Ornek

KIMYASAL ELEMENTLER
Bir elementin butun atomlari ayni atom numarasina (Z) sahiptir. Su ana
kadar bilinen elementlerin atom numaralari Z=1 den Z=109 a kadar degisir.
Her elementin bir adi ve simgesi vardir. Cogu elementin kimyasal simgesi
Ingilizce veya Latince adinin kisaltmasidir.
Uranyumdan (Z=92) daha buyuk atom numarali elementler dogada
bulunmazlar. Bunlar parcacik hizlandiricilar yardimiyla elde edilen yapay
elementlerdir.
Belli bir atomun bilesimini belirtmek icin, atomda bulunan proton (p),
notron (n) ve elektron (e) sayisini tam olarak gostermeliyiz.
p sayisi + n sayisi
p sayisi
A
Z
X
+?
p sayisi – e sayisi
Elementin simgesi
Ayni atom numarasina (Z), fakat farkli kutle numarasina (A) sahip iki ya da
daha cok atoma izotoplar denir. Bazen bir izotop elementin adi ve kutle
numarasi yazilarak belirtilir (neon-20, neon-21 gibi).
Elektron alan veya veren atom iyon adini alir ve net bir elektron yuku
tasir. Iyon haline gelen atomun proton sayisi kesinlikle degismez. Bir
iyonun uzerindeki yukun miktari proton ile elektronun farkina esittir.
Ornek:
35 deki proton, notron ve elektron sayilarini belirtiniz.
C
17
Cozum: Eger notur atomsa e sayisi = p sayisi = Z (atom numarasidir)
Eger iyon ise elektron sayisinin proton sayisindan buyuk mu
(negatif iyon), kucuk mu (pozitif iyon) oldugunu bulunuz.
Elinizdeki tanecik ister notur atom, ister iyon olsun, notron
sayisi A-Z dir.
35
C
Z=17, A= 35, notur atom
17
p sayisi= 17,
e sayisi= 17,
n sayisi= A-Z= 35-17=18
Ornek:
29 proton, 34 notron ve 27 elektron iceren tanecigin simgesini
yaziniz.
Cozum: Z= 29 olan element bakir (Cu) dur. Kutle numarasi A=p
sayisi+ n sayisi=29+34= 63. Tanecik yalnizca 27 elektron
tasidigindan, bir iyon olmalidir. Net yuku= p sayisi- e sayisi= 29-27=
+2 dir. Oyleyse simgesi:
2+
63
Cu
29
Izotop Kutleleri
Uluslararasi kabule gore, karbon-12 izotopunun kutlesi tam 12 akb dir.
Diger element atomlarinin kutleleri bu standarta gore tayin edilir. Bu is icin
kutle spektrometresi kullanilir. Gaz halindeki iyon demeti bu duzenekten
gecerken, elektrik ve magnetik alanlar yardimiyla ayrilirlar. Ayrilan iyonlar
bir olcu aletine gonderilerek burada iyonlarin varligi ve miktari saptanir.
Kutle numaralari tam sayilar olmasina karsin, karbon-12 disindaki
atomlarin kutleleri tamsayi degildir.
Ornek:
Kutle spektrumu verilerine gore 16O kutlesinin 12C kutlesine orani 1.33291
bulunmustur. Bir 16O atomunun kutlesi nedir?
Cozum: Kutlelerinin orani 16 O/ 12C =1.33291 demek, 16O kutlesi, 12C
kutlesinin 1.33291 kati demektir.
16O kutlesi= 1.33291 X 12.00000 akb= 15.9949 akb
Atom Kutlesi
Bir elementin atom kutlesi, izotoplarinin dogada bulunma oranlarina gore,
agirlikli atom kutlelerinin ortalamasidir.
Elementin
atom
kutlesi
=
Izotop 1 in
Izotop 1
bulunma X in kutlesi
yuzdesi
+
Izotop 1 in
Izotop 1 in
bulunma X
kutlesi
yuzdesi
+ ….
Ornek:
Karbonun kutle spektrumu, kutlesi tam 12 akb olan % 98,892 karbon-12 ve
kutlesi 13,00335 akb olan % 1,108 karbon-13 verir. Bu verilerden
yararlanarak, karbon izotoplarinin kutlece katkisini ve sonra karbonun
agirlikli atom kutlesini hesaplayabiliriz:
12C
nin kutlece katkisi= 12C nin yuzdesi X
12C
atomunun kutlesi
= 0,98892 X 12,00000 akb= 11,867 akb
13C
nin kutlece katkisi= 13C nin yuzdesi X 13C atomunun kutlesi
= 0,01108 X 13,00335 akb= 0,1441 akb
Dogal karbonun atom kutlesi = (12C nin katkisi) + ( 13C un katkisi)
= 11,867 akb + 0,1441 akb
= 12,011 akb
AVOGADRO SAYISI VE MOL KAVRAMI
Atomlar ve molekuller normal yollarla sayilamadigindan, miktarlarinin
kutlelerinin olculmesi gibi baska yollardan belirlenmesi gerekiyordu.
Sayilamayacak cokluktaki tek cesit bir maddenin miktari SI birim
sisteminde mol birimi ile ifade edilir.
Bir mol, tam 12 g karbon-12 de bulunan karbon-12 atomlarinin sayisi kadar
tanecik iceren madde miktaridir.
Atom ve molekul gibi taneciklerin bir mollerinin icerdigi tanecik sayisina
Avogadro sayisi, NA denir.
Avogadro sayisi =
=
12C
nin mol kutlesi
12C
nin atom kutlesi
=
12,00000 g/mol
1,992648x10-23 g
6,022137x1023 mol-1
1 mol 12C= 6,02214x1023
12C
atomu= 12,0000 g
1 mol karbon= 6,02214x 1023 C atomu= 12,011 g
Bir mol atomun kutlesine mol kutlesi, M denir. Atomlarin mol kutleleri, atom
kutleleri cizelgelerinde verilmektedir.
Ornegin: 6,02214x 1023 Cl atomu= 35,4527 g
HESAPLAMALARDA MOL KAVRAMININ KULLANILISI
Atom sayilari ve mol sayisi arasindaki iliskiye goz atalim:
1 mol Mg= 6,02214x 1023 Mg atomu= 24,31 g Mg
Mol sayisi ile atomlarin toplam sayisi arasindaki baginti
Ornek: Bir demir metali orneginde 2,35 mol Fe oldugu bilinmektedir.
Ornekte ne kadar demir atomu vardir?
Cozum:
1 mol Fe= 6,022x1023 Fe olduguna gore;
23
? Fe atomu= 2,35 mol Fe X 6,022 x 10 Fe atomu
1 mol Fe
= 1,42 X 1024 Fe atomu bulunur.
Bir elementin atom sayilari, mol sayisi ve kutlesi arasindaki iliski
Ornek: A) 1,00 x 1022 Mg atomu iceren bir ornek kac moldur? B) Bu ornegin
kutlesi kac gramdir?
Cozum:
A) Burada cevirme faktoru Avogadro sayisidir.
1 mol Mg
? mol Mg= 1,00 x 1022 Mg atomu X
6,022 x 1023 Mg atomu
= 0,0166 mol Mg
B) Yukaridaki sonuctan mol sayisini bulduk ve ve bunu kullanarak kutlesini
bulabiliriz.
24,31 g Mg
? g Mg= 0,0166 mol Mg x
= 0,404 g Mg
1 mol Mg
Veya kisaca
? g Mg= 1,00 x 1022 Mg atomu X
= 0,404 g Mg
1 mol Mg
6,022 x 1023 Mg atomu
X
24,31 g Mg
1 mol Mg
Islemlerde mol kutlesi, Avogadro sayisi ve bolluk yuzdesi faktorlerinin
birlikte kullanilmasi
Ornek: Potasyum-40 kucuk atom numarali dogal radyoaktif bir kac element
izotopundan biridir. Dogada bolluk yuzdesi % 0,012 dir. 371 mg K iceren bir
bardak sutu ictiginiz zaman kac tane 40K atomu yutmus olursunuz?
Cozum:
? Mol K= 371 mg K x
1 mol K
1gK
x
1000 mg K
39,10 g K
= 9,49x10-3 mol K
Sonra K mol sayisi K atom sayisina cevrilebilir.
23 K atomu
6,022
x
10
? K atomu= 9,49x 10-3 mol K x
1 mol K
= 5,71x 1021 K atomu
Son olarak, K atom sayisi
yardimiyla cevrilebilir:
40K
? 40K atomu= 5,71x 1021 K atomu x
= 6,9 x 1017 40K atomu
atom sayisina, dogada bolluk yuzdesi
0,012 40K atomu
100 K atomu