Maddeler, yapıtaşları olan atomlar veya moleküllerden oluşur. Molekül, birden fazla atomun oluşturduğu gruplara verilen isimdir. Atom veya molekül saf maddelerin en küçük yapı taşlarıdır. Tek tip atomdan oluşan maddelere element denir (örneğin demir) tek tip molekülden oluşan maddelere ise bileşik denir – bu iki tür maddeler saf maddelerdir. Bir maddenin atomları/molekülleri o maddenin türünü belirtir.
Maddenin uzayda kapladığı yer hacim, maddenin miktarının (atomlarının yada moleküllerinin) ölçüsü kütle, birim hacimdeki madde miktarı ise yoğunluk olarak tanımlanır.
Maddenin Halleri
1- Katı: Molekülleri birbirine çok yakındır. Sabit şekilleri ve de hacimleri vardır.
2- Sıvı: Moleküller birbirinden biraz uzaktır. Akışkandır.Sabit hacimleri var, şekilleri yoktur.
3- Gaz: Moleküller birbirinden çok uzaktır. Akışkandır. Sabit şekli ve hacmi yoktur.
Madde Türleri
1- Saf Maddeler
2- Saf Olmayan Maddeler(Karışımlar)
Maddenin ortak özellikleri
Tüm maddelerin ortak iki özelliği, kütle ve hacimdir.
Kütle: Kütle bir cisimde ki madde miktarıdır. (Kütle ile ağırlık aynı anlama gelmez) Bir cisme etkiyen yer çekimi kuvveti onun ağırlığıdır. Dünya’da ve Ay’da yer çekimi farklı olduğundan burada ölçülen ağırlıklarda farklıdır. Ama madde miktarı (kütlesi) her yerde aynı olduğundan değişmez.
Hacim: Maddenin boşlukta kapladığı yerdir.Her maddenin bir hacmi vardır.
Saf maddeler
Aynı cins atom veya moleküllerden oluşmuş maddelerdir. Saf maddelerin; sabit basınç ve sıcaklıkta kendisine özgü; yoğunluğu, erime-kaynama noktası ve çözünürlüğü vardır.
Elementler ve bileşikler saf maddelerdir.
Element
Aynı cins atomlardan oluşan saf maddelere “element” denir. Elementler tabiatta atomik yada moleküler halinde bulunurlar.
Günümüzde 113 çeşit element bilinmektedir. Bütün maddeler bu elementlerin değişik şekillerde birleşmesinden meydana gelmiştir. Örneğin hayatımızı devam ettirebilmemiz için gerekli olan su; yanıcı bir gaz olan hidrojen elementi ile yakıcı olan oksijen elementlerinden meydana gelmiştir. Bilinen 113 element, karbon, demir ve gümüş gibi çok tanınan maddelerden, lutesyum ve talyum gibi fazla tanıdık olmayan maddelere kadar uzanır. Elementlerden 90 kadarı doğal olarak tabiatta bulunur. Diğerleri ise laboratuarlarda yapay olarak elde edilmiştir. Elementler tabiatta katı, sıvı ve gaz hâlinde bulunabilirler.
Bileşik
Bileşik; iki yada daha fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybederek sabit kütle oranlarında bir araya gelmesiyle oluşturulan yeni saf maddeye denir.
Bilinen kimyasal bileşiklerin sayısı milyonlara ulaşır. Bazı durumlarda bir bileşiğin bir molekülünü ayırabiliriz. Bileşiğin en küçük birimi; farklı atomlardan oluşan moleküller veya iyonlardır.
Saf olmayan Maddeler (KARIŞIM):
Birden fazla maddenin, kimyasal özelliklerini kaybetmeden, rasgele kütle oranlarında, bir araya gelmesiyle oluşan maddelerdir.
Karışımlar ikiye ayrılır.
Homojen karışımlar
Homojen karışımların bileşimi ve özellikleri; verilen bir örneğin her tarafında aynıdır, ancak bir örnekten diğerine bileşim ve özellikler değişebilir. Örneğin; kamış şekerinin sudaki çözeltisi çözeltinin her tarafında “tatlı”dır, fakat bir başka şeker çözeltisinin “tatlılığı” oldukça farklı olabilir. Normal hava çeşitli gazların, başlıca azot ve oksijen elementlerinin homojen bir karışımıdır. Deniz suyu; su, sodyum klorür (tuz) ve diğer bileşiklerden oluşan bir çözeltidir. Etil alkol-su, alaşımlar, gaz karışımları da homojen karışımlara örnek verilebilir.
Not:
Tüm saf maddeler homojendir. Ancak tüm homojen maddeler saf madde değildir. Homojen bir madde, saf madde {element veya bileşik } olabildiği gibi homojen bir karışım da (çözelti) olabilir.
Heterojen karışımlar
Özellikleri her yerinde aynı olmayan karışımlardır. Zeytinyağı – su, süt – ayran, su – kum gibi… Pek çok heterojen karışım vardır. Fakat heterojen karışımların en çok bilineni süspansiyon ve emülsiyondur.
Süspansiyon: Bir sıvı içerisinde bir katının tam olarak çözülmeyip küçük zerrecikler halinde dağılmasıyla oluşan heterojen karışımlara süspansiyon karışım adı verilir.
Emülsiyon: Bir sıvının başka bir sıvı içinde oluşturduğu heterojen karışımlara emülsiyon karışım adı verilir.
Kum ve su örneğinde olduğu gibi heterojen karışımlarda bileşenler farklı bölgelere ayrılırlar. Buna göre, karışımın bir yerinden diğerine bileşim ve fiziksel özellikler değişebilir. Mayonez, bir beton parçası ve bir bitki yaprağı heterojendirler. Genellikle heterojen karışımlar homojen olanlardan kolaylıkla ayırt edilebilir, fakat bu bazen oldukça zordur.
Kolloidal Karışımlar :
Bazı heterojen karışımlarda; Süspansiyonlarda, çözeltilerin bileşenlerinin özkütleleri
Bununla beraber bekletildiğinde iki faz olarak ayrılmayan süspansiyonlar da vardır. Madde, başka bir maddenin içinde ince taneli olarak dağılmıştır. Bunlara da kolloidal karışım denir. Bunlar homojen karışım gibi ya homojen ya da yarı homojen ve saydamdır. Bunlarda çözünen maddenin çapı 10-5 cm ile 10-7cm kadardır. Kan serumu buna örnek verilebilir. Sağdaki resimde sırasıyla süspansiyon, koloidal ve homojen çözeltilerin ışıkta görünümleri verilmiştir.
Karışımlarla Bileşikler Arasındaki Farklar ve Ortak Yanları
1. Karışımı oluşturan maddeler karışım içerisinde kendi özelliğini koruduğu halde bileşiği oluşturan elementler fiziksel ve kimyasal tüm özelliklerini kaybederler.
2. Karışımı oluşturan maddeler her oranda karıştığı halde, bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında her zaman basit bir oran vardır.
3. Karışımlar fiziksel yollarla oluşur ve fiziksel yöntemler bileşenlerine ayrılır. Bileşikler ise kimyasal yolla oluşur ve kimyasal yöntemlerle ayrışırılar.
4. Karışımların formülü olmadığı halde, her bileşiğin mutlaka bir kimyasal formülü vardır.
5. Karışımların belirli fiziksel özelliği (öz kütle, kaynama noktası, erime noktası…) olmadığı halde bileşikler bu özelliklere sahip saf maddelerdir.
6. Karışımlar ve bileşikler oluşurken toplam kütle korunur. Bu durum her ikisi içinde ortaktır.
7. Karışımlar ve bileşikler en az iki cins atom ihtiva ederler.
Ayırt edici Özellikler
1.Öz Kütle : Bir maddenin birim hacminin kütlesine denir. Katı-sıvı-gazlar için ayırt edicidir.
Öz kütleyi sadece sıcaklık ve basınç değiştirebilir. Sıcaklık arttıkça maddenin hacmi artar fakat kütle değişmez. Hacim artınca öz kütle azalır.
2. Kaynama Sıcaklığı : Saf bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklığa kaynama sıcaklığı denir. Sıvılar ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir, çünkü kaynama sıcaklığı yoğunlaşma sıcaklığına eşittir.
Kaynama Sıcaklığına Etki Eden Faktörler :
a) Açık Hava Basıncı : Kaynama sıcaklığı atmosfer basıncıyla doğru orantılı olarak artar ya da azalır. Yükseklere çıkıldıkça dış basınç düştüğünden sıvıların kaynama sıcaklıkları da düşer.
b) Sıvının Cinsi : Kaynama sıcaklığı her sıvı için farklıdır. Örneğin saf su 100 0C de , C2H5OH 78 0C de kaynar.
c) Sıvının Saflığı: Saf sıvılar sabit basınç altında her zaman sabit bir sıcaklıkta kaynarlar. Fakat sıvıya, sıvıda çözünebilen bir katı eklendiği zaman kaynama sıcaklığı yükseldiği gibi, donma sıcaklığı da düşer. Saf su 1 atm basınçta 100 0C de kaynadığı halde tuzlu su 100 0C nin üzerindeki bir sıcaklıkta kaynar ve kaynarken sıcaklık sabit kalmaz.
Kaynama noktası buhar basıncıyla ters orantılı olup buhar basıncı yüksek olan sıvıların kaynama noktaları düşüktür. Alkolün kaynama noktası saf sudan düşük olup buharının yaptığı basınç saf sudan fazladır.
Sıvının miktarı yada ısıtıcı kaynağın gücü kaynama sıcaklığını değiştirmez sadece sıvının kaynamaya başlaması için gerekli olan süreyi değiştirebilir.
Buhar basıncı madde miktarına bağlı değildir. Sadece sıvının cinsine ve sıcaklığına bağlıdır.
3. Donma Sıcaklığı: Bir sıvının sıvı halden katı hale geçtiği andaki sıcaklığa donma sıcaklığı denir. Bir maddenin donma sıcaklığı erime sıcaklığına eşittir. Katı ve sıvılar için ayırt edicidir. Bir madenin erime sıcaklığı donma sıcaklığına eşittir. Katı ve sıvılar için ayırt edicidir.
4. Esneklik : Katılar için ayırt edici bir özelliktir. Çünkü sadece katılar esneyebilir.
5. Genleşme : Katı ve sıvılar için ortak ayırt edici bir özelliktir. Gazlar için geçerli değildir. Çünkü gazların hepsi hacimlerinin 1/273’ü oranında genleşir ve her bir gaz için spesifik bir genleşme kat sayısı yoktur.
6. Çözünürlük : Genelde 100 gram suda çözünebilen madde miktarı olarak verilir. Katı-sıvı-gazlar için ortak ayırt edici bir özelliktir.
Karışımları Ayırma Yöntemleri :
Karışımları ayırmak, maddelerin bazı fiziksel özelliklerinin farklı olmasından faydalanılarak yapılır. Örneğin, kaynama noktası farkı, öz kütle farkı, erime noktası farkı, çözünürlük farkı…
1- Damıtma: Bir sıvının buharlaştırılması ve oluşan buharın bir soğutucuda yoğunlaştırılması işlemidir. Deniz suyundan saf su elde etmek damıtmaya bir örnektir.
2-Ayrımsal Damıtma : Birden fazla sıvı karışımının buharlaştırılması ve oluşan buharların yoğunlaştırılması işlemidir. Sıvılar kaynama noktası farkından faydalanılarak ayrılır. Kaynama noktaları arasındaki fark ne kadar büyükse ayırma işlemi o kadar kolaydır.
3- Ayırma Hunisiyle Ayırma: Bir biri içerisinde çözünmeyen sıvı-sıvı karışımlarını ayırmada kullanılır. Öz kütle farkından faydalanılarak ayırma işlemi gerçekleşir. Örneğin zeytinyağı-su karışımı.
4-Ayrımsal Kristallendirme : Katı-katı karışımlarının çözünürlüklerinin farklı olmasından faydalanılarak yapılabilen bir ayırma yöntemidir. Çözünürlüğü az olan önce kristalleşerek ayrılır.
5- Mıknatıs ile Ayırma : Mıknatıs, ferromagnetik dediğimiz demir (Fe), kobalt (Co) ve nikeli (Ni ) çeker. Eğer bu metallerden karışımda mevcutsa mıknatıs yardımıyla bu metalleri ayırmak mümkündür.
Hal Değişimi: Bir maddenin katı halden sıvı hale , sıvı halden gaz haline geçmesi yada bu olayların tersidir.
-Erime Kaynama
-Donma Yoğunlaşma
-Süblimleşme
Süblimleşme: Bir maddenin dışarıdan ısı alarak erimeden katı halden gaz haline geçmesi olayı olup fiziksel bir olaydır. Örneğin kuru buz dediğimiz CO2 (k) , naftalin, kamfor süblimleşebilen maddelerdir.
Karışımların özellikleri
1- Karışımları istediğimiz maddelerle yapabiliriz.
2- Karışımları istediğimiz oranlarda yapabiliriz.
3- Karışımı oluşturan maddeler özelliklerini kaybetmezler.
4- Homojen veya heterojen olabilir.
5- Belli bir formülleri yoktur.
6- Saf değildirler.
7- Karışımı oluşturan bileşenler her oranda karıştırılabilir.
Metaller ve genel Özellikleri
1. Isı ve elektriği iyi iletirler.
2. Hg hariç hepsi oda sıcaklığında katıdır.
3. Asit çözeltileriyle çoğu H2 gazı açığa çıkarırlar.
4. Kendi aralarında bileşik yapamazlar, fiziksel bir karışım olan alaşımları oluştururlar. Örneğin prinç (Cu-Zn), tunç (Cu-Sn) , çelik (Fe-C-Cr…), 18 ayar altın (%75 altın-%25 Cu)
5. Elektron almazlar.
6. Yüzeyleri parlaktır.
7. Dövülebilir,tel ve levha haline getirilebilirler.
Ametaller ve genel Özellikleri
1. Isı ve elektriği iletmezler.
2. Oda sıcaklığında çoğu gaz halindedir.
3. Kendi aralarında ve metallerle bileşik yapabilirler.
4. Elektron alış-verişi yapabilirler.
5. Sulu asitlere çoğu etki etmez.
6. Yüzeyleri mattır.
7. Kırılgandırlar.
Maddenin fiziksel değişimleri
Maddedeki fiziksel değişiklikler maddenin atomik veya moleküler yapısı bozulmadan, maddenin fazları arasında oluşan değişikliklerdir. Bu değişiklikleri açıklamak için önce maddenin fazlarını inceleyelim.
Maddeler evrende dört temel fazda bulunurlar; bunlar katı, sıvı, gaz ve plazma* fazlarıdır. Maddeler sıcaklık ve / veya basınç gibi etkilerle bu fazlardan birisinden diğerine geçiş yapabilirler. Kuvvet etkisi ile şekillerini değiştirebilirler. Bu geçişler ve değişimler (plazma hariç)* maddenin kimyasal yapısını etkilemediği için fiziksel değişimler olarak adlandırılır. Maddenin bir ortamda hangi fazında bulunacağı maddenin cinsine, ortamın sıcaklığına ve basıncına bağlıdır. Sıcaklık arttıkça maddenin enerjisi artar ve katı fazdan sıra ile sıvı, gaz, ve plazma fazına geçer. Soğuma ve basınç ise bu duruma ters orantıyla etki eder.
Maddenin kimyasal değişimleri
Bütün maddeler kendilerini oluşturan yapıtaşları olan atomların çeşitli kombinasyonlarla birleşmesi sonucu oluşmuştur. Tek tip atomlardan oluşan maddeler element, çok sayıda atomun oluşturduğu gruplardan (molekül) oluşan maddelere bileşik denir. Kimyasal değişim, bir maddenin atomik diziliminde, moleküler yapısında meydana gelen, bir maddeden başka özellikte bir madde oluşturan değişimlere denir.
Maddenin kimyasal değişimleri, kimyasal tepkimeler olarak da bilinir.
Maddenin nükleer değişimleri
Maddenin fiziksel özelliklerinde bahsedilen maddenin PLAZMA fazı, maddenin nükleer değişimine örnektir. PLAZMA fazı, maddenin çok yüksek sıcaklıklara çıkarılması sonucunda atomların kendilerini oluşturan parçalara ayrışmasıdır. PLAZMA kendisi bir madde olmakla birlikte bir cinsi yoktur – atomun yapıtaşları olan proton, elektron ve nötronlardan oluşan bir bulut yapısındadır. (Plazma ancak güneş ve güneş gibi yıldızlarda oluşan füzyon tepkimelerindeki sıcaklıklarda (16 – 20 milyon C0) ortaya çıkar).
Plazmaya dönüşen maddenin türü yok olur. Plazmadan, teorik olarak her tür atom (element) oluşturulabilir.
2. tür nükleer değişim fisyon tepkimeleridir. Fisyon tepkimesinde yüksek enerji taşıyan büyük atomlar parçalanarak daha küçük yapıda ve daha az enerjili atomlara dönüşürler. Bu tepkimede ortaya çok büyük enerji çıkar ve bu enerjiden yararlanılarak nükleer reaktörler yapılarak elektrik üretilebilir.
KATILAR
Belli şekil ve sabit bir hacmi olan ve eylemsizliğe uyan maddelere katı maddeler denir. Genellikle katıların molekül sayısı sıktır.
SIVILAR
Belli bir şekli olmayıp, sabit bir hacmi olan ve konuldukları kabın şeklini alan ve akışkan olan maddelere sıvı madde denir.
GAZLAR
Gazların sabit şekilleri ve hacimleri yoktur. Gazlar içine konuldukları kabın şeklini alırlar ve hacimleri hapsedildikleri kabın hacmine eşittir Gazlar kolayca sıkıştırılabilir ya da genişletilebilir. İçimize çektiğimiz hava, yanan cisimlerden çıkan duman ve kaynayan sudan yükselen buhar gazlara birer örnektir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder