KİMYA 1 Ö Ğ R . G Ö R . E Z G İ G Ü N AY SİMYADAN KİMYAYA Simya değersiz madenleri altına çevirme, bitkileri kullanarak hastalıkları iyileştirme ve sonsuz hayatı sürdürecek ölümsüzlük iksirini bulma gibi amaçlar gütmüş bir ortaçağ öğretisidir. Simya bir bilim değildir. Bunun sebebi; Sınama-yanılmaya dayalı olması, Teorik temelleri olmaması, Sistematik bilgi birikimi sağlamamasıdır. Simya döneminden günümüze aktarılan bulgular; barut, mürekkep, tuz, potasyum nitrat (güherçile), boya üretimi, kezzap, sülfirik asit(zaç yağı), tuz ruhu, sabun, şap(potasyum alüminyum fosfat ve amonyum alüminyum sülfat), amonyumklorür (nişa), kükürt, cam üretimi ve seramik üretimidir. Simya döneminden günümüze aktarılan aletler ve yöntemler; saklama kapları, damıtma, mayalama, süblimleştirme, su banyosu, damıtıcı (imbik), kum banyosu, süzme ve deney tüpüdür. Örnek Simyacılar ile ilgili; I. Bitkileri hastalıklardan korumak amacıyla kullanılmışlardır. II. Maddelerin yapısını ve özelliklerini inceler. III. Ölçmeye dayalı yöntemler kullanırlar. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III Çözüm A seçeneği yalnız I doğrudur. I. Madde simya II ve III. Madde ise kimyanın özelliklerindendir. Simya ile Kimya arasında bazı temel farklılıklar bulunur. Bu farklılıklar şunlardır: Simya bir bilim dalı değildir, Kimya bilim dalıdır.√ Simya deneme-yanılmaya dayalı çalışmalar içerir, Kimya belirli yöntemler kullanılarak sistematik ve bilimsel çalışmalar yapar.√ Simya’da çalışmalar teorik bir temele dayanmaz. Kimya çalışmaları deneyseldir.√ Simya’da sistematik bilgi birikimi oluşmamıştır. Kimya’da sistematik bilgi birikimi oluşmuştur.√ Örnek Aşağıdakilerden hangisi simyacıların uğraşlarından biri değildir? A) Değersiz madenleri altına çevirme B) Hastalıkları iyileştirme C) Seramikten araç gereç yapmak D) Atom bombasını keşfetmeye çalışmak E) Ölümsüzlük iksirini bulmak Çözüm Simya döneminde atom ve atomun iç yapısı ile ilgili bilgiler henüz keşfedilmemiştir. Bu yüzden atomun çekirdek reaksiyonu sonucu oluşacak olan atom bombası bu döneme ait değildir. Cevap D Simyadan Kimyaya Geçişte Etkili Olan Bilim İnsanları Robert Boyle (1626-1691) Simya, 1661’de İngiliz bilgini Robert Boyle Kuşkucu Kimyager (The Sceptical Chymist) adlı ünlü yapıtını yayımlayarak Aristocuların görüşünü yerle bir edişine kadar gelişti. Boyle, kimyasal elementleri maddenin parçalanamayan yapı taşları olarak tanımlamıştır. İlk kez kimyasal bileşiklerle basit karışımlar arasında ayrım yapmış; kimyasal birleşmede özelliklerin tümüyle değiştiğini, basit karışımlarda ise böyle değişimler olmadığını söylemiştir. Gazlar üzerinde deneyler yürütmüş, ilk kez element ve bileşiklerin doğru tanımını yapmıştır. Buna göre element bir özellik değil, kendinden başka elementlere ayrılamayan bir maddedir. Tüm bileşikler, elementlerin birleşmesinden oluşurlar. Boyle’un element tanımındaki eksiklik sodyum hidroksit (NaOH), kireç (CaO) ve su (H2O) gibi ısı ile zor ayrışan maddeleri element kabul etmesidir. Simyadan Kimyaya Geçişte Etkili Olan Bilim İnsanları Antonie Lavoisier (1743-1794) Kütlenin korunumu kanununu bulmuştur. Kütlenin korunumunu “Madde yoktan var, vardan yok edilemez.” sözleriyle açıklamıştır. Ayrıca oksijenin havada bulunan ve yanmaya neden olan bir gaz olduğunu bulmuştur. Lavoisier’in çalışmaları kimya için devrim niteliğindedir. Ayrıca kendisi “modern kimyanın babası” olarak bilinmektedir. Simyadan kimyaya geçiş Robert Boyle’un element tanımını yapması ve Lavoisier’in Kütlenin Korunumu Yasası’nı açıklamasıyla başlamıştır. Kimya bilimine katkıda bulunan bilim insanları Empedokles (MÖ 492-432) Sicilyalı Empedokles “Dört Öge Kuramı’nı” ilk ortaya atan düşünürdür. Empedokles; doğada bulunan elementleri su, ateş, hava, toprak olarak sınıflandırmış ve doğadaki her şeyin bu dört elementten oluştuğunu söylemiştir. Empedokles’e göre canlılık; canlının katı kısımlarını oluşturan toprak, sıvı kısımlarını oluşturan su, solumayı sağlayan hava ve canlılığın özü olan ruhu oluşturan ateşten oluşuyordu. Demokritos (MÖ 470-361) Yunanlı filozoflardan Demokritos tarafından ortaya atılan atom kavramı, maddenin en küçük ve bölünemeyen eşit nicelikli tanecikleri olarak tanımlanmıştır. Demokritos’a göre örneğin su ve demir atomları gerçekte birbirinin aynısıdır. Su atomları pürüzsüz ve yuvarlak olduğundan birbiri üzerine kenetlenemez ve birbiri üzerinden kayar.Demir atomları sert, sivri, pürüzlü olduklarından birbirine yapışır ve sert bir cisim oluşturur. Aristo (MÖ 384-322) Platon’un (Eflatun) öğrencisi olan Aristo Empodokles’in Dört Element Kuramı’nı, elementlerin özelliklerini de dikkate alarak geliştirdi. Empodokles’in dört elementinden esinlenen Aristo elementleri ikişer ikişer karşılıklı olarak birbirinin zıttı olan dört özellikle (sıcak, soğuk, ıslak, kuru) ilişkilendirdi. Aristo dört elementin özelliklerini Hava; sıcak-ıslak,Ateş; sıcak-kuru,Su; soğuk-ıslak,Toprak; soğuk-kuru olarak eşleştirdi. Ayrıca Aristo, her şeyin topraktan oluşup tekrar toprağa döndüğünü belirtti. Cabir Bin Hayyan (720-813) Orta Çağ’da yaptığı çalışmalarla kimya bilimine çok sayıda katkısı olan İslam âlimidir. İlk laboratuvarı kurmuştur. Deneylerde kullanılan bazı aletleri tasarlayıp bu aletlerin nasıl kullanılacağını açıklamıştır. Damıtma işleminde kullanılan “İmbik aletini” kullanarak bitkilerden esans ve bazı asitleri elde etmiştir. Vitriol’ü (Kıbrıstaşı, FeSO4) damıtarak zaç yağı (sülfürik asit, H2SO4), vitriol (FeSO4) ile potasyum nitratı (KNO3) birlikte damıtarak kezzap (nitrik asit, HNO3), vitriol (FeSO4) ile yemek tuzunu (NaCl) damıtarak tuz ruhu (hidroklorikasit, HCl) elde etti. Bulmuş olduğu asitleri (HCl ile HNO3) karıştırarak kral suyu adı verilen karışımı elde etti. Cabir Bin Hayyan altın ve gümüşün kral suyunda çözündüğünü keşfetmiştir. Kral suyu günümüzde altın ve platin gibi soymetalleri çözmede kullanılmaktadır. Cabir Bin Hayyan; damıtma, kristallendirme, süblimleşme ve süzme yöntemlerini kullanmıştır. Simya döneminde kullanılan bu yöntemler Kimya bilimine aktarılmış olup günümüzde de hâlâ kullanılmaktadır. Cabir Bin Hayyan İslam simyasının babası olarak ünlenmiştir. Ebû Bekir er-Râzî (865-925) İranlı hekim, bilim insanı ve filozoftur. Kroze, fırın gibi laboratuvar araç gereçlerini geliştirmiştir. Kostik sodayı, gliserini keşfetmiş, alkolü antiseptik olarak tıpta kullanmış, karıncalardan damıtma yolu ile formik asidi elde etmiştir. Er-Razi yalnız büyük bir hekim değil, aynı zamanda ilk gerçek kimyacılardan biriydi. Yöntemli bir şekilde hazırlanmış deneylerle kimyayı sapkınlıklardan, altın yapma iddiasında bulunan simyacılardan, şarlatanlıklardan arındırmış; ona doğa bilimleri arasında, elementler ve onların bileşimleri ile uğraşan bir bilim kimliği kazandırmıştır. KİMYA NEDİR? •Kimya nedir sorusunu tek bir cümle ile cevaplandırmak kolay olmamakla birlikte maddeyi inceleyen bir bilim dalıdır demekle genel anlamını belirtmiş oluruz. Kimyanın tanımı aşağıdaki şekillerdeki gibi de yapılabilir. •Kimya, maddenin özellikle atomik ve moleküler sistemlerin yapı, özellik ve reaksiyonlarını inceleyen bilim dalıdır. •Kimya, maddenin özelliklerinin belirlenmesi bileşimi ve dönüşümleriyle uğraşan bir bilim dalıdır. KİMYANIN BÖLÜMLERİ ORGANİK KİMYA: C ve bileşiklerini inceler. ANORGANİK KİMYA: Genellikle C ve bileşikleri dışındaki maddeleri inceler. ANALİTİK KİMYA: Maddelerin tanınması, analizi, bileşiminin nicel ve nitel yönden incelenmesiyle ilgilenir. BİYOKİMYA: Canlıların yapısında gerçekleşen kimyasal olayları ve bunların sonuç ve etkilerini inceler. KİMYANIN BÖLÜMLERİ FİZİKOKİMYA: Maddelerin enerji ilişkilerini ve hal değişimlerini inceler. NÜKLEER KİMYA: Atom çekirdeğindeki değişmeleri inceler. POLİMER KİMYASI: Polimerlerin oluşumunu, fiziksel ve kimyasal özelliklerini ve kullanım alanlarını inceler. ENDÜSTRİYEL KİMYA: Kimyasal bileşik ve olayları kullanarak toplu üretimlerde ürünün verimini, kalitesini arttırmak, maliyetini düşürmek için yapılan çalışmaların tümünü kapsayan bir disiplindir. ADLİ KİMYA: Suç ve suçluların ortaya çıkarılması için kan ve idrar testleri ile madde analizleri yapan kimya alt dalıdır. Örnek Gıdalardaki zararlı kimyasalların tayin edilmesi Fosil yakıt bileşenlerinin incelenmesi Alzemir ilaçlarının geliştirilmesi Yeni aşıların insan vücuduna etkisinin araştırılması Doğada bozunabilen plastik üretimi Yukarıda verilen çalışmalar ile aşağıdaki kimya disiplinleri eşleştirildiğinde hangi kimya disiplini boşta kalır? a) Anorganik kimya b) Polimer kimyası c) Organik kimya d) Biyokimya e) Analitik kimya Çözüm Gıdalardaki zararlı kimyasalların tayin edilmesi ANALİTİK KİMYA Fosil yakıt bileşenlerinin incelenmesi ORGANİK KİMYA Alzemir ilaçlarının geliştirilmesi BİYOKİMYA Yeni aşıların insan vücuduna etkisinin araştırılması BİYOKİMYA Doğada bozunabilen plastik üretimi POLİMER KİMYASI CEVAP A •Çevremizdeki tüm maddeler kimyasal bileşiklerden veya çeşitli kimyasal madde karışımlarından meydana gelir. Yediğimiz ve içtiğimiz tüm gıdalar, giydiğimiz elbiseler, ev, otomobil, uçak, gemi ve köprü yapımında kullandığımız tüm malzemeler, aldığımız ilâçlar ve nefes aldığımız hava bunlara örnektir. •Eğer bir kişi bütün bu farklı maddelerin birbiriyle nasıl etkileştiklerini veya koşullar değiştiği zaman bu maddelerin nasıl değiştiklerini anlamak istiyorsa, kimyanın bazı temel kavramlarını bilmek zorundadır. MADDE NEDİR? •Madde: Kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her şeydir. 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 (Ek): Madde taneciklerinin hareketini ve hızını sağlayan enerjidir. Sıcaklıkla doğru orantılıdır. •Potansiyel Enerji (Ep): Tanecikler arasındaki uzaklığı belirleyen enerjidir. Hal değişimi sırasında maddenin potansiyel enerjisi değişir. •Öte yandan kütle, madde miktarının bir ölçüsüdür ve herhangi bir cismin kütlesi o cismin uzaydaki konumuna göre değişmez. Örneğin, yer yüzeyinde bir astronotun kütlesi ile bu astronotun ay yüzeyindeki kütlesi arasında bir fark yoktur. •Uluslararası sistemde kütlenin temel birimi kilogram olarak kabul edilmiştir. •Kilogram hayvanların, insanların ve diğer nesnelerin kütlelerini ölçmek için uygun bir birim olabilir. Fakat, kimyacılar laboratuvarlarda maddeleri genellikle kilogramın binde biri değerindeki gram (g) veya milyonda biri değerindeki miligram (mg) cinsinden ölçerler. MADDENİN YAPISI •Maddeler tanecikli, boşluklu ve hareketli yapıdadır. •Madde taneciklerden meydana geliyorsa, tanecikler neden görülemiyor? •1 damla suda 2x1021 tane su molekülünün (H2O, suyu oluşturan tanecikler) bulunması, çıplak gözle neden maddeyi oluşturan taneciklerin görülmediğini açıklar. •Maddedeki tanecikler; atom, molekül veya iyon yapısında olabilir. Maddedeki tanecikler: Atomlar: Evrendeki tüm maddenin kimyasal ve fiziksel niteliklerini taşıyan en küçük yapı taşıdır. Örneğin: Oksijen atomu Moleküller: Aynı veya farklı iki veya daha fazla atomun bağlanmasıyla oluşur. Örneğin: Su (H2O) İyonlar: Atomların elektron kazanması ve kaybetmesiyle oluşan yüklü yapılardır. Örneğin: Sodyum klorür (yemek tuzu) NaCl Na+, Cl- Maddenin boşluklu yapısı •50 mL su ve 50 mL alkol karıştırıldığı zaman toplam hacim daima 100 mL den daha az (90-95 mL) olur. Bu durum maddenin boşluklu yapısından kaynaklanmaktadır. Maddenin Taneciklerinin Hareketliliği •Maddenin taneciklerinin hareketli olduğu, maddenin gaz hali göz önüne alındığında daha kolay anlaşılır. •Bir maddenin gaz halindeki tanecikleri hareketli olmasaydı, evde hangi yemeklerin piştiği apartman girişinde anlaşılabilir miydi? MADDENİN HALLERİ •Maddenin bulunma durumlarına maddenin halleri denir. •Madde katı, sıvı, ve gaz olmak üzere üç halde bulunabilir. Örneğin, su bileşiği çeşitli etkenlere bağlı olarak (basınç, sıcaklık, ... vs) buz (katı), su (sıvı) ve buhar (gaz) hallerinden birinde bulunabilir . •İlerideki ünitelerde daha ayrıntılı olarak ele alınacak olmalarına karşılık maddenin üç haline ilişkin en temel özellikleri aşağıdaki şekilde özetleyebiliriz. Katılar •Belirli şekilleri ve hacimleri vardır. •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. Sıvılar •Hacimleri belirli, şekilleri belirsizdir. •Akışkandırlar. •İçine konuldukları kapta, doldurdukları kısmın şeklini alırlar. •Tanecikleri titreşim ve öteleme hareketi yapar. •Özkütleleri katılardan küçüktür (Su ve birkaç istisna hariç) •Birbirleri üzerinden kayarak yer değiştirebilirler. •Sıvı tanecikleri arasındaki boşluklar 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. 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. •Yoğunlukları(özkütle) en düşüktür. •Tanecikleri arasında büyük boşluklar bulunduğundan kolaylıkla sıkıştırılabilirler. •Örneğin: Oksijen gazı, karbondioksit gazı, hava. Plazmalar •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. •Isı ve elektriği iyi iletir. •Enerjileri yüksektir. •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. MADDEDEKİ HAL DEĞİŞİMLERİ •Maddeler hal değişimi sırasında çevreden ısı alır ya da çevreye ısı verirler. •Çevreden ısı alarak katı halden sıvı hale geçmeye erime, sıvı halden gaz hale geçmeye ise buharlaşma adı verilir. •Çevreye ısı vererek gaz halden sıvı hale geçmeye yoğuşma, sıvı halden katı hale geçmeye ise donma adı verilir. •Gaz haldeki su buharının ani sıcaklık değişiminin etkisiyle çevresine ısı verip sıvı hale geçmeden direkt katı hale geçmesine kırağılaşma, katı haldeki maddenin ise çevreden ısı alıp sıvı hale geçmeden direkt gaz hale geçmesine de süblimleşme denir. ÖRNEĞİN; ( i ) -30°C deki buzu ısıtmaya başladığımız zaman buzun sıcaklığının sürekli arttığını gözler ve 0°C 'de sıvı hale geçmeye başladığını görürüz. İşte, buzun (katı) su (sıvı) hale geçtiği noktaya buzun " erime noktası" denir. ( ii ) Isı vermeye devam ettiğimizde, karışımın sıcaklığının 0°C 'de sabit kaldığını buna karşılık tüm buzun su (sıvı) haline geçtiğini görürüz. O halde, verdiğimiz ısı nereye gitti? Verdiğimiz ısı tüm buzun (katı) su (sıvı) hale geçmesinde yani hal değişiminde kullanılmıştır. Kısaca, hal değişimlerinde sıcaklık artışı olmaz. ( iii ) Tümü su (sıvı) haline geçmiş bulunan sisteme ısı vermeye devam ettiğimizde suyun (sıvı) sıcaklığının belli bir dereceye kadar arttığını daha sonra sıvı halden buhar haline geçtiğini görürüz. Suyun (sıvı) sıvı halden gaz haline geçtiği bu noktaya suyun " kaynama noktası" denir Örnek X, Y ve Z aynı saf maddenin katı, sıvı ve gaz halleridir. Aşağıdaki bilgilere göre X, Y ve Z hallerini bulunuz. I. X’in Y’ye dönüşümünde düzensizlik azalır. II. Aynı koşullarda Z’nin kapladığı hacim en büyüktür. Çözüm II. Bilgiye göre Z gaz halidir. X ve Y den biri katı biri sıvı olduğuna göre X sıvı Y ise katı halidir. Y: katı Z: gaz X: sıvı Örnek Çözüm 1,2 ve 5.olaylarda madde ısı alır seçeneği yanlıştır. Katıdan gaz hale doğru geçerken madde ısı alır bunlar 1, 4 ve 5. olaylardır. Diğer seçenekler ise doğrudur. Cevap A Örnek Plazma halindeki bir madde ile ilgili; I. Serbest elektronlar bulunur. II. Kinetik enerjisi yüksektir. III. Yıldızlar örnek verilebilir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) I II ve III Çözüm I. Yüksek sıcaklıkta atom yada moleküllerinden elektronlar kopar bu nedenle serbest elektonlar oluşur. (doğru) II.Sıcaklık çok fazla olduğundan kinetik enerji yüksektir. (doğru) III Güneş ve yıldızlar yüksek enerjili plazma halleridir. (doğru) Cevap E MADDENİN GENEL ÖZELLİKLERİ Fiziksel Özellik: Maddenin dış yapısı ile ilgili gözlemlenebilen ve ölçülebilen özelliklerdir. Örneğin: Özkütle, kristal yapı, 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. 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. Kimyasal Olay: Maddenin kimyasal yapısını ve formülünü değiştiren olaylardır. Kimyasal olaylarda, maddenin hem kimyasal hem de fiziksel özellikleri değişir. Örneğin: Elementlerin bileşik oluşturması, elektroliz, termoliz, yanma, mayalanma, çürüme, fotosentez, solunum, metallerin ve oksitlerin suda çözünmesi, maddelerin asit ve bazda çözünmesi, çözeltilerin elektriği iletmesi. MADDENİN ORTAK ÖZELLİKLERİ 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. MADDENİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ 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/cm3, g/ml, g/L gibi birimlerle ifade edilir ve "d" ile gösterilir. 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. 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. 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 ‘dir. 5. Genleşme Katsayısı: Bir maddenin 1 cm3 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. 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. MADDENİN BİLEŞİMİ VE SINIFLARA AYRILMASI Maddeler element, bileşik ve karışım olarak bulunabilirler. Element •Sıradan kimyasal işlemler ile kendinden farklı iki veya daha fazla sayıda maddeye ayrılamayan saf maddelere "element" denir. •Örneğin, demir, çinko, ve azot birer elementtirler. Demir atomu, çinko atomu ve azot atomu ise, bu elementlere ait en küçük birimlerdir. •Elementlerin özelliklerini taşıyan en küçük birimlerine "atom" adı verilir. •Günümüzde bilinen element sayısı 109 dur. Bunların bir kısmı doğada bulunmalarına karşılık bazıları laboratuvarlarda suni yollardan elde edilmişlerdir. Elementlerin Özellikleri •Yapısında tek cins atom vardır. •Fiziksel ve kimyasal yollarla daha basit maddelere bölünemezler. •Erime ve kaynama noktaları belirgindir. •Aynı şartlarda özkütleleri birbirinden farklı ve sabitttir • Saf maddelerdir. • Sembollerle gösterilirler. Elementler atomik ya da moleküler halde bulunabilir; 1- Atomik Yapıdaki Elementler : Bazı elementleri oluşturan aynı cins atomlar doğada tek başlarına bulunurlar. Böyle atomlara sahip elementlere atomik yapılı elementler denir. Atomik yapılı elementlerin en küçük taneciği atomlardır. Örnek: Demir, bakır, alüminyum, çinko, kurşun, altın gibi elementler atomik yapılıdır. 2- Moleküler Yapıdaki Elementler : Bazı elementleri oluşturan aynı cins atomlar doğada ikili gruplar halinde bulunurlar. Böyle atomlara sahip elementlere moleküler yapılı elementler denir. Moleküler yapılı elementlerin en küçük taneciği moleküllerdir. Örnek: Hidrojen, oksijen, iyot, karbon, fosfor, kükürt, azot… Bileşik En az iki farklı element atomunun belirli oranlarda bir araya gelerek kendi özelliğini kaybedip yeni özellikler kazanması ile oluşan saf maddelere bileşik denir. Oksijen ve hidrojen birer element iken su, oksijen(yakıcı) ve hidrojenin(Yanıcı) birleşmesiyle oluşur. Yakıcı ya da yanıcı değildir.Söndürücüdür. Bileşiklerin Özellikleri •Yapılarında en az iki çeşit atom bulunur. •Fiziksel yolla daha basit maddelere bölünemezler. •Kimyasal yolla daha küçük maddelere ayrışabilirler. •Bileşiği oluşturan atomlar arasındaki oran değişirse oluşan madde başka bir madde olur. •Bileşikler moleküler yapıdadır. •Bileşikler, kendini oluşturan elementlerin (atomları) özelliklerini göstermezler. •Bileşiği oluşturan elementler (atomlar) kendi özelliklerini kaybederler. • Bileşiği oluşturan elementler belirli oranlarda birleşirler • Bileşikler oluşurken enerji alışverişi olur. • Bileşikler, kimyasal tepkimelerle oluşur ve kimyasal yollarla ayrılırlar. • Bileşiklerin belirli erime, kaynama, donma ve yoğunlaşma sıcaklıkları vardır. • Bileşikler saf ve homojen maddelerdir. • Bileşikler formüllerle gösterilirler. • Bileşiklerin en küçük yapı birimleri moleküllerdir. • Alkol,su,tuz,şeker gibi maddeler bileşiktir. Karışım •İki veya daha fazla sayıda element veya bileşiğin hiçbir kurala uymaksızın bir araya gelmeleri ile oluşan sistemlere karışım denir. •Elementler ve bileşikler saf maddeler olduğu halde karışımlar saf değildirler. •Karışımlar kendi içinde heterojen ve homejen karışımlar olmak üzere ikiye ayrılırlar. Karışımlar tek bir faz oluşturuyorlarsa, "homojen karışımlar"; birden fazla faz oluşturuyorlarsa, heterojen karışımlar olarak adlandırılır. •Homojen karışımların sıcaklık, basınç, yoğunluk gibi fiziksel özellikleri, karışımın bütünü için aynıdır. Homojen karışımlara çözeltiler de denir. Diğer yandan, heterojen karışımlarda fiziksel özellikleri farklı, birden fazla fazın varlığı söz konusudur. Örnek Bir bileşik ile ilgili; •Yapısında üç farklı tür atom içerir. •Bir molekülünde 6 tane atom bulunur. Buna göre bu bileşiğin formülü aşağıdakilerden hangisi olabilir? A)H2SO4 B)NH4Cl C)C2H4 D)KNO3 E)HNO3 Çözüm NH4Cl; azot(N), hidrojen (H) ve klor olmak üzere üç farklı atom içerir. Bir molekülünde 1 tane azot, 4 tane hidrojen ve 1 tane klor olmak üzere toplam 6 tane atom bulunur. CEVAP B KİMYASAL DENKLEMLER •Bir kimyasal reaksiyon sırasında reaksiyona giren maddeler ile reaksiyon sonucu meydana gelen yeni maddeleri daha anlaşılır şekilde görmek için kimyasal denklem denen ifadeler kullanılır. •Kimyasal denklemlerde hangi maddelerin reaktant hangilerinin ürün olduğunu denklemdeki okun yönüne bakarak anlayabiliriz. •Kimyasal denklemde en önemli özelliklerden birisi de, reaksiyona giren maddelerdeki atomların sayısının reaksiyon sonucu meydana gelen ürünlerdeki atomların sayısına eşit olmasıdır. KİMYASAL REAKSİYONLARDA ENERJİ •Bilim adamlarının enerjiyi "iş yapabilme kapasitesi" olarak tanımlamalarına karşılık, buradaki iş kavramı kişiden kişiye değişebilir. Bir arabayı yıkama, kışın yağan karı kürümek, ağaç kesmek bazılarına göre iş bazılarına ise zevk ve dinlenme verir. Bundan dolayı, kişiye göre değişmeyen "mekanik iş" kavramı ortaya atılmıştır. •Kimyada enerji birimi olarak kalori veya kilokalori gibi birimler yaygın şekilde kullanılmasına karşılık, Uluslararası Birim Sistemi (SI) enerji birimini Joule olarak belirlemiştir. •Bir gram suyun sıcaklığını 14,5 °C den 15,5 °C ye yükseltmek için gereken enerji miktarına "kalori" denir. •Joule ile kalori arasındaki ilişki 1 kalori = 4,184 Joule şeklindedir. •Kimyasal reaksiyonların cinsine göre reaksiyon sonunda bir enerji açığa çıkabilir veya reaksiyonun gerçekleşebilmesi için belli bir enerjiye gereksinim duyulabilir •Kimyasal reaksiyon sonunda enerji açığa çıkan reaksiyonlara "ekzotermik reaksiyonlar", bunun tersi olan yani reaksiyonun gerçekleşmesi için enerjiye ihtiyaç duyulan reaksiyonlara da "endotermik reaksiyonlar", denir.
