarda katı, sıvı, gaz ya da plazma halinde bulunur. Maddeler tanecikli yapıya sahip olduklarından, farklı fiziksel hallerde tanecikler arası uzaklıkları da farklıdır. 3

4 Katılar: Belirli şekilleri ve hacimlerivardır. Kinetik ve potansiyel enerjinin en düşük, tanecikler arasındaki çekim kuvvetinin en fazla, tanecikler arası uzaklığın en az olduğu fiziksel haldir. Tanecikleri en düzenli yapıdadır. Tanecikleri sadece titreşim hareketi yapar. Katılarda tanecikler, bir arada kristal denilen belirli geometrik yapıları oluşturur. Tanecikler arası boşluk yok denecek kadar az olduğundan sıkıştırılamadıkları kabul edilir. Örneğin: Demir, gümüş, bakır, kurşun. 4

5 SıvıIar: Hacimleri belirli, şekilleri belirsizdir. Akışkandırlar. İçine konuldukları kapta, doldurdukları kısmın şeklini alırlar. Tanecikleri titreşim ve öteleme hareketi yapar. Birbirleri üzerinden kayarak yer değiştirebilirler. Sıvı tanecikleri arasındaki boşluklaı katılara göre daha fazla, tanecikler arası çekim kuvveti daha zayıftır. Tanecikleri birbiri ile temas halinde olduğundan sıkıştırılamadıkları kabul edilir. Sıvılar, normal koşularda gazlara göre daha yoğundur. Örneğin: Su, alkol, süt. 5

6 Gazlar: Hacimleri ve şekilleri belirsizdir. İçinde bulundukları kabın şeklini ve hacmini alırlar. Bulundukları kabın her noktasına homojen yayılıp, eşit basınç uygularlar. Kinetik ve potansiyel enerjinin en yüksek tanecikler arası uzaklığın en fazla, tanecikler arasındaki çekim kuvvetinin en az olduğu fiziksel haldir. Tanecikleri en düzensiz yapıdadır. Tanecikleri titreşim, dönme ve öteleme hareketi yapar. Akışkandırlar. Tanecikleri arasında büyük boşluklar bulunduğundan kolaylıkla sıkıştı rılabilirler. Örneğin: Oksijen gazı, karbondioksit gazı, hava. 6

7 Plazma: Yüksek sıcaklığa ısıtılan gaz moleküllerinin bir kısmı önce atomlarına ayrılır sonra da dış katman elektronları çekirdeğin çekiminden kurtulur ve pozitif yüklü iyonlar oluşur. Oluşan bu; iyon, elektron, nötr atom ve molekül karışımına (iyonize olmuş gaz) plazma denir. Plazma elektrikçe nötrdür. Ancak elektriği iyi iletir. Yüksek sıcaklıkta düşük yoğunluğa sahiptir. Güneş ve yıldızlar plazma halindedir. Günlük yaşamda kullanılan floresan lambalarda, neon lambalarında, mum ve kibrit alevinde, şimşek çakması sırasında plazma oluşur. 7

8 Moleküller arası çekim kuvvetinin en fazla olduğu hal katıdır. Moleküller arası uzaklığın en fazla olduğu hal gazdır. Enerji kapsamının (E k + E p ) en fazla olduğu hal gazdır. Madde moleküllerinin hareketi hızlanıp, moleküller arası boşluklar arttığında madde daha düzensiz hale geçer. Maddenin en düzensiz hali gaz, en düzenli hali ise katıdır. 8

9 ÖRNEK 1: l. Katı yağın erimesi ll. Suyun donması lll. İyotun süblimleşmesi Yukarıda verilen olaylardan hangilerinde maddenin düzensizliğinde artış gözlenir? A)Yalnız l B) Yalnız ll C) Yalnız lll D) l ve lll E) l, ll ve lll 9

10 ÇÖZÜM 1: Maddeler katı halde en düzenli, gaz halde en düzensiz yapıdadır. Katı yağın erimesi maddenin katı halden sıvı hale geçmesi, iyodun süblimleşmesi maddenin katı halden doğrudan gaz hale geçmesidir ve bu olaylarda düzensizlik artar. Suyun donması maddenin sıvı halden katı hale geçmesidir. Bu durumda madde daha düzenli yapıya geçer ve düzensizliği azalır. YANIT D 10

11 MADDENİN GENEL ÖZELLİKLERİ Fiziksel Özellik: Maddenin dış yapısı ile ilgili gözlemlenebilen ve ölçülebilen özelliklerdir. Örneğin: Özkütle, kristal yapl, çözünürlük, hal değişim sıcaklıkları, renk, iletkenlik, sertlik, esneklik, saydamlık... Kimyasal Özellik: Maddenin iç yapısına bağlı, moleküler yapının değişebilirliği ile ilgili olan özelliklerdir. Örneğin: Yanıcılık, aktiflik, kararlılık, asitlik, bazlık, su ile etkileşim, kimyasal tepkimelere girebilme özelliği... 11

12 Fiziksel ve Kimyasal Olaylar Fiziksel Olay: Maddenin kimyasal yapısını değiştirmeksizin, fiziksel özelliklerini değiştiren olaylardır. Örneğin: Hal değişimleri, kırılma, genleşme, çözünme olaylarının büyük çoğunluğu, metallerin ısı ve elektriği iletmesi... * Fiziksel olaylarda, maddenin sadece fiziksel özellikleri değişir. 12

13 Kimyasal Olay: Maddenin kimyasal yapısını ve formülünü değiştiren olaylardır. Örneğin: Elementlerin bileşik oluşturması, elektroliz, termoliz, yanma, mayalanma, çürüme, fotosentez, solunum, metallerin ve oksitlerin suda çözünmesi, maddelerin asit ve bazda çözünmesi, çözeltilerin elektriği iletmesi. * Kimyasal olaylarda, maddenin hem kimyasal hem de fiziksel özellikleri değişir. UYARI: Fiziksel olaylardaki enerji değişimi, kimyasal olaylardaki enerji değişiminden daha azdır. 13

14 ÖRNEK 2: ll. Mumun yanması lll. Kağıdın yırtılması lv. Gümüş telin ısı ve elektriği iletmesi Yukarıdaki olayların hangilerinde, maddenin hem fiziksel hem de kimyasal özellikleri değişir? A) I ve ll B) ll ve III C) lll ve lv D) l, ll ve lll E) ll, III ve lv 14

15 ÇÖZÜM 2: Maddenin, hem fiziksel hem de kimyasal özelliklerinin değişmesi için kimyasal bir olay gerçekleşmelidir. Biyolojik olayların büyük çoğunluğu kimyasal değişimle gerçekleştiğinden, sonbaharda ağaçların yapraklarını dökmesi kimyasaldır. Yanma sırasında, bir maddenin O, ile tepkimesi sonucu yeni bir madde oluştuğundan, mumun yanması kimyasaldır. Kağıdın yırtılmasında maddenin sadece dış yapısı değiştiğinden olay fizikseldir. Metallerin ısı ve elektriği iletmesi fiziksel bir olaydır. YANIT A 15

16 ÖRNEK 3: I. Deniz suyundan tuz eldesi ll. Şekerin suda çözünmesi lll. karbondan karbondioksit eldesi Yukarıdakilerden hangilerinde kimyasal değişme olur? A)Yalnız l B)Yalnız lll C) l ve ll D) ll ve lll E) I, ll ve lll 16

17 ÇÖZÜM 3: Deniz suyundan tuz eldesi, tuzlu sudan buharlaştırma ile suyun uzaklaştırılması işlemi sonucunda gerçekleştirilir. Fiziksel değişmedir. Şeker suda moleküller halinde dağılır ve kimyasaldeğişime uğramaz. Karbon elementi oksijenle etki eşerek kimyasal değişim sonucu karbondioksite dönüşür. YANIT B 17

18 18

19 Maddenin Ortak Özellikleri Bütün maddelerin sahip olduğu, madde miktarına bağlı olarak değişen fiziksel özelliklerdir. 1. Kütle (m): Madde miktarının ölçüsüdür. Kütle değişmez bir büyüklük olup sıcaklık ve basınçtan etkilenmez. 2. Hacim (V): Bir maddenin boşlukta kapladığı yerdir. Saf maddelerde hacim; sıcaklık, basınç, kütle ve fiziksel hale bağlı olarak değişir. 3. Eylemsizlik: Maddenin ilk durumunu koruma isteğidir. Eylemsizlik maddenin kütlesiyle doğru orantılıdır. 4. Tanecikli Yapı: Maddeler, atom veya molekül denilen hareketli taneciklerden oluşur. 19

20 Maddenin Ayırt Edici Özellikleri Maddeleri birbirinden ayırt etmede kullanılan özelliklerdir. Maddenin kütlesine bağlı olmayıp, cinsine, bulunduğu koşullara ve fiziksel haline bağlı olarak değişir. 1. Özkütle (Yoğunluk): Bir maddenin birim hacminin kütlesi olup, genellikle g/cm 3, g/ml, g/l gibi birimlerle ifade edilir ve "d" ile gösterilir. 20

21 * Özkütle, maddenin türüne, sıcaklığına ve fiziksel haline bağlı olarak değişir. Aynı koşullarda (aynı sıcaklık ve basınca) saf bir maddenin özkütlesi, hacmine ve kütlesine bağlı değildir. 21

22 * Sabit basınç altında saf maddelerin özkütlesi sıcaklıkla ters orantılıdır. * lsınan madde genişler yani hacmi artar. Kütlesi sabit tutularak sıcaklığı artırılan katı, sıvı veya sabit basınçta gaz haldeki bir maddenin, genellikle hacmi artacağından özkütlesi azalacaktır. Buna göre, sıcaklığı artırılan bir madde ile ilgili aşağıdaki grafikler çizilebilir: 22

23 * Aynı maddenin farklı fiziksel hallerinin öz kütleleri de farklıdır. d katı > d sıvı > d gaz Buz için; d buz < d su UYARI: Su, donarken hacmi artan bir maddedir. 1 atm basınçta, +4 C sıcaklıkta suyun özkütlesi en büyük değerini alır ve 1 g/cm 3 tür. Su +4 C deyken ısıtılır ya da soğutulursa hacmi artar, özkütlesi azalır. 23

24 2. Öz hacim: Bir maddenin birim kütlesinin hacmidir. 1 d olarak gösterilir. 3. Çözünürlük: Belirli sıcaklık ve basınçta birim hacim çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarıdır. Maddenin türüne, sıcaklık ve basınç koşullarına bağlı olarak değişir. 4. Özısı (Isınma Isısı): Bir gram maddenin sıcaklığını 1 C artırmak için gerekli olan ısı miktarıdır. Birimi kal/g C veya j/g C olup, "C" simgesiyle gösterilir. Aynı maddenin farklı fiziksel hallerinin öz ısıları da farklıdır. 5. Genleşme Katsayısı: Bir maddenin 1 cm 3 ünün sıcaklığı 1 C artırıldığında oluşan hacim değişikliğidir. Tüm gazlar eşit sıcaklık artışı ile aynı oranda genleştiğinden gazlar için ayırt edici özellik değildir. 6. Esneklik Katsayısı: Bir katıya uygulanan kuvvetin hacim değişimine oranıdır. 7. Erime noktası: Saf bir katının sıvı hale geçtiği sabit sıcaklık değeridir. 8. Donma noktası: Saf bir sıvının katı hale geçtiği sabit sıcaklık değeridir. 24

25 9. Kaynama Noktası: Saf bir sıvının kaynayarak gaz hale geçtiği sabit sıcaklık değeridir. 10. Yoğunlaşma (Yoğuşma ) Noktası: Saf bir gazın sıvı hale geçtiği sabit sıcaklık değeridir. 11. Erime Isısı: Erime sıcaklığındaki 1 gram saf katının erirken aldığı ısıdır. 12. Donma Isısı: Donma sıcaklığındaki 1 gram saf sıvının donarken verdiği ısıdır. 13. Buharlaşma Isısı: Kaynama sıcaklığındaki 1 gram saf sıvının buharlaşırken aldığı ısıdır. 14. Yoğunlaşma (Yoğuşma) Isısı: Yoğunlaşma sıcaklığındaki 1 gram saf gazın yoğunlaşırken verdiği ısıdır. Saf bir madde için; Erime noktası = Donma noktası Kaynama noktası = Yoğunlaşma noktası Erime ısısı = Donma ısısı Buharlaşma ısısı = Yoğunlaşma ısısı eşitlikleri yazılabilir. 25

26 UYARI: Aynı koşullardaki iki maddenin aynı maddeler olduğunu söyleyebilmemiz için bütün ayırt edici özelliklerinin aynı olması gerekir. AYIRT EDİCİ ÖZELLİK KATI SIVI GAZ Özkütle Özhacim Çözünürlük Özısı Genleşme Katsayısı Esneklik Katsayısı Erime Noktası Donma Noktası Kaynama Noktası Yoğunlaşma Noktası Erime Isısı Donma Isısı Buharlaşma Isısı Yoğunlaşma Isısı

27 Yukarıdaki tabloda maddenin fiziksel haline göre ayırt edici olan özellikler (+), ayırt edici olmayanlar ise (-) ile gösterilmiştir. 27

28 ÖRNEK 4: Bir maddenin 25 C sıcaklıktaki fiziksel hali için, yoğunlaşma sıcaklığı ve çözünürlük ayırt edici özelliktir. Bu madde soğutulduğunda ulaşacağı ilk yeni fiziksel hali için, I. Erime sıcaklığı ll. Genleşme katsayısı lll. Esneklik katsayısı özelliklerinden hangileri ayırt edici değildir? A)Yalnız l B)Yalnız lll C) l ve lll D) llve lll E) I, ll ve lll 28

29 ÇÖZÜM 4: Yoğunlaşma sıcaklığı gazlar için ayırt edici bir özellik olduğundan, madde ilk durumda gaz haldedir. Maddenin soğutulduğunda ulaşacağı ilk yeni fiziksel hali sıvıdır. Erime sıcaklığı ve esneklik katsayısı sıvılar için ayırt edici özellik değildir. YANIT C 29

30 ÖRNEK 5: Yukarıdaki tabloda verilen özelliklerin ayırt edici olduğu fiziksel haller, aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) Yalnız l B) Yalnız ll C) Yalnız lll D) l ve ll E) l, II ve lll 30

31 ÇÖZÜM 5: Çözünürlük, özkütle ve öz ısı katı, sıvı ve gaz haldeki tüm arı maddeler için ayırt edici özeliktir, YANIT E 31

32 MADDENİN SINIFLANDIRILMASI Madde kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir. Homojen madde: Her yerinde aynı özelliği gösteren, tek görünümlü maddelerdir. Element, bileşik ve çözeltiler homojen maddelerdir. Heterojen madde: Her yerinde aynı özelliği göstermeyen, birden fazla görünümlü maddelerdir. Çözeltiler dışındaki karışımlar heterojen maddelerdir, 32

33 KARIŞIM İki ya da daha fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybetmeden rastgele oranlarda biraraya gelerek oluşturdukları homojen ya da heterojen madde topluluklarına karışım denir. Örneğin: Naftalin-su, tuzlu su. Oluşmaları ve ayrışmaları fizikseldir. Basit fiziksel yöntemlerle bileşenlerine ayrılabilirler. Kimyasal formülleri yoktur. Belirli ayırt edici özellikleri (sabit özkütle, erime noktası, kaynama noktası...) yoktur. Bileşenleri arasında belirli sabit bir oran yoktur. Farklı cins tanecikler (atom veya molekül) içerirler. 33

34 Karışımları oluşturan maddelerin karışım içinde dağılma şekillerine göre karışımlar homojen ve heterojen olarak ikiye ayrılır. Heterojen Karışımlar Her yerinde aynı özelliği göstermeyen, birden fazla görünümlü karışımlardır. Süspansiyon, emülsiyon, aerosol ve basit karışım olarak sınıflandırılırlar. Süspansiyon: Katı - sıvı heierojen karışımlardır. Sıvı içinde dağılan katı taneciklerin boyutu 1O -6 m'den büyüktür. Örneğin: Tebeşir tozu - su, ayran, çamur, kum - su, odun talaşı - su. Emülsiyon: Sıvı - sıvı heterojen karışımlardır. Örneğin: Zeytinyağı - su, benzin - su, cıva - su, mayonez, dondurma. 34

35 Aerosol: Sıvı - gaz veya katı - gaz heterojen karışımlardır. Örneğin: Spreyler, deodorantlar, sis (sıvı - gaz), duman (katı - gaz). Basit karışım: Süspansiyon, emülsiyon ve aerosol dışında kalan heterojen karışımlardır. Örneğin: Taş - kum, demir tozu - talaş. 35

36 Kolloid: Bir maddenin başka bir madde içerisinde asılı kalması ile oluşan karışımlardır. Çözelti ile heterojen karışım arası halidir. Asılı kalan taneciklerin boyutu 10-9 m ile 10-6 m arasındadır. Bu tanecikler ancak elektron mikropkopu ile görülebilir. Aerosol ve emülsiyonların çoğunluğu kolloidal karışımdır. Kolloidal karışımlarla çözeltilerin en büyük farkı kolloidal karışımdan geçen ışın demetinin görülürken çözeltiden geçen ışın demetinin görülmemesidir.(tyndall etkisi). Kolloidal karışımlar bekletildiğinde faz ayrımı olmaz. Örneğin: Mayonez, sabun köpüğü, jöle. 36

37 Sol: Katıların bir sıvı içinde dağılmasından oluşan kolloidal sistemlerdir. Örneğin: Yağlı boya. Sulu kolloidler; hidrofilik ve hidrofobik olarak sınıflandırılabilir. Hidrofilik (suyu seven) kolloidler; çözücü ile olan kuvvetli molekül içi çekim kuvvetleriyle bir arada tutulurlar. Fakat hidrofobik (suyu sevmeyen) kolloidlerde, tanecikler sudan ayrılıp yüzeyde birikebilir. Örneğin: Sabun köpüğü. 37

38 HOMEJENİZASYON Heterojen karışımların ayrışmadan kararlı kalmasının istendiği durumlarda homojenizasyon işlemine başvurulur. Homojenizasyon için, heterojen karışımı oluşturan dağılan fazın tanecik boyutlarının küçültülmesi gibi fiziksel önlemler veya emülgatör adı verilen katkı maddelerinin katılması gibi kimyasal önlemler alınır. Emülgatörler; hidrofil ve hidrofob uçlara sahip, faz ayrımını önleyici maddelerdir. Örneğin: Lesitin, yağ asidi. Emülgatörler, yağ ve sudan oluşan bir karışıma katıldıklarında yağın ve suyun birbirine karışmasını sağlayarak kararlı ve homojenize olmuş bir emülsiyon oluştururlar. 38

39 Homojen Karışımlar Her yerlerinde aynı özelliği gösteren, tek görünümlü karışımlardır. Bütün homojen karışımlar çözelti olarak adlandırılır. Örneğin: Hava, gazoz, şekerli su, alaşımlar... Alaşım: Metal - metal çözeltileridir. Farklı metallerin birlikte eritilip karıştırılmasıyla oluşurlar. Elektriği iletirler. Örneğin: Çelik, pirinç, bronz, lehim, 18 ayar altın, tunç... 39

40 SAF (ARI) MADDE Aynı cins taneciklerden (atom veya molekül) oluşan, belirli ayırt edici özelliklere sahip homojen yapılı maddelere saf madde denir. Bileşikler ve elementler saf maddelerdir. Örneğin: NaCl (sofra tuzu), Al (alüminyum)... Bileşik: En az iki farklı elementin kimyasal özelliklerini kaybederek, belirli bir oranda birleşmesi sonucu oluşan homojen görünümlü maddelerdir. Örneğin: H 2 O (su), CO, (karbondioksit), C 6 H 12 O 6 (şeker)... * Oluşmaları ve ayrışmaları kimyasaldır. * Sadece kimyasal yöntemlerle bileşenlerine ayrıştırılabilirler. * Belirli kimyasal formülleri vardır. * Belirli ayırt edici özellikleri (sabit özkütle, erime noktası, kaynama noktası...) vardır. * Bileşenleri arasında belirli ve sabit bir oran vardır. * Özelliklerini gösteren en küçük birimi moleküldür. * Farklı cins atomların oluşturduğu, tek cins.moleküller içerirler. * Moleküler (CO 2, NH 3,...) veya kristalik (NaCl,KBr,...) yapıda olurlar. 40

41 Element: Fiziksel ya da kimyasal yöntemlerle kendisinden daha basit maddelere ayrıştırılamayan, tek cins atomdan oluşan saf maddelerdir. Örneğin: Na (sodyum), Ag (gümüş), H, (hidrojen)... * Semboller ile gösterilirler. * Belirli ayırt edici özellikleri (sabit özkütle, erime noktası, kaynama noktası...) vardır. * Özelliklerini gösteren en küçük birimi atomdur. Atomal (Fe) ya da moleküler (O 2 ) yapılıdırlar. * Aynı cins atomlardan oluşurlar. 41

42 Elementler metal, ametal ve soygaz olarak sınıflandırılırlar. Metallerin Genel Özellikleri * Parlak görünümlüdürler. * Tel ve levha haline gelebilirler. İşlenebilirler. * lsı ve elektriği iyi iletirler. * Erime ve kaynama sıcaklıkları yüksektir. Oda koşullarında (cıva hariç) katı haldedirler. * Oda koşullarında atomal yapılıdırlar. * Bileşiklerinde daima (+) değerlik alırlar. * Kendi aralarında bileşik oluşturamazlar, ametaller ile iyonik bileşik oluştururlar. * Oksitleri genellikle baziktir. 42

43 Ametallerin Genel Özellikleri * Mat görünümlüdürler. * Sert ve kırılgan yapılıdırlar, telve levha haline getirilemezler. İşlenemezler. * lsı ve elektriği iletmezler (grafit hariç). * Erime ve kaynama sıcaklıkları genellikle düşüktür. * Oda koşullarında katı, sıvı ve gaz halinde bulunabilirler. * Oda koşullarında genellikle moleküler yapılıdırlar. * Bileşiklerinde (+) veya (-) değerlik alabilirler. * Kendi aralarında kovalent, metallerle ise iyonik bileşik oluştururlar. * Oksitleri genellikle asidiktir. 43

44 Yarımetallerin Genel Özellikleri B (bor), Si (silisyum), Ge (germanyum), As (arsenik), Sb (antimon), Te (tellür), Po (polonyum), At (astatin) elementleri bazı özellikleri bakımından metallere bazı özellikleri bakımından ametallere benzediğinden bunlara yarı metal denir. * Parlak veya mat olabilirler. * Elektrik ve ısıyı ametallerden daha iyi, metallerden daha az iletirler * İşlenebilirler. * Telve levha haline gelebilirler. * Kırılgan değildirler. 44

45 Soygazların (Asalgazların) Genel Özellikleri * 6 tanedirler. He (helyum), Ne (neon), Ar (argon), Kr (kripton), Xe (ksenon) ve Rn (radon). * Kimyasal açıdan kararlı elementlerdir. * Kimyasal tepkimelere girmezler. * Kararlı olduklarından, oda koşullarında bileşik oluşturmazlar. * lsı ve elektriği iletmezler. * Oda koşullarında gaz haldedirler. * Asit ve baz karakterleri yoktur. * Atomal yapılı elementlerdir. 45

46 46

47 ÖRNEK 6: Aynı ortamda bulunan X, Y ve Z sıvıları için; X : Kaynarken sıcaklığı değişmiyor ve tek cins atom içeriyor. Y : Kaynarken sıcaklığı yükseliyor ve farklı cins moleküller içeriyor. Z: Donarken sıcaklığı değişmiyor ve molekülleri farklı cins atom içeriyor. bilgileri veriliyor. Buna göre X, Y ve Z sıvıları için aşağıdaki sınıflandırmalardan hangisi doğrudur? 47

48 ÇÖZÜM 6: * Saf maddelerin hal değiştirirken sıcaklığı değişmez. O halde x ve z saf maddedir. x tek cins atom içerdiğine göre element, Z molekülleri farklı cins atom içerdiğine göre bileşiktir. Y kaynarken sıcaklığı değiştiğinden ve farklı cins moleküller içerdiğinden karışımdır. YANIT D 48

49 ÖRNEK 7: X :Sıvı-sıvı homojen Y :Sıvı-katı homojen Z : Sıvı-sıvı heterojen Yukarıda verilen X, Y ve Z karışımları ile ilgili, aşağıdaki sınıflandırmalardan hangisi doğrudur? 49

50 ÇÖZÜM 7: Homojen karışımlara çözelti denir. O halde X ve Y çözeltidir. Sıvı - sıvı heterojen karışımlara ise emülsiyon adı verilir. YANIT D 50

51 ÖRNEK 8: Aşağıda verilen özelliklerden hangisi metaller ve ametaller için ortaktır? A) lsı ve elektriği iletme B) Bileşik oluştururken elektron alma C) Oda koşullarında gaz halde bulunma D) İyonik bağlı bileşik oluşturma E) Kovalent bağlı bileşik oluşturma 51

52 ÇÖZÜM 8: lsı ve elektriği iletme metallerin özelliğidir. Bileşik oluştururken elektron alma, oda koşullarında gaz halde bulunma, kovalent bağlı bileşik oluşturma ametallerin genel özelliğidir.. Metaller ve ametaller birbirleri ile iyonik bağlı bileşik oluşturduklarından bu özellik hem metaller hem de ametaller için ortaktır. YANIT D 52

53 ÖRNEK 9: l. yemek tuzu ll. Kolonya lll. Su Yukarıda verilen maddelerden hangileri saf maddedir? A) Yalnız l B)Yalnız ll C) l ve lll D) ll ve lll E) l, ll ve lll 53

54 ÇÖZÜM 9: * Yemek tuzu Na ve Cl elementlerinden oluşan bir bileşik (NaCl); su ise H ve O elementlerinden oluşan (H 2 O) bir bileşiktir. Bileşikler saf maddelerdir. * Kolonya ise etil alkol, su ve esanstan oluşan homojen bir karışımdır. YANIT C 54

55 FİZİKSEL ve KİMYASAL AYIRMA YÖNTEMLERİ Kimyasal Ayırma Yöntemleri Bileşikleri bileşenlerine ayrıştırmak için kulianılan yöntemlerdir. 1. Termoliz lsı enerjisinden yararlanılarak bileşikleri aynştırma yöntemidir. 2. Elektroliz Elektrik enerjisinden yararlanılarak bileşikleri aynştırma yöntemidir. 55

56 Fiziksel Ayırma Yöntemleri Karışımları bileşenlerine ayırmak için kullanılan yöntemlerdir. Maddelerin birbirinden farklılık gösteren fiziksel özelliklerinden yararlanılır. 1. Katı - Katı Karışımlarının Ayrılması a. Özkütle farkı ile ayırma Karışımı oluşturan katıların çözünmediği, özkütlesi karıştırılan katıların özkütleleri arasında bir değere sahip olan bir sıvı seçilerek, karışım bu sıvı içine atılır. Özkütlesi sıvıdan büyük olan katı dibe çökerken, küçük olan üstte kalır. Daha sonra üstteki katı başka bir kaba aktarılır. Örneğin: Talaş - kum karışımı su kullanılarak bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. Aktarma (Dekantasyon): İki faza ayrılmış bir karışımdan üstteki fazın alttakini hareketlendirmeden yavaşça başka bir kaba alınması işlemine aktarma denir. 56

57 Yüzdürme (Flotasyon): Suda çözünmeyen ve su yüzeyinde kalan maddeleri karışımdan ayırmak için kullanılan yöntemdir. Yüzdürme yöntemi laboratuvarlar dışında maden cevherlerini topraktan ayırmada kullanılan yöntemlerden biridir. Bu yöntemde maden cevherinin su sevme (hidrofilik) ve su sevmeme (hidrofobik) özelliklerini kullanarak su içerisinde kabarcık oluşturup suda yüzmesi veya dibe batması ile içerdiği yabancı maddelerden ayrılması sağlanır. b. Çözünürlük farkı ile ayırma Katı - katı karışımındaki katılardan birinin çözünüp, diğerinin çözünmediği bir sıvı seçilir. Katı - katı karışımı ile sıvı karıştırılıp, çözünmeyen katı süzme işlemi ile ayrılır. Çözünen katıyı sıvıdan ayırmak için, buharlaştırma işlemi yapılır. Örneğin: Tuz - kum karışımı su kullanılarak, tuz - şeker karışımı etil alkol kullanılarak (tuz etil alkolde çözünmez, şeker çözünür) bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilirler. Kristallendirme: Bir çözeltide çözünmüş bulunan katı maddenin sıcaklığının eğiştirilmesiyle çözünürlüğünün değişerek düzgün geometrik şekillerdeki katı tanecikleri halinde bulunduğu kabın dibinde toplanmasına kristallenme, belirli geometrik şekillerdeki katı taneciklerine de kristal adı verilir. 57

58 Ayrımsal kristallendirme: Katı - katı karışımındaki maddelerin her ikisi de seçilen sıvıda çözünebilir. Bu durumda katıların bu sıvıdaki çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişim farkından yararlanılarak yapılan ayırma işlemine ayrımsal kristallendirme denir. Örneğin: Tuz - şeker karışımı su kullanılarak bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. Ekstraksiyon (Özütleme): Bir karışımdaki katı ya da sıvı maddenin ilave edilen bir çözücü yardımı ile karışımdan ayrılması işlemine ekstraksiyon denir. Özütleme işleminde su yerine özütlenecek maddenin özelliğine göre; alkol, karbontetraklorür, eter gibi farklı çözücüler kullanılabilir. Örneğin: Çayın demlenmesi sırasında çay yapraklarındaki maddelerin suya geçerek renk vermesi özütlemedir. c. Mıknatıslanma ile ayırma Doğada mıknatıslanma özelliği olan üç madde vardır. Bunlar demir (Fe), nikel (Ni) ve kobalt (Co) tır. Bu metallerden sadece birini içeren bir karışımdan metal mıknatısla çekilebilme özelliğinden yararlanılarak ayrılabilir. Örneğin: Demir tozu - kükürt tozu karışımı bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. 58

59 d. Elektriklenme ile ayırma Bazı maddeler sürtünme ile elektriklenme özelliğine sahiptir. Elektriklenen bu tür maddeler hafif olan bazı maddeleri çekerler. Örneğin: Kumaş parçasına sürtülen bir plastik ya da cam çubuk elektrikle yüklenir ve bu çubuk tuz - pul biber karışımına yaklaştırılarak, pul biber karışımdan ayrılır. e. Erime noktası farkı Ile ayırma Erime noktaları farklı katı maddelerin oluşturduğu karışımları bileşenlerine ayırmak için kullanılır. Karışım ısıtıldığında erime noktası düşük olan katı, sıvı hale geçerken diğeri katı halde kalır. Ardından süzme işlemi ile karışım bileşenlerine ayrılır. Örneğin: Kalay - demir karışımı bu yöntemle biieşenlerine ayrılabilir. f. Süblimleşme yoluyla ayırma Bazı katılar doğrudan gaz fazına geçerek süblimleşirler. Katılardan birinin süblimleştiği katı katı karışımları, bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. Örneğin: Naftalin - kum karışımı bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. 59

60 g. Tanecik boyutu farkı ile ayırma Tanecik boyutlan ve şekilleri gözle görülebilir ölçüde farklı olan katı maddelerin oluşturduğu heterojen karışımları bileşenierine ayırmada ayıklama veya eleme yöntemleri kullanılır. Örneğin: Pirincin, bulgurun, mercimeğin içindeki taş vb. istenmeyen maddeler ayıklanarak ayrılır. İnşaatlarda kullanılan kum eleklerden geçirilerek çakıl taşlarından ayrılır. 2. Katı - Sıvı Karışımlarının AyrıIması a. Süzme ile ayırma Heterojen katı - sıvı karışımlarını (süspansiyon) bileşenlerine ayırmak için kullanılır. Süzme işlemi sırasında, çözünmeyen katı süzgeç kağıdı üzerinde kalarak karışımdan ayrılır. Örneğin: Kum - su, naftalin - su karışımı bu yöntemle bileşenlerine ayrılabiiir. 60

61 b. Santrifüjleme Sıvı - katı heterojen karışımlarda, katı tanecikleri süzgeç kağıdı ile süzülemeyecek kadar küçük ise santrifüjleme yapılıp merkezcil kuvvet yardımıyla çöktürülerek ayrılır. c. DiyaIiz Çöktürme ile ayrılamayacak kadar küçük tanecikleri içeren sıvı - katı kolloidal karışımlar diyaliz adı verilen yöntem kullanılarak ayrılır. Diyaliz yönteminde süzgeç görevi yapan yarı geçirgen gözenekli zarlar kullanılır. Diyaliz tüpüne gönderilen kolloidal karışımdaki büyük tanecikler tüp içinde kalırken, küçük moleküller yarı geçirgen zardan her iki yöne doğru hareket ederler. d. Buharlaştırma ile ayırma Katı - sıvı homojen karışımlarda, sıvının buharlaştırılarak sadece katının elde edildiği ayırma yöntemidir. Örneğin: Çamaşır sodası - su karışımından bu yöntemle çamaşır sodası elde edilebilir. 61

62 e. Basit damıtma (destilasyon) ile ayırma Katı - sıvı homojen karışımlarda, sıvının buharlaştırılıp ardından yoğunlaştırılarak saf olarak elde edilmesi işlemine damıtma denir. Buharlaştırma işleminden farklı olarak, damıtma işlemi sonucu katı ve sıvı ayrı ayrı elde edilir. Damıtma işlemi sonucu elde edilen sıvıya destilat adı verilir. Bu yöntem e karışımdaki hem katı hem de sıvı ayrı ayrı elde edilir. Örneğin: Tuz - su karışımı bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. 3. Sıvı - Sıvı Karışımlarının Ayrılması a. Özkütle farkı iie ayırma Birbiri içerisinde çözünmeyen sıvıların oluşturduğu heterojen karışımla1 sıvıların özkütleleri farkından yararlanılarak ayırma hunisi yardımı ile bileşenlerine ayrılır. Yoğunlukları birbirinden farklı sıvı-sıvı heterojen karışımları bileşenlerine ayırmak için ayırma hunisi kullanılır. Ayırma hunisine konulan karışım bir süre bekletildiğinde yoğunluğu büyük olan sıvı altta, küçük olan sıvı da üstte toplanır ve karışım iki laza ayrılır. Musluk açılarak altta kalan sıvı başka bir kaba aktarılır. Örneğin: Zeytinyağı ve su karışımı bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. Zeytinyağı-su karışımı ayırma hunisine kunulduğunda suyun yoğunluğu zeytinyağından büyük olduğu 62 için kabın altında kalır. Musluk açılarak su başka bir kaba alınır.

63 b. Kaynama noktası farkı ile ayırma Birbiri içerisinde çözünebilen sıvıların oluşturduğu homojen karışımlar, sıvıların kaynama noktaları farkından yararlanılarak ayrımsal damıtma (fraksiyonlu damıtma) yöntemiyle bileşenlerine ayrılır. Örneğin: Petrol, alkol - su karışımı bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. Saf maddelerde kaynama süresince sıcaklık sabittir. İki saf sıvıdan oluşan homojen bir karışım ısıtıldığında kaynama sıcaklığı düşük olan sıvı önce kaynar. Kaynamakta olan sıvının karışımdan ayrılması sürecinde sıcaklıktaki artış çok azdır. Bu nedenle sıcaklık sabit kabul edilir. Kaynama sıcaklığı düşük olan sıvı karışımdan ayrıldığında sıcaklıkta büyük farkla bir artış olur. İkinci sıvı kaynamaya başladığında ise sıcaklık tekrar sabit kalır. Ayrımsal damıtma ile bileşenlerine ayrılan etil alkol - su karışımının sıcaklığının zamanla değişimini gösteren grafik yandaki şekilde verilmiştir. 63

64 4. Gaz - Gaz Karışımlarının Ayrılması Gaz karışımları önce basınç altında soğutularak yoğunlaştırılır, daha sonra ise ayrımsal damıtma yöntemi ile bileşenlerine ayrılır. Örneğin: Hava, bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir. 5. Katı - Gaz Karışımlarının Ayrılması Süzme işlemi, heterojen sıvı - katı karışımlar haricinde gaz - katı karışımlarını bileşenlerine ayırmak için de kullanılabilir. Örneğin: kirli havadaki tozlar, fabrika bacalarından çıkan gazlar içindeki katı tanecikler gaz filtreleri kullanılarak ayrılır. 64

65 ÖRNEK 10: l. Naftalin - su ll. Çamaşır sodası - şeker lll. Demir tozu - kum lv. Cıva - su V. Tuz su Yukarıdaki karışım örnekieri için, aşağıda verilen ayırma yöntemlerinden hangisinin kullanılması uygun değildir? Karışım Ayırma vöntemi A) l Süzme B) ll Ayrımsal kristallendirme C) lll Mıknatıslama D) lv Ayırma hunisi E) V Ayrımsalkristallendirme 65

66 ÇÖZÜM 10: Naftalin suda çözünmediği için, naftalin - su karışımı süzme ile ayrılabilir. Çamaşır sodası ve şekerin aynı sıvıdaki çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişimi birbirinden çok farklı olduğundan, ayrımsal kristallendirme ile karışım bileşenlerine ayrılabilir. Demir tozu mıknatıslanma özelliğine sahip olduğundan, karışım mıknatıslama ile bileşenlerine ayrılabilir. Cıva ve su, özkütleleri farklı iki sıvı olduğundan, karışım ayırma hunisi yardımıyla bileşenlerine ayrılabilir. Ayrımsal kristallendirme aynı sıvıda çözünebilen iki katıyı birbirinden ayırmak için kullanılabilir. Tuz - su karışımı ise damıtma ile bileşenlerine ayrılabilir. YANIT E 66

67 ÖRNEK 11: l. Kum - naftalin ll. Su - zeytinyağı lll. Demir tozu - kükürt tozu Yukarıda verilen karışımlar için aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) l. ve lll. karışım su yardımıyla bileşenlerine ayrılabilir. B) lll. karışım mıknatıs kullanılarak bileşenlerine ayrılabilir. C) ll. karışımın bileşenlerine ayrılmasında çözünürlük farkından yararlanılır. D) Üç karışım da heterojendir. E) ll. karışım ayırma hunisi ile bileşenlerine ayrılabilir. 67

68 ÇÖZÜM 11: Kum ve naftalin suda çözünmez. Bu karışım suya atıldığında kum dibe çökerken, naftalin yüzer. Bu durumda l. karışım su ile bileşenlerine ayrılabilir. Demir tozu ve kükürt tozu suda çözünmez. Karışım suya atıldığında demir tozları dibe çökerken, kükürt tozları yüzer. Bu durumda lll. karışım da su ile bileşenlerine ayrılabilir. Aynı zamanda demir tozları mıknatıs tarafından çekilme özelliğine sahip olduğu için lll. karışım mıknatıs kullanılarak da bileşenlerine ayrılabilir. Üç karışım da heterojendir. Su ve zeytinyağı yoğunlukları birbirinden farklı ve birbirinin içerisinde çözünmeyen sıvılar oldukları için karışımları ayırma hunisi ile bileşenlerine ayrılır. Dolayısıyla bu karışımın bileşenlerine ayrılmasında çözünürlük farkı kullanılamaz. YANIT C 68

69 ÖRNEK 12: Demir tozu, karabiber ve kumdan oluşan bir karışımı biieşenlerine ayırmak için uygulanacak işlemler aşağıdakilerden hangisinde doğru sıralanmıştır? A) Suya atma, süzme, mıknatıslama B) Mıknatıslama, suya atma, aktarma,süzme C) Suya atma, mıknatıslama, aktarma, süzme D) Mıknatıslama, suya atma, süzme, aktarma E) Suya atma, mıknatıslama, süzme, aktarma 69

70 ÇÖZÜM 12: Karışıma mıknatıs yaklaştırıldığında demir tozları mıknatıs üzerinde toplanarak ayrılır. Kalan karışım suya atıldığında kum taneleri çökerken, karabiber tanecikleri yüzer. Karabiber tanecikleri aktarılarak ayrılır ve kalan karışım süzülür. YANIT B 70

71 ÖRNEK 13: Naftalin, kum, şeker ve nikel tozundan oluşan bir karışımı bileşenlerine ayırmak için aşağıdaki işlemlerden hangisi kullanılamaz? A) Süzme B) Aktarma C) Suda çözme D) Ayırma Hunisi E) Mıknatıslama 71

72 ÇÖZÜM 13: Bu karışıma mıknatıs yaklaştırıldığında nikel tozları ayrılır. Kalan karışım suya atılır. Naftalin su yüzeyinde kalır ve üstten yavaşça başka bir kaba aktarılarak karışımdan ayrılır. Kalan karışım süzüldüğünde süzgeç kağıdında kum kalır. Ayırma hunisi kullanılmaz. YANIT D 72

73 Siteye gitmek için