Transkript

1

2 Genel Müdür Temel Ateş Genel Koordinatör Akın Ateş Eğitim Koordinatörü Nevzat Asma Dizgi, Grafik, Tasarım Esen Dizgi Servisi Görsel Tasarım Muhteber Bozbaş Bu kitabın tüm hakları yazarına ve Esen Basın Yayın Dağıtım Limitet Şirketi ne aittir. Kitabın tamamının ya da bir kısmının elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemiyle çoğaltılması, yayımlanması ve depolanması yasaktır. İsteme Adresi ESEN BASIN YAYIN DAĞITIM LTD.ŞTİ. Bayındır 2. Sokak No.: 34/11-12 Kızılay/ANKARA Telefon: (0312) Faks: (0312) ISBN : Baskı Bahçekapı Mah Sok. Nu.: Şaşmaz / ANKARA Tel : (0312) (pbx) Sertifika No: Baskı Tarihi 2013 VIII

3 Değerli öğretmen ve sevgili öğrencilerimiz, 9. Sı nıf Kim ya Yar dım cı Ders Ki ta bı ola rak ha zır la nan bu ki tap ta; 9. Sı nıf Kim ya prog ra mı nın be lirle di ği müf re dat içe ri sin de, te mel kav ram lar ve ril miş; kav ram lar, ör nek ler ve et kin lik le des tek len miş tir. Üniteler, bölümlere ayrılmıştır. Her bölümün sonuna okula yönelik çözümlü testler ve alıştırmalar eklenmiştir. Bun dan mak sat öğ ren ci nin kı sa dev re ler le test çö ze bil me im ka nı na sa hip ol ma sı ve tek rar eder ken kısa bö lüm le ri tek rar ede bil me si dir. Ki ta bı mı zın bu özel li ği, öğ ren ci le ri mi zin test çöz me si ve öğ ret men le rimi zin ödev ve re bil me si için tüm ko nu nun bit me si ni bek le me zo run lu lu ğu nu or ta dan kal dır mak ta dır. Aynı za man da öğ ren ci le ri miz ek sik lik le ri ni be lir ler ken ve ek sik lik le ri ni ta mam lar ken tüm ko nu yu de ğil, ko nunun bir bö lü mü ile il gi len me im ka nı nı sağ la mak ta dır. Öğ ren ci le ri mi zin bi rey sel ça lış ma la rı na yö ne lik olarak çö züm lü test ler ve ril miş tir. Alış tır ma test le ri öğ ret men le ri mi zin ödev ver me si ne ve ta kip et me si ne de yö ne lik tir. Ünitelerin so nun da ise test ler bü tün lü ğü sağ la ya cak şe kil de ha zır lan mış tır. Test ler YGS, LYS ve ben ze ri sı nav la ra yö ne lik tir. Bu ki tap bir kay nak ki tap özel li ği ni ta şı dı ğı için müf re datın esa sı na uyul ma sı na kar şın kap samı biraz ge niş le ti le rek öğ ren ci ve öğ ret men le ri mi ze su nul muş tur. Her öğ ren ci nin ra hat lık la ya rar la na bi le ce ği bir kay nak ki tap tır. Bu ki tap la il gi li eleş ti ri, öne ri ve dü şün ce le ri ni zi il.com.tr ve ramazankaya. com.tr ad res leriyle ya za rı na ulaş tı ra bi lir si niz. Kat kı la rı nız ve il gi le ri niz için şim di den te şek kür ede rim. Kitabın yayına hazırlanmasında emeğini esirgemeyen eşim Nimet KAYA ya teşekkür ederim. Bu ki ta bın öğ ren ci le ri mi ze ya rar lı ola ca ğı bi lin ciy le, öğ ret men le ri mi ze ve öğ ren ci le ri mi ze ba şa rı lar di le rim. Say gı la rım la... Ra ma zan KA YA

4 1. ÜNİTE : KİMYA BİLİMİ 1. BÖLÜM : Kimya Nedir? BÖLÜM : Kimya Ne İşe Yarar? BÖLÜM : Kimyanın Sembolik Dili BÖLÜM : Güvenliğimiz ve Kimya ÜNİTE : ATOM VE PERİYODİK SİSTEM 1. BÖLÜM : Atom Kavramının Gelişimi BÖLÜM : Atom Modelleri BÖLÜM : Periyodik Sistem ÜNİTE : KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER 1. BÖLÜM : Kimyasal Tür Nedir? BÖLÜM : Kimyasal Türlerin Arası Etkileşimlerin Sınıflandırılması BÖLÜM : Güçlü Etkileşimler BÖLÜM : Zayıf Etkileşimler BÖLÜM : Fiziksel ve Kimyasal Değişimler ÜNİTE : MADDENİN HALLERİ 1. BÖLÜM : Maddenin Fiziksel Halleri BÖLÜM : Gazlar BÖLÜM : Sıvılar BÖLÜM : Katılar

5 1. ÜNİTE : KİMYA BİLİMİ 1. BÖLÜM : KİMYA NEDİR? 1.1. İNSAN MADDE İLİŞKİSİNİN TARİHÇESİ a) Eski Çağlarda Keşfedilen Maddeler b) Simya 1.2. MODERN ÇAĞDA MADDEYE BAKIŞ AÇISI a) Kimya b) Madde 2. BÖLÜM : KİMYA NE İŞE YARAR? 2.1. KİMYANIN UĞRAŞ ALANLARI 2.2. BAŞLICA KİMYA DİSİPLİNLERİ 2.3. KİMYANIN SANAYİDEKİ YERİ a) İlaç b) Gübre c) Petrokimya d) Polimer e) Arıtım f) Ahşap İşleme g) Boya-tekstil İşlemleri 3. BÖLÜM : KİMYANIN SEMBOLİK DİLİ 3.1. ELEMENT KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 3.2. ELEMENTLER 3.3. BİLEŞİKLER 4. BÖLÜM : GÜVENLİĞİMİZ VE KİMYA 4.1. KİMYASAL MADDELERİN İNSAN SAĞLIĞI VE ÇEVREYE ZARARLI ETKİLERİ 4.2. GÜVENLİK AMAÇLI TEMEL İŞARETLER 4.3. LABORATUVAR GÜVENLİĞİ

6 Basit madenleri altına çevirmek ve ölümsüzlük iksirini keşfetmek için gösterilen çabaların tümüne simya denir. Simya bilim değildir. Bilimlere katkı sağlamıştır. Sınama yanılma yöntemi kullanılır. Teorik temelleri yoktur. Bilgi birikimi yapmamıştır. Felsefi yönü bulunmamaktadır. Evrenin dört ögeden (toprak, su, hava ve ateş) oluştuğunu kabul eder. Kimya bir bilimdir. Kimya, maddenin ve dönüşümlerinin bilimidir. Kimyaya göre madde, kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her şeydir. Bütün maddelerin 116 atom çeşidinden meydana geldiğini kabul eder. Kimya, bilimin diğer birçok alanıyla ve insanın uğraştığı bir çok alanla ilişkili olduğu için temel bilim olarak bilinir. Kimya günlük hayata yaptığımız işlerin çoğu ile ilgilenir. Kullandığınız bir çok malzeme ve araçlar kimyanın çalışmalarının ürünüdür. Kimya bir çok bakımdan herkesi ilgilendirir. Çevre sorunların çoğu kimyasal kökenli olmasına rağmen, bu sorunları kontrol eden ve ortadan kaldıracak olan yine kimyadır. Organik kimya, fizikokimya, biyokimya, Analitik kimya, anorganik kimya gibi alt bilim dalları bulunmaktadır. Kimyanın sembolik dilinde elementlerin sembolleri esas alınmaktadır. Eski çağlarda elementler fiziksel özelliklerine göre simgelenmiştir. Elementlerin bugünkü sembolleri ile gösterimi ilk defa kimyacı Berzelius tarafından, elementlerin baş harfleri veya ilk iki harfleri kullanılarak yazılmıştır. Bileşikler ise formüllerle gösterilir.

7 1. BÖLÜM : KİMYA NEDİR? 1.1. İNSAN MADDE İLİŞKİSİNİN TARİHÇESİ a) Eski Çağlarda Keşfedilen Maddeler b) Simya 1.2. MODERN ÇAĞDA MADDEYE BAKIŞ AÇISI a) Kimya b) Madde Basit madenleri altına çevirmek, ölümsüzlük iksirini keşfetmek, bütün hastalıkları iyileştirmek ve felsefe taşını keşfetmek için gösterilen tüm çalışmalara simya (alşimi), bu çalışmaları yürüten alimlere ise simyacı (alşimist) denir. Daha sonra kimya alanında veya diğer bilim alanlarında çalışarak kendisine yer edinen bir çok alim simyacıdır. Bunlara Isaac Newton, Robert Boyle, Roger Bucon, Yahudi Maria, Zozimos, Aristo, Helmond, Glauber, Johann Becher, George Ernest Stahl gibi örnek verilebilir. Türk-İslam ve arap simyacılara ise Cabir Bin Hayyan, Ebubekir el Razi, İbn-i Sina, Lokman Hekim, Ebu Reyhan el Biruni gibi örnek verilebilir. Orta Çağ da en önemli kimyacı Cabir Bin hayyan dır. Cabir Bin Hayyan ilk defa modern anlamdakilere benzeyen deney araçları keşfetmiş ve birçok deney yapmıştır. Destilasyon ve kristalizasyon metotlarını geliştirmiştir. Cabir Bin Hayyan ın çalışmalarını Ebubekir El Razi devam ettirmiştir. Cabir Bin Hayyan kimyanın babası olarak adlandırılır. Simya nın teorik temelleri yoktur. Sınama yanılma yöntemi ile çalışır. Sistematik bilgi birikimi yapmamıştır. Fizik, kimya, tıp, metalurji gibi bilimlere katkılar sağlayan simya bilim kabul edilmemektedir. Simyacılar kendi laboratuvarlarını gözden uzak bölgelerde yine kendileri kurmak zorundadır. Deney araçlarını kendi yapmak zorundadır. Damıtma, su banyosu, karıştırma, süzme, kaynatma, kavurma, mayalandırma, katılaştırma, akıcılaştırma, süblimleştirme gibi teknikleri kullanan simyacılar, bu tekniklerin bir çoğunu ve geliştirdikleri araçları kimyaya bırakmışlardır. Simyacılara göre madde birdir. Farklı şekillere dönüşebilir. Simyacılara göre dört element vardır. Ateş, hava, su ve toprak. Diğer tüm maddeler bu dört elementin çeşitli şekillerde karışması ve ayrılması ile oluşur. 17. yüzyılda Robert Boyle ve 18. yüzyılda A. Lavoisier, kimya biliminin bilim olma sürecine katkıda bulunan önemli çalışmalar yapmışlardır. Rönesans döneminde elementleri daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddeler olarak tanımlayan Robert Boyle, Aristo nun element kavramını sonlandırmıştır. Modern kimyanın babası olarak adlandıranlar vardır. Lavoisier yanma olayını bugünkü anlamda tanımladı. Metal oksitlerin oksijen ile metallerin yaptığı bileşikler olduğunu kanıtladı. Rönesans döneminin simyacılarından hakim Paracelsus göre tuz, kükürt ve cıva var olan herşeyin temel yapı taşı olan beden, can ve ruhun karşılığıdır. Bu dönemin simyacılarından Helmond ve Glauber önemli çalışmalar yapmışlardır. Helmond çeşitli süreçlerde gaz üretimini gerçekleştirmiş. İlk kez deneylerinde terazi kullanmıştır. Glauber yemek tuzunu sülfürik asitle parçalayarak tuz asidi ve sodyum sülfat elde etmiştir. Tüm bu çalışmalara ilave olarak Lavoisier, Proust, Dalton, Gay-Lussac, Avogadro gibi bilim adamlarının çalışmaları kimya bilimine geçişi sağlamıştır. Kimya maddenin bileşimi ve özellikleri ile ilgilenen bilim dalıdır. Bilimsel yöntemi kullanır. Lavoiser, Dalton, Proust, Gay-Lussac, Avogadro, Scheele, Mendeleev, Moseley, Cavendish, Priestly ve Thomson gibi kimyacılar bilimin gelişmesine katkı sağlamışlardır. Kimyanın maddeye bakış açısına göre, madde boşlukta yer tutan, kütle denilen özelliğe sahip ve eylemsizliği olan her şeydir.

8 Kimya Bilimi 1.1. İNSAN MADDE İLİŞKİSİNİN TARİHÇESİ İnsanoğlu var olduğu günden bu yana yaşamını devam ettirmek ve kolaylaştırmak için daima uğraş içerisinde olmuştur. Kendini koruma, yaşamını sürdürebilme ve yaşamını kolaylaştırma çabaları insanoğlunun gelişimine katkıda bulunmuştur. a) Eski Çağlarda Keşfedilen Maddeler Beslenme için ihtiyaç duyulan gıdalar doğal yetişen sebze ve meyveler ile avlanma sonucu elde ettikleri hayvanlardan sağlanmıştır. Avlanma maksatlı uğraşlarda demir, bakır, kalay ve altın gibi metaller keşfedilmiştir. Beslenme amaçlı olarak elde edilen yiyeceklerin lezzetlendirilmesi, saklanması ve korunması için yemek tuzu, baharatlar, kükürt gibi maddeler keşfedilirken, yiyeceklerin konulması ve saklanması için kap kacak geliştirilmesi aşamasında kil, cam gibi maddeler ile tanışmışlardır. Tesadüfen keşfedilen tuz önemli bir madde idi. Gıdaların lezzetlendirilmesinde, gıdaların bozulmalarını engellemede, geciktirmede ve yaraların iyileştirilmesinde kullanıldı. Eski çağlarda insanlar, temel ihtiyaçlarını karşılamak, kendini korumak ve süslenmek için sınama yanılma yoluyla bir çok madde keşfetmiştir. Eski çağ insanlarının ihtayçları barınma, korunma, giyinme, gıda, ısınma ve süslenme olarak tanımlanabilir. Isınma maksadıyla ateşi kullandılar. Ateşin varlığını şimşekler ve yanardağlardan anlayan eski çağ insanları, taşları birbirine sürterek buldukları ateşi; yiyecekleri pişirme, maddeleri eritme, ısınma ve çamurdan elde ettikleri kap kacakları sağlamlaştırma amaçlı kullandılar. Barınma için mağaralar, dev ağaç kabukları ve kaya sığınakları kullanılmıştır. Daha sonraları taşlardan yapılan yapılara dönüşmüştür. Korunma için barınma yerlerini kullanmanın yanında vahşi hayvanların saldırılarını bertaraf etmek maksadıyla silahlar geliştirmiştir. Giyinme maksadıyla avladıkları hayvanların derileri ve yünleri kullanılmıştır. Bu maksatla deri sepilemeyi ve yünleri boyamayı geliştirmişler. Sınama yanılma ile malahit, kurşun (II) sülfür, antimon (II) sülfür, bakır (II) oksit, alizarin, şap, kıbrıs taşı ve bitkierden elde edilen boyar maddeler keşfedilmiştir. Boyar maddeleri elde etmek için armut ağacının yaprakları, asma yaprağı, ayva kabuğu, ebegümeci yaprakları, meyan kökü, şeftali ağacının yaprakları ve safran gibi bitkiler kullanılmıştır. Hastalıklarlardan korunma ve tedavi amacıyla tuz, göztaşı [bakır (II) sülfat, CuSO 4 ] ve şap [potasyum alüminyum sülfat, KAl (SO 4 ) 2. 12H 2 O] gibi kimyasalların yanında bitkilerde kullanılmıştır. Rezene, maydanoz, çam, terebentin, kendir, safran, ısırgan otu, limon, limon kabuğu, nane gibi bitkiler ilaç yapımında, hastalıkların tedavisinde kullanılmıştır. Bitkileri, hastalıkları tedavi için kullanılan insanlar, elde ettikleri ürünlerin dayanıklılığını artırmak ve uzun süre bozulmadan saklamak için de çareler aramışlardır. Kükürt buharı ile ağartma ve bandırma gibi çeşitli yöntemler kullanmışlardır. 8

9 Kimya Bilimi ÖRNEK Aşağıdakilerden hangisi eski çağ insanlarının, sınama yanılma yoluyla yararını keşfettiği madde örneklerden değildir? Aristo, Isaac Newton, Robert Boyle, Rocer Bucon, Ebu Musa Cabir Bin Hayyan, Ebubekir El Razi, İbn-i Sina, Al-Kindi, Al-Tusi, Ebu Reyhan El Burini önemli simyagerlerdir. A) Kıbrıs taşı B) Göz taşı C) Tiner D) Şap E) Altın ÇÖZÜM Cabir Bin Hayyan Batı simyası her zaman, kökenleri ünlü simyacı Hermes Trismegistus a uzanan ve bir felsefe sistemi olan Hermetizm le yakından bağıntılı olmuştur. b) Simya (Alşimi) Sim ya doğanın ilkel yollarla araştırılmasıdır. İnsanların temel ihtiyaçlarını karşılamak için sınama yanılma yoluyla doğayı keşfetme uğraşlarıdır. Simya zamanla gelişerek felsefi bir özellik kazanmıştır. Simya; kimya, metalurji, fizik, tıp, astroloji, semiotik, mistisizm, sipiruatualizm ve sanatı içinde barındırır. Simyanın, simya ile uğraşan kişilerin amaçları: Basit madenleri altına çevirmek, Bütün hastalıkları iyileştirmek ve gençleşmek, Hayatı sonsuz biçimde uzatacak ölümsüzlük iksirini bulmak, Felsefe taşını bulmak, Maddenin özünü açığa çıkarmak, İnsanın özünü açığa çıkarmak olarak özetlenebilir. Orta Çağ dan itibaren Avrupalı simyacılar, hem madenleri altına çevirmek hem de ölümsüzlük iksiri (pencea) yaratılmasında kullanılacak efsanevi bir madde varsaydıkları felsefe taşı nın bulunması için çaba sarfettiler. Sim yager simya ile uğraşan kişilere verilen ünvandır. Simyagerlere alşimist de denir. Simyager doğanın metotlarına göre laboratuvarında maddelerin ayrıştırılması, arındırılması ve bir araya getirilmesi işleminin uygulayıcısıdır. Laboratuvarını kendisi kurmak durumandadır. Simya teorik temelleri olmayan sınama yanılmaya dayanan yöntem ve teknikler kullanmıştır. Sistematik bilgi birikimi sağlamamıştır. Bu nedenlerden dolayı bilim dalı kabul edilmemektedir. Buna rağmen bir çok madde, araç ve gereç simyacılar tarafından keşfedilmiş ve kimyaya aktarılmıştır. Boyar maddeler, barut, deri boyama, seramik, cam, esans, üzümden şarap elde etme, sabun üretimi, arpadan bira üretimi ve maddelerin işlenmesi simyadan kimyaya geçmiştir. Alman Johann Joachim Becher maddedeki elementlerden birinin yanmaya neden olduğu fikrini gözden geçirerek Terra Pinguis olarak adlandırılan ateş elementinin yanma sırasında kaçıp giden bir nesne olduğunu varsaymıştır. Daha sonra bu nesne filojiston olarak adlandırılmıştır. İlk tanımlamaya göre yanıcı olan cisimler ve yanıcı olmayan filojiston yanma olayını oluşturmaktadır. Becher e göre metal oksitler birer element, metaller ise kül ve filojistondan oluşan birer bileşiktir. Metal oksitlerin oksijen ve metallerden oluştuğunu, yanma ve oksitlenmenin günümüzdeki tanımını yaparak kimyanın gerçek bilimsel niteliğine kavuşmasını sağlayan Antoine Laurent Lavoisier dir. Antoine Laurent Lavoisier 9

10 Kimya Bilimi Simya bilim dalı olarak kabul edilmemektedir. Ancak simyanın çeşitli bilim dallarına (kimya, tıp, metalurji gibi) katkıları olmuştur. Orta Çağ simyacıları demir (II) sülfatın damıtılmasından sülfürik asit (zaç yağı), demir (II) sülfat ve yemek tuzunun damıtılmasından hidroklorik asit (tuz ruhu), demir (II) sülfat ve potasyum nitratın birlikte damıtılmasından ise nitrik asit (kezzap) elde etmişlerdir. Orta Çağ da sülfürik asit iki ayrı yöntemle elde edilmiştir. Birincide vitirol veya şap kil kaplarda ısıtılarak elde edilirken, ikincide Hint güherçilesi (KNO 3 ) ile kükürt karıştırılıp su dolu bir kapta yakılarak elde edilmiştir. Sülfürik asit, simyacılar tarafından bulunan, birçok kullanım alanı olan bir maddedir. Simyacılar farklı anorganik maddelerin elde edilmesini öğrenmişlerdir. Teknik alanda ilerlemeye karşın, maddenin yapısı konusunda Aristo ve onun izleyicilerinin görüşleri egemen olmuştur. Simyacılar, tarihsel süreç içerisinde maddenin işlenmesi, kozmetik, boya üretimi, giysi ve derilerin boyanması gibi çalışmalar; barut, cam, mürekkep, seramik, esans, zaç yağı, kezzap ve tuz ruhu gibi buluşlarla bugünkü kimya biliminin temellerini oluşturmuştur MODERN ÇAĞDA MADDEYE BAKIŞ AÇISI Modern çağda madde boşlukta yer tutan, kütle denen bir özelliğe sahip ve eylemsizliği olan her şeydir. Çevremizde gördüğümüz tüm nesneler madde kapsamına girer. Atmosferdeki gazlar, gözle görülmeseler bile birer maddedir. Çünkü bunlarda boşlukta yer kaplarlar ve birer kütleleri vardır. Çağımızın maddeye bakış açısını anlamak için kimya bilimini anlamak gerekir. ÖRNEK I. Teorik temelleri olmayan sınama yanılmaya dayalı çalışmalar içerir. II. Deney ve laborutavar çalışmaları sonucunda elde edilen sistematik bilgi birikimini sağlamıştır. III. Bilimsel yöntemle yapılan çalışmalara dayanır. Yukarıdaki verilen yargılardan hangileri simya için doğrudur? D) I ve II E) I ve III ÇÖZÜM a) Kimya Kimya maddelerin ve madde dönüşümlerinin bilimidir. Maddenin yapısını, özelliklerini, maddesel değişimleri ve bu değişimlerdeki kuralları inceler. Dünyada yer alan canlı ve cansız tüm varlıklar kimyanın inceleme alanına girer. Kimya bizi ve etrafımızdaki her şeyi içeren maddenin incelenmesidir. Bilim adamlarının sorunlara çözüm uyguladıkları yönteme bilimsel yöntem denir. Bilimdeki ilerleme bilim adamlarının çalışma şekillerine bağlıdır. Doğru soruların sorulması, doğru yanıtların verilmesi için doğru deneylerin tasarlanması ve buluşların mantıklı açıklamalarla yorumlanmasıdır. Buna bilimsel yöntem denir. Bilimsel yöntem adımlar dizisi olarak tanımlanabilir. İlk adım ise belirlenmiş bir probleme yönelik seçilen ve incelenmek istenilen materyali temsil eden küçük bir örnek üzerinde ölçümler yaparak veri toplamaktır. Gözlem ayrıntılara dikkatli bir yaklaşım gerektirir. Veri dizilerinde gözlenen düzenlilikler bilimsel kural olarak formüle edilir. Bu gözlemlerin iyice sınırlandırılmış bir özetidir. Örneğin yerçekimi kanunu, kütleleri farklı cisimler üzerine yerçekiminin etkisiyle ilgili öçümlerin bir özetidir. 10

11 Kimya Bilimi İkinci adımda hipotez geliştirilir; bu da en temel kavramlardan yararlanarak, kuramın mümkün olan açıklamalarıdır. Hipotez geliştirmek önsezi, hayal gücü ve yaratıcılık ister. Bir hipotez geliştirildikten sonra, bu hipotezi kanıtlayacak deneyler yapılır ve dikkatlice kontrol testleri uygulanır. Deneyler çoğunlukla yaratıcılık ve bazen de iyi bir şans gerektirir. Eğer tekrarlanan deneylerin sonuçları hipotezi destekliyorsa, bu defa da teori olarak formüle edilir. Bir teori bazen bir model yardımıyla açıklanabilir; model incelenen şeyin basite indirgenmiş şeklidir. Teori ve modeller deneyler ile test edilir ve deney sonuçlarına uymayan kesimlerinde gerekli düzeltmeler yapılır. ÖRNEK Kimya ile ilgili; I. Kimya maddenin bileşim ve özellikleri ilgilenen bilim dalıdır. II. Kimya bizi ve etrafımızdaki her şeyi içeren maddenin incelenmesidir. III. Kimyanın yöntemi sınama yanılmadır. IV. Kimya ile uğraşanlara simyacı denir. V. Antoine Laurent Lavoisier bir kimyacıdır. Yukarıda verilen ifadelerden kaç tanesi doğrudur? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 ÇÖZÜM b) Madde Teori evrensel boyutta geçerliliğini sürdürüyorsa ve hiçbir şekilde çürütülemiyorsa kanun adını alır Varılan sonuçlar rapor haline getirilerek diğer bilim adamlarıyla paylaşılır. Kimya deneysel bir bilimdir. Bilimsel yöntemi kullanır. Kimya ile uğraşanlara kimyager veya bilim adamı denir. Kimyanın amacı diğer bilimlerle aynı olup, insanoğlunun hayat standardını artırmaktır. Kimyada element; tek tür atomdan oluşan saf maddeler olarak tanımlanmaktadır. Kimya; fizikokimya, biyokimya, analitik kimya, organik kimya, anorganik kimya, polimer kimya ve çevre kimyası gibi bir çok disiplinlere ayrılmıştır. Kimya maddenin bileşim ve özellikleri ilgili bilim dalıdır. Bu tanım madde, bileşim ve özellik terimlerini içermektedir. Madde boşlukta yer tutan, kütle denilen özelliğe sahip ve eylemsiz olan herşeydir. Çevremizde gördüğümüz tüm nesneler madde kapsamına girer. Atmosferdeki gazlar, su, toprak, sabun, deterjan, egzoz gazı gibi nesneler maddedir. Güneş ışığı, ısı ise madde değildir. Işık, ısı birer enerji şeklidir. Bileşim bir madde örneğinin bileşimlerini ve bunların madde içindeki bağıl oranlarını ifade eder. Yemek tuzu, iki basit maddenin (sodyum ve klor) sabit oranlardaki bileşimidir. Kimyacıya göre tuzun bileşimi kütlece %39,32 sodyum ve %60,68 klordür. Özellikler, bir madde örneğini başka madde örneklerinden ayıran niteliklerdir. Bazı durumlarda özellikler gözle görülebilir. Renk, saydamlık, sertlik ve akışkanlık gibi özellikler görülebilir. Özellikler, genellikle, fiziksel ve kimyasal özellikler diye iki grupta toplanabilr. 11

12 Kimya Bilimi Fiziksel Özellikler Fiziksel özellikler maddenin bileşimini değiştirmeyen özelliklerdir. İşlenebilirlik, sertlik, esneklik, miktar, özkütle, kırılganlık, erime noktası, bir metalin elektriği iletebilmesi, saydamlık gibi özellikler örnek verilebilir. Bazen bir madde örneği fiziksel değişime uğrayarak, fiziksel görünümünü değiştirebilir. Fiziksel değişimlerde maddenin bazı fiziksel özellikleri değişir. Fiziksel değişimlerde maddenin bileşimi değişmez. Kimyasal özelliklerinin değişmediği anlamına gelmektedir. Kimyasal Özellikler Yapısal değişim sırasında gözlenebilen veya tespit edilebilen özelliklerdir. Bir maddenin belli koşullarda, bileşiminde değişme meydana getirebilmesi ya da getirememesi yeteneğidir. Yanabilirlik, asit ya da bazla tepkime verebilirlik, su ile tepkime verebilirlik, paslanabilirlik, hidrojen iyonunu indirgeyebilirlik gibi örnekler verilebilir. Kimyasal değişimlerde bir ya da daha fazla madde çeşitli farklı bileşimlerde yeni madde örneklerine dönüşür. Kimyasal değişime, maddenin bileşiminde meydana gelen değişmedir. Maddenin Sınıflandırılması Fiziksel yöntemlerle daha basit maddelere ayrılmayan homojen maddelere saf maddeler denir. Saf maddeler elementler ve bileşiklerden oluşmaktadır. Tek bir atom çeşidinden oluşan maddelere element denir. Günümüzde 116 çeşit atom dolayısıyla 116 çeşit element bilinmektedir. Bütün maddeler bu 116 atom atom çeşidinden meydana gelmiştir. Bileşikler iki ya da daha fazla farklı element atomunun birleşmesiyle oluşan maddelerdir. Bileşikler aynı cins mokelüllerden oluşur. Molekül, bileşiğini oluşturan atomları, bileşikteki ile aynı oranda içeren en küçük birimdir. Bileşikler kimyasal işlemlerle parçalanabilirken elementler parçalanamaz. İki ya da daha fazla maddeden oluşan ve fiziksel işlemlere bileşenlerine ayrılabilen maddelere karışım denir. Verilen bir örneğin bileşim ve özellikleri her tarafında aynı ise bu tür karışımlara homojen karışımlar ya da çözelti denir. Deniz suyu, hava, şekerli su gibi maddeler örnek verilebilir. Verilen bir örneğin her tarafında bileşimi ve özellikleri aynı olmayan karışımlara heterojen karışımlar denir. Buna göre, heterojen karışımın bir yerinden diğerine bileşim ve fiziksel özellikleri değişebilir. Kum ve su karışımı, mayonez, bir beton parçası, bir bitki yaprağı heterojendir. Maddenin miktarına bağlı özelliklerine ortak özellikler denir. Kütle, hacim, eylemsizlik gibi. Maddenin miktarına bağlı olmayan ve maddenin cinsine bağlı olan özelliklerine ayırt edici özellikler denir. Fiziksel ve kimyasal özellikler ayırt edici olabilir. Özkütle, özhacim, öz ısı, çözünürlük, esneklik katsayısı ısı ile genleşme katsayısı, erime noktası, kaynama noktası, donma noktası, yoğunlaşma noktası, gibi özellikler ayırt edicidir. ÖRNEK I. Kimya, madde ve dönüşümlerinin bilimidir. II. Madde, kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan herşeydir. III. Dokunabildiğimiz herşey bir maddedir. IV. Dokunamadığımız şeyler madde değildir. V. Bir alevin bileşenleri madde değildir. Kimya ve madde ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden kaç tanesi doğrudur? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 ÇÖZÜM 12

13 ÖRNEK Kimya büyük ölçüde deneysel bir bilimdir ve laboratuvar araflt rmalar ndan sa lanan büyük bir önemi vard r. I K MYA III II Kimya ve kimya ile ilgili konular n çal fl lmas üç aflamal d r; gözlem, temsil ve yorum. Kimya alan ndaki de iflimlerin izlenmesinde bilimsel yöntemi uygular. Kimya Bilimi ÖRNEK Aynı ortamda bulunan Fe (k) ve Fe 2 O 3(k) maddelerinden eşit kütleler alınıyor. Buna göre; I. İletkenlik, II. Hacim, III. Erime sıcaklığı özelliklerinden hangileri bu katıları birbirinden ayırt etmek için kullanılabilir? Yukarıdaki kavram haritasında kimya ile ilgili verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM ÇÖZÜM 13

14 KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST 1 1. I. Eski çağ insanları barınma ihtiyacı için mağara, ağaç kovukları ve kayalıkları kullandılar. II. Eski çağ insanları beslenme ihtiyacı için bitkiler ve avladıkları hayvanları kullandılar. III. Eski çağ insanları besinleri saklamak için topraktan yaptıkları çanak, çömlek gibi kap kacakları kullandılar. IV. Eski çağ insanları taşları birbirine sürterek buldukları ateşi; yiyecekleri pişirme, maddeleri eritme, ısınma ve çamurdan yaptıkları kap kacakları sağlamlaştırmada kullandılar. V. Eski çağ insanları doğada buldukları metal filizlerinden bakırı, demiri, altın ve cıvayı elde edebildiler. Eski çağ insanlarının yapabildikleri veya kullanabildikleri ile ilgili yukarıda verilenlerden kaç tanesi doğrudur? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 4. I. Hastalıktan korunma ve tedavi amacıyla bitkileri kullanma, II. Avladıkları hayvanların kürkleri ile vücutlarını örtme, III. Temel ihtiyaçlarını karşıladıktan sonra dış görünümlerine önem verme ve yüzlerini madensel ve bitkisel boyalarla boyama Yukarıda verilenlerden hangileri eski çağ insanlarının gösterdikleri davranışlara örnek verilebilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II 5. D) II ve III E) I, II ve III K br s tafl Maddeler 3 fiap 2. I. Tuz (sodyum klorür) II. Göz taşı (Bakır (II) sülfat) III. Vernik (koruyucu yağ-reçine karışımı) Yukarıdakilerden hangileri eski çağ insanlarının sınama yanılma yoluyla keşfettikleri maddelerdendir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Petrol Kömür 4 Göztafl Yukarıda eski çağ insanlarının yoğun olarak kullandıkları maddeler ile ilgili kavram haritası verilmiştir. Buna göre, kutucuklarda yer alanlardan hangileri eski çağ insanlarının yoğun olarak kullandıkları maddelerdendir? A) Yalnız 1 B) Yalnız 5 C) 3 ve 4 D) 1, 2 ve 4 E) 1, 2 ve 5 3. Aşağıdaki maddelerden hangisi kumaşları, yünden yapılan giysileri boyama amaçlı kullanılmamıştır? A) Ceviz kabuğu ve yaprağı B) Turp kabuğu C) Meyan kökü D) Ihlamur ağacı kabukları E) Ayva kabuğu ve çekirdekleri 6. Aşağıdakilerden hangisi eski çağda insanoğlu için ateşi kullanma nedenlerinden biri değildir? A) Yemek tuzunu sodyum ve klor gazına ayrıştırmak için B) Yiyecekleri pişirmek için C) Bazı maddeleri eritip karıştırmak için D) Topraktan yaptıkları kapların daha dayanıklı olmasını sağlamak için E) Isınmak ve hayvanlardan korunmak için 14

15 Kimya Bilimi 7. Simyacılar, çalışmaları sırasında günümüz kimyasının da temelini teşkil eden bazı yöntemler kullanmışlardır. Buna göre; I. Elektroliz II. Süzme III. Damıtma yukarıda verilen yöntemlerden hangileri kimyaya, simyacılar tarafından kazandırılmıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 10. I. Daha önceleri keşfedilmiş, damıtmada kullanılan imbiği geliştirmiş ve büyük oranda esans damıtılmasında kullanmışlardır. II. Demir (II) sülfatın damıtılmasından sülfürik asit elde etmişlerdir. III. Demir (II) sülfat ve potasyum nitratın birlikte damıtılmasından nitrik asit elde etmişlerdir. Arap alimlerinin yaptığı çalışmalara örnekler verilmiştir. Buna göre, bu örneklerden hangileri Arap alimleri için doğrudur? D) I ve II E) II ve III 8. Simyanın bilim olarak kabul edilmemesinde; I. Teorik temellerinin bulunmayışı II. Bilimsel yöntemlerle çalışmalar yapması III. Sistematik bilgi birikimin sağlayamaması yukarıdakilerden hangileri sebep sayılmaktadır? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 11. D Alt n, c va ve gümüfl ölümsüz ifade eden de eri oldu una inan lan simya dönemi elementlerindendir. Atefl, toprak ve su simya elementi hava ise kimya elementidir. Y Rönesans döneminde bir madde element ise daha küçük parçalara bölünmez. D Y D Y 1 2 Modern dönemde; Aristo ya göre element tek tür element, düflünceye atomdan oluflan dayal bir saf maddedir. madde alg s d r. D Y D Y Atomlar n kontrol alt nda parçalanarak farkl elementlere dönüflebilece ini söylemifltir. I III II lk defa modern anlamdakilere benzeyen deney araçlar keflfetmifl bir çok deney yapm flt r. Element kavramının tarihsel gelişimi ile ilgili verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 Filojiston kavram n gelifltirerek aç klamaya çal flm flt r. Yukarıdaki kavram haritasında İslam alimlerinden biri olan Cabir Bin Hayyan ile ilgili bilgiler verilmiştir. Buna göre, bu bilgilerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 12. I. Şap II. Göz taşı III. Kükürt Yukarıdaki maddelerden hangileri eski çağ insanlarının sınama yanılma yoluyla yararını keşfettiği maddelere örnektir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 15

16 KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST 1 ÇÖZÜMLERİ

17 Kimya Bilimi

18 KİMYANIN GELİŞİMİ ALIŞTIRMALAR 1 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenini kısa bir şekilde açıklayınız. 1. Aşağıdakilerden hangisi simyanın bilim sayılmamasıın nedenlerinden biri değildir? A) Sistematik bilgi birikimi sağlamaması B) Sınama yanılma yoluyla çalışması C) İhtiyaca yönelik olması D) Bulgularını deneylerle desteklemesi E) Teorik bir temele dayanmaması Açıklama : 2. Simyacılar ile ilgili; I. Sonsuz zenginliğe ulaşmayı hedeflemişlerdir. Farklı madenleri karıştırarak altın elde etmeye çalışmışlardır. II. Çalışmaları teorik bilgi birikimine dayalı deneysel çalışmalardır. III. Amaçları felsefe taşını keşfetmektir. Felsefe başı bütün maddelerin başı ve sonu olarak görülmektedir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 3. Madde ve özellikleri ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? A) İnsanoğlunun maddeye bakış açıları değişime uğrayarak gelişmiştir. B) İnsanların antik çağlarda maddeye bakış açıları ile modern zamanlarda maddeye bakış açıları aynıdır. C) Modern çağlardaki bakış açısına göre madde miktarına bağlı olmayan özelliklere ayırt edici özellikler denir. D) Antik çağlardaki bakış açısına göre madde toprak, ateş, hava ve su olmak üzere dört ana elementten oluşmaktadır. E) Modern çağlardaki bakış açısına göre maddeler 116 atom çeşidinden oluşmaktadır. Açıklama : Açıklama : 4. Kökleri eski çağlara dayanan dört element teorisinin sunulması Eski Yunan da olmuştur. Daha sonra bu teori Plato ve Aristo tarafından geliştirilmiştir. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi Arito nun element kavramında yer almaz? A) Gümüş B) Toprak C) Ateş D) Hava E) Su Açıklama : 18

19 Kimya Bilimi 5. I. Eski çağ insanlarının sınama yanılma yoluyla keşfettiği maddelerden biri tuzdur. Eski çağda tuz yalnızca yemeklerin lezzetlendirilmesinde kulanılmıştır. II. Sabun, kauçuk, deterjan gibi maddeler çok eski çağlardan beri insanların günlük yaşamlarında kullandıkları maddelerdir. III. Hastalıklardan korunma ve tedavi amacıyla rezene, maydanoz, terebentin, kendir, safran, ısırgan otu gibi bitkiler de kullanılmıştır. Eski çağ insanlarının yaşamlarında kullandıkları maddeler ile ilgili yukarıda verilenlerden hangileri doğrudur? D) I ve III E) II ve III Açıklama : 6. Açıklama : Teflon tava Kauçuk silgi Plastik flifle Yukarıdakilerden hangileri eski çağ insanlarının kullandıkları maddelerden değildir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 7. Eski çağ insanları sınama yanılma yoluyla, elde ettikleri deneylerini kullanarak yaşamlarını şekillendirmişlerdir. Bu sınama yanılma deneyimlerinde; I. Sıvılaştırılmış petrol gazı eldesi, II. İmbiğin kullanılarak esans damıtılması, III. Vitriyolun damıtılarak zaç yağı eldesi işlemlerinden hangilerini yapmış olamazlar? D) I ve II E) I ve III Açıklama : 8. İnsanoğlu var olduğu günden beri hep arayış içindedir. Bu arayış kendini koruma, yaşamını sürdürebilme ihtiyacından doğmuş ve insanlığın gelişimine katkıda bulunmuştur. Bugün yüzlerce kullanım alanı keşfedilmiş olan bir çok madde ilk defa yüzyıllarca önce simyacılar tarafından kullanılmıştır. Başka bir ifade ile simyanın kimya biliminin temellerini oluşturmada katkıları olmuştur. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi eski çağ insanlarının sınama yanılma yoluyla yararını keşfettiği madde örneklerinden değildir? A) Zaç yağı B) Tendürdiyot C) Göz taşı D) Sünmüş kireç E) Kıbrıs taşı Açıklama : 19

20 Kimya Bilimi NOTLARIM 24

21 2. BÖLÜM : KİMYA NE İŞE YARAR? 2.1. KİMYANIN UĞRAŞ ALANLARI 2.2. BAŞLICA KİMYA DİSİPLİNLERİ 2.3. KİMYANIN SANAYİDEKİ YERİ a) İlaç b) Gübre c) Petrokimya d) Polimer e) Arıtım f) Ahşap İşleme g) Boya-tekstil İşlemleri Kimya bizi ve etrafımızdaki her şeyi içeren maddenin incelemesidir. Kimya herkesi ilgilendirir. Hayatın her alanında ve her anında vardır. Kimya, Doğanın işleyişinin anlaşılmasını sağlar. Doğal olayların kontrol altında yapılan laboratuvar deneylerinde tekrarlayarak inceler. Doğanın sunduğu ürünlerini taklit ve ıslah etmeyi sağlar. Bilinen materyaller için yeni ve daha iyi kulanım alanları bulmayı sağlar. Daha önce hiç bilinmeyen maddeler üretmeye çalışır. İnsanların gelecekteki yeni taleplerinin ve ihtiyaçlarının zamanı gelince karşılanması için olanakları hazırlar. Savaşlar, büyük felaketler ve doğal kaynakların tükenmesi sonucunda yok olan veya yok olmaya aday olan maddelerin yerine geçecek malzemeler sentetik olarak üretilir. Oluşan çevre sorunlarını kontrol altında tutmaya veya ortadan kaldırmaya çalışır. Bu liste çoğaltılabilir. Yiyeceklerin elde edilmesi, ıslah edilmesi, saklanması, pişirilmesi ve tüketilmesinde kimya vardır. Ulaşımı sağlamak için kullanılan yakıtların oluşturulması, kullanılması ve yakıt tüketiminden kaynaklanan çevre sorunlarının kontrolünde kimya ve kimyacılar vardır. İlaçların, boyar maddelerin, polimer malzemelerin, temizlik maddelerinin, gübrelerin, petrokimya ürünlerinin oluşturulmasında, korunmasında ve saklanmasında kimyacılar görev yapar. Ahşap işlemede kullanılan ahşapların korunması için kullanılan maddeler kimya tarafından üretilmektedir. Tekstil boyama işlemleri ve kullanılan boyar maddelerin üretimi kimya tarafından yapılmaktadır. Kimya bir çok disipline ayrılmıştır. Canlı organizmalarda oluşan kimyasal işlemlerle ilgilenen biyokimyadır. Organik ya da anorganik saf ya da karışım halindeki sistemleri fizik kanunlarına göre inceleyen fizikokimyadır. Kimyasal bir örnekteki bileşenlerin belirlemesi, ayrılması ve miktarlarının ölçülmesi ile ilgilenen analitik kimyadır. Karbon ve hidrojen esasına dayanan organik bileşikleri konu alan kimya alanı organik kimyadır. Organik bileşiklerin dışında kalan anorganik maddeleri, mineralleri ve yapılarını inceleyen anorganik kimyadır. Kimya ilaç, gübre, petrokimya, polimer, arıtım, ahşap işleme ve tekstil-boya işlemleri gibi alanlarda ağırlıklı olarak çalışmaktadır.

22 Kimya Bilimi 2.1. KİMYANIN UĞRAŞ ALANLARI Kimya bizi ve etrafımızdaki her şeyi içeren maddenin incelemesidir. Tanımdan anlaşılacağı üzere insanın kendisi bile kimyanın canlı bir örneği olarak düşünülebilir. Uyku sırasında da kimyasal bir süreç olan oksidasyon sayesinde yaşamaya devam ederiz. Uyanınca üstümüze giydiğimiz elbiselerin hemen hepsi kimyasal yollarla üretilmiş veya güzel renklere boyanmıştır. Yaptığımız işlerin çoğu bir kimyasal maddeyi diğerine dönüştüren kimyasal tepkimeleri içerir. Yemek pişirirken kimyasal tepkimeleri kullanırız. Elimizi yüzümüzü yıkadığımız zaman kullandığımız sabun, dişlerimizi fırçalamak için kullandığımız diş macunu, kimyasal yollarla elde edilen kimyasal temizleyicidir. Yemek yedikten sonra, vücudumuzda bu yiyeceklerden besin değeri olanları alabilmek için karmaşık kimyasal tepkimeler olur. ÖRNEK I. Yeşil bitkilerin fotosentez yapması II. Sütten peynir elde etmesi III. Yemeğin pişirilmesi Ulaşımı sağlamak için kullanılan yakıt türleri düzinelerce farklı maddelerin birer karışımıdır. Araçları çalıştıran enerji bu karışımların yanması ile sağlanır. Ulaşım araçları enerji elde etmek için kimyasal maddeler harcarken çevre kirliliğine neden olmaktadır. Çevre sorunlarının çoğunun kimyasal kökenli olmasına rağmen, bu sorunları kontrol edecek veya ortadan kaldıracak olan yine kimyadır. Bu nedenlerden dolayı kimya herkesi ilgilendirir. Güneş pilleri, transistörler ve fiber optik kablolar gibi elektronik aletleri iyileştirmek için yeni maddeler geliştirmekte olan kimyacılar, fizik ve mühendislikle ortak konular üzerinde çalışmak durumundadırlar. Kanser ya da AIDS gibi hastalıklara karşı kullanılacak yeni ilaçlar geliştirmekte olan kimyacılar tıp ile ortak alanlarda çalışırlar. Kimya bilgisinden yararlanan meslek sahipleri listesi oldukça uzun ve çeşitlidir. Böyle bir listeye eczacılar, çiftçiler, ev kadınları, fotoğrafçılar, hasta bakıcılar, matbaacılar, mühendisler, dedektifler, roket uzmanları dahil edilebilirler. Bunlara sanayide ve araştırmada çalışan fizikçiler, biyologlar, jeologlar ve kimyacılar da eklenebilir. Yukarıda verilen olaylardan hangileri kimyasal tepkime içerdiği için kimyanın inceleme alanına girer? D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM Uzay yolculuğu ve nükleer enerji alanlarındaki hızlı gelişmelerde yüksek enerjili yakıtlar, roketler, yapay radyoaktiflik, nükleer fizyon ve füzyon alanlarında yapılan çalışmaların büyük rolü olmuştur. Sanayide metallerin ekstraksiyonunda, derinin debağlanmasında, ham petrolün rafinasyonunda, gıda maddelerin işlenmesi, kauçuk, dokuma ve kâğıt yapımında, boyar maddeler, ilaçlar, cam eşyalar, kozmetikler ve plastiklerin hazırlanmasında kimyanın rolü büyüktür. 26

23 Kimya Bilimi 2.2. BAŞLICA KİMYA DİSİPLİNLERİ a) Biyokimya Biyokimyacılar canlı organizmalarda oluşan kimyasal işlemlerle ilgilenirler. Biyokimya hayvan, bitki ve mikroorganizma biçimindeki bütün canlıların yapısında yer alan kimyasal maddeleri, tepkimeleri ve canlı yaşamı boyunca sürüp giden kimyasal süreçleri inceler. e) Anorganik kimya Anorganik kimyacılar karbon dışında kalan pekçok elementle ilgilenirler. Organik ve anorganik kimyanın konuları bazı yönlerden çakışır. Anorganik kimya karbon haricindeki elementler ve bunların oluşturduğu bileşikleri inceleyen bilim dalıdır. b) Fizikokimya ÖRNEK Fizikokimyacılar kimyanın tümüne yönelen temel soruları yanıtlayabilmek için, fizik ve kimyanın temel ilkeleriyle çalışırlar. Örnek verilecek olursa; bazı maddeler birbiriyle tepkimeye girerken neden bazıları tepkime vermez? Belirli bir kimyasal tepkime hangi hızla oluşur? Bir kimyasal tepkimeden ne kadar enerji üretilir? Bu örneklerden de anlaşılacağı gibi; fizikokimya, organik ya da anorganik saf ya da karışım halindeki kimyasal sistemleri fizik kanunlarına göre inceleyen kimya dalıdır. Bilim Alan Çal flma Alan I. II. III. Organik kimya Analitik kimya Biyokimya a. Madde bileflimi, miktar ve ölçümü b. Madde ve canl organizma c. Karbon bileflikleri Yukarıda verilen tablodaki bilim alanları ile çalışma alanları eşleştirildiğinde aşağıdakilerden hangisi doğru olur? A) I. b, II. c, III. a B) I. b, II. a, III. c C) I. c, II. a, III. b D) I. a, II. c, III. b E) I. c, II. b, III. a c) Analitik kimya Analitik kimyacılar kimyasal maddeleri ayırmanın ve tanımlamanın yollarını incelerler. Çevre bilimciler analitik kimyacıların geliştirdikleri yöntemlerin bir çoğunu kullanırlar. Analitik kimya, kimyasal bir örnekteki bileşenlerinin belirlenmesi, ayrılması ve miktarlarının ölçülmesi ile ilgilenen bilim dalıdır. ÇÖZÜM d) Organik kimya Organik kimyacılar dikkatlerini, diğer birkaç elementle birlikte, karbon ve hidrojen içeren maddeler üzerinde yoğunlaştırmışlardır. Maddelerin çoğunluğu organik kimyasal maddelerdir. Organik kimya karbon ve hidrojen içeren, azot, oksijen, halojenler, fosfor ve kükürt de içerebilen kimyasal bileşiklerin yapısı, özellikleri ve hazırlanması ile ilgili bilimsel çalışmalar yapan bilim dalıdır. Yukarıda verilen kimya alt dallarına ilave olarak; Astrokimya, farmakoloji, farmasotik kimya, fotokimya, jeokimya, kuantum kimyası, organometalik kimya, petrokimya, su kimyası, supramoleküler kimyası, teorik kimya, termokimya, toksikoloji, çekirdek kimyası, çevresel kimya, biyoanorganik kimya, nükleer kimya, sanayi kimyası, polimer kimyası, gıda kimyası, elektrokimya, tekstil kimyası, tıbbi (medikal) kimya, agrokimya gibi alt dallarda sayılabilir. 27

24 Kimya Bilimi 2.3. KİMYANIN SANAYİDEKİ YERİ b) Gübre Doğanın cömertçe verdiği kimyasal kaynaklar için, birçok kullanım alanları vardır. Bu doğal ürünler, yine de tamamiyle mükemmel değildirler ve bazı bakımlardan işlenmeleri gerekir. Kimyacıların görevi doğaya özgü metotları, kontrol altında yapılan laboratuvar deneylerinde tekrarlanmak ve incelemektedir. Bunun sonucu olarak, doğanın ilkelerini kendi amaçlarına göre yönlendirerek, kimyacılar; doğanın ürünlerini taklit ve ıslah etmeyi, bilinen materyaller için yeni ve daha iyi kullanım alanları bulmaya ve daha önce hiç bilinmeyen maddeler üretmeyi başarabilirler. a) İlaç Hastalıkları tedavi etmek için kullanılan maddelere ilaç denir. İlaçlar elde edildikleri yere göre üçe ayrılırlar; Madenlerden elde edilen ilaçlar, Bitkilerden elde edilen ilaçlar, Hayvanlardan elde edilen ilaçlar. Madenlerden elde edilen ilaçlar kimyasal maddelerden elde edilir. Aspirin, sülfamitler gibi. Bitkilerden elde edilen ilaçlar, kimyasal metotlar kullanılarak bitkilerin köklerinden, çiçeklerinden ve kabuklarından yapılırlar. Hintyağı, kinin gibi. Hayvanlardan elde edilen ilaçlar, kimyasal meotlar kullanılarak hayvanların veya insanların doku ve organlarından hazırlanırlar. İnsülin, karaciğer hülasası, aşılar gibi. İlacın üretiminden hastaya ulaştırmasına kadar her aşamada yetkinlik sahibi olan kişilere eczacı denir. Eczacılık fakültelerinde bulunan dalların biri de Farmasotik kimyadır. İlaç hammaddelerinin sentezlenmesiyle ilgilenir. Eczacı, sentetik, yarı sentetik veya biyolojik kökenli ilaç hammaddelerinin elde edilmesi, fiziksel, kimyasal ve biyolojik ilaçların incelenmesi, değerlendirilmesi, kaliteli ilaç üretimi ve ilaçların saklanması, kullanılması gibi konularda araştırma yapar. Gübre, bitkinin beslenmesinde gerekli olan kimyasal elementleri sağlamak için toprağa ilave edilen herhangi bir maddedir. Bitkilerin büyüme ve yaşamları için azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum, kükürt, demir, mangan, bakır, çinko, bor ve bazı hallerde de molibden gibi elementlere ihtiyacı vardır. Bunlar arasında azot, fosfor ve potasyum en önemlileridir. Gübreler bitkilerin büyümesi için gerekli gıdaları içeren maddelerdir. Her ne kadar toprak ve su gıdaların büyük bir kısmını sağlamaya yetse de birçok hallerde bir takım gıdalar bakımından fakir olabilir. Böyle hallerde toprağın gübre ile desteklenmesi gerekir. Azot ve fosfor içeren kimyasal ya da hayvansal gübrelerin dikkat ve özen gösterilmeden gerçekleştirilen yaygın kullanımı bugün toprak ve su üzerinde insan eliyle gerçekleştirilen en yaygın çevre kirliliği sebeplerinden biri olmuştur. c) Petrokimya Petrol ya da doğal gazdan tamamen ya da kısmen türetilen kimyasal maddeler ile igilenen teknik, sanayi dalı. Petrolün kraking atıklarının değerlendirilmesi petrokimyayı doğurdu. Savaşlarda patlayıcı madde ve sentetiklere duyulan ihtiyaç bu sanayi dalını geliştirdi. Petrokimyada uygulanan yöntemler, başlangıç maddesinin cinsine göre üç büyük gruba ayrılır: alifatik, aromatik ve anorganik. Alifatik petrokimyanın en önemli maddesi etilen (C 2 H 4 ) dir. Buhar kraking yöntemiyle elde edilen etilenden sırasıyla etilen oksit, etilen aminler, etilen glikoller, deterjanlar, akrilikler, polyesterler, etil alkol, etil klorür, vinil klorür ve PVC yapılır. Bu yöntemin diğer önemli maddesi olan propilen (C 3 H 6 ) den, izopropil alkol, gliserin, patlayıcılar, selofan, tekstil hammeddeleri ve akrolein elde edilir. Bunların yanı sıra bütilen ve asetilen petrokimyasında 28

25 Kimya Bilimi sunî kauçuk hammaddesinden vinil asetata kadar çeşitli ürünler alınır. Aromatik petrokimyanın en önemli ürünü olan benzenden polistiren, fenol türevleri, anilinli boyar maddeler, böcek zehirleri, yapışkanlar, reçineler vb. elde edilir. Yüksek aromatiklerden laklar, vemikler, böcek zehirleri vb. maddelerin sentezinde yararlanılır. Anorganik petkokimyanın en önemli ürünlerinin başında kükürt, karbon siyahı, hidrojen peroksit ve amonyak gelir. d) Polimer Monomer denilen küçük moleküllerin birbirlerine tekrar halinde eklenmesiyle oluşan çok uzun zincirli moleküllerdir. Aynı moleküllerin ouşturduğu polimerlere homopolimer, en az iki farklı tip monomerden oluşan polimere ise kopolimer denir. Polimerler düşük üretim maliyetleri, kolay şekil almaları ve amaca uygun üretilebilmeleri nedeniyle her alanda yaygınlaşmıştır. Polivinil klorür (PVC), politetrafloretilen (TEF- LON) hayatımıza giren polimer, örneklerindendir. e) Arıtım Dünya nüfusunun zaman içinde artışı ve su kaynaklarının dünya üzerinde eşit olarak dağılmaması gibi nedenlerle su kirliliği önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Su arıtma önem kazanmaktadır. Su arıtma genel olarak suyun arıtma sistemleri içerisinde işlemler ve tepkimelerden geçerek zararlı maddelerden ayrıştırılmasına denir. İçerisindeki kalsiyum ve minerallerin korunması gerekir. Biyolojik arıtma; su içerisinde çözünmüş organik maddelerin bakteriyolojik faaliyetlerle ayrıştırılarak giderilmesi işlemidir. Bakterilerin arıtma işlemlerini gerçekleştirebilmeleri için ph, sıcaklık, çözünmüş oksijen, toksit maddeler gibi değişkenlerin kontrol altında tutulması gerekmektedir. Uygulamaları; aktif çamur sistemleri, biyofilm sistemleri, stabilizasyon havuzları, havalandırmalı lagünler ve damlatmalı filtrelerdir. Kimyasal arıtma, suda çözünmüş veya askıda halde bulunan maddelerin fiziksel durumunu değiştirerek çökelmelerini sağlamak üzere uygulanan arıtma işlemleridir. Kimyasal arıtma işleminde, uygun ph değerinde suya kimyasal maddeler ilave edilmesi sonucu, çöktürülmek istenen maddeler çöktürülerek çamur halinde sudan ayrılır. Uygulamaları; nötralizasyon, flokülasyon ve koogülasyondur. f) Ahpaş İşleme Ahşap malzeme üzerine yapılan bir çizimin özel kesici aletlerle istenmeyen yerlerinin yontulması ile elde edilmesi sanatıdır. Bu aşamadan sonra ahşabı koruma çareleri devreye girer. Kimya ile olan ilişkisi burada ortaya çıkar. Ahşabın korunması yüzeysel veya derinlemesine koruma şeklinde olabilir. 1. Besinli suyun giderilmesi Fırında veya açık havada kurutmak, besin suyunun çıkmasını sağlamak için temiz suya sokularak beklemek ve ahşabın kazanlara konulup, buhar gönderilerek buharlanması işlemleri uygulanabilmektedir. Fiziksel arıtma; su içerisindeki kirletici maddelerin fiziksel işlemlerle sudan alınması amacı ile kullanılan ugulamalardır. Uygulamaları; ızgaralar, elekler, kum tutucular, yüzdürme sistemleri, çöktürme havuzları, dengeleme havuzlarıdır. 2. Yüzeyinin koruyucu maddelerle kaplanması Yüzeyin hafifçe yakılarak kömürleştirilmesi, eritilmiş zift, asfalt, maden vb. maddeler sürülerek kaplanması, kurutulduktan sonra bezir, neft, vernik, boya sürmek işlemleri uygulanabilmektedir. 29

26 Kimya Bilimi 3. İçerisine koruyucu şırınga edilmesi Ağaç gövdesine açılan yarıklara çanaklar ile aktarılarak veya kesik ağaç başlarından basınç ile sokularak yapılabilmektedir. 4. Diğer metodlar Ağaç eriyiğe daldırılarak, daldırma usulü ile, basınçla ağaca eriyik içirilerek, tam doldurma usulu ile, basınçla önce hava sonra eriyik içirilerek, basınçlı hava ile koruması mümkündür. Ahpaş yüzeylerin boyanması Boyama, ahşabı korumak için kullanılan en yaygın yöntemdir. Boyadan önce ahşap hava kurusu halinde olmalıdır. Kuru bir ahşap üzerindeki boya hem su emmeyi hem de mantar sporların ahşaba girmesini önler. Islak bir ahşap boyanırsa, ahşabın kurumasını engeller ve mantarların gelişmesine uygun bir ortam hazırlar. Üreme ve çürümeyi hızlandırır. Ahşap daha önce mantarlar tarafından enfekte edilmemiş olmalıdır. Yüzey koruyucu tabaka ahşabın nefes almasını önlememelidir. Yeterli kalınlıkta ve homojenlikte sürülmeli ve zaman zaman yenilenmeleri gerekir. Nefes alan, boya, çok ince gözenekli bir boya olup suyu iticidir, ancak ahşabın nefes almasını ve içindeki suyu dışarı atmasını engellemez. Ahşap içerisine giren su ahşabın rutubetini mantarların üreyebileceği bir düzeye çıkarırsa mantar tahribata başlar. Ayrıca su ile genişleyen ahşap boyayı çatlatır ve döker. Emprenye, ahşabın bünyesine farklı yöntemlerle kimyasal madde emdirme işlemidir. Bu zararlılardan koruyarak ahşabın hizmet ömrünü artırmayı amaçlamaktadır. Bu işlem ahşabı mantar, böcek, kurtçuk gibi zararlılardan koruyarak ahşabın hizmet ömrünü artırmayı amaçlamaktadır. g) Boya - Tekstil İşlemleri İnsan, ilk çağlardan beri çevresinden, faydalanmış, onu güzelleştirmeye ve korumaya çalışmıştır. Süslenme içgüdüsü nedeniyle doğadan bir çok boya ve boyar madde elde etmiştir. İlk kullanılan boyalar metal oksit karışımı, killi toprak ve bazı bitki özsularıdır. Bunların su ile karıştırılarak boyanacak yere sürüldüğü sanılmaktadır. Eski Mısırlılar boyalara sağlamlık ve parlaklık vermek için zamk karıştırmışlardır. Bu tip boyalama Mısır mumyalarında rastlanmıştır. Doğal boyamacılık, doğadan sağlanan çeşitli bitki ve böceklerdeki boyar maddelerden yararlanılarak yapılan boyamacılık işlemidir. Çok eski çağlardan başlayan doğal boyamacılık 1856 yılında William Henry Parkin tarafından ilk sentetik boyar maddenin bulunuşuna kadar değişmeden sürmüştü. 19. yüzyılın ikinci yarısında bir yandan yeni boyar maddeler bulunurken öte yandan bitkilerdeki boyar maddelerin sentezi gerçekleşmiştir. Boyar maddelerin büyük miktarlarda ve ucuz olarak sentezi 19. yüzyılın sonunda doğal boyamacılığı büyük ölçüde ortadan kaldırmıştır. Bir tekstil malzemesinin kalıcı olarak renklendirilmesine boyama, renklendiren maddelere ise boyar madde denir. Boyar madde çözeltisi içindeki tekstil malzemesine boyar maddelerin göçü sonucu boyama gerçekleşir. İnsanlar doğal elyaf olan yünü, pamuğu tarihin ilk çağlarından bu yana boyamaktadır. Kullanılan boyar maddeler ise bitkilerden, hayvanlardan ve topraktan elde edilmektedir. Bilinen en eski boyar maddeler indigofera bitkilerinden elde edilen indigo, rubia tinotoium dan elde edilen alizarin, topraktan elde edilen krom sarısı, schweifort yeşili zencefre vs.dir yılında Parkın in ilk sentetik boyar madde olan movien i sentezlemesiyle sentetik boyar maddelerin üretimi başladı ve büyük hızla arttı. Böylece doğal boyar maddelerin kullanılması büyük ölçüde azalmaya başladı. Kökboyanın temel boyar maddesi olan alizarin 1868 yılında Grabe ve Liberman tarafından sentezlendi. Günümüzde sentetik boyar maddeler ağırlıklı kullanılmakla beraber halı, kilim ve yazma gibi el sanatlarında doğal boyar maddeler hâlâ uygulama alanı bulmaktadır. Cisimlerin renklendirilmesi boyamak kelimesi ile ifade edilir. Cisimlerin (kumaş, elyaf) kendilerini renkli hale getirmede uygulanan maddelere ise boyar madde denir. Ancak her renk veren veya renkli olan madde boyar madde değildir. 30

27 KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST 2 1. Ahmet Kimya cans z maddelerin yap s n ve de iflimlerini inceler, canl larla u raflmaz. 4. Kimya bilimi ile ilgili, 1. Uğraş alanı nedir? 2. Çalışmalarında hangi yöntemi kullanır? Tu ba Kimya s nama yan lma yöntemini uygular, elde etti i deneyimleri saklar. Kimya fabrikalarda ve okul laboratuvar nda olur, evde olmaz. sorularının cevapları için aşağıdakilerden hangisi doğru olur? 1 2 A) Yalnız organik bileşikler Bilimsel yöntem Elif Yukarıda verilen öğrencilerin kimya ile ilgili söylediklerinden hangileri hatalıdır? A) Yalnız Ahmet B) Yalnız Tuğba B) Madde ve özellikleri Bilimsel yöntem C) Madde ve özellikleri Sınama-yanılma D) Yalnız anorganik bileşikler Bilimsel yöntem E) Yalnız canlılar ve özellikleri Deneme-yanılma C) Yalnız Elif D) Ahmet ve Elif E) Ahmet, Tuğba ve Elif 5. I. Kimyanın temel konusu maddedir Bilim Alan Organik kimya Biyokimya Fizikokimya Çal flma alanlar veya elde edilen ürünler için örnekler a. Metabolizma, dializ, fermantasyon b. Tepkime h z, denge, entalpi c. Polimerler, ilaçlar, deterjanlar Kimya disiplinlerinin çalışma alanlarına giren örnekler ve bilim alanları verilmiştir. Bilim alanları ile örnekler eşleştirildiğinde aşağıdakilerden hangisi doğru olur? II. Maddelerin bileşimlerini inceler. III. Maddelerin birbiriyle olan etkileşimlerini inceler. IV. Maddelerin etkileşimleri sonucunda oluşan yeni maddeleri açıklamaya çalışır. V. Kimya teorik temelleri simyadan gelen bir inanç sistemidir. Kimya ve kimyanın temel konusu ile ilgili yukarıda verilen yargılardan kaç tanesi doğrudur? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 A) 1c, 2a, 3b B) 1c, 2b, 3a C) 1b, 2c, 3a D) 1b, 2a, 3c E) 1a, 2c, 3b 3. I. Kimya merkez bilim olarak bilinir. II. Kimya teknolojisinin gelişmesi insanlara sorunları da beraberinde getirmiştir. III. Kimya daha işin başında olan gelişimini tamamlamamış bir bilimdir. Kimya bilimi ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? D) I ve II E) II ve III 6. Organik kimya karbon bilefliklerin kimyas d r. I. Organik kimya organik bileflik Karbon bileflikleri genellikle kovalent ba l bilefliklerdir. Genel olarak organik bileflik dendi i zaman C ve H atomlar ndan oluflmufl bileflikler anlafl l r. Organik kimya ve organik bileşikler ile ilgili kavram haritasında verilen ifadelerden hangileri doğrudur? III. II. D) I ve II E) I, II ve III 31

28 Kimya Bilimi 7. Analitik kimya ile ilgili; I. Kimya biliminin belirli bir maddenin kimyasal bileşenlerinin ya da bileşenlerinden bir bölümünün niteliğinin ve niceliğinin belirlenmesini inceleyen koludur. II. Yalnız organik bileşikleri konu alır ve inceler. III. Analitik kimyada kimyasal analiz kalitatif ve kantitatif olmak üzere iki şekilde uygulanır. yargılarından hangileri yanlıştır? D) I ve II E) I ve III 10. Deneysel kimya I. Kimyan n alt bilim dallar III. Anorganik kimya Analitik kimya Kavram haritasında verilenlerden hangileri kimya biliminin alt bilim dallarıdır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III II. 8. Maddelerin kütle, hacim, eylemsizlik ve tanecikli yap s ortak özellikleri vard r. Bofllukta yer tutan kütle ve belli bir eylemsizli i olan her fleye madde denir. D Hava, gazlar, y ld zlar, atefl, fl k, enerji madde de ildir. D Y Maddeler enerjiye dönüflebilir. Enerji madde de ildir. D Y 5 6 D Y D Y Madde ve özellikleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkışa ulaşılır? Y Masa, s ra, dolap, bardak, silgi, kalem birer cisim olup madde de ildir. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 9. I. Fizikokimya, organik ya da anorganik sistemleri fizik kanunlarına göre inceleyen bilim dalıdır. II. Biyokimya, karbon ve hidrojen içeren azot, oksijen, halojenler, fosfor ve kükürt de yapısında bulunabilen kimyasal bileşikleri inceleyen bilim dalıdır. III. Farmasotik kimya, kimya ile eczacılığın kesiştiği noktada, organik sentez ve ilaçları geliştirmekle ilgili bilim dalıdır. Kimyanın alt bilim dalları ile ilgili olarak verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 11. I. Anorganik kimya yüzden fazla elementin özellikleriyle ilgilenir. II. Anorganik kimya, sodyum gibi çok tepkime veren metallerden altın gibi soymetallere kadar tüm metalleri konu alır. III. Anorganik kimya, ametalleri inceleme alanına almaz. Anorganik kimya ile ilgili yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 12. I. Farmasotik kimya ile eczacılar arasında bir bağlantı yoktur. II. Eczacılar, sentetik yarı sentetik veya biyolojik kökenli ilaç hammaddesinin eldesi, fiziksel, biyolojik ve kimyasal ilaçların incelenmesi, değerlendirilmesi, kaliteli ilaç üretimi ve ilaçların saklanması, kullanılması konularında araştırma yapar. III. İlacın üretiminden hastaya ulaştırmasına kadar her aşamada yetkinlik sahibi olan kişilere eczacı denir. Eczacılar ve ilaçla ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? D) I ve II E) II ve III 32

29 KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST 2 ÇÖZÜMLERİ

30 Kimya Bilimi

31 KİMYA BİLİMİ ALIŞTIRMALAR 2 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Bilim Alan 1. Anorganik kimya Örnek a. Organik sentez ve ilaçlar gelifltirme Açıklama: 2. Analitik kimya b. Metal, mineral ve kompleks biçimleri 3. Farmasotik kimya c. Eser analiz ve kalite kontrol Kimyanın bilim alanları ve çalışma sahasına örnekler verilmiştir. Bilim alanları ile çalışma sahalarının önekleri eşleştirildiğinde hangi seçenek doğru olur? A) 1a, 2b, 3c B) 1b, 2c, 3a C) 1a, 2c, 3b D) 1b, 2a, 3c E) 1c, 2a, 3b 2. Aşağıda verilenlerden hangisi kimya disiplinlerinden (bölümlerinden) biri değildir? A) Farmasotik kimya B) Fizikokimya C) Biyokimya D) Deneysel kimya E) Analitik kimya Açıklama: 3. I. Kimyacılar maddelerin bileşimini ve özelliklerini incelenr. II. Kimyanın uyguladığı bilimsel yöntem sırasında ilk önce deneyler yapar. III. Farmasotik kimya alanı kimya ile eczacılığın kesiştiği noktada, organik sentez ve ilaçların geliştirilmesi ile uğraşır. Kimya, çalışma yöntemi ve kimya alt bilim alanları ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: 4. Organik kimya, karbon haricindeki elementler ve bunlar n oluflturdu u bileflikleri inceler. D Y Açıklama: D Kimyay modern ça a tafl yan kifli Antoine Laurent Lavosier oldu Y 1 2 D Farmasotik kimya kimyan n bir örnekteki bileflenlerinin belirlenmesi, ayr lmas ve miktarlar n n ölçülmesi ile ilgilenir. D Biyokimya, bütün canl lar n n yap s nda yer alan kimyasal maddeleri ve kimyasal süreçleri inceler. Y 3 4 Y Fizikokimya, kimyasal sistemleri fizik kanunlar na göre inceleyen bilimdir. D Y 5 6 Kimya ve alt dalları ile ilgili verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 35

32 Kimya Bilimi 5. Madensel menşeli ilaçlara kimyevi ilaçlar da denir. Bitkilerden elde edilen ilaçlar; bitkilerin köklerinden, çiçeklerinden ya da kabuklarından yapılırlar. Bütün ilaçlar genel olarak katı halde bulunurlar. Açıklama: İlaçlar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da (Y) olduğuna karar verilerek D ve Y işaretleri yazıldığında hangi sıralama doğru olur? A) D, D, Y B) D, Y, D C) Y, Y, D D) Y, D, Y E) Y, D, D 6. I. Kimyasal arıtma sistemleri suda çözünmüş veya askıda bulunan maddelerin fiziksel durumunu değiştirerek çökelmelerini sağlamak üzere uygulanan arıtma işlemleridir. II. Arıtma tesisi çıkış suyu alıcı ortama verilmeden önce, suda bulunan bakteri ve virüslerin uzaklaştırılması işlemine dezenfeksiyon denir. III. Biyolojik ve kimyasal arıtma işlemlerinde yeterince giderilmeyen askıdaki maddelerin ve kaloitlerin tutulması işlemine filtrasyon denir. Suyun arıtılması işlemlerinin aşamalarında uygulanan bazı işlemler için verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 7. I. Bitkinin beslenmesinde gerekli olan kimyasal elementleri sağlamak için toprağa ilave edilen maddelere gübre denir. II. Gübreler genel olarak yapay ve doğal olmak üzere iki sınıfa ayrılır. III. Doğal gübreler sadece bitkilerden elde edilir. Gübreler ile ilgili yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 36

33 3. BÖLÜM : KİMYANIN SEMBOLİK DİLİ 3.1. ELEMENT KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 3.2. ELEMENTLER 3.3. BİLEŞİKLER Element kavramı tarihsel gelişimi içerisinde değişmiştir. Empedokles e göre element dört ögeden (toprak, ateş, hava, su) ibaretti. Bu düşünce Plato ve Aristo tarafından geliştirildi. Aristo ya göre madde, toprak, ateş, hava ve su olmak üzere dört ana elementten oluşmaktadır. Bu kabul tamamen düşünceye dayalı madde algısıdır. Aristo her şeye uygun gelen özelliklerin sıcak, soğuk, kuru ve ıslak olarak bulunduğunu varsaymıştır. Aristo nun tanımladığı madde grupları aşağıdaki gibidir. : toprak ; so uk ve kuru, kat maddeler grubu : su ; so uk ve slak, s v maddeler grubu : atefl ; s cak ve kuru, atefl maddeler grubu : hava ; s cak ve slak, gaz maddeler grubu Rönesans döneminde Robent Boyle tarafından geliştirilen kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere element denir şeklindeki tanım Aristo nun element kavramına son vermiştir. Rönesans döneminden önce elementler fiziksel özelliklerine göre bazı şekillerle gösterilmektedir de John Dalton çemberlerden oluşan sembollerin kullanılmasını önerdi te Berzelius elementlerin adlarının, baş harflerini veya ilk iki harfini sembol olarak kullanılmasını önerdi. Berzelius un önerdiği sistem halen kullanılmaktadır. Altın elementinin tarihsel sembol gelişimi sırasıyla, G Au şeklinde gelişmiştir. En son sembol bugünde kullanılan Berzelius un geliştirdiği semboldür. Azot: N, Sodyum: Na, Nikel: Ni, Neon; Ne gibi semboller örnek verilebilir. Atomların elektron alıp verilmesi sonucu oluşan katyon ve anyonlar arasında oluşan elektrostatik çekim kuvvetinin oluşturduğu bileşiklere iyonik bileşikler denir. Atomlar katyon haline geçtiğinde adları değişmez. B grubundaki elementler farklı değerlikli iyonlar oluşturabildiği için iyon yükleri Romen rakamları ile isimlerinin arkasına eklenir. Al +3 : Alüminyum iyonu Fe +2 : Demir (II) iyonu Na + : Sodyum iyonu Cu + : Bakır (I) iyonu Ca + : Kalsiyum iyonu Pb +4 : Kurşun (IV) iyonu Ametaller elektron alarak anyon haline geçtiğinde, oksijen hariç adlarına ür eki eklenir. Oksijen ise oksit (O 2 2 ), peroksit (O 2 ) ve süperoksit (O 2 ) şeklinde adlandırılır. İyonik bileşikler adlandırılırken önce katyonun adı, sonra anyonun adı yazılır ve okunur. NaBr : Sodyum bromür BaCl 2 : Baryum klorür CaI 2 : Kalsiyum iyodür Fe(NO 3 ) 2 : Demir (II) nitat K 2 SO 4 : Potasyum sülfat Cu 2 SO 4 : Bakır (I) sülfat Ametallerin elektron ortaklığı sonucunda oluşturduğu bileşik kovalent bileşikler denir. Kovalent bileşikler adlandırılırken moleküldeki atom sayıları Latince sayılarla belirtilir. Birinci elementin sayısı ve adı yazılıp okunduktan sonra ikinci atomun sayısı ve iyon halinin adı yazılır ve okunur. N 2 O 3 : Diazot trioksit CO : Karbon monoksit PCl 5 : Fosfor pentaklorür N 2 O : Diazot monoksit SCl 6 : Kükürt heksaklorür CF 4 : Karbon tetraflorür SO 2 : Kükürt dioksit SiO 2 : Silisyum dioksit

34 Kimya Bilimi 3.1. ELEMENT KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ Düşünür ve filozoflar çok eski zamanlardan beri maddenin yapısını açıklamaya çalışmışlardır. Eski Yunan düşünürleri element kavramını geliştirdiler. Empedokles tarafından başlatılan, Plato ve Aristo nun geliştirdiği düşünceye göre toprak, ateş, hava ve su maddeyi oluşturan dört elementtir. Bunların uygun oranda karıştırılmasıyla diğer maddelerin oluşturabileceğine inandılar. Bu kabul tamamen düşünceye dayalıdır, hiçbir denel gerçeklik temeline oturmayan madde algısıdır. Aristo ya göre madde çeşitli formlar alabilmektedir. Bu alınan formlarda bazı temel özelliklere bağlıdır. Bu özellikler dört tanedir. Sıcak, soğuk, kuru ve ıslak. Soğuk ve kuru (toprak) katı, sıcak ve kuru (ateş) ateş, sıcak ve ıslak (hava) gaz, soğuk ve ıslak (su) sıvı maddelerini oluşturur. Toprak kuru so uk Atefl Dört element Su s cak slak Hava Eski çağda elementler fiziksel özelliklere dayanarak simgelenmiştir. Aristo nun dört elementinin sembolleri aşağıdaki gibidir. Toprak So uk-kuru Atefl S cak-kuru Hava S cak- slak su So uk- slak Simyacılara göre madde birdir. Fakat farklı şekillere dönüşebilir. İnsandaki ruh, can ve beden elementlerinden kükürt, cıva ve tuzla eşleştirilmiştir. Simya ile astroloji de yakın ilişkilidir. Gezegenlerin konumuna göre, gezegenlerle metaller eşleştirmişlerdir. Güneş altın Merkür cıva Bazı elementlerin sembollerinin tarihsel gelişimi tablodaki gibidir; Tarih 1500 ler 1600 lar 1700 ler Berzelius Baz elementlerin sembolleri Alt n C va Kurflun G Au Aurum Hg Hydrargyum L Pb Plumbum Bugünkü düşünceye en yakın element tanımı Rönesans döneminde, R. Boyle tarafından yapılmıştır. Robert Boyle Kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere element denir. tanımını yapmıştır. Bu tanımın bazı sakıncaları meydana gelmiştir. Kireç, sodyum hidroksit ve su gibi maddeler elementlerine ayrıştırılamadığı için element kabul edilmiştir. Ayrıca radyoaktifliğin keşfiyle birlikte atomun küçük parçalara ayrılması bu tanımın sakıncalı olduğunu gösterir. Uranyum ve toryum gibi elementlerin atomlarının radyoaktif bozunma ile farklı element atomlarına dönüşmesi, buna örnek olarak gösterilebilir. ÖRNEK I. Eski çağlardaki element tanımına göre element yapısında tek tür atom içermelidir. II. Kuru ve sıcak eski element tanımına göre toprağın özellikleridir. III. Rönesans dönemindeki element tanımına göre eğer bir madde element ise daha basit maddelere dönüşmez, dolayısıyla kireç ve sodyum hidroksit maddeleri elementtir. Element kavramı günümüze gelinceye kadar farklı şekillerde yorumlanmıştır. Element kavramının tarihsel gelişimi ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? Ay gümüş Jüpiter kalay Mars demir Satürn kurşun D) I ve II E) II ve III 42

35 Kimya Bilimi ÇÖZÜM Carbon karbon C Helios helyum He Hydrogen hidrojen H Argos argon Ar CalX kalsiyum Ca Nitrum azot N Natrium sodyum Na Neos neon Ne Cuprum bakır Cu 3.2. ELEMENTLER Kimyanın bugünkü element tanımına göre, tek cins atomdan oluşan saf maddelere element denir. Atomların cinsini proton sayısının oluşturduğu atom numarası belirler. Proton sayısı kimlik özellikeri belirlendiğinden aynı sayıda proton içeren atomların oluşturduğu saf maddeler element olarak tanımlanmaktadır. 116 çeşit element vardır. 92 tanesi doğal olarak tabiatta mevcutken, geri kalanlar ise laboratuvar şartlarında nükleer tepkimeler sonucu yapay olarak elde edilmektedir. Elementler saf maddelerdir. Elementler, hal değişimi sırasında hariç homojen maddelerdir. Elementlerin ayırt edici özellikleri bellidir. Elementler fiziksel ve kimyasal yöntemlerle daha basit maddelere ayrışmazlar. Radyoaktif yöntemlerle başka element ya da elementlere parçalanabilirler. Eskiden elementler fiziksel özelliklerine göre bazı şekilsel sembollerle gösterilmiştir te J. J. Berzelius ilk defa elementlerin baş harflerini veya ilk iki harfini sembol olarak kullanmıştır. Bir elementin bütün özelliklerini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atom iki temel bölümden oluşur. Bu bölümler çekirdek ve enerji katmanlarıdır. Çekirdeği proton ve nötronları oluşturur. Proton sayısına atom numarası, proton ve nötron sayılarının toplamına ise kütle numarası denir. Atom numarasına çekirdek yükü de denir. Atom numarasına eşit sayıda elektron enerji katmanlarında bulunur. Bu tür atomlara nötr atom denir. Bir atom elektron alış verişinde bulunabilir. Kütle numarasına nükleon sayısı da denir. Bir elementin farklı kütle numaralı atomları olabilir O ve 17 8 O gibi BİLEŞİKLER Kimyasal bileşikler iki ya da daha fazla farklı element atomunun oluşturduğu saf maddelerdir. Bilim adamları milyonlarca farklı bileşik tanımlamışlardır. Bileşikler, elementler gibi saf maddelerdir. Bir element ya da bileşiğin bileşimi ve özellikleri verilen bir örneğin her tarafında aynıdır ve bir örnekten diğerine değişmez. Bileşiklerin ayırt edici özellikleri bellidir. Erime ve kaynama noktaları bellidir. Kimlik özellikleri ve ayırt edici özellikleri bileşenlerinin özelliklerinden farklıdır. Fiziksel değişimler süresince, bir kimyasal bileşiğin yapısında hiç bir değişiklik olmaz. Fakat kimyasal değişimlerle onu oluşturan elementlerine ayrıştırılabilir. 43

36 Kimya Bilimi İYONİK BİLEŞİKLER İyonik bileşikler pozitif ve negatif iyonların elektrostatik çekim kuvveti ile bir araya gelmesinden oluşur. Genellikle bir metal ve ametalin kimyasal olarak birleşmesi bir iyonik bileşik verir. Metal atomları ametal atomları ile birleştiği zaman, bir ya da daha fazla elektron kaybetme, ametal atomlarında bir ya da daha fazla elektron alma eğilimindedir. Bu elektron aktarımı sonucu olarak, metal atomu pozitif iyon (katyon) ve ametal atomu negatif iyon (anyon) haline gelir. a) Metal atomları katyon haline gelirken aldıkları yükler baş grupların elementlerinin grup numarasından çıkarılabilir. 1A grubu +1, 2A grubu +2 ve 3A grubu +3 değerlik alır. B gruplarındaki elementler farklı değerlikler alabilir. Bu durum adlandırılmalarına yansır. Na + : Sodyum katyonu Ca + : Kalsiyum katyonu Al +3 : Alüminyum katyonu Fe +2 : Demir (II) katyonu Fe +3 : Demir (III) katyonu b) Ametal atomları anyon haline gelirken aldıkları yükler grupların numaralarından çıkarılabilir. 7A grubu 1, 6A grubu 2, 5A grubu 3 değerliklerini alabilir. Ametallerin anyonları adlandırılırken oksijen hariç diğerlerine ür son eki eklenir. Cl : Klorür Br 2 : Bromür S 2 : Sülfür N 3 : Nitrür P 3 : Fosfür Oksijenin anyonları ise oksit olarak adlandırılır. O 2 : Oksit O 2 2 : Peroksit O 1 2 : Süperoksit İki ya da daha fazla atomun oluşturduğu iyonlara kök denir. Köklerin özel adları bulunmaktadır. SO 2 4, CO 2 3, MnO 4, NO 3 gibi iyonlar birer köktür. 1 yüklü iyonlar 2 yüklü iyonlar 3 yüklü iyonlar yon Adland rma yon Adland rma yon Adland rma ClO hipoklorit CO 3 karbonat N 3 ClO 2 klorit C 2 O 2 4 okzalat P 3 ClO 3 klorat S 2 sülfür PO 3 3 ClO 4 perklorat SO 2 4 sülfat PO 3 4 HCO 3 bikarbonat SO 2 3 MnO 4 permanganat S 2 O 2 3 CH 3 COO asetat CrO 2 4 sülfit tiyosülfat kromat OH hidroksit Cr 2 O 2 7 dikromat CN siyanür MnO 2 4 manganat NO 3 nitrat HPO 2 4 hidrojen fosfat NO 2 nitrit O 2 oksit O 2 süperoksit O 2 2 peroksit H 2 PO dihidrojen 4 fosfat nitrür fosfür fosfit fosfat İyonik bileşiklerin adlandırılabilmesi için katyon ve anyonların adlarının bilinmesi gerekir. İyonik bileşikler adlandırılırken, önce katyonun adı, sonra anyonun adı yazılır ve okunur. Na 2 SO 4 : Sodyum sülfat CaCO 3 : Kalsiyum karbonat K 2 O : Potasyum oksit AlCl 3 : Alüminyum klorür Fe 2 O 3 : Demir (III) oksit FeCl 2 : Demir (II) klorür BaS : Baryum sülfür Cu 2 S : Bakır (I) sülfür CuO : Bakır (II) oksit PbCl 4 : Kurşun (IV) klorür CrO 3 : Kurşun (VI) oksit Bi(NO 3 ) 3 : Bizmut (III) nitrat 44

37 Kimya Bilimi İyonik bileşikler kristal yapılıdır. İyonik bileşiklerin kristalleri nötrdür. Bileşik formülleri kristaldeki en küçük hücreyi gösterir. İyonik bileşiklerin formüllerini yazmak için aşağıdaki öneriler sıralanabilir: Önce pozitif yüklü iyon, sonra negatif yüklü iyon yazılır. İyonların yüklerinin mutlak değeri, element sembolünün sağ alt köşesine yazılmak üzere çaprazlanır. Çaprazlanan sayılar arasında sadeleştirme yapılır. İyonların içinde kökler varsa, kökler parantez içerisine alınır. Parantezin sağ alt köşesine gelen sayı 1 ise parantez kaldırılır. Kaba formül bir bileşik için en basit formüldür; bileşikteki atomları ve bunların bağıl sayılarını gösterir. Kaba formüldeki indisler en basit tam sayı oranı şeklinde verilir. CH 2 O, CH 2, CH 3, P 2 O 5, NO 2 gibi. Molekül formül bileşiğin gerçek formülüdür. Bazı bileşiklerin kaba ve molekül formüleri aynı olsa da, molekül formülü kaba formülün katlarıdır. CH 2 O C 6 H 12 O 6 NO 2 N 2 O 4 CH 3 C 2 H 6 CH 2 C 4 H 8 Alüminyum oksit : Al +3 O 2 Al 2 O 3 Kalsiyum sülfür : Ca +2 S 2 CaS Baryum fosfat : Ba +2 (PO 4 ) 3 Ba 3 (PO 4 ) 2 Magnezyum nitrür : Mg +2 N 3 Mg 3 N 2 Demir (II) klorür : Fe +2 Cl FeCl 2 Kurşun (IV) klorür : Pb +4 Cl 1 PbCl 4 Kalay (II) bromür : Sn +2 Br SnBr 2 Sodyum sülfat : Na + (SO 4 ) 2 Na 2 SO 4 Yapı formülü, bir moleküldeki atomların hangi bağ türleriyle ve hangi atomların birbirine bağlandığını gösterir. H H CH 2 C 2 H 4 C = C H H CO 2 CO 2 O = C = O H O CH 2 O C 2 H 4 O 2 H C C O H H KOVALENT BİLEŞİKLER Molekül yapısında bileşik bağımsız moleküller içeren bileşiktir ve molekülde ametal atomları kovalent bağlarla bir arada tutulurlar. Molekül yapısında bileşiği göstermek için, kimyasal formül kulanılır. Kimyasal formül simgelerle gösterilir ve bu formül; bileşikte bulunan elementleri her bir elementin bağıl atom sayısını belirtir. SO 3 bileşiğinde, elementler sembolleri (simgeleri) ile gösterilmiş, atomların bağıl atom sayıları alt indis şeklinde yazılmıştır. İndiste rakam yoksa, bu 1 anlamındadır. Kovalent (moleküler) bileşiklerde pozitif yükseltgenme basamağına sahip element hem formül yazımında hem de adlandırmada önce yazılır. Adlandırmada bağıl atom sayıları ön eklerle belirtilir. Ön eklerde sayıların Latincesi kullanılır. 1 : Mono 6 : heksa 2 : Di 7 : hepta 3 : tri 8 : okta 4 : tetra 9 : nona 5 : penta 10 : deka 45

38 Kimya Bilimi İlk adlandırılan elementin önüne mono eki konmaz. CO : Karbon monoksit NO : Azot monoksit Bir çok bileşiğin yaygın adları o kadar yerleşmiştir ki, sisteme bağlı adları hemen hemen hiç kullanılmaz. H 2 O : su (dihidrojen oksit) NH 3 : amonyak (H 3 N : trihidrojen mononitrür) parantez içerisindeki adlar hiç bir zaman kullanılmaz. ÖRNEK Aşağıda kimyasal formülleri verilen bileşiklerden hangisi yanlış adlandırılmıştır? Bileşik Adı A) BaO Baryum oksit B) Cu 2 O Bakır (I) oksit C) CO Karbonmonoksit D) FeO Demir (II) oksit E) ZnO Çinko (II) oksit Kovalent bileşikler adlandırılırken, birinci elementin atom sayısına karşılık gelen Latince sayı söylendikten sonra birinci elementin adı eklenir. İkinci elementin atom sayısına karşılık gelen Latince sayı söylendikten sonra ikinci elementin iyon adı (oksit, klorür, sülfür gibi) eklenir. N 2 O 3 : Diazot trioksit PCl 3 : Fosfor triklorür NF 3 : Azot triflorür ÇÖZÜM SF 6 : Kükürt heksaflorür PCl 5 : Fosfor pentaklorür CS 2 : Karbon disülfür SO 3 : Kükürt trioksit Hidrojenin yaptığı bazı bileşiklerde hidrojenin sayısı belirten sayılar kullanılmaz. HF : Hidrojen florür H 2 S : Hidrojen sülfür HCl : Hidrojen klorür Asitlerin sulu çözeltileri adlandırılırken ametalin adına hidro önceki ve ik son eki eklenerek kullanılır. HF : Hidroflorik asit HI : Hidroiyodik asit HBr : Hidrobromik asit 46

39 KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST 3 1. Orta çağda, kendisinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddeler element olarak tanımlanmıştır. Buna göre; I. Kireç II. Sodyum hidroksit III. Su yukarıda verilen maddelerden hangileri bilinen yöntemlerle ayrıştırılamadığı için orta çağda uzun süre element kabul edilmiştir? 4. X bileşiği suda çözündüğünde Ca +2 ve NO 3 iyonları oluşmaktadır. Buna göre; I. Bileşik formülü Ca(NO 3 ) 2 dir. II. Kalsiyum (II) nitrat olarak adlandırılır. III. İyonik bağlı bileşiktir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 5. Tarih Baz elementlerin sembolleri Alt n C va Kurflun 15. yy 2. Aristo nun ileri sürdüğü dört element ve nitelikleri ile ilgili; 17. yy 19. yy Au Hg Pb I. II. III. IV. Toprak : So uk ve kuru Atefl : S cak ve slak Su : So uk ve slak Hava : Islak ve kuru yukarıda verilenlerden hangileri doğrudur? A) I ve II B) I ve III C) II ve IV D) I, II ve III E) II, III ve IV Yukarıdaki taloda bazı elementlerin farklı zamanlardaki sembolleri verilmiştir. Buna göre; I. Elementler kimya biliminden öncede harflerle gösterilmiştir. II. Elementlerin sembolleri tarih boyunca değişikliğe uğramıştır. III. Günümüzde elementlerin adlarının harfleri kullanılarak semboller oluşturulmaktadır. yargılarından hangileri doğrudur? 3. Elementlerle ilgili olarak yapılan bazı tanımlamalar aşağıdaki gibidir; I. Kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere element denir. II. Tüm maddeler toprak, su, hava ve ateş elementlerinden oluşmuştur. III. Aynı cins atomlardan meydana gelen saf maddelere element denir. Buna göre, bu tanımların kronolojik olarak günümüze kadar sıralanışı hangisi olabilir? A) II, III, I B) III, I, III C) II, I, III D) III, II, I E) I, II, III A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 6. Elementin sembolü Elementin adı 1. Na a. Nikel 2. Ni b. Neon 3. Ne c. Sodyum Yukarıda verilen elementlerin adları ile sembolü eşleştirildiğinde aşağıdakilerden hangisi doğru olur? A) 1c, 2a, 3b B) 1c, 2b, 3a C) 1b, 2c, 3a D) 1b, 2a, 3c E) 1a, 2c, 3b 47

40 Kimya Bilimi Şekildeki ilgili kutucuklara, 1. Al 4. B 2. Cr 5. Ca 3. C 6. Cl sembolleri verilen elementlerin adları yazıldığında yukarıdan aşağıya 7 ile gösterilen yerde hangi kelime oluşacaktır? A) Karbon B) Kömür C) Kükürt D) Kadmiyum E) Silisyum 8. Kovalent bileşikler adlandırılırken Latince sayılar kullanılır. 1. mono 3. tri 5. penta 2. di 4. tetra 6. heksa Buna göre aşağıdaki kovalent bileşiklerden hangisi yanlış adlandırılmıştır? Bileşik Adı A) N 2 O Diazot monoksit B) NO 2 Monoazot dioksit C) CCl 4 Karbon tetraklorür D) P 2 O 3 Difosfor trioksit E) SF 6 Kükürt heksaflorür 9. Aşağıdaki iyonik bileşiklerden hangisinin adı yanlış olarak verilmiştir? Bileşik Adı A) Al(NO 3 ) 3 Alüminyum nitrat B) Ca(OH) 2 Kalsiyum hidroksit C) Fe(OH) 2 Demir hidroksit D) KMnO 4 Potasyum permanganat E) CrCl 3 Krom (III) klorür Karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) elementleri arasında oluşan bazı anyonlar ve adları aşağıda verilmiştir. Anyon Adı I. HCO 3 Bikarbonat II. CO 2 3 Karbür III. C 2 O 2 4 Okzalat Buna göre, hangi anyonlar için verilen adlandırmalar doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 11. I. NaNO 2 II. Al(NO 3 ) 3 III. Fe(NO 3 ) 3 Bileşiklerinin adları hangisinde doğru olarak verilmiştir? I II III A) Sodyum nitrat Alüminyum Demir (III) nitrit nitrat B) Sodyum nitrit Alüminyum Demir (III) nitrat nitrat C) Sodyum nitrit Alüminyum Demir nitrat nitrat D) Sodyum nitrat Alüminyum Demir (III) nitrat nitrit E) Sodyum nitrit Alüminyum Demir nitrat nitrit 12. Amonyum katyonunun; I. okzalat II. dikromat iyonları ile oluşturduğu bileşiklerin formülleri hangisinde doğru olarak verilmiştir? I II A) NH 4 CO 3 (NH 4 ) 2 MnO 4 B) (NH 4 ) 2 CO 3 (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 C) (NH 4 ) 2 C 2 O 4 (NH 4 ) 2 CrO 4 D) (NH 4 ) 2 C 2 O 4 (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 E) NH 4 C 2 O 4 (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 48

41 KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST 3 ÇÖZÜMLERİ

42 Kimya Bilimi

43 KİMYA BİLİMİ ALIŞTIRMALAR 3 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Aristo ya göre toprak, ateş, hava ve su maddeyi ouşturan dört elementtir. Aristo nun yukarıda verilen element kavramı düşüncesi ile ilgili; I. Teorik ve deneysel yöntemlerle doğruluğu ispatlanmıştır. II. Tamamen düşünceye ve felsefeye dayanır. III. Simyacılar Aristo nun element kavramını benimsemiştir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) II ve III Açıklama: Açıklama: Şekildeki ilgili kutucuklara, 1. Ba 2. Si 3. Al 4. As 5. Zn simgeleri verilen elementlerin adları yazıldığında yukarıdan aşağıya b ile gösterilen yerde hangi kelime oluşacaktır? A) Simya B) Kimya C) Krom D) Kalay E) Titan 3. Bileşik Adı 1. NaCrO 4 a. Potasyum manganat 2. K 2 MnO 4 b. Sodyum dikromat 3. Na 2 Cr 2 O 7 c. Sodyum kromat Yukarıda verilen bileşiklerin formülleri ile adları eşleştirildiğinde hangisi doğru olur? A) 1c, 2a, 3b B) 1c, 2b, 3a C) 1b, 2a, 3c D) 1b, 2c, 3a E) 1a, 2c, 3b Açıklama: 4. Aşağıda adarı verilen bileşiklerden hangisinin formülü yanlış yazılmıştır? Adı Formülü A) Kalsiyum bikarbonat Ca(HCO 3 ) 2 Açıklama: B) Potasyum dikromat K 2 Cr 2 O 7 C) Demir (II) kromat Fe 2 CrO 4 D) Bakır (II) nitrat Cu(NO 3 ) 2 E) Demir (III) tiyosülfat Fe 2 (S 2 O 3 ) 3 51

44 Kimya Bilimi 5. I. Bisülfit Potasyum iyonu II. Permanganat Kalsiyum iyonu Yukarıda verilen iyon çiftleri arasında oluşacak kararlı iyonik bileşiklerin formülleri hangisinde doğru olarak verilmiştir? I II A) K 2 SO 3 CaMnO 4 Açıklama: B) KHSO 4 CaMNO 4 C) KHSO 4 Ca(MnO 4 ) 2 D) KHSO 3 Ca(MnO 4 ) 2 E) KHSO 3 Ca 2 MnO 4 6. Cıva elementi bileşiklerinde +1 ve +2 yükseltgenme basamağına sahip olabilir. Bu farklılık sebebi ile bileşikleri adlandırılırken yükseltgenme basamağı (yükü) belirtilmelidir. Bileşik Adı I. Hg 2 O Cıva (II) oksit II. HgCl 2 Cıva (II) klorür III. HgSO 4 Cıva (I) sülfat Buna göre, yukarıdaki cıva bileşiklerinden hangilerinin adı doğru olarak verilmiştir? A) Yalnız I B) Yalnız II C)Yalnız III D) I ve III E) I, II ve III 7. Alüminyum iyonunun; I. hidroksit II. nitrat III. sülfür iyonları ile oluşturduğu bileşiklerin bir formülündeki atom sayıları hangisinde doğru olarak verilmiştir? I II III A) B) C) D) E) Açıklama: Açıklama: 8. Azot (N) ve oksijen (O) arasında farklı bileşikler oluşur. Buna göre, formülleri verilen azot ile oksijenin bileşiklerinden hangisi yanlış adlandırılmıştır? Bileşik Adı A) N 2 O Diazot monoksit B) NO 2 Monoazot dioksit C) N 2 O 3 Diazot trioksit D) N 2 O 4 Diazot tetraoksit E) N 2 O 5 Diazot pentaoksit Açıklama: 52

45 KİMYA BİLİMİ ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 1 Kimya Bilimi 1. Aşağıdakilerden hangisi eski çağ insanlarının buluşlarından değildir? A) Kilden pişirilmiş kap kacak yapımı B) Seramikten cama geçiş C) Bitkilerden ilaç elde edilmesi D) İspirtonun yakıt olarak kullanılması E) Kimyasal maddelerin ve bitkilerin boyar madde olarak kullanılması 4. Simyanın fizik, kimya, biyoloji, astroloji, metalurji, tıp gibi disiplin ve bilimlerle ilişkileri olmuştur. Buna rağmen bilim kabul edilmemiştir. Buna göre simyanın bilim olmamasının nedenleri arasında; I. Gençlik iksirinin bulunamaması, II. Bütün maddelerin başı ve sonu kabul edilen felsefe taşının bulunamaması, III. Bilimsel yöntemle değil de sınama yanılmaya dayanan çalışmalar içermesi 2. Ölümsüz iksirini bulmak için s nama yan lma yöntemi ile u rafl vermifllerdir. yukarıda verilenlerden hangileri sayılabilir? D) I ve II E) I, II ve III D Y Ucuz madenlerden de erli maden olan alt n elde etmeye çal flm fllard r. Elektroliz yöntemi ile alt n cevherinden saf alt n elde etmifllerdir. D Y D Y Bulgular n deneysel ve bilimsel temele dayand rm fllard r. D Y D Y Safran, kekik, maydanoz gibi bitkileri tedavi amaçl olarak kullanm fllard r İnsanoğlu var olduğu günden beri kendini koruma, yaşamını sürdürebilme maksadıyla hep arayış içinde olmuştur. İnsanoğlu hayatını devam ettirmek için beslenme ve giyinme maksadıyla avcılık yapmıştır. Temel ihtiyaçlarını karşılayan insanoğlu dış görünümüne de önem verdiğinden cildini ve giysilerini boyamaya başlamıştır Simyacıların uğraşları ve yöntemleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkışa ulaşılır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 6 Eski çağ insanları ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlarına (D), yanlış olanlarına ise (Y) işareti konulduğunda hangi sıralama elde edilir? A) D, Y, Y B) D, D, D C) D, D, Y D) D, Y, D E) Y, D, Y 3. Orta çağda simya ile uğraşan alimler; I. Değersiz madenleri altına çevirme, II. Hayatı sonsuz biçimde uzatacak ölümsüzlük iksirini bulma, III. Bütün hastalıkları iyileştirme ve gençleşme hedeflerinden hangileri için sınama yanılma yöntemi ile çaba harcamışlardır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 6. I. Eski dönemlerde ticari öneme sahip olan maddelerden biri de tuzdur. II. Tuzun bu derece öneme sahip olması sadece yemeklerin hazırlanmasında kullanılmasıdır. III. Yemekleri tadlandırmak için kullanılan tuz her bölgede oluşmuştur. Sınama yanılma yoluyla keşfedilen tuz ile ilgili yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 78

46 Kimya Bilimi 7. Eski çağlardan beri tedavi özellikleri bilinen maddeler ile ilgili; I. Göz taşı zehirlenmeden dolayı oluşan rahatsızlıkları gidermek için kullanılmıştır. II. Şap yaralar üzerine kapatılan sargılarda kullanılmıştır. III. Mide üşütmelerinde nane, limon kabuğuyla kaynatılarak kullanılmıştır. IIV Gaz şişkinliği, sindirim bozukluğu ve iştahsızlık için maydanoz kullanılmıştır. 10. I. Cabir Bin Hayyan II. Ebu Bekir El Razi III. İbn-i Sina IV. Pir Sultan Abdal V. Ömer Hayyam Yukarıda verilenlerden kaç tanesi Türk - İslam dünyasının ünlü simyacılarındandır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) I ve IV C) II ve III D) I, III ve IV E) I, II, III ve IV 11. Simyac lar kulland klar bütün maddeleri kendi atölyelerinde üretmifllerdir. D Y 8. Eski çağ insanlarının yararına keşfettiği maddelere tuzun yanında; I. Göz taşı II. Şap III. Mazot gibi maddeler de örnek olarak verilebilir. Yukarıda verilen örneklerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 9. Simyacılar ile ilgili; I. Bazıları basit maddeleri altına çevirmek için uğraşmışlardır. II. Yaptıkları çalışmalarda yalnızca modern laboratuvar araç gereçlerine kullanmışlardır. III. Yalnızca Avrupa da yaşamışlardır. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I ve III Simyac lar hastal klar n tedavisi gibi konularla ilgilenmifllerdir. D Y 1 2 Kükürt, alt n ve c va simyac lar n kulland klar elementlere örnek olarak verilebilir. D Y Yapt klar çal flmalarla sistematik bilgi birikim oluflturmaya gayret göstermifllerdir. Dünya tarihinde kabul edilen en önemli simyac lardan biri Cabir Bin Hayyan d r. D Y D Y Simyacılar ve çalışmalar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduklarına karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) Aşağıdakilerden hangisi simya ile uğraşan insanlar sınama yanılma yoluyla yararını keşfettiği maddelere örnek verilemez? A) Benzin B) Sabun C) Gümüş D) Kükürt E) Kireç 79

47 KİMYA BİLİMİ ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 2 Kimya Bilimi 1. I. İnsanlık tarihinde özellikle Avrupa ve Ortadoğu da yüzlerce yıl maddelerin yalnızca toprak, ateş, su ve hava olarak adlandırılan dört temel elementten oluştuğu kabul edilmiştir. 2. II. Aristo ve sonrasında bazı simyacılar dört elementin soğuk, sıcak, kuru ve ıslak gibi niteliklerle de ifade edilebileceğini ortaya koymuştur. III. Rönesans döneminde element, kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere denir. şeklinde tanımlanmıştır. element kavramının tarihsel gelişimi için yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? D) I ve II E) I, II ve III Toprak Kuru So uk X Su S cak Y Hava Eski çağlarda simyacılar tarafından hazırlanan yukarıdaki şemada X ve Y yerine yazılması gerekenler aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? X Y A) Ateş Sıcak B) Hava Soğuk C) Toprak Soğuk D) Ateş Islak E) Su Islak 4. D D Y 1 2 Simyac lar baz kumafl boyalar elde etmifllerdir. D Simyac lar kömürden elmas elde etmifllerdir. Simyac lar taraf ndan çeflitli laboratuvar malzemesi ilk defa kullan lm flt r. D Y Simyac lar baz alafl mlar n eldesini gerçeklefltirmifllerdir. Y 3 4 Y Simyac lar c va, alt n, gümüfl, kükürt gibi elementleri keflfetmifllerdir. D 5 6 Simyacıların kimya bilimine katkıları ile ilgili yukarı verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 5. Maddelerle ilgili işlem yapan insanlar 17. yüzyıla kadar simyacı şekilnde adlandırılmıştır. 18. ve 19. yüzyılda Lavoisier, Proust, Avogadro, Dalton gibi önemli kimyacılar yetişmiştir. Simya çalışmaları denel metoda dayalı şekilde yürütülmüştür. Yukarıda verilen cümlelerden doğru alanlarına D işareti, yanlış olanlarına Y işareti konulduğunda aşağıdaki sıralamalardan hangisi oluşur? A) D, Y, D B) D, D, Y C) Y, D, D D) D, Y, Y E) Y, D, Y Y 3. Aşağıda verilenlerden hangisi Türk-İslam dünyasında simya ile uğraşan bilginlerden biri değildir? A) Robert Boyle B) Cabir Bin Hayyan C) Ebu Bekir El Razi D) İbn-i Sina E) İbn-i Rüşd 6. I. Yemek tuzu II. Göztaşı III. Çömlek Yukarıdaki maddelerden hangileri antik dönemde keşfedilen ürünlerdendir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 80

48 Kimya Bilimi 7. I. Deneysel metot çalışmaları sebebiyle a (ya) kimyanın babası adı verilmiştir. II. Simyanın temel hedeflerinden biri dur (dır). III. Empedokles in evreni oluşturan dört öge kavramını geliştirerek yaygınlaştıran bilim adamı... dur (dır). Yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerlere aşağıdakilerden hangisi getirilirse doğru olur? I II III A) İbn-i Sina Ölümsüzlük Aristo iksiri B) Cabir Bin Madenleri altına R. Boyle Hayyan çevirmek C) Robert Boyle Madenleri altına Aristo çevirmek D) Cabir Bin Ölümsüzlük Aristo Hayyan iksiri E) İbn-i Rüsd Hastalıkları Demokritos iyileştirmek II. 8. I. Avrupa da modern kimya çalışmalarının başlangıcı 17. yüzyılın sonları kabul edilir. Simya çalışmalarında teorik temeller kullanılarak sistematik bilgi birikimi yapılmıştır. III. Simyacılar modern kimya bilgisi ve yöntemleriyle çalışmışlardır. Simya, kimya ve çalışmalar ile ilgili yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III 9. I. II. Antoine Laurent Robert Boyle Kimya Lavoisier III. Joseph Proust Yukarıda verilen kavram haritasındaki bilim adamlarından hangilerinin kimya bilimine önemli katkıları olmuştur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 10. Günümüzdeki element kavramı ile ilgili; I. Bütün maddeler toprak, ateş, hava ve su olmak üzere dört elementten oluşmuştur. II. Bir elementin özelliklerini taşıyan en küçük birimi atomdur. III. Farklı elementlerin atomlarında bulunan proton sayıları aynı olabilir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III 11. I. Maddeleri oluşturan tanecikler yapılarına göre atomlar, moleküller ya da iyonar gibi bölümlere ayrılabilir. II. Teknolojinin gelişmesi ile elementlerin yapısı ile ilgili görüşler değişikliğe uğrayabilir. III. Rönesans döneminde ortaya konan kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere element denir. tanıma günümüzde de geçerli bir tanımdır. Günümüzdeki bilgi birikimi dikkate alındığında yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 12. Rönesans döneminde bilim insanları, element kavramına yeni yorumlar getirmişlerdir. Bu yorumlar bilimsel temele daha yakındır. Rönesans döneminde tarafından kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere element denir. tanımı ortaya konmuştur. Buna göre, yukarıdaki paragrafta bırakılan boşluğa, aşağıda verilen bilim adamlarından hangileri getirilmelidir? A) Robert Boyle B) Antoine Lavoisier C) Van Halmont D) John Dalton E) Isaac Newton 81

49 Kimya Bilimi NOTLARIM 88

50 2. ÜNİTE : ATOM VE PERİYODİK SİSTEM 1. BÖLÜM : ATOM KAVRAMININ GELİŞİMİ 1.1. KİMYANIN TEMEL YASALARI a) Kütlenin Korunumu Kanunu b) Sabit Oranlar Kanunu c) Dalton Atom Modeli d) Katlı Oranlar Kanunu e) Birleşen Hacim Oranlar Kanunu 1.2. ATOM VE ELEKTRİK a) Elektriklenme Deneyimlerinden Atoma b) Faraday Elektroliz Deneyleri ve Atom Altı Parçacıklar c) Elektronun Keşfinin Tarihsel Gelişimi d) Atomun Proton Sayılarının Belirlenmesi 1.3. ATOM ALTI TANECİKLER a) Elektron, Proton ve Nötron b) Atom Numarası, Kütle Numarası ve İzotop Kavramı 2. BÖLÜM : ATOM MODELLERİ 2.1. THOMSON VE RUTHERFORD ATOM MODELERİ 2.2. ATOM SPEKTRUMLARI a) Kesiksiz (Sürekli) Spektrum b) Kesikli (Çizgi) Spektrum 2.3. BOHR ATOM MODELİ 2.4. MODERN ATOM TEORİSİ 3. BÖLÜM : PERİYODİK SİSTEM 3.1. PERİYODİK SİSTEMİN TARİHÇESİ 3.2. MODERN PERİYODİK SİSTEM a) Gruplar ve Periyotlar b) Elementlerin Periyodik Sistemdeki Yerlerinin Belirlenmesi 3.3. PERİYOİK ÖZELLİKLERİN DEĞİŞİMİ a) Metalik ve Ametalik Özellikler b) Atom Yarıçapı c) İyonlaşma Enerjisi d) Elektron İlgisi e) Elektronegatiflik

51 Modern kimya 18. yüzyıldaki buluşlarla başladı. Bu buluşlar Kütlenin Korunumu Kanunu ve Sabit Oranlar Kanunu nun ortaya konmasını ve giderek Dalton Atom Modeli nin geliştirilmesini sağladılar. Bununla birlikte, atom yapısının anlaşılmasında en önemli gelişmeler daha çok fizik alanında oldu. Katot ışını araştırmaları, bütün maddelerde bulunan bir temel tanecik ve bir negatif yük birimi olan elektronu keşfine yol açtı. X-ışınları ve radyoaktifliğin bulunması, katot ışını çalışmalarının bir sonucudur. İzotopların keşfi ve modern kütle spektrometresinin geliştirilmesinin kaynağı da yine katot ışınlarıdır. Daha sonra proton ve nötronların keşfi, atom çekirdeğinin yapısı ile ilgili daha bütünleyici tanımlar yapılmasını sağladı. Atomun yapısının açıklamasında elektromanyetik ışıma incelemeleri etkili olmuştur. Beyaz ışığın dağılımı kesiksiz bir spektrum oluşturur. Uyarılmış gaz atomlarında ışığın dağılımı sonucu, renkli çizgiler grubundan oluşan bir çizgi spektrumu, Balmer denklemi ile tamamlanabilen, hidrojen atomunun spektrumudur. Hidrojen atomunun spektrumlarından hareket Bohr Atom Modeli ni ortaya koymuştur. Heisenberg belirsizlik ilkesi ile temellerine katkı sağlanan modern atom kuramı bugünkü şeklini almıştır.

52 1. BÖLÜM : ATOM KAVRAMININ GELİŞİMİ 1.1. KİMYANIN TEMEL YASALARI a) Kütlenin Korunumu Kanunu b) Sabit Oranlar Kanunu c) Dalton Atom Modeli d) Katlı Oranlar Kanunu e) Birleşen Hacim Oranlar Kanunu 1.2. ATOM VE ELEKTRİK a) Elektriklenme Deneyimlerinden Atoma b) Faraday Elektroliz Deneyleri ve Atom Altı Parçacıklar c) Elektronun Keşfinin Tarihsel Gelişimi d) Atomun Proton Sayılarının Belirlenmesi 1.3. ATOM ALTI TANECİKLER a) Elektron, Proton ve Nötron b) Atom Numarası, Kütle Numarası ve İzotop Kavramı Kütlenin Korunumu Kanunu na göre tepkimeden çıkan ürünlerin kütlelerinin toplamı; tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamına eşittir te Antoine Lavoisier tarafından ortaya konuldu. Lavoisier e göre Doğanın işleyişinde hiçbirşey yoktan var olmaz. Tüm dönüşümlerde madde miktarı aynı kalır. Lavoisier yanma olayını bugünkü anlamda tanımlamıştır. Sabit Oranlar Kanunu na göre bir bileşiğin tüm örnekleri aynı bileşime sahiptir. Yani bileşenler kütlece sabit oranlarda birleşir da Joseph Proust tarafından ortaya konuldu. Proust, elementler ancak belirli kütle oranlarında birleşerek bileşikleri oluşturabilir. X a Y b bileşiğinde; X ax. m kütlece birleşme oranı; şeklinde hesaplanır. m ay. Y Dalton Atom Modeli ni ortaya koymadan önce Kütlenin Korunumu Kanunu ve Sabit Oranlar Kanunu nun ortaya konmuş olması, Dalton atom modelinin kabulünü kolaylaştırmıştır. Bu modele göre, elementler atom adı verilen küçük taneciklerden oluşur. Bir elementin bütün atomları şekil, hacim ve kütle bakımından birbirinin aynıdır. Ancak bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır. Bileşikler birden çok elementin atomlarından oluşmuştur. Bir bileşikteki iki elementin atom sayıları oranı bir tam sayı ya da tam sayılı bir kesirdir. Kimyasal tepkimeler yalnızca atomların birbirinden ayrılması, birbiri ile birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir. Atomların yok olmasına ya da oluşmasına yol açmaz. Katı Oranlar Kanunu na göre, iki element birden fazla bileşik oluşturmak üzere birleşirse, bir elementin belli bir kütlesi ile birleşen diğer elementin farklı kütleleri arasında küçük tam sayılı bir oran vardır da John Dalton tarafından ortaya konuldu. Fe 2 O 3 ile Fe 3 O 4 bileşiklerinde eşit kütle Fe ile birleşen oksijenin kütleleri arasındaki katlı oran dir. 9 8 Birleşen Hacim Oranları Kanunu na göre, aynı sıcaklık ve basınçta gazlar, ancak belirli ve tam sayılı oranda tepkimeye girer. Gazların tepkimeye giren hacimleri arasında belirli ve sabit bir oran vardır. Birleşen hacim oranlar kanunu Gay-Lussac tarafından ortaya konuldu. N 2(g) 1 + 3H 2(g) 2NH 3(g) tepkimesinde N 2 gazının hacminin H 2 gazının hacmine oranı tür. 3 Avogadro Hipotezi; Avogadro nun Eşit hacimler eşit sayılar kuramı ile farklı şekilde ifade edilir. Birincisi, aynı sıcaklık ve basınçta farklı gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda atom veya molekül bulunur. İkincisi; aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit sayıdaki molekülleri eşit hacim kaplar. Bu tanımlara bağlı olarak Aynı koşullarda gazların molar hacimleri eşittir. sonucuna ulaşılır. Atom numarası proton sayısıdır. Elementin hangisi olduğunu belirler. Nötral atomlarda elektron sayısı atom numarasına eşittir. Kimyasal değişimlerde elektron sayısı değişir. Kütle numarası proton ve nötron sayıları toplamıdır. Nükleon sayısı da denir. Atom numaraları aynı kütle numaraları farklı atomlara izotop atomlar denir.

53 Atom ve Periyodik Sistem 1.1. KİMYANIN TEMEL KANUNLARI Atom modelinin geliştirilmesi bilimsel metoda, sistematik sürece ve bilimsel sorgulamaya iyi bir örnektir. Bilimsel metot, adımlar dizisi olarak düşünülebilir. İlk adım ise, incelemek istenilen materyali temsil eden küçük bir örnek üzerinde ölçümler, gözlemler yaparak veri toplamaktır. Veri dizilerinde gözlenen düzenlilikler, bilimsel kanun olarak formüle edilirler. Bu gözlemlerin iyice sınırlandırılmış bir özetidir. Örneğin, yerçekimi kanunu, kütlelenin farklı cisimler üzerine yerçekiminin etkisi ile ilgili ölçümlerin özetidir. İkinci adımda hipotezler geliştirmektir; bu da, en temel kavramlardan yararlanarak, kanunların mümkün olabilen açıklamalarıdır. Gözlem, ayrıntılara dikkatli bir yaklaşım gerektirir; oysa bir hipotez geliştirmek, önsezi, hayal gücü ve yaratıcılık ister. Örneğin, Dalton, atomları tek tek görmediyse de onları hayal edebildi ve atomlar hakkında hipotezini formüle edebildi. Bu muhteşem bir önsezi idi ve diğer insanların dünyamızı yeni bir bakış açısı ile algılamasına yardımcı oldu. Bir hipotez geliştirildikten sonra, bu hipotezi kanıtlayacak deneyler tasarlanır. Deneyler çoğunlukla yaratıcılık ve bazen de iyi bir şans gerektirir. Eğer, tekrarlanan deneylerin sonuçları o konudaki hipotezi destekliyorsa, bu defa da teori olarak formüle edilir ki bu da konunun formal açıklamasıdır. Bir teori, bazen bir model yardımıyla açıklanabilir; model, incelenen cismin basite indirgenmiş şeklidir. Teoriler ve modeller deneylerle test edilmeli ve deney sonuçlarına uymayan kesimlerde gerekli düzeltmeler yapılmalıdır. a) Kütlenin Korunumu Kanunu 1774 yılında Antoine Laurent Lavoisier bir deney gerçekleştirmiştir. Lavoisier bir kalay örneği ve hava içeren bir cam balonun ağzını kapatmış ve tartmıştır. Sonra kapalı balonu ısıtmış kalayın tebeşir tozuna benzer bir toz verdiğini görmüştür. Kabı yeniden tartmış ve kütlenin değişmediğini bulmuştur. Yaptığı daha başka deneylerde de beyaz tozun kütlesinin kalay örneğinin kütlesi ile kullandığı havanın bir miktarının kütlesi, toplamına eşit olduğunu görmüştür. Bu ve buna benzer deneyler sonucunda Lavoisier; aşağıda tanımlanan Kütlenin Korunumu Kanunu nu ortaya koymuştur. Tepkimede çıkan ürünlerin kütlelerinin toplamı; tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamına eşittir. Lavoisier, kimi kez kendi adıyla da anılan bu ilkeyi şöyle de dile getirmiştir; Doğanın tüm işleyişinde hiçbir şey yoktan var olmaz. Tüm dönüşümlerde maddenin miktarı aynı kalır. Maddenin yapısındaki değişimleri kimyasal değişim olarak adlandırılır. Kimyasal değişimde, değişim öncesinde maddelerin kütleleri toplamı değişim sonrasındaki kütleleri toplamına eşittir. ax (g) + by (g) cz (g) + dl (g) tepkimesinde, m X + m Y = m Z + m L olmalıdır. Yalnız kimyasal tepkimelerde değil, tüm fiziksel değişimlerde kütle korunur. Kütlenin korunmadığı tek olay çekirdek tepkimeleridir. Kimyasal tepkimelerde atom çekirdekleri, dolayısıyla proton ve nötron sayıları değişmez. Kimyasal tepkimelerde toplam elektron sayı ve toplam yük korunur. Atomların cinsi ve sayısı korunur. Bir kimyasal tepkimede giren elementlerin atom sayıları toplamının, çıkan elementlerin atom sayılarının toplamına eşitlenmesi işlemine denkleştirme denir. Bir kimyasal tepkimede atomların düzenlenmesi yeniden yapıldığından moleküllerdeki atom sayıları değişebilmektedir. Buna bağlı olarak molekül sayısı ve hacim korunmayabilir. 92

54 Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK C 2 H 4(g) + 3O 2(g) 2CO 2(g) + 2H 2 O (g) 1,4 g 4,8 g 4,4 g m g Yukarıdaki tepkimede reaksiyona giren ve oluşan maddelerin kütleleri verilmiştir. Buna göre, oluşan H 2 O (g) nun kütlesi (m) kaç gramdır? A) 6,2 B) 3,6 C) 2,7 D) 1,8 E) 1,35 ÇÖZÜM Dalton atom modelinde Kimyasal tepkimeler; yalnızca atomların birbirinden ayrılması, birbiri ile birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir; atomların yok olmasına ya da oluşmasına yol açmaz denildiği için, kütlenin korunumu kanunu ile uyum içerisindedir. b) Sabit Oranlar Kanunu 1799 da Joseph Proust yaptığı bir açıklamada hep aynı miktar bakırı sülfürik asit ya da nitrik asitte çözüp, sonra soda ya da potas ile karbonat şekilnde çöktüğünde, daima aynı miktar (kütlede) ürün elde ettiğini belirtmiştir. Bu ve benzeri deneylerde elde ettiği sonuçların sonunda, Sabit Oranlar Kanunu nu ortaya koymuştur; Bir bileşiğin bütün örnekleri aynı bileşime sahiptir. Yani bileşenler kütlece sabit oranlarda birleşir. ÖRNEK ÇÖZÜM 2X + 16H Cl 2Mn H 2 O + 5Cl 2 tepkimesinde X ile gösterilen aşağıdakilerden hangisidir? A) MnO 2 4 B) MnO 4 C) Mn 2 O 3 D) MnO 2 E) MnO Sabit oranlar yasası Proust tarafından; Elementler ancak belirli kütle oranlarında birleşerek bileşik oluşturabilir. Şeklinde açıklanmıştır. Bileşikler ile karışımların en önemli farklarından biri, bileşik oluşurken sabit oranlar kanununun geçerli olmasıdır. Karışımlar oluşurken böyle bir sınırlama doğru değildir. X a Y b bileşiğinde sabit oranlar aşağıdaki gibi hesaplanır. m X ax. = m by. Y Al 2 S 3 için (Al : 27, S : 32) m m Al S 227. mal = & = 332. m S 9 16 Bir bileşiğin bütün moleküllerinde aynı sayıda atom bulunur. Bütün moleküllerdeki kütlece sabit oranların aynı olması için aynı izotoplardan oluşmaları gerekir. Böyle olduğu varsayılarak sabit oranlarla ilgili işlemler yapılır. Dalton atom modelinde Bileşikler birden çok elementin atomlarından oluşmuştur. Herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranı bir tam sayı ya da basit tam sayılı kesirdir. denildiği için sabit oranlarla uyumludur. 93

55 Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK N 2 O 3 bileşiği ile ilgili; I. 2 Bir moleküldeki atom sayıları oranı tür. 3 II. 7 Elementlerin kütleleri arasındaki oran dir. 12 III. N 2 O 3 bileşiğinin kütlesi artırılırsa bileşiğin kütlece yüzde bileşimi değişir. yargılarından hangileri doğrudur? (N:14, O:16) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM c) Dalton Atom Modeli Dalton un atom modeli aşağıdaki şekilde özetlenebilir: Elementler atom adı verilen çok küçük ve bölünmeyen taneciklerden oluşmuştur. Bir elementin bütün atomları kütle, şekil, hacim ve diğer özellikleri bakımından aynıdır. Fakat bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır. Bir bileşik iki ya da daha çok elementin atomlarından oluşur. Bir bileşikteki iki elementin atom sayıları oranı bir tam sayı ya da basit tam sayılı bir kesirdir. Örneğin, bir atom A ve bir atom B (AB) ya da bir atom A ve iki atom B (AB 2 ) gibi. Kimyasal tepkimeler, yalnızca atomların, birbirinden ayrılması, birbiri ile birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir; atomları yok olmasına ya da oluşmasına yol açmaz. ÖRNEK 1799 da Proust laboratuvarda bakır karbonat oluştururken her seferinde eşit kütleli bakırdan eşit miktarda bakır karbonat elde etti. Buna göre; I. Sabit oranlar kanunu deneysel verilerin yorumlanmasına dayanır. II. Dünyanın çeşitli ülkelerindeki bilim adamları aynı kütleli bakır ile yapacakları deneylerde aynı sonucu elde ederler. III. Bakır karbonat bileşiğindeki karbon elementinin kütlece yüzde oranı sabittir. yargılarından hangileri doğrudur? ÇÖZÜM A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Dalton atom modeli atomların yok olmadığını ya da yoktan oluşmadığını söylemekle 1774 te A. Lavoisier tarafından ortaya konulan kütlenin korunumu kanunu destekler. Dalton atom modeli herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranının sabit olduğunu söylemekle 1799 da J. Proust tarafından ortaya konulan sabit oranlar kanunu destekler. Dalton a göre, bir bileşik oluşturabilmek için belli elementlerin belli sayıda atomlarına gereksinim vardır. Bu fikir J. Proust un ortaya koyduğu sabit oranlar kanununun uzantısıdır. Dalton atom modeli katlı oranlar kanununu destekler. d) Katlı Oranlar Kanunu Dalton un maddenin doğasına ilişkin zekice önsezisi kimyanın hızla gelişmesine en önemli itici güç olmuştur. Dalton bir bakıma kimya ve kimyasal çözümlemeyi tanımlayan ilk kişidir. Dalton a göre kimyanın başlıca işlevi; maddesel parçacıkları birbirinden ayırmak ya da birbiriyle birleştirmektir. Dalton un sözünü ettiği bu parçacıklar maddenin o zaman bölünmez, parçalanmaz sayılan en ufak ögeleri, yani atomlardır. Dalton yaptığı çalışmalar sonucunda 1806 da Katlı Oranlar Kanunu nu ortaya koymuştur. 94

56 Atom ve Periyodik Sistem İki element birden fazla bileşik oluşturmak üzere birleşirse bir elementin belli bir kütlesi ile birleşen diğer elementin farklı kütleleri arasında küçük tam sayılı bir oran vardır. ÇÖZÜM İki bileşiğin katlı oranlar kanununa örnek teşkil etmesi için; İkişer elementten oluşmalıdır. Aynı elementlerden oluşmalıdır. Katlı oran 1 olamaz. Bu nedenden dolayı bileşiklerin basit formülleri aynı olamaz. N 2 O 4 ile NO 2 bileşikleri katlı oranlar kanununa örnek verilemez. Her iki bileşiğin basit formülü NO 2 dir. C 2 H 4 ile C 5 H 10 bileşikleri katlı oranlar kanununa örnek verilemez. Her ikisin de basit formülü CH 2 dir. C 3 H 8 ile C 2 H 4 bileşikleri katlı oranlar kanununa örnek verilebilir. Karbon sayısı eşitlenirse; C 3 H 8 /2 C 6 H 16 C 2 H 4 /3 C 6 H Katlı oran, H atom sayılarının oranı olup & 12 3 olur. Hidrojen atom sayıları eşitlenerek karbon kütleleri arasındaki oran hesaplanırsa, 4 3 çıkar. ÖRNEK 14 7 m X (g) 1. bileflik bileflik m Y (g) Kütlece birleşme oranları verilen iki bileşikten birincinin formülü X 2 Y ise ikinci bileşiğin basit formülü aşağıdakilerden hangisidir? A) XY B) XY 2 C) X 2 Y 3 D) X 2 Y 4 E) X 2 Y 5 e) Birleşen Hacim Oranları 1808 de Gay-Lussac ın yayınladığı çalışmalar molekül kavramına açıklık getirmiştir. Gay-Lussac gaz halindeki maddelerin yer aldığı tepkimeleri inceleyerek aynı sıcaklık ve basınçta ölçülen gaz hacimlerinin orantılı olduğunu göstermiştir. Gay-lussac ın ortaya koyduğu Birleşen Hacim Oranları Kanunu aşağıdaki gibi ifade edilebilir; Aynı sıcaklık ve basınçta tepkimeye giren gazların hacimleri arasında tam sayılarla ifade edilebilen bir oran vardır yılında Amedeo Avogadro eşit hacimler - eşit sayılar kuramını ortaya koyarak hacim oranlar kanununun anlaşılmasına katkıda bulunmuştur. Avogadro gaz halindeki bir çok elementin tek atomlu olmayıp iki atomlu (N 2, O 2, H 2,...) olduğunu öne sürdü. Avogadro nun eşit hacimler - eşit sayılar kuramı aşağıdaki gibi tanımlanabilir. Aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit hacimleri eşit sayıda atom veya molekül içerir. Bu tanımın tersi de doğru olur. Aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit sayıdaki atom veya molekülleri eşit hacim kaplar. P ve T eşitse; V V A B na = olur. n B Dalton atom modeli birleşen hacim oranları kanunu ile uyumlu değildir. J. Dalton suyun oluşum denklemini, 2H 2(g) + O (g) 2H 2 O (g) şeklinde kabul etmeyip, H (g) + O (g) HO (g) şeklinde kabul eder. 95

57 Atom ve Periyodik Sistem Dalton a göre elementlerin tanecikleri tek tek atomlardır. Dalton bu varsayımın ne dereceye kadar doğru olabileceği üzerinde durmamış, bunun yerine eşit hacimler - eşit sayılar varsayımını reddetmiştir. ÇÖZÜM ÖRNEK N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) Yukarıda verilen tepkime ile ilgili; I. Atom sayıları korunmaktadır. II. Molekül sayıları korunmaktadır. III. Aynı sıcaklık ve basınçta 12 litre azot gazı 36 litre hidrojen gazı ile artansız birleşir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) I, II ve III 1.2. ATOM VE ELEKTRİK a) Elektriklenme Deneyimlerinden Atoma Sürtünme ile elektriklenmede sürtünen cam, ebonit ve kumaş elektrikle yüklenir. Elektrik yüklenen bu cisimlerin tüy, saç ve küçük kâğıt parçalarını çektiği gözlemlenmiştir. Bu gözlemde bulunan bilim adamları aşağıdaki sonuçlara varmıştır: ÇÖZÜM ÖRNEK Cevap D Gay-Lussac ın ortaya attığı hacim oranlar kanunu, I. Dalton un katlı oranlar kanununun benimsenmesi, II. Avogadro nun gaz elementlerin çoğunun molekül olduğunu saptaması, III. Avogadro nun aynı sıcaklık ve basınçta, eşit hacimler-eşit sayılar kuramını ortaya koyması olaylarından hangilerinin katkısıyla tam olarak anlaşılmıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III Sürtünme ile elektriklenmede maddenin kimyasal yapısı bozulmaz. Sürtünmede maddeden diğer maddeye atom geçişi olmaz. Sürtünmede, maddeler arasında atomlarda bulunan daha küçük taneciklerin geçişi olur. Maddelerin elektrik yüklenmeleri iki türdür; Yünlü kumaşa sürtülen ebonit çubuğun elektriklenme türüne negatif elektrik yükü ve ipek kumaşa sürtülen cam çubuğun türüne pozitif elektrik yükü denir. Aynı elektrik yükü taşıyan nesneler birbirini iterken, zıt elektrik yükü taşıyan nesneler birbirini çeker. Atomlar nötrdür. (+) elektrik yüklerinin toplamı, ( ) elektrik yüklerinin toplamına eşittir. b) Faraday ın Elektroliz Deneyleri ve Atom Altı Parçacıklar Michael Faraday çeşitli bileşiklerin çözeltilerinden elektrik akımı geçirerek değişimleri gözlemlemiştir. Bu deneylerde metal iyonlarını, katotta indirgemiş ve metalik hallerini elde etmiştir. Faraday ın yaptığı deneylerin sonucunda; Katotta belli miktarda madde biriktirmek için daima aynı miktar elektrik yüküne veya bu yükün tamsayılı katlarına ihtiyaç vardır. 96

58 Atom ve Periyodik Sistem Devreden geçen elektik yükü miktarı ile katotta biriken madde miktarı arasında doğru orantı vardır. m = A. I. t şeklinde tanımlanmıştır. Farklı elementlerin bileşikleri aynı miktarda elektrik yükü ile elektroliz edildiğinde katotlarda biriken element kütlesinin atom kütlesine bölümleri arasında sabit tam sayılı bir oran vardır. sonuçlarına varılmıştır. Elektroliz deneylerinde elde edilen verilerden hareketle aşağıdaki çıkarsamalar yapılmıştır. Elektrik akımı belirli sabit büyüklükte yük birimlerinden oluşmaktadır. Maddeler (atomlar) bu yük birimini veya bu yük biriminin belirli katlarını taşımaktadır. Atomlarda belirli büyüklükteki elektrik yükü taşıyan atom altı tanecikler bulunmaktadır. c) Elektronun Keşfinin Tarihsel Gelişimi Atomlardaki negatif yüklü taneciklerin varlığı ile ilgili ilk kanıt William Crooks tarafından ortaya kondu. Crooks geliştirdiği tüplerle yaptığı deneylerde, havası alınmış tüpe konan gazlara yüksek elektriksel gerilim uygulandığında sarı-yeşil renkte ışık elde etmiştir. Bu ışınlara daha sonra katot ışınları adı verildi. Işınlar eksi yüklü elektrottan pozitif yüklü elektroda hareket ettikleri için bu ad verilmiştir. Takip eden çalışmalar sonucunda; Katot ışınları gazın cinsine bağlı değildir. Katot ışınları hızla hareket eden negatif yüklü taneciklerden oluşmaktadır. Bu negatif yüklü taneciklere Stoney in önerdiği elektron adı verildi. J. J. Thomson, katot ışınlarının elektrik ve manyetik alanlarda sapmalarını inceleyerek elektron için yük / kütle (e/m) değerini bulmuştur. Katot aşınları negatif yüklü taneciklerden oluştuğu için elektrik alanından geçerken (+) yüklü levhaya doğru saparlar. Bu sapmanın açısı; tanecik yükü ile doğru, tanecik kütlesi ile ters orantılıdır. Buna göre, yükü büyük olan tanecik yükü küçük olan tanecikten daha çok sapar, kütlesi büyük tanecik kütlesi küçük olan tanecikten daha az sapar. Thomson, katot ışınlarını elektrik ve manyetik alandan oluşan düzenekten geçirmiş ve sapma açısından yararlanarak elektron için yük/kütle (e/m) oranını 1, C/kg olarak belirlemiştir. Robert Millikan, bir atomizer tarafından püskürtülen çok küçük boyutlu yağ damlacıklarını, X-ışınları yardımıyla gaz atomlarından kopardığı elektonlarla yüklemiştir. Daha sonra elektrik akımı uygulanan iki levha arasında yüklü yağ damlacıklarının düşmelerini, düşme hızlarını, düşmelerini engellemek için gerekli olan elektrik alanını incelemiştir. Belli bir alandaki düşme hızlarını inceleyen R. Millikan, yağ damlacıklarının yükünü hesaplamıştır. Bazı yağ damlacıklarına birden fazla elektron yapıştığından bu hesaplamalar sonucu bulunan yük değerlerinin her zaman belli bir yük değerinin tam sayı katları olduğu belirlenmiştir. Robert Millikan ın yağ damlaları ile yaptığı deneyler sonucunda ölçtüğü elektron yükü 1, C dir. Millikan, bulduğu bu yük değerini, Thomson un bulduğu e/m değerinde yerinde kullanarak, elektronun kütlesini, e/m = 1, c/kg 1, = 1, m , m = & m = 9, , şeklinde hesaplamıştır. 31 Eugen Goldstain 1886 da yaptığı çalışmalarda Crooks tüplerinde katot ışınları oluşurken meydana gelen pozitif iyonların da ışıma yaptığını belirledi. Daha sonra delikli bir katot levha kullanarak deneyi tekrarladı. Pozitif yüklü ışınlar katotun deliklerinden geçerek doğrusal ışın oluşturdu. Pozitif iyonların oluşturduğu bu ışınlara pozitif ışınlar veya kanal ışınları adı verilir. kg 97

59 Atom ve Periyodik Sistem 1898 yılında Wilhelm Wien ve J. J. Thomson pozitif ışınların elektrik ve manyetik alanda sapmalarını inceleyerek e/m değerlerini hesapladılar. Pozitif ışınların e/m değerinin maddenin türüne bağlı olduğu belirlendi. En küçük kütleli olan hidrojen için e/m değeri +9, C/kg olarak hesaplandı. Bu taneciğe proton adı verildi. Protonun yükünün elektronun yüküne eşit olmasından hareketle yükü; +1, C, kütlesi 1, kg olarak hesaplandı. ÖRNEK Sürtünme ile elektriklenme deneylerinde; I. Bir maddeden diğerine atomların geçişi olur. II. Birbirine sürtülen maddelerin kimlik özellikleri değişir. III. Atomun yapısında, atomu oluşturan taneciklerin varlığına kanıttır. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III d. Atomun Proton Sayılarının Belirlenmesi H. Moseley yaptığı çalışmalar sonucunda elementlerin bir atomundaki proton sayılarını hesapladı. Böylece elementlerin atom numaralarını belirledi. Bu çalışmaları sonucunda Moseley, Elementlerin atom numaralarını doğru bir şekilde belirledi. Elementlerin özelliklerinin bağıl atom kütlelerine bağlı olmadığını, atom numaralarına bağlı olduğunu tespit etti. Periyodik kanunu Elementlerin özellikleri atom numarasının periyodik bir fonksiyonudur. şeklinde değiştirdi. Böylece o tarihe kadar atom kütlelerine göre sıralanarak oluşturan Mendeleev in elementler tablosu değiştirilmiş, günümüzde kullanılan ve elementlerin atom numaralarına göre sıralanmış periyodik sistemi oluşturuldu. Bu çalışmalar sonucunda, bir atomda elektron yükünü dengeleyecek sayıda proton bulunduğu ortaya konuldu. Atom kütleleri belirlendiğinde görülmüştür ki atomun kütlesi atomdaki protonların toplam kütlesinin iki katı kadar ya da daha fazladır. Bu durumu açıklamak için E. Rutherford çekirdekte yüksüz taneciklerin olabileceğini savundu. ÇÖZÜM 1.3. ATOM ALTI TANECİKLER a) Elektron, Proton ve Nötron Atomlar elektronlar, protonlar ve nötronlar denen atom altı, taneciklerden oluşmuşlardır. Proton ve nötronlar, atom çekirdeği denen, birbirine sıkıca bağlı, küçük bir merkezi bölge oluştururlar. Bu atom modeline nükleer atom denir. Tanecik Sembol Yük Kütle (gram) Elektron e 1 9, Proton p +1 1, Nötron n 0 1, Yükler proton yüküne göre verilmiştir. SI birim sisteminde bir birim yük, 1, Coulomb dur yılında James Chadwick yaptığı araştırmalarda, atomun çekirdeğinde protonlardan başka, kütlesi bir protonun kütlesine yaklaşık eşit fakat yüksüz taneciklerin bulunduğunu belirledi. Bu taneciklere yüksüz anlamına gelen nötron adı verildi. Proton ve nötronların kütleleri hemen hemen aynıdır; fakat protonlar bir birimlik pozitif yük taşıdıkları halde nötronlar yüksüzdür. Bir elektronun kütlesi, protonun kütlesinden çok daha küçüktür. Elektron bir birimlik negatif yük taşır. 98

60 Atom ve Periyodik Sistem Nükleer atomla ilgili ilk deneysel kanıt, J. J. Thomson un 1897 yılında ilk atom altı tanecik keşfetmesidir. Thomson katot ışınlarının negatif taneciklerin demeti olduğunu kanıtladı. Elektronlar negatif elektrik yükü taşırlar, ama atomun toplam yükü, sıfırdır. Bu nedenle her atom, negatif yükleri nötraleştirecek kadar pozitif yük içermelidir. Pozitif yükün atomun neresinde bulunduğu tartışması yıllarca sürdü. Yirminci yüzyılın başında pek çok bilim adamı atomları puding içindeki üzüm tanelerin dağılımına benzeterek, pozitif yüklü, jölemsi bir madde içinde dağılmış elektronlar olarak düşündüler de yapılan bir deney sonucunda, bu modelin geçerliliği kalmadı. Bu deney sonucunda atomun küçük, yoğun, pozitif bir merkeze sahip olduğu ve bu merkez çevresinin büyük ölçüde boşluk olduğuna karar verildi. Geliştirilen yeni modelde bir atomdaki elektronlar çekirdek diye tanımlanan yoğun merkez etrafında adeta bir bulut gibi dağılmışlardır. Çekirdeğin boyutu ile kıyaslanırsa, bu hacim çekirdekten yaklaşık 10 5 kat daha büyüktür. Bir atomdaki elektronların negatif yükü, çekirdeğin pozitif yükü ile tam olarak dengelenir. Kütle Numarası Bir çekirdekteki proton ve nötronların toplam sayısına atomun kütle numarası denir. Kütle numarası A harfi ile temsil edilir. Kütle numarası element sembolünün sol üst köşesine yazılır. Nötron ve protonlar çok benzer taneciklerdir ve ikisi birden, nükleon şeklinde tanımlanır. Kütle numarasına nükleon sayısı da denir. 32 S nın kütle numarası 32 dir. İzotoplar Belli bir elementin atom numaraları aynı, fakat kütle numarası farklı olan atomlarına o elementin izotopları denir. Bir elementin tüm izotoplarının atom numaraları aynıdır. Çekirdek etrafındaki elektron sayıları aynıdır. Çekirdek içindeki nötron sayıları farklıdır. Aynı elementin izotopları aynı sayıda proton ve aynı sayıda elektron içerdiklerinden, fiziksel ve kimyasal özellikleri temelde aynıdır. b) Atom Numarası, Kütle Numarası, İzotop Kavramı Atom Numarası Bir atomun çekirdeğindeki protonların sayısına o elementin atom numarası denir. Atom numarası Z ile gösterilir. Atom numarası elementin kimliğini belirler. Atom numarası element sembolünün sol alt köşesine yazılır. 16 S nin atom numarası 16 dır. Atom numaralarını ilk kez doğru olarak ölçen Henry Moseley dir. Atom numarasına çekirdek yükü de denir. S nin çekirdek yükü +16 dır. İzotop atomlar arasındaki kütle farkı oldukça büyükse bu durum, bazı fiziksel özelliklerde gözlenebilir farklara, kimyasal özelliklerde de az da olsa bazı değişimlere neden olur. Hidrojen izotopları örnek verilebilir. 1 1 H, 2 1 H ve 3 1 H Hidrojenin 2 1H olan izotopuna döteryum denildiği için 2 1D ile gösterilmektedir. Döteryumun 8 O ile oluşturduğu D 2O ağır su olarak adlandırılır. Hidrojenin 3 1H olan izotopuna trityum denildiği için 3 1T ile gösterilmektedir. Radyoaktiftir. İzotop atomları olan elementin ortalama atom kütlesi, atom kütleleri ve izotopların doğadaki bolluk yüzdeleri dikkate alınarak hesaplanır. 99

61 Atom ve Periyodik Sistem M1. Y1+ M2. Y2+... Ortalama atom kütlesi = 100 M = Atom kütlesi Y = İzotopun bolluk yüzdesi Klor elementinin 35 Cl %75 ve 37 Cl %25 izotopları bulunmaktadır. Cl elementinin ortalama atom kütlesi; Ortalama atom Kütlesi = = 35,5 olarak belirlenir. ÖRNEK Bir elementin izotop atomları için; I. Nükleon sayısı II. Saf haldeki özkütlesi III. Çekirdekteki nötron sayısı yukarıda verilenlerden hangileri farklıdır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM İzobar Atomlar Atom numaraları farklı, kütle numaraları aynı olan atomlara izobar atomlar denir K, Ca ve Ar atomları örnek verilebilir. İzoton Atomlar 18 Atom numaraları farklı, nötron sayıları eşit olan atomlara, izoton atomlar denir S, P ve Si gibi atomlar örnek verilebilir İzoton atomların tek ortak noktaları, nötron sayılarının eşit olmasıdır. ÖRNEK Atom ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur? A) İzotop atomlar farklı elementlerin atomlarıdır. B) 28 Si atomu ile 30 Si atomu aynı kimyasal özellikler gösterir. ÖRNEK 63 Cu ve 65 Cu atomları için; I. Çekirdek yükleri aynıdır. II. Bazı fiziksel özellikleri farklıdır. III. Aynı elementle oluşturdukları bileşiklerin formülleri aynıdır. yukarıda hangileri doğrudur? D) I ve II E) I, II ve III C) 27 Al atomu ile 27 Si atomu izotondur. D) Bir elemente ait tüm atomlar özdeştir. E) Atomun hacminin büyük bir kısmını çekirdek oluşturur. ÇÖZÜM ÇÖZÜM 100

62 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ÇÖZÜMLÜ TEST 1 1. Na 2 CO 3(k) + 2HCl (s) 2NaCl (k) + CO 2(g) + H 2 O (s) 21,2 g? g 23,4 g 8,8 g 3,6 g Yukarıda verilen tepkime ile ilgili; I. Harcanan HCl nin kütlesi 14,6 gramdır. II. Homojen bir tepkimedir. III. Ağzı açık bir kapta gerçekleştirilirse, kütlede azalma olur. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 2. C 2 H 5 MgCl + HCl X + MgCl 2 2X + ao 2 bco 2 + ch 2 O denkleşmiş olarak verilen denklemdeki X in formülü ve a sayısı aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? X a A) C 2 H 6 7 B) C 2 H 6 3 C) C 2 H 4 6 D) C 3 H 4 8 E) CH Doğanın tüm işleyişinde hiçbir şey yoktan var olmaz. Tüm dönüşümlerde maddenin miktarı aynı kalır. ifadesi ile ilgili olarak; I. Kütlenin korunumu kanununun ifade edilmesidir. II. Antoine Lavoisier tarafından ortaya konmuştur. III. Gazların yer aldığı tepkimeler için geçerli değildir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 4. Demir (gram) Kükürt (gram) FeS (gram) I. II. III. 7 Y 11,2 Yukarıdaki tabloda, Fe + S FeS tepimesi sırasında kullanılan ve oluşan madde miktarları üç arklı deney için verilmiştir. Buna göre, tablodaki X, Y ve Z değerleri hangi seçenekte doğru verilmiştir? X 16 6,4 X Y Z A) ,2 B) ,6 C) ,6 D) ,2 E) , da Proust laboratuvarda bakır karbonat oluştururken her seferinde eşit kütleli bakırdan eşit kütlede bakır karbonat elde etti. Buna göre, Proust un saptadığı sabit oranlar kanunu ile ilgili; I. Bileşikte bakırın kütlece birleşme yüzdesi sabittir. II. Başka bileşiklerle deney yapıldığında benzer sonuçlar oluşmaz. III. Deneysel verilerin yorumlanması ile ortaya konmuştur. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III N 6. Diazot trioksit bileşiğinde kütlece birleşme O 7 oranı dir. 12 Buna göre, 42 gram oksijenle yeterince azot kullanıldığında en fazla kaç gram diazot trioksit oluşur? A) 24,5 B) 47,5 C) 57 D) 61,75 E) 66, Z 101

63 Kimya Bilimi 7. I. Dalton un atom modeli 10. Y(gram) II. Lavoisier in kütlenin korunumu kanunu 6 1. bileflik III. Proust sabit oranlar kanunu Yukarıda verilen kanun ve modellerin ortaya konuluş tarihlerine göre; ilk bulunandan en son bulunana doğru sıralanışı hangi seçenekte doğru verilmiştir? A) I, III, II B) II, III, I C) II, I, III D) III, I, II E) III, II, I 4 2. bileflik X(gram) 1 3 X ve Y elementlerinden oluşan iki bileşiğin yapısındaki X ve Y kütlelerinin değişimi grafikteki gibidir. 2. bileşiğin formülü X 3 Y ise 1. bileşiğin basit formülü aşağıdakilerden hangisidir? 8. Bir bileflikte birleflen elementlerin kütlece oranlar sabittir. A) XY B) X 2 Y C) XY 3 D) X 3 Y 4 E) X 3 Y 2 D Ayn bilefli in tüm moleküllerinde ayn say da atom bulunur. D Bilefli in kütlece yüzde bileflimi, bileflik miktar ndan etkilenmez. Y Sabit oranlar kanunu deneysel verilerin yorumlanmas na dayan r. D Y D Y Y Sabit oranlar kanunu, kütlenin korunumu kanunu ile uyum içerisindedir. D Y 5 6 Sabit oranlar kanunu ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? 11. S ve O atomları arasında SO 2 ve SO 3 bileşikleri oluşur. Buna göre; I. Aynı miktar S ile birleşen SO 2 bileşiğindeki O miktarının SO 3 bileşiğindeki O miktarına oranı tür. 3 2 II. Aynı miktar O ile birleşen SO 3 bileşiğindeki S miktarının SO 2 bileşiğindeki S miktarına oranı tür. 3 2 III. Eşit kütlede O ile oluşturulan SO 2 ve SO 3 bileşiklerinden SO 3 ün kütlesi daha fazladır. yargılarından hangileri doğrudur? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 D) I ve II E) II ve III 9. I. H 2 O H 2 S II. C 2 H 4 C 5 H 10 III. CO 2 CO Yukarıda verilen madde çiftlerinden hangileri katlı oranlar kanununa uyar? D) I ve II E) II ve III 12. Azot ve oksijen arasında iki farklı bileşik oluşmaktadır. 7 gram N ve 16 gram O nun birleştiği birinci bileşiğin basit formülü NO 2 dir. 14 gam N ile 40 gram O nun birleştiği ikinci bileşiğin basit formülü nedir? A) NO B) N 2 O C) N 2 O 3 D) N 2 O 4 E) N 2 O 5 102

64 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ÇÖZÜMLÜ TEST 1 ÇÖZÜMLERİ Atom ve Periyodik Sistem

65 Atom ve Periyodik Sistem

66 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ALIŞTIRMALAR 1 Atom ve Periyodik Sistem Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenini kısa bir şekilde açıklayınız. 1. NH 4 Cl + NH 3 + NaOH X + NaCl + H 2 O 1,02 g 0,34 g 0,8 g? g 1,16 g 0,36 g Yukarıda verilen kimyasal tepkimenin denkleşmiş hali ve tepkimedeki maddelerin kütleleri verilmiştir. Buna göre, X in molekül formülü ve kütlesi nedir? Formülü Kütlesi A) NH 2 0,64 B) N 2 H 4 0,64 C) N 2 H 4 0,32 D) NH 3 CI 0,32 E) N 2 H 4 0,16 Açıklama: 2. I. Elementler, atoma adı verilen ve parçalanmayan çok küçük içi dolu kürelerden oluşur. II. Aynı elemente ait bütün atomlar kütle, şekil ve hacim bakımından aynıdır. III. Bileşikler, iki ya da daha çok element atomunun belirli ve basit sayısal oranlarda birleşmesi ile oluşur. Dalton atom modeline ait yukarıdaki önermelerden hangilerinin doğru olmadığı bugün bilinmektedir? D) I ve II E) I, II ve III Açıklama: m 3. XY 2 bileşiğinde X 7 kütlece birleşme oranı dir. m Y 16 m Buna göre, X 2 Y 3 bileşiğinde X kütlece birleşme oranı nedir? m Y A) B) C) D) E) Açıklama: 4. I. Avogadro nun çalışmaları ile atomları bir arada tutan kuvvetlerin bulunduğu, yani kimyasal bağın varlığı ilk defa saptanmıştır. II. Katlı oranlar, sabit oranlar ve kütlenin korunumu kanunları atomun varlığına önemli kanıtlardır. III. Atomun varlığını bilimsel olarak öne süren ilk atom modeli olan Dalton atom modeli; katlı oranlar, sabit oranlar ve kütlenin korunumu kanunu ile uyum içindedir. Kimya biliminin temel kanunları ve Dalton atom modeli ile ilgili yukarıda verilen yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 105

67 Atom ve Periyodik Sistem 5. N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) denklemi verilen tepkime ile ilgili; I. Azot, hidrojen ve amonyak gazlarının hacim oranları (1:3:2) şeklindedir. II. Girenlerin aynı koşullardaki hacimleri toplamı ürünlerin aynı koşullardaki hacimleri toplamına eşittir. III. Dalton a göre bu tepkimede hacim oranları (1:1:1) şeklinde olmalıydı. yargılarından hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II Açıklama: D) I ve III E) I, II ve III 6. 2H 2 S (g) + 3O 2(g) 2SO 2(g) + 2H 2 O (g) Yukarıda ölçümleri aynı koşullarda gerçekleşen H 2 S gazının yakılması tepkimesiyle ilgili; I. 2 litre H 2 S gazı ile 3 litre oksijen gazı birleşmiştir. II. 15 litre oksijen gazı ve yeterince H 2 S gazından en azla 10 litre SO 2 gazı oluşur. III. Girenlerin toplam hacmi, oluşan gazların toplam hacminden küçüktür. yargılarından hangilerine ulaşılamaz? D) I ve II E) I ve III Açıklama: 7. I. Gay-Lussac ın birleşen hacim oranlar kanunu II. Lavoisier in kütlenin korunumu kanunu III. Proust un sabit oranlar kanunu Dalton un atom ve bileşik ile ilgili görüşleri yukarıdaki kanunlardan hangileri ile tam uyum içinde değildir? D) I ve II E) II ve III Açıklama: 8. m gram X elementi sırasıyla 4,8 gram ve 2,4 gram Y ile birleşerek iki saf bileşik oluşturmaktadır. Buna göre, birinci bileşiğin basit formülü XY 3 ise, ikinci bileşiğin basit formülü nedir? A) X 3 Y B) XY 2 C) X 3 Y 2 D) X 3 Y E) X 2 Y 3 Açıklama: 106

68 3. BÖLÜM : PERİYODİK SİSTEM 3.1. PERİYODİK SİSTEMİN TARİHÇESİ 3.2. MODERN PERİYODİK SİSTEM a) Gruplar ve Periyotlar b) Elementlerin Periyodik Sistemdeki Yerlerinin Belirlenmesi 3.3. PERİYOİK ÖZELLİKLERİN DEĞİŞİMİ a) Metalik ve Ametalik Özellikler b) Atom Yarıçapı c) İyonlaşma Enerjisi d) Elektron İlgisi e) Elektronegatiflik Triadlar Kuralı: Alman kimyacı J. W. Döbereiner bazı elementlerin benzer özelliklerine göre üçerli gruplar halinde sınıflandırılabileceğini önermişti. Hazırladığı gruplarda ikinci elementin atom kütlesinin diğer iki elementin atom kütlelerinin aritmetik ortalaması olduğunu ortaya koymuştur. De Chancourtois: İlk periyodik sistemi oluşturdu. Birbirine benzeyen kimyasal ve fiziksel özelliklerden yola çıkarak elementleri sınıflandırmıştır. Bir silindirin çevresini 16 eşit birime böldükten sonra atom ve iyonları geliştirdiği kütle formülüne göre silindirin üzerine yerleştirmiştir. Her yedi elementte bir, elementlerin özelliklerinin tekrarlandığını fark etmiştir. Oktav Kanunu: J. A. Newlands, o zamana kadar keşfedilen elementleri atom kütlelerinin artış sırasına göre sıralamıştır. Herhangi bir elementin kendisinden sonra sekizinci elementle benzer özellikte olduğuna tanık olmuştur. Bu uyumlu gruba müzik notalarından hareketle oktav kanunu adını vermiştir. Dimitri Mendeleev ve J. Lother Mayer elementleri artan atom kütlelerine göre sıralamış ve bazı elementler arasında periyodik özellikler olduğunu belirlemişlerdir. Grup ve periyot kavramı bu düşünceyle başlamıştır. Mendeleev e göre periyodik kanunu; Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atomların kütlelerinin periyodik bir fonksiyonudur. Henry Moseley x-ışınları spektrumlarını kullanarak elementlerin atom numaralarını belirlemiştir. Periyodik Kanunu; Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numaralarının periyodik bir fonksiyonudur. şeklinde değiştirmiştir. Modern periyodik sistem atom numaralarına göre oluşturulmuştur. 18 düşey sütun, 7 yatay sıradan oluşmaktadır. Yatay satırlara periyot, düşey sütunlara grup denilmektedir. Bir gruptaki elementlerin özellikleri birbirine benzer. Bir elementin katman elektron dizilimi yapıldığında, katman sayısı elementin bulunduğu periyot numarasını, değerlik elektron sayısı ise grup numarasını verir. Atom numaraları (21-30), (39-48) ve (72-80) olan elementler B gruplarını, diğerleri ise A gruplarını oluşturur. A gruplarına baş gruplar, B gruplarındaki elementlere ise geçiş elementleri denir. Bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe atom yarıçapı azalırken, iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi ve elektronegatiflik artar. Elementlerin metalik özellikleri azalırken, ametalik özellikleri artar. 8A grubuna soygazlar veya asal gazlar denir. Sahip oldukları elektron dizilimleri kararlı olmalarını sağlamaktadır. Tepkimeye girme eğilimleri olmadığı için asaldırlar. Bir grupta yukarıdan aşağıya inildikçe atom yarıçapı artarken iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi ve elektronegatiflik azalır. Elementlerin metalik özellikleri artarken, ametalik özellikleri azalır. Bir gruptaki elementlerin değerlik elektron sayıları eşittir. Bir gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri birbirine benzer. Bu özelliğe uymayan elementler (H, B gibi) bulunmaktadır.

69 Atom ve Periyodik Sistem 3.1. PERİYODİK SİSTEMİN TARİHÇESİ 19. yüzyılın başlarında kimyasal çözümleme yöntemlerindeki gelişmeler bilinen elementlerin sayısını arttırmış, bu elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine ilişkin geniş bir bilgi birikimi sağlamıştır. Bulunan element sayısındaki artışla birlikte elementlerin özelliklerini temel alarak elementlerin sınıflandırma ihtiyacı doğmuştur. Johann Wolfgang Döbereiner benzer kimyasal özelliklerine göre elementleri üçerli gruplar halinde sınıflandırmıştır. John Newlands benzer fiziksel özelliklere göre elementleri 11 gruba ayırmıştır. Elementleri atom kütlelerinin artışına göre sıralamıştır. Sekizinci element birinciyle, dokuzuncu element ikinciyle benzer özellik göstermiştir. Bu durumu müzik notalarındaki sisteme benzeten Newlands Oktav Kuralı olarak adlandırmıştır. 3. oktavdan sonra sistem işlemediği için bilim adamlarınca benimsenmemiştir. Bu gruplarda ortadaki elementin atom kütlesi yaklaşık diğer iki elementin atom kütlelerinin aritmetik ortalamasıdır. İlk sistematik gruplandırma girişimidir. Bu üçerli gruplandırmaya triadlar kuralı denilmektedir. Gruplara örnek olarak (Ca, Sr, Ba), (Cl, Br, I) ve (S, Se, Te) örnek verilebilir. Julius Lothar Meyer ve Dimitri Mendeleev elementleri bilinen atom kütlelerine göre sıralamışlardır. D. Mendeleev elementleri atom kütlelerine göre sıralandığında düzenli olarak yinelenen özellikler gösterdiğini tespit etti. Elementeri artan atom kütlelerine göre ve özellikleri biririne benzeyenler alt alta gelecek şekilde sıraladı. Elementlerin modern sisteme en yakın sınıflandırılmasıdır. A.E. Bequyer De Chancourtois birbirine benzeyen kimyasal ve fiziksel özelliklerinden yola çıkarak elementleri sınıflandırmıştır. Oluşturulan ilk periyodik sistemdir. Bir silindirin çevresini 16 eşit birime ayırarak elementleri ve iyonları bu düşey sütunlara yerleştirmiştir. Kendi geliştirdiği kütle formülüne göre elementleri sütunlara yerleştirmiştir. Silindir üzerinde benzer özellikteki elementlerin alt alta geldiğini gözlemlemiştir. Her yedi elementte bir, elementlerin özelliğinin tekrarlandığını fark etmiştir. 130 Elementlerin özellikleri belli aralıklarla (periyodik) tekrar etmektedir. Elementleri 12 periyot ve 8 grup olarak düzenlemiştir. Mendeleev periyodik tabloda bazı yerleri boş bırakmıştır. Bu kutulara gelmesi gereken elementlerin özelliklerini belirtmiştir. Elementler daha sonra bulunmuştur. Mendeleev periyodik kanunu Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom kütlelerinin periyodik bir fonksiyonudur. şeklinde tanımlamıştır. Fakat bazı elementler (Ni, Co, Ca, K, I, Ar) elementlerin kütlelerine göre sıralanma kurallarına uymamıştır. Bu düzensizliğin nedeni olarak atom kütlelerinin yanlış hesaplandığına bağlamıştır. Daha sonra yapılan hesaplamalarda yanlışlık olmadığı tespit edilmiştir.

70 Atom ve Periyodik Sistem 3.2. MODERN PERİYODİK SİSTEM ÇÖZÜM 1932 yılında Henry Moseley elektronlarla bombardıman ettiği atomların yaydığı X-ışınlarının dalga boylarından faydalanarak elementlerin atom numaralarını belirledi. Moseley, yaptığı çalışmalar sonucunda elementlerin özelliklerinin atom kütlesine değil, atom numarasına bağlı olduğunu belirledi. Periyodik kanunu; Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numaralarının periyodik bir fonksiyonudur. şeklinde değiştirdi. Bunun sonucunda elementler atom numaralarına göre sıralanmıştır. Eşit atom kütleli elementlerin sorun oluşturmasının önüne geçilmiştir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan modern periyodik sistem, elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin bir fonksiyonu olarak ortaya çıkmıştır. Elementler atom numaralarına göre dizildiklerinde belli aralıklarla elementlerin özellikleri arasında periyodik bir tekrar sözkonusudur. Basit bir periyodik tabloda elementlerin sembolleri, atom numaraları ve kütle numaraları bulunur. Bununla birlikte elementlerin erime ve kaynama noktaları, yükseltgenme basamakları, iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi, elektronegatiflik gibi fiziksel ve kimyasal özelliklerin belirtildiği ayrıntılı periyodik tablolalarda bulunmaktadır. ÖRNEK Newlands a göre elementler atom kütlelerinin artış sırasına göre dizildiklerinde sekizinci element birinciye, dokuzuncu element ikinciye benziyor ve bu ilişki bu şekilde devam ediyordu. ÖRNEK De chancourtois, Newlands, Lother Meyer periyodik sistemlerini oluştururken artan atom kütlelerini esas almışlardır. Buna rağmen artan atom kütlelerine göre elementleri sıralayan D. Mendeleev in periyodik sistemi kabul görmüştür. Bunun nedenleri; I. Benzer özellikteki elementlerin alt alta yazılarak gruplar oluşturulması, II. Henüz keşfedilmemiş elementlerin tahmin edilerek yerlerinin boş bırakılması, III. İstenen özellikteki bir elementin periyodik tabloda kolay bulunması özelliklerinden hangileri ile açıklanabilir? D) I ve II E) I, II ve III Newlands ın bu durumu açıklamak için tanımladığı kanunun adı aşağıdakilerden hangisidir? A) Triadlar Kuralı B) Oktav Kanunu C) Periyodik Kanun D) Oktet Kuralı E) Dublet Kuralı ÇÖZÜM 131

71 Atom ve Periyodik Sistem a) Gruplar ve Periyotlar Modern periyodik sistemde elementler artan atom numaralarına göre yatay satırlar ve düşey sütunlar halinde düzenlenmiştir. Periyodik sistemdeki yatay satırlara periyot denir. Periyodik sistemde 7 tane periyot bulunur. Periyotlar enerji düzeylerini (katmanları) temsil etmektedir. İlk periyotta 2 element bulunmaktadır. İkinci ve üçüncü periyotlarda 8 element bulunuyor. Dördüncü ve beşinci periyotta 18 element bulunuyor. Altıncı periyotta 32 element bulunuyor. Yedinci periyot tamamlanmamıştır. Periyodik sistemdeki sütunlara grup denir. IUPAC ın önerdiği yalnız rakamlardan oluşan adlandırmada 18 grup bulunmaktadır. Diğer adlandırmada ise elementler A ve B olmak üzere iki grup türüne ayrılmaktadır. 8 tane A grubu ve 8 tane B grubu bulunmaktadır. B gruplarını oluşturan elementler 10 sütundan oluşmuştur. Gruplar değerlik elektron sayılarını gösterir. Bir gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri birbirine benzer. Gruplardan bazılarının özel adları vardır. Bu adlar genellikle gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri ile ilişkilidir. Grup Özel ad Aç klama 1A Alkali metaller Oksitleri ve hidroksitleri bazik oldu u için 1A 3A 7A 8A Toprak alkali metaller Toprak elementler Halojenler Asal gazlar Oksitler ve hidroksitleri bazik oldu u ve toprakta bol olduklar için Toprakta bol bulunduklar için Metallerle tuzlar oluflturduklar için Soygazlar da denir. Tepkime verme e ilimleri olmad için b) Elementlerin Periyodik Sistemdeki Yerlerinin Belirlenmesi Elementlerin periyodik sistemdeki yerleri temel hal elektron dizilimleri ile belirlenir. İyonların ve uyarılmış atomların elektron dizilimleri bu amaçla kullanılamaz. Katman (temel enerji düzeyi) sayısı periyot numarasını belirler. 13X : 2 ) 8 ) 3 ) : 3. periyot 20Y : 2 ) 8 ) 8 ) 2 ) : 4. periyot 37Z : 2 ) 8 ) 18 ) 8 ) 1 ) : 5. periyot 55Cs : 2 ) 8 ) 18 ) 18 ) 8 ) 1 ) : 6. periyot 88Ra : 2 ) 8 ) 18 ) 32 ) 18 ) 8 ) 2 ) : 7. periyot Periyodik sistemde elementlerin dış katmanındaki elektron sayısı onların grup numarasını verir. 3Li : 2 ) 1 ) : 1A grubu 14Si : 2 ) 8 ) 4 ) : 4A grubu 16S : 2 ) 8 ) 6 ) : 6A grubu 35Br : 2 ) 8 ) 18 ) 7 ) : 7A grubu 33As : 2 ) 8 ) 18 ) 5 ) : 5A grubu 31Ga : 2 ) 8 ) 18 ) 3 ) : 3A grubu 38Sr : 2 ) 8 ) 18 ) 8 ) 2 ) : 2A grubu Atom numaraları (21-30), (39-48) ve (72-80) olan elementlerinin son iki katmanındaki elektron sayıları toplanır, duruma göre 8 veya 18 çıkarılarak grup numaraları bulunur. Bu elementlere geçiş elementleri denir. B grupları olarak adlandırılır. 21 Sc : 2 ) 8 ) 9 ) 2 ) Grup numarası : (9 + 2) 8 = 3B 25Mn : 2 ) 8 ) 13 ) 2 ) Grup numarası : (13 + 2) 8 = 7B 29 Cu : 2 ) 8 ) 17 ) 2 ) Grup numarası : (17 + 2) 18 = 1B 132

72 Atom ve Periyodik Sistem Modern atom teorisindeki elektron dizilimine (orital elektron dizilimi) göre oluşturulan periyodik sistemdeki bir çok karakter katman elektron dağılımı ile açıklanamamaktadır. B gruplarının grup numaraları sağlıklı olarak orbital elektron dağılımları kullanılarak belirlenebilir. ÇÖZÜM ÖRNEK Periyodik sistem ile ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır? A) En az element birinci periyotta bulunur. B) Her periyot bir alkali metalle başlar, bir soygazla sonlanır. C) Elementler periyodik sisteme artan atom numaralarına göre yerleştirilmiştir. D) Gruplar A ve B olmak üzere iki türdür, A gruplarına baş grup A ve B gruplarına geçiş elementleri denir. E) Aynı grupta bulunan elementlerin özellikleri birbirine benzer. ÇÖZÜM ÖRNEK X element atomunun kütle numarası 33 ve nötron sayısı 17 dir. Buna göre, X elementinin periyodik sistemdeki periyot ve grubu aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir? X elementinin Periyodu Grubu A) 3 5A B) 2 7A C) 2 6A D) 3 7A E) 3 6A ÖRNEK Aşağıda atom numaraları verilen elementlerden hangisi 35 Br ile benzer kimyasal özellik gösterir? A) 9 X B) 13 Y C) 15 P D) 19 K E) 16 S ÇÖZÜM 133

73 Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK Mendeleev geliştirdiği periyodik sistemdeki 8. gruba soy gazları yerleştirmiştir. Henry Moseley, periyodik sistemde elementlerin atom kütlesi yerine atom numarasına göre, düzenlenmesini önerdi. Modern periyodik sistemde 7 periyot, 18 grup bulunur. Periyodik sistemin tarihsel gelişimi ve modern periyodik sistem ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlarına D yanlış olanlarına ise Y işareti yazıldığında hangi sıralama elde edilir? ÇÖZÜM q A) D, D, D B) D, Y, D C) Y, D, D D) Y, Y, D E) Y, D, Y Elementler periyodik sistemdeki yerlerine göre metaller, yarımetaller, ametaller ve soygazlar olarak sınıflandırılabilir. Metaller periyodik sistemin büyük bir kısmını kaplar. A gruplarının sol tarafında yer alan elementler metaldir (H ve B hariç), ametaller periyodik sistemin sağ tarafında yer alır. Sol tarafta sadece hidrojen bulunur. 1A, 2A ve 3A gruplarında yer alan elementler (H ve B hariç) metaldir. B gruplarında yer alan elementlerin tamamı metaldir. Yarımetaller, metaller ile ametaller arasında yer almaktadır. Bor (B), silisyum (Si), germanyum (Ge), antimon (Sb), tellür (Te), polonyum (Po) ve astatin (At) elementleri yarımetaldir. Bu elementler metallere benzer ve bazen metaller gibi davranırlar. Ancak, aynı zamanda bazı ametal özelliklerine de sahiptirler. 8A grubu soygazlardır. Soy gazların atomları, bir atomun değerlik kabuğunda bulunabilecek maksimum sayıda elektrona sahiptir. Bu miktar helyumda iki ve diğer soygazlarda sekizdir. ÖRNEK Günümüzde kullanılan periyodik tablo ile ilgili aşağıda verilen yargılardan hangisi yanlıştır? ÖRNEK Periyodik sistem ile ilgili; I. Elementler artan atom kütlelerine göre sıralanır. II. Aynı grupta bulunan elementlerin kimyasal özellikler birbirine benzer. III. Yatay satırların periyot, düşey sütunlara grup denir. yargılarından hangileri doğrudur? D) II ve III E) I, II ve III A) Modern periyodik sistem olarak adlandırılır. B) A gruplarında yer alan elementlerin tümü metaldir. C) Artan atom numaralarına göre periyotlar ve gruplar halinde elementler yerleştirilmiştir. D) Aynı gruptaki elementlerin değerlik kabuğundan eşit sayıda elektron vardır. E) Periyotlarda bulunan element sayıları farklıdır. ÇÖZÜM ÇÖZÜM 134

74 Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK Günümüzde kullandığımız modern periyodik sistem ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Aynı periyottaki elementlerin en dış katmanındaki elektron sayıları farklıdır PERİYODİK ÖZELLİKLERİN DEĞİŞİMİ a) Metalik ve Ametalik Özellikler Metaller ısı ve elektriği iyi iletir, dövülebilir, tel haline getirilebilir ve oldukça yüksek erime noktalarına sahiptir. Genel olarak, ametaller ısı ve elektriği iletmez, dövülemez katılardır. Diğer taraftan bir kısım ametaller de oda koşullarında gaz halindedir. Periyodik sistemdeki elementlerin çoğunluğu metaldir. Periyodik sistemin sağ tarafında yer alan ametaller azdır. 8A grubu ise soy gazlardır. Metaller ve ametaller genel olarak çapraz basamaklar halinde birbirinden ayrılırlar. Bu aradaki bazı elementler yarımetal olarak adlandırılır. Yarı metaller, metallere benzer ve bazen metaller gibi davranırlar. Ancak, aynı zamanda bazı ametal özelliklerine de sahiptirler. B) Aynı gruptaki elementlerin en dış katmanındaki elektron sayıları eşittir. C) IUPAC a göre üçüncü düşey sütun olan 3B grubu 3. grup olarak adlandırılır. D) Her periyotta en az bir metal bulunur. E) Üçüncü periyotta yalnızca A grubu elementleri bulunur. ÇÖZÜM Mavi renkli olanlar metalleri, yeşil olanlar ametalleri, turuncular yarımetalleri ve mor olanları ise soygazları göstermektedir. Bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe elementlerin metalik özelliği azalır, ametalik özelliği ise artar. Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe elementlerin metalik özelliği artar, ametalik özelliği azalır. 8A grubu elementleri soygazdır. B gruplarında tüm elementler ve B gruplarına bağlı olan Lantanitler ve aktinitler metaldir. A gruplarında grup numarası, periyot numarasından büyük olan elementler ametaldir. Grup numarası, periyot numarasına eşit veya daha küçük oanlar ise metaldir. Bu dağılımda yarımetaller paylaşılmış olur. 31Ga : 2 ) 8 ) 18 ) 3 ) : 4. periyot 3A grubunda bulunan bir metaldir. 83Bi : 2 ) 8 ) 18 ) 32 ) 18 ) 5 ) : 6. periyot 5A grubunda bulunan bir metaldir. b) Atom Yarıçapı Bir atomun çekirdeğinden en dışaki elektrona kadar olan mesafedir. Komşu olan iki metal atomunun çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına metalik yarıçap denir. 135

75 Atom ve Periyodik Sistem Aynı cins iki atomun aralarında bağ olmaksızın birbirine yakın olduğu anda çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına Van der Waals yarıçapı denir. Kovalent bağla bağlanmış iki atomun çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına kovalent yarıçap denir. İyonik bağla bağlanmış iyonların çekirdekleri arasındaki uzaklıktan ölçülür. İyonlar eşdeğer büyüklükte olmadığından iyon yarıçapı iyonlar arasındaki uzaklığın yarısı değildir. Uzaklık katyon ve anyon arasında uygun şekilde bölüştürülerek ayrı ayrı hesaplanır. İyonik bileşiklerin yapısındaki katyon ve anyonların yarıçapına iyon yarıçapı denir. a) Bir atom elektron vererek katyon oluştururken atom yarıçapı azalır. Bir katyonun yarıçapı, nötr atomun yarıçapından küçüktür. Bir atom elektron verdiğinde çekirdeğin çekim gücü değişmediğinden elektron başına düşen kuvveti artar. Buna bağlı olarak atom yarıçapı azalır. + e Na(186 pm) Na + (102 pm) + e F(71 pm) F (133 pm) + e Cl (99 pm) Cl (181 pm) Elektron sayıları eşit olan anyonlarda atom numarası büyük olanın yarıçapı daha küçüktür. Örneğin; 7 N 3 > 8 O 2 > 9 F 1 olur. Periyodik sistemin aynı grubunda yukarıdan aşağıya inildikçe atom yarıçapı artar. Grup içinde aşağı doğru inildikçe proton, nötron ve elektron sayıları artar. Katman sayısı da artar. Proton sayısının artışı çekirdeğin çekim gücünü artırsa da katman sayısı artışı daha etkilidir. Katma sayısı arttığı için yarıçap ve hacim azalır. Periyodik sistemin aynı periyodunda soldan sağa doğru gidildikçe atom yarıçapı küçülür. Aynı enerji katmanına dolan elektron sayısı ve buna paralel olarak proton sayısı arttığı için, oluşan çekim kuvveti artışından dolayı atom yarıçapı ve atom hacmi azalır. Mg(160 pm) + e Mg +2 (72 pm) Atomun yarıçapını ve atomun hacmini, çekirdekteki yük yoğunluğu ve toplam elektron sayısı belirler. Not : 1 pm = m dir. Katyonların elektron sayıları eşit ise atom numarası büyük olanın iyon yarıçapı daha küçüktür. Bundan dolayı 12 Mg +2 nin yarıçapı 11 Na + nin yarıçapından küçüktür. b) Bir atom elektron olarak anyon oluştururken yarıçapı artar. Bir anyonun yarıçapı nötr atomun yarıçapından büyüktür. Elektron aldığında çekirdeğin çekim gücü değişmediğinden elektron başına düşen çekim kuvveti azalır, yarıçapı ve hacmi artar. Artar Atom yar çap Azal r r r r r Kovalent yar çap (O 2 ) r 1 r 1 r r Na + Cl yonik yar çap (NaCl) Metalik yar çap (Ag) Van der waals yar çap (He) 136

76 Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK X : 3. periyot 2A Y : 4. periyot 2A Z : 3. periyot 6A Periyodik sistemde yerleri belirtilen X, Y ve Z elementlerinin atom çapları aşağıdakilerden hangisinde doğru karşılaştırılmıştır? A) X > Y > Z B) Y > X > Z C) X > Z > Y D) Y > Z > X E) Z > X > Y ÇÖZÜM c) İyonlaşma Enerjisi Gaz halde bulunan nötr bir atomdan, bir elektron uzaklaştırmak için gereken enerjiye iyonlaşma enerjisi denir. Bir atomdan kaçıncı elektron koparılıyorsa iyonlaşma enerjisi o ismi alır. Gaz halindeki nötr bir atomdan bir elektron uzaklaştırmak için gerekli enerji miktarına birinci iyonlaşma enerjisi denir. a) Birinci iyonaşma enerjisi 1.İE şeklinde gösterilir. İE 1 şeklinde de ifade edilebilir. b) Birinci iyonlaşma enerjisi, periyodik sistemin bir periyodunda soldan sağa doğru gidildikçe genellikle artar. 2A ve 5A grupları kendisinden sonrakilerden daha büyüktür. 1.İE 1A < 1.İE 3A < 1.İE 2A < 1.İE 4A < 1.İE 6A < 1.İE 5A < 1.İE 7A < 1.İE 8A şeklinde sıralanır. ie 1 5A 2A 6A 4A 1A 3A 7A 8A ÖRNEK Aşağıda verilen taneciklerden hangisinin yarıçapı en büyüktür? A) 11 Na + B) 12 Mg +2 C) 9 F D) 8 O 2 E) 10 Ne ÇÖZÜM Atom numaras 2. periyotta yer alan elementlerin 1. iyonlaşma enerjilerinin sıralanması verilmiştir. c) Birinci iyonlaşma enerjisi, periyodik sistemin bir grubunda yukarıdan aşağıya doğru inildikçe azalır. Gaz halindeki +1 yüklü iyondan ikinci elektronu uzaklaştırmak için gerekli enerji miktarına ikinci iyonlaşma enerjisi denir. İkinci iyonlaşma enerjisi İE 2 veya 2.İE ile gösterilebilir. İkinci iyonlaşma enerjisi, birinci iyonlaşma enerjisinden daha büyüktür. Gaz halindeki +2 yüklü iyondan üçüncü elektronu koparmak için gerekli enerji miktarına üçüncü iyonlaşma enerjisi denir. 137

77 Atom ve Periyodik Sistem Bir sonraki iyonlaşma enerjisi her zaman için bir önceki iyonlaşma enerjisinden daha büyüktür. İE 1 < İE 2 < İE 3 < İE 4... Bir elementin değerlik katmanında bulunan tüm elektronlar uzaklaştırılınca atomun yarıçapı çok küçülür. Atom kararlı hale geçer. Yeniden elektron uzaklaştırmak için bir önceki iyonlaşma enerjisine göre aşırı artışla enerji gerekir. Bu artış bir öncekinin 3,5 katından fazla olur. Azot atomunun 6. iyonlaşma enerjisi, 5. iyonlaşma enerjisinin 5,5 katından fazla. Bu nedenle aşırı artış olmuştur. Azotun değerlik elektron sayısı 5 tir. Azot elementinin 5A grubundadır. Örneklerden anlaşılacağı gibi aşırı artış noktaları tespit edilerek elementlerin hangi grupta olduğu belirlenebilmektedir. Uygulama A gruplarındaki elementler için yapılabilmektedir. İE 1 İE 2 İE 3 İE 4 İE 5 Li Be Al Si S Bu aşırı artış noktasından yararlanılarak bir elementin değerlik katmanındaki elektron sayısı, grup numarası gibi nicelikleri belirlenebilir. Çünkü, bir elementin değerlik elektronları bitince atom daha kararlı bir yapıya ulaşır. Bu durumda iyonlaşma enerjisinde artış normal artıştan çok fazla olur. Bu artıştan önceki iyonlaşma enerjisi sayısı elementin değerlik elektron sayısını, dolayısıyla grup numarasını verir. ÖRNEK 3. periyotta bulunan X elementinin ilk 6 iyonlaşma enerjileri; 786, 1580, 3232, 4356, 16090, kj/mol olarak verilmiştir. Buna göre, X elementi ile ilgili; I. Periyodik sistemin 4A grubundadır. II. Atom numarası 14 tür. III. 1. iyonlaşma enerjisi 15 P ninkinden büyüktür. yargılarından hangileri doğru olur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III İE 1 İE 2 İE 3 İE 4 İE 5 İE 6 C : ÇÖZÜM Karbon elementinin İE 5 değerli bir öncekinin 6 katıdır. Bu nedenden dolayı öncesindeki 4 iyonlaşma enerjisi değerlik katmanındaki elektron sayısını gösterir. Karbonun değerlik elektron sayısı 4 tür. Grup numarası 4A dır. İE 1 İE 2 İE 3 İE 4 İE 5 İE 6 N :

78 Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK X : Soygaz Y : Alkali metal Z : Halojen T : Toprak elementi 3. periyotta bulunan X, Y, Z ve T elementlerinin grup adları verilmiştir. c) Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe elektron ilgisi genellikle azalır. 9F : 2. periyot 7A grubu : 328 kj 17Cl : 3. periyot 7A grubu : 349 kj Örnekten anlaşılacağı gibi Cl nin elektron ilgisi F ninkinden fazladır. Genellikle artar (8A hariç) Buna göre, bu elementlerin 1. iyonlaşma enerjilerin karşılaştırılması aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) X > Z > T > Y B) X > Z > Y > T C) X > T > Y > Z D) X > Y > Z > T Genelikle azal r Elektron ilgisi ÇÖZÜM E) Y > T > Z > X ÖRNEK I. Atom yarıçapı II. Ametalik özellik III. Elektron ilgisi Yukarıdakilerden hangileri periyodik sistemin bir periyodunda soldan sağa doğru gidildikçe artar? D) II ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM d) Elektron İlgisi Gaz halindeki bir atomun bir elektron alması sırasında oluşan enerji değişimidir. F(g) + e F (g) kj 328 kj F (g) nin elektron ilgisini ifade eder. Cl(g) + e Cl (g) kj 349 kj Cl (g) nin elektron ilgisini ifade eder. a) Atom çapı azaldıkça genellikle elektron alma sırasında açığa çıkan enerji miktarı artar. b) Bir periyotta sodan sağa doğru gidildikçe elektron ilgisi (açığa çıkan enerji miktarı) genellikle artar. Bu tanımlamaya 8A grubu dahil değildir. e) Elektronegatiflik Bir atomun kimyasal bir bağdaki elektronları kendine doğru çekebilme yeteneğine elektronegatiflik denir. Elektronegatiflikte, iyonlaşma enerjisi ve elektron ilgisinde olduğu gibi enerji alınıp verilmez. Elektronegatiflik göreceli bir kavramdır. Bir bağı oluşturan atomların birbirine göre elektronları çekme eğilimini gösteren bir sayıdır. 139

79 Atom ve Periyodik Sistem En yüksek elektronegatiflik F elementine ait olup 4 tür. Elektronegatiflik: [ ] EN k E + = E şeklinde hesaplanmaktadır. 2 İE = İyonlaşma enerjisi, Eİ elektron ilgisi ve k sabit bir değerdir. Periyodik sistemdeki değişimi aşağıdaki gibidir; a) Bir periyodunda soldan sağa doğru gidildikçe elektronegatiflik artar (8A hariç) En yüksek elektronegatifliğe sahip olan elementler periyodik sistemin sağ üst köşesinde bulunan halojenler, oksijen, azot, kükürttür. ÖRNEK Periyodik sistemin 3. periyodunda yer alan, Na Mg Al Si P S Cl 18 Ar elementler ile ilgili; I. Elektronegatifliği en düşük olan Na, en yüksek olan Ar dır. II. Mg ile Cl nin oluşturacağı bileşikte elektron kazanma eğilimi gösterirken, Mg elektron kaybetme özelliği gösterir. III. Na, Mg, Al metal, Si yarımetal, P, S, Cl ametal ve Ar soygazdır. yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? D) II ve III E) I, II ve III b) Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe elektronegatiflik azalır. Elektronegatiflikleri en düşük olan elementler ise periyodik sistemin sol alt köşesinde bulunur. artar (8A hariç) ÇÖZÜM azal r Elektronegatiflik Bir atom yüksek elektron ilgisi ve yüksek iyonlaşma enerjisine sahipse, bir bileşik oluştururken elektron kazanır. Hem elektron ilgisi hem de iyonlaşma enerjisi düşükse elektron kaybetme eğilimi gösterir. Bu iki değer yerine elektronegatiflik kullanılmaktadır. Elektronegatifliği yüksek olan element bileşik oluştururken elektron kazanma eğilimi gösterirken, elektronegatifliği düşük olan element ise elektron kaybetme eğilimi gösterir. En aktif metal olan fransiyum 0,7, en aktif ametal olan flor 4 elektronegatiflik değerine sahiptir. f) Elementlerin Asitlik ve Bazlık Özelliklerinin Değişimi Elementlerin asitlik bazlık özellikleri değişimi oksit ve hidroksitler üzerinde yapılabilir. a) Genel olarak metal oksitler ve metal hidroksitler bazik özellik gösterir. Bazı metal oksitler, su ile tepkimeye girerek metal hidroksitleri oluşturur Oluşan metal hidroksitler suda çözündüğünde sulu ortama OH iyonu verirler. Na 2 O (k) + H 2 O (s) 2NaOH (suda) NaOH (Suda) Na + (suda) + OH (suda) 140

80 Atom ve Periyodik Sistem Aynı gruptaki elementlerin hidroksit bileşiklerinde, yukarıdan aşağıya doğru inildikçe bazlık kuvveti artar. Hidroksiti oluşturan elementin atom yarıçapı artar, elektronegatifliği azalır. Bu durumda suda çözündüğünde daha çok OH iyonları oluşturur. b) Genel olarak ametal oksitler ve ametal hidroksitler asidik özellik gösterir. Molekülünde bir tane O atomu bulunduran CO, NO, N 2 O bileşikleri nötrdür. SO 2, NO 2, CI 2 O 3, P 2 O 5 gibi oksitler asidiktir. Bir periyotta sodan sağa doğru gidildikçe elementlerin oksitlerinin ve hidroksitlerinin asidik özelliği artarken bazik özelliği azalır. 2. Periyodik sistemin bir grubunda yukarıdan aşağıya doğru inildikçe; a) Atom numarası, çekirdek yükü ve elektron sayısı artar. b) Kütle numarası ve nötron sayısı artar. c) Elementlerin metalik özelliği artar, ametallik özelliği azalır. d) Elementlerin asitlik özelliği azalır, bazlık özelliği artar. e) Atom yarıçapı ve hacim artar. f) İyonlaşma enerjisi azalır. g) Elektron ilgisi genellikle azalır h) Elektronegatiflik azalır. Na 2 O, MgO bazik oksit, Al 2 O 3 amfoter oksit, SiO 2, P 2 O 3, SO 2, Cl 2 O 7 ise asidik oksitlerdir. Aynı dağılım hidroksitleri için de geçerlidir. Bazik özelli i artar. Asidik özelli i artar. Oksitlerin ve hidroksitlerin asitlik bazik özelli i g) Periyodik Özelliklerin Değişimi 1. Periyodik sistemin bir periyodunda soldan sağa doğru gidildikçe; a) Atom numarası, çekirdek yükü, elektron sayısı artar. ÖRNEK Soygaz olmadıkları bilinen ve aynı grupta bulunan X ve Y elementlerinden X in yarıçapı daha büyük ise; I. Y nin proton sayısı, X inkinden daha fazladır. II. X in hidroksitinin bazik özelliği, Y nin hidroksitininkinden fazladır. III. X in Z ile oluşturduğu bileşikteki bağ elektronlarını çekme gücü, Y nin Z ile oluşturduğu bileşikteki bağ elektronlarını çekme gücünden fazladır. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) II ve III b) Kütle numarası ve nötron sayısı genellikle artar. c) Elementlerin metalik özelliği azalır, ametalik özelliği artar. d) Elementlerin asitlik özelliği artar, bazlık özelliği azalır. e) Atom yarıçapı ve hacmi azalır. f) İyonlaşma enerjisi (1.İE) genellikle artar. g) Elektron ilgisi genellikle artar. h) Elektronegatiflik artar. ÇÖZÜM 141

81 Atom ve Periyodik Sistem 1A GRUBU ELEMENTLERİ 1. Elektron dizilimlerinde son katmanlarında bir elektron bulunmaktadır. 2. Hidrojen dışındaki elementler metal olduğu için 1A grubu, alkali metaller olarak bilinir. 3. Değerlik elektron sayısı 1 olduğundan bileşik oluştururken kolaylıkla +1 yüklü iyona dönüşürler. 4. Kolaylıkla yükseltgenebilirler, indirgen özellik gösterirler. 1A grubu metalleri en aktif metallerdir. 5. Aktif metaller oldukları için su ve asitlerle tepkime vererek H 2 gazı açığa çıkarırlar. 1 Na (k) + H 2 O (s) NaOH (aq) + H2(g) 2 1 K (k) + HCl (aq) KCl (aq) + H2(g) 2 2A GRUBU ELEMENTLERİ 1. Elektron diziliminde son katmanlarında iki elektron bulunmaktadır. 2. Tamamı metalerden oluşan 2A grup elementleri toprak alkali metaller olarak adlandırılır. 3. Değerlik elektron sayısı 2 olduğundan bileşik oluştururken son katmanındaki elektronları vererek +2 yüklü iyonlara dönüşürler. 4. 1A grubu kadar olmasa da kolaylıkla yükseltgenebilirler. Bu nedenle aktif metallerdir. 5. Asitlerle ve suyla (Be ve Mg hariç) tepkime vererek H 2 gazı açığa çıkarırlar. 6. Erime noktaları alkali metallerinkinden yüksektir. 6. Erime noktaları en düşük metal grubudur. Grupta aşağıya doğru gidildikçe erime noktaları düşer. 7. Çok aktif olduklarından doğada saf metal halinde bulunmazlar. 8. Ametallerle iyonik bağlı bileşik oluştururlar. 7. Ametallerle iyonik bağlı bileşikler oluştururlar. 8. Aktif olduklarından doğada saf elementleri halinde bulunmazlar. ÖRNEK Atom numaraları soygazlardan 1 fazla olan elementler ile ilgili; I. Bileşiklerinde sadece (+1) değerlik alırlar. II. Bulundukları periyottaki en büyük atom yarıçaplı elementlerdir. III. Toprak alkali metaller olarak bilinirler. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III ÇÖZÜM 7A GRUBU ELEMENTLERİ 1. Özel adları halojenlerdir. 2. Değerlik elektron sayısı 7 dir. 3. Flor sadece 1 değerlik alırken diğerleri ( 1) ve (+7) değerliklerini alabilir. Aradaki değerleri de alabilirler. 4. En aktif ametallerdir. Yükseltgen özellik gösterirler. 5. Saf halde iken ikişer atomlu moleküller halinde bulunurlar. 6. Mol kütleleri arttıkça erime noktaları yükselir. 7. Metallerle tuzları oluştururlar. 142

82 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ÇÖZÜMLÜ TEST 3 1. I. De chancourtois II. Döbereiner III. Newlands Periyodik sistemin gelişimine katkıda bulunan bilim adamlarının yaptıkları çalışmaların yanlış önceliklerine göre sıralanması nasıldır? A) II, III, I B) II, I, III C) I, III, II D) I, II III E) III, I, II 4. Modern periyodik sistem ile ilgili; I. Elementlerin atom numaraları esas alınarak oluşturulmuştur. II. Periyot ve grup sayısı birbirine eşittir. III. Aynı periyottaki elementler benzer kimyasal özellikler gösterirler. ifadelerinden hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III 2. Mendeleev, periyodik sistemdeki elementlerin atom numaralar na göre dizilmesi gerekti ini ilk öneren kiflidir. D Y 1 2 D Mendeleev in periyodik sisteminde elementler periyot ve gruplara ayr lmaktad r. Mendeleev in periyodik sisteminde ayn düfley sütundaki benzer kimyasal özellik gösterir. Y Mendeleev in periyodik sisteminde bir çok elementin yeri bofl b rak lm flt r. D Y Mendeleev in periyodik sisteminde elementler artan atom kütlelerine göre s ralanm flt r. 5. Nötr bir atom ile ilgili olarak; I. Proton sayısı elektron sayısına eşittir. II. Elektron sayısı çekirdek yüküne eşittir. III. Elektron sayısı nötron sayısına eşittir. yukarıda verilen ifadelerden hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III D Y D Y Mendeleev in periyodik sistemi ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 3. I. Newlands a. Modern periyodik sistem II. Moseley b. Triadlar kuralı III. Debereiner c. Oktav Kanunu Yukarıda verilen elementlerin sınıflandırılması ile ilgili çaba harcayan bilim adamları ile çalışmaları eşleştirildiğinde hangisi doğru olur? A) Ib, IIc, IIIa B) Ib, IIa, IIIc C) Ia, IIc, IIIb D) Ic, IIa, IIIb E) Ic, IIb, IIIa 6. Keflfedilmemifl baz elementlerin yerini bofl b rakm flt r. I. Mendelev II. periyodik sistemi III. Elde etti i düfley s ralardaki elementlerin kimyasal özellikleri benzerdir. Soygazlar n yerini bofl b rakmamas büyük bir eksikliktir. Mendeleev in periyodik sistemi ile ilgili yukarıda verilen kavram haritasındaki ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 143

83 Atom ve Periyodik Sistem yüklü iyonun elektron dizilişi bilinmektedir. K Fe Al F Cl Ar Buna göre, X atomu için aşağıdakilerden hangisi kesin olarak bilinmez? A) Atom numarası B) Periyodik sistemdeki periyot ve grubu Periyodik tabloda verilen elementler ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Atom numarası en büyük olan Fe dir. B) F ile Cl nin kimyasal özellikleri birbirine benzer. C) Al nin değerlik katmanında 3 elektron vardır. D) K ile Fe elementleri aynı bloktadır. E) Ar nin değerlik katmanı dolu olduğundan asal gazdır. C) Değerlik katmanındaki elektron sayısı D) 1 yükü iyonunun elektron sayısı E) Çekirdekte bulunan nötron sayısı 11. X, Y ve Z elementlerinden, 1. bilgi: X ile Y nin yörüne sayıları eşittir. 2. bilgi: Y ile Z nin değerlik elektron sayıları aynıdır. 3. bilgi: Bu elementlerin atom yarıçapları X > Y > Z dir. 8. Periyodik sistem ile ilgili; Buna göre, bu elementlerin periyodik cetveldeki yerleri aşağıdakilerden hangisi gibidir? I. B grubu elementlerine geçiş elementleri (metaller) denir. II. Birinci periyotta 1 H ve 2 He olmak üzere iki element bulunmaktadır. A) X Z Y D) B) Y X C) Z Z Y Y E) X Y X III. 2 ve 3. periyotlarda yalnızca B grubu ele- Z X Z mentleri bulunur. yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 12. X : 2 ) 1 ) Y : 2 ) 7 ) Z : 2 ) 8 ) 1 ) Temel hal katman elektronu dizilimleri verilen S ve 34 S atomları için; I. Periyodik sistemdeki yerleri aynıdır. II. Nötron sayıları aynıdır. III. +6 değerlikli iyonlarının elektron sayıları aynıdır. yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? D) I ve III E) I, II ve III X, Y ve Z elementleri için, I. Birinci iyonlaşma enerjilerinin büyükten küçüğe doğru sıralanışı X, Y, Z şeklindedir. II. X ve Z elektrik akımını iletir, Y ise iletmez. III. Z 2 O bileşiğinin sulu çözeltisi baziktir. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III 144

84 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ÇÖZÜMLÜ TEST 3 ÇÖZÜMLERİ

85 Atom ve Periyodik Sistem

86 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ALIŞTIRMALAR 3 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Periyodik sistem ile ilgili; I. Elementlerin özelliklerini belli periyotlarla tekrar etmesi, periyodik sistem adının verilmesinde etkili olmuştur. II. Elementler atom numaralarının artışına göre soldan sağa ve yukarıdan aşağıya doğru dizilmiştir. III. En uzun periyodunda 18 element bulunmaktadır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 2. I. 3 Li 9 F Açıklama: II. 12 Mg 20 Ca III. 16 S 19 K Yukarıda verilen element çiftlerinin hangilerinde birinci elementin atom yarıçapı ikinci elementin atom yarıçapından büyüktür? D) I ve II E) II ve III 3. I. 9 F, 17 Cl, 35Br elementlerinin oluşturdukları, F 2, Cl 2 ve Br 2 moleküllerindeki kovalent yarıçapları r Br2 > r Cl2 > r F2 dir. II. 11 Na, 19 K ve 12Mg atomlarının oluşturduğu NaCl, KCl ve MgCl 2 bileşiklerinde katyonların iyon yarıçapları, r Na + > r K + > r Mg +2 dir. III. Katı halde bulunan 10 Ne, 18 Ar, 36 Kr elementlerinin Van der Waals yarıçapları r Kr > r Ar > r Ne dir. Atom yarıçapı ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III Açıklama: 4. X elementinin ilk altı iyonlaşma enerjileri kj/mol olarak verilmiştir. 1086, 2350, 4620, 6220, 38000, X in temel hal elektron diziliminde 2 katman olduğuna göre; I. Atom numarası 6 dır. II. Periyodik sistemin 2. periyot 6A grubundadır. III. Metaller ile iyonik bileşik oluşturur. yargılarından hangileri yanlıştır? D) I ve III E) II ve III Açıklama: 147

87 Atom ve Periyodik Sistem 5. Element Lityum Sodyum Potasyum Atom kütlesi 6,9 23? Açıklama: J. W. Döbereiner in oluşturduğu sınıflandırmadan bir grup verilmiştir. Buna göre; I. Elementleri özelliklerindeki benzerliklere göre üçerli gruplar halinde sınıflandırmıştır. II. Bu sınıflandırmaya tiadlar kuralı denilmektedir. III. Potasyumun bu sınıflandırmadaki atom kütlesi 39,1 dir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 6. Modern periyodik sistem ile ilgili; I. Elementlerin bazı özellikleri periyodik olarak tekrarlanır. II. Elementler atom numaralarına göre değil, atom ağırlıklarına göre dizilir. III. Yatay satırlara periyot düşey sütunlara ise grup denir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) I, II ve III 7. Periyodik sistemin 4. periyodu için, aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Bu periyottaki element sayısı 18 dir. B) Bu periyotta yalnızca A grupları bulunur. C) Elektron diziliminde en yüksek temel enerji düzeyi 4 tür. D) İlk elementi 19 K metali, son elementi 36 Kr soygazıdır. E) Bu periyotta metaller, yarımetaller, ametaller ve soygazlar bulunur. Açıklama: Açıklama: 8. Atomların yarıçapları atom bağ yaptığında değişir. Buna göre; I. Atom yarıçapının değişim nedeni genel olarak elektronlar ve çekirdeğin etkileşimidir. II. Atom elektron vererek bileşik oluşturduğunda çekirdeğin çekim gücü arttığından atom yarıçapı küçülür. III. Atom elektron aldığında çekirdeğin elektron başına uyguladığı çekim gücü azaldığından atom yarıçapı büyür. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: 148

88 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 1 1. Bir kimyasal tepkimede tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamı, tepkime sonucunda oluşan maddelerin kütleleri toplamına eşittir. Buna göre, 3 Al (k) + 3NaOH Na 3 AlO 3(k) + H2(g) 2 1,35g 6g 7,2g mg tepkimesinde elde edilen hidrojen gazının kütlesi kaç gramdır? A) 0,15 B) 0,3 C) 0,7 D) 1,2 E) 1,35 4. İki element aralarında birden fazla bileşik oluşturuyorsa, elementlerden birinin sabit miktarı ile birleşen, diğer elementin değişen miktarları arasında basit tam sayılı, katlı bir oran vardır. Buna göre; I. CaO MgO II. CO CO 2 III. C 2 H 4 C 5 H 10 bileşik çiftlerinden hangileri katlı oranlar kanununa uyar? 2. Bir bilefli i oluflturan elementlerin kütleleri sabit bir oran vard r. D Y D) I ve II E) II ve III Sabit oran bilefli in Bir bilefli in molekül hangi yolla elde edilmifl olmas na ba l formülünde atom say s lar aras nda olarak de iflir. sabit bir oran vard r. D Y D Y Sabit oranlar kanunu ile Dalton atom modeli uyum içerisindedir. Sabit oranlara göre bir bileflikteki elementlerin kütlece yüzde bileflimi de sabittir Bileflik kütlesi (gram) bileflik 2. bileflik X in kütlesi (gram) D Y D Y Sabit oranlar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? X ve Y elementlerinin oluşturduğu iki ayrı bileşiğin kütlesinin X in kütlesiyle değişimi grafikteki gibidir. Buna göre, 1. bileşiğin formülü XY 2 ise 2. bileşiğin basit formülü nedir? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 A) X 2 Y 5 B) X 2 Y 4 C) X 2 Y 3 D) X 2 Y E) XY 3. Atom kütlesi 27 olan Al ile atom kütlesi 32 olan S nin oluşturduğu Al 2 S 3 bileşiği ile ilgili; I. m m Al S kütlece birleşme oranı 16 9 II. Kütlece %36 Al içermektedir. III. Atomca %64 S içermektedir. yargılarından hangileri doğru olur? dır. D) I ve II E) I, II ve III 6. 8 hacim X 2 gazı ile 6 hacim Y 2 gazı tepkimeye sokulduğunda 4 hacim bileşik oluşuyor ve 6 hacim X 2 gazı artıyor. Buna göre, oluşan bileşiğin formülü aşağıdakilerden hangisidir? A) XY 3 B) X 2 Y 3 C) XY D) XY 2 E) X 2 Y 5 153

89 Atom ve Periyodik Sistem 7. Aşağıdaki tepkimelerden, I. Mg (k) O2(g) MgO (k) II. CO (g) O2(g) CO 2(g) III. KClO 3(k) KCl (k) O2(g) hangilerinde ürünler ile girenler arasında belirli hacim kanunu uygulanabilir? D) I ve III E) II ve III 8. I.... e göre Doğanın tüm işleyişinde hiç bir şey yoktan var olmaz ve tüm dönüşümlerde maddenin miktarı aynı kalır. II. Bir bileşiği oluşturan elementlerin birleşen miktarları arasında sabit bir oran vardır. Buna... kanunu denir. III.... a göre bir elementin bütün atomları birbirinin aynısıdır. Ancak bir elementin atomları diğer bütün elementlerinden farklıdır. Kimyanın temel kanun ve maddeleriyle ilgili yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerlere aşağıdaki kelime gruplarından hangisi yazılırsa doğru olur? I II III A) R. Boyle Sabit Proust B) Proust Katlı Dalton C) Lavoisier Sabit Dalton D) Dalton Kütlenin Korunumu Lavoisier E) Lavoisier Proust Dalton 10. Joseph Louis Gay-Lussac, gazlar arasındaki kimyasal tepkimelerdeki hacimler arasındaki oranı ifade eden Fransız kimyacıdır. 11. Dalton a göre, herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranı bir tam sayı ya da basit tam sayılı kesirdir. NO 2 ve SO 2 bileşikleri arasında katlı oranlar kanunu ispatlanır. Kimyasal kanunlar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru olanına D, yanlış olanına Y yazıldığında aşağıdaki sıralamalardan hangisi oluşur? A) Y, Y, D B) Y, D, D C) Y, D, Y D) D, D, Y E) D, Y, D Katl oranlar kanunu Frans z kimyac Andoine Laurent Lavoisier taraf ndan ortaya at lm flt r. I. Katl Oranlar II. Kanunu III. Katl oranlar kanunu basit formülleri ayn olan bilefliklere uygulanamaz. Katl oranlar kanunu ile Dalton atom modeli uyum içindedir. Katlı oranlar kanunu ile ilgili olarak kavram haritasında verilen ifadelerden hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III 9. I. C 2 H 4 C 6 H 12 II. C 3 H 8 C 6 H 12 III. C 2 H 2 C 6 H 6 IV. CH 4 C 3 H 4 V. C 2 H 6 C 6 H 6 Yukarıda verilen bileşik çiftlerinden kaç tanesi katlı oranlar kanununa uyar? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) Aralarında katlı oranlar bulunan iki bileşik ile ilgili; I. Basit formülleri II. Elementlerin kütlece yüzde oranları III. Toplam atom sayıları niceliklerinden hangileri kesinlikle farklıdır? D) I ve II E) I, II ve III 154

90 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 2 1. Şişirilmiş bir plastik balon saça sürtüldüğünde küçük kâğıt parçalarını kendine çekebilmektedir. Buna göre, balon ile ilgili; I. Elektriksel yükü olan parçacıklar içerir. II. Mıknatıs özelliği vardır. III. Elektrik akımını iletir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I ve III 2. Anot Katot S v NaCl 4. Thomson, elektriksel ve manyetik alanlar n fliddetinden yararlanarak elektronun e/m oran n hesaplam flt r. D Thomson un elektronun yük/kütle oran n ölçümü s - ras nda kullan lan katot cinsi e/m oran n de ifltirir. D Y Thomson elektronlar n özelliklerini belirlemede, e/m oran ölçüm koflullar na ba l de ildir Y Millikan n ya damlas deneyinde, ya damlac klar n üzerindeki yükün 1, katlar oldu u hesaplanm flt r. D Y D Y Millikan n ya damlas deneyinde ya damlac klar birden fazla elektron yakalayabilir. D Y 5 6 Platin elektrotların kullanıldığı elektroliz devresinden bir miktar elektrik akımı geçirildiğinde katotta Na (k), anotta Cl 2(g) oluşuyor. Bu olayla ilgili; I. Elektrik yükü iyonlar tarafından taşınmaktadır. II. Atom kendinden küçük yüklü parçacıkları içermektedir. III. Katotta toplanan atom sayısı, anotta toplanan atom sayısına eşittir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I, II ve III Elektronun kütle ve yükünün bulunması için yapılan çalışmalar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 5. Bir ebonit çubuk yünlü kumaşa sürtüldüğünde statik elektrik yükü oluşur. Bu olay sırasında aşağıdakilerden hangisinin alış verişi gerçekleşir? 3. Thomson, Crooks un katot ışınlarına elektrik alanı uygulandığında, katot ışınlarının elektriksel alanda (+) levhaya doğru saptıklarını gözlemlemiştir. Buna göre, Thomson un deneyinde katot ışınları ile ilgili; I. Negatif yüklü parçacıklar içerir. II. Elektriksel veya manyetik alan yokluğunda doğrusal bir yol izler. III. Hızla akan katyonlardan oluşmaktadır. yargılarından hangileri çıkarılabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III A) Atom B) İyon C) Proton D) Elektron E) Nötron 6. Bir elementin absorsiyon spektrumu için; I. Sınırlı sayıda renkli çizgiden oluşur. II. Her element için karakteristiktir. III. Işığın sürekli spektrumu üzerindeki karanlık çizgilerden oluşur. yargılarından hangileri yanlıştır? D) I ve II E) II ve III 155

91 Atom ve Periyodik Sistem 7. Dalton un atom teorisinde atom maddenin en küçük taneciği olarak kabul edilmiştir.buna göre; I. William Crooks un vakumlu tüpte katot ışınları oluşturması, II. J. J. Thomson un katot ışınlarına elektrik alanı uygulayarak elektron için yük/kütle oranını belirlemesi, III. Rutherford un alfa tanecikleri ile yaptığı deneyde atomun çekirdeğini keşfetmesi deneylerinden hangileri Dalton un atom teorisinin hatasını ortaya çıkarır? D) I ve III E) I, II ve III 10. İki farklı element aynı çizgi spektrumuna sahip olabilir. Hidrojen atomunun çizgi spektrumunda görünür bölgede 4 çizgi bulunur. Hidrojenin çizgi spektrumunda, görünür bölgede dalga boyu en yüksek olan çizgi mordur. Çizgi spektrumla ilgili yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlarına D, yanlış olanlarına Y yazıldığında aşağıdaki sıralamalardan hangisi elde edilir? A) D, Y, D B) Y, D, Y C) Y, Y, D D) Y, Y, Y E) D, D, Y 8. I. Beyaz ışığın oluşturduğu spektrum... dir. II. Isıtılmış bir gaz atomunun oluşturduğu spektrum... dır. III. Bir elementin..., o elementi tanımanın en pratik yollarından biridir. Spektum ile ilgili yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerlere aşağıdaki kelime gruplarından hangisi getirilirse doğru olur? I II III A) emisyon kesikli çizgi spektrum B) kesikli kesiksiz çizgi spektrum C) kesiksiz kesikli sürekli spektrum D) kesiksiz kesikli çizgi spektrum E) atomik sürekli sürekli spektrum 11. Rutherford atom modeline göre; I. Atomun çekirdeği dışında kalan ve çekirdek hacmine oranla çok büyük olan kısmı boşluktur. II. Pozitif yükün büyüklüğü farklı atomlar için farklıdır ve yaklaşık atom kütlesinin yarısına eşittir. III. Atom, negatif elektronların içinde yüzdüğü, pozitif bir küre gibi düşünülebilir. yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 9. I. Çekirdek kavramı ilk olarak Thomson atom modeliyle ortaya atılmıştır. II. Rutherford atom modeli elektronların neden çekirdeğe düşmediği sorusuna yanıt bulamamıştır. III. Thomson a göre elektronlara ve pozitif yüklü taneciklere atomun her tarafında rastlanabilir. Thomson ve Rutherford atom modelleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? D) I ve II E) II ve III 12. Aşağıda verilenlerden hangisi Bohr atom modelinin varsayımlarından biri değildir? A) Elektron, çekirdekteki protonun etkisinde kalarak çekirdek etrafında dairesel yörüngelerde dönerler. B) Hidrojen atomunda elektronun bulunabileceği belli sayıda yörünge vardır. C) Her yörüngenin belirli bir enerjisi vardır. D) Atomda elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu bölgelere orbital denir. E) Dışarıdan enerji alan temel haldeki atomun elektronları daha yüksek enerji düzeyine geçerek uyarılır. 156

92 NOTLARIM 194

93 4. BÖLÜM : ZAYIF ETKİLEŞİMLER 4.1. VAN DER WAALS ETKİLEŞİMLERİ a) Dipol Dipol Etkileşimleri b) İyon - Dipol Etkileşimleri c) London Kuvvetleri 4.2. HİDROJEN BAĞI a) Hidrojen Bağının Maddenin Fiziksel Özelliklerine Etkisi b) Zayıf Etkileşimler ve Maddenin Kaynama Noktaları Kopması veya oluşması sırasında çevre ile 40 kj mol 1 den daha az enerji alış-verişi yapılan etkileşimlerdir. Moleküller arası fiziksel bağlardır. Bu bağların oluşması ya da kırılması sırasında maddenin kimlik özellikleri değişmez. Zayıf etkileşimler maddenin fiziksel hallerinden ve fiziksel özelliklerinden sorumludur. Erime noktası, kaynama noktası, özkütle, sertlik, suda çözünürlük gibi özellikler, bu etkileşim tarafından belirlenir. Zayıf etkileşimler Van der Waals bağları ve hidrojen bağlarıdır. Van der Waals bağları; dipol-dipol bağı, iyon-dipol bağı ve indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol kuvvetlerinden oluşur. Dipol-dipol bağı, molekülleri polar olan moleküler bileşiklerin molekülleri arasında oluşur. Kısmi pozitif (δ + ) ve kısmi negatif (δ ) kutuplar arasındaki çekim kuvvetleridir. Molekülleri polar olan bütün moleküler bileşikler oluşturur. HCl, H 2 S, HBr, CO gibi maddelerin molekülleri arasında oluşur. İyon-dipol bağı, iyonik bir bileşiğin, molekülleri polar olan bir çözücü ile karıştırılması sonucu oluşur. Çözünmeyi sağlayan kuvvetlerdir. NaCl suda çözündüğünde Na + ve Cl iyonları su molekülleri arasında iyon-dipol bağları oluşur. İndüklenmiş dipol- indüklenmiş dipol bağı, kendiliğinden ve indüklenmiş dipollerle oluşan moleküller arası kuvvetlerdir. London kuvvetleri denir. Bir moleküldeki değerlik elektronların kendiliğinden veya bir etki sonucu bir tarafa yığılmasıyla oluşan geçici (indüklenmiş) dipoller arasında oluşur. Bütün moleküler bileşikler, elementel moleküler ve soygazlar oluşturur. Tek başına etkin olduğu maddeler, molekülleri apolar olan elementler, bileşikler ve soygazlardır. Polar moleküllere sahip bileşiklerde diğer kuvvetlerle bir arada bulunur. Moleküldeki toplam elektron sayısı arttıkça molekülün polarlanabilirliği artar, London kuvvetleri artar. Aynı kapalı formüllere sahip hidrokarbonlarda dallanma arttıkça molekülün polarlanabilirliği azalır, London kuvvetleri azalır ve bileşiğin erime kaynama noktası azalır. Bu kurallar ametaller ve soygazlar için de geçerlidir. Hidrojen bağı, bir atoma kovalent bağlı bir hidrojen atomunun, aynı molekülde ya da komşu molekülde kuvvetli ametal bir atoma da bağlanması ile oluşan molekül dışı çekim kuvvetidir. F, O, N atomlarının H atomuna direk bağlı olduğu polar moleküllü bileşikler oluşturur. Moleküller arası etkileşimin en kuvvetlisidir. Hidrojen bağı oluşturan maddeler suda çözünür, erime ve kaynama noktaları yüksek olur. İki molekül arasında oluşan hidrojen bağı sayısı arttıkça erime ve kaynama noktaları yükselir. H 2 O, HF, NH 3, CH 3 OH, C 2 H 5 OH, CH 3 COOH gibi bileşikler oluşturur.

94 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler ZAYIF ETKİLEŞİMLER Kimyasal türleri birbirinden ayırmak için yaklaşık 40 kj mol 1 den daha az enerji gerekiyorsa türler arasında zayıf etkileşim meydana gelmiş kabul edilir. Bazı zayıf etkileşim örnekleri aşağıda verilmiştir VAN DER WAALS BAĞLARI Kalıcı dipol ve indüklenmiş dipola sahip olan kimyasal türlerin kendi aralarında ve diğer türler arasında yaptığı her türlü fiziksel bağ (hidrojen bağı hariç) Van der Waals bağıdır. VAN DER WAALS BA LARI Ar (s) + 6,4 kj mol 1 Ar (g) CH 4(s) + 8,1 kj mol 1 CH 4(g) Dipol-dipol ba lar yon-dipol ba lar ndükenmifl dipol ba lar C 2 H 5 OH + 39,2 kj mol 1 C 2 H 5 OH (g) Suyun molekülleri arasındaki hidrojen bağının gücünden dolayı hal değişim enerjisi 40 kj mol 1 değerini aşmaktadır. H 2 O (s) + 43,9 kj mol 1 H 2 O (g) Fiziksel hal değişimlerinde madde düşük enerjili hali tercih eder. Bu da daha kararlı hali tercih etmektir. Katı hal sıvı halden, sıvı hal de gaz halden daha kararlıdır. Buna göre; Gaz Sıvı Katı yönündeki hal değişimlerinde madde dışarı ısı verir. 100 C deki su buharı 100 C ta sıvı hale geçtiğinde, H 2 O (g) H 2 O (s) + 43,9 kj mol 1 denklemde de gösterildiği gibi 43,9 kj mol 1 enerji dışarı verir. Maddenin hal değişimlerinde, Katı Sıvı Gaz yönünde ise dışarıdan ısı alınır. C 2 H 5 OH (s) + 39,2 kj mol 1 C 2 H 5 OH (g) örneğinde görüldüğü gibi etil alkolün 1 molü buharlaşırken 39,2 kj mol 1 enerji alır. Bir kimyasal türün tanecikleri bir bütün olarak negatif ve pozitif kutuplar bulunduruyorsa buna dipol denir. Dipol içeren kimyasal türler polar tanecikler dipol içermeyen kimyasal türler apolar tanecikler olarak adlandırılırlar. Kalıcı dipol: Kimyasal türlerin kendi yapılarından kaynaklanan anlık değişmeyen ve üzerlerinde sürekli bulunan dipoller kalıcı dipol olarak adlandırılır. Elektronegatif değerleri farklı atomlar arasında oluşan kimyasal bağ polardır. Yani bağdaki atomlardan bir kısmı kısmi pozitif (+δ) ve diğer kısmi negatif ( δ) yüklüdür. Polar kovalent bağ yapmış iki atomlu moleküller kalıcı dipole sahiptir. HF, HCl, CO, NO, ICI gibi moleküller kalıcı dipole sahiptir. İkiden fazla atomdan oluşan molekül üzerindeki kısmi negatif ve pozitif kutupları birbirini etkisizleştirmiyorsa molekül üzerinde dipol oluşur. H 2 O, SO 2, H 2 S, NH 3 gibi moleküller kalıcı dipole sahiptir. Geçici dipol: Bir kimyasal türdeki elektronlar herhangi bir anda kendiliğinden veya dışarıdan yapılan bir etki ile herhangi bir bölgede yığılabilir. Bunun sonucunda tanecik geçici dipole sahip olur. Bu şekilde oluşan dipol geçici dipol veya indüklenmiş dipol olarak adlandırılır. İndüklenmiş dipoller geçici ve anlıktır. Hal değişimi ve çözünme gibi fiziksel bağların rol aldığı değişimlerde maddelerin kimliğinde bir değişme olmaz. Bu nedenle enerji değişimi kimyasal bağa göre çok daha küçüktür. 216 Kalıcı dipolü olan moleküller ve iyonlarda da indüklenmiş dipoller oluşur. Kalıcı dipollere sahip taneciklerde pozitif ve negatif yüklerin büyüklüğü ne kadar fazla olursa polarite o kadar büyük olur.

95 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler İndüklenmiş dipollerin polaritesini ise tanecikteki elektron sayısı ve geometrik şekli etkiler. Apolar bir tanecikte ne kadar çok elektron varsa indüklenmiş dipolün polaritesi o kadar büyük olur. c) London Kuvvetleri Apolar atom veya moleküllerde, birbirine yaklaşmalarından kaynaklanan geçici dipoller oluşur. Bu geçişi dipoller arasında indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol çekim kuvvetleri oluşur. Bu kuvvetler apolar tanecikleri sıvı ve katı halde bir arada tutar. a) Dipol-Dipol Bağları (Kuvvetleri) Kalıcı dipole sahip polar kimyasal türler birbirlerine yaklaştığında birinin kısmi pozitif (δ + ) ve diğerinin kısmi negatif (δ ) kutbu arasında elektrostatik çekim kuvveti oluşur. Bu çekim kuvvetine dipol-dipol bağı adı verilir. Aynı yüklere sahip kısmı kutuplar birbirini iter. Bu da oluşan dipol-dipol bağını zayıflatır. Dipol-dipol bağları, kimyasal bağların yaklaşık %1 i kadar kuvvetlidir. Tanecikleri dipol-dipol bağı yapabilen maddeler birbirinde genellikle çözünür. H 2 S, CO, HCl, HBr gibi tanecikler dipol-dipol bağı oluşturur. b) İyon-Dipol Bağları (Kuvvetleri) Negatif iyonlar ile dipolün pozitif kutbu arasında ve pozitif iyonlar ile dipolün negatif kutbu arasında elektrostatik çekim kuvveti oluşur. Buna iyon-dipol bağı denir. NaCl, KCl, Ca(NO 3 ) 2 gibi iyonik bileşikler suda çözününce oluşan çözeltide bu tür etkileşimler vardır. İndüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol çekim kuvvetleri ilk defa Fritz London tarafından açıklanmıştır. Bu nedenle bu tür bağlara London kuvvetleri denir. London kuvvetleri moleküller arası etkileşimlerin en zayıfıdır. Eğer farklı maddelerin tanecikleri arasında oluşan London kuvvetleri her bir maddenin kendi tanecikleri arasındaki London kuvvetlerinden daha güçlü ise maddeler birbiri içerisinde çözünür. Apolar maddeler birbiri içerisinde çözünür. Örneğin I 2 katısı apolar olan CCl 4 sıvısında çözünür HİDROJEN BAĞI F, O, N atomlarına bağlanmış olan H atomlarının komşu moleküllerdeki bağ yapmamış elektron çiftlerine uyguladığı çekim kuvvetine hidrojen bağı adı verilir. HF, NH 3, H 2 O gibi hidrojenin aktif ametallerle (F, O, N) oluşturduğu bileşiklerin molekülleri arasında görülen, Van der Waals ve dipol-dipol çekimlerinden kuvvetli bir bağ türüdür. Her su molekülü diğer dört moleküle hidrojen bağıyla bağlanır. +δ +δ δ + hidrojen ba Sodyum iyonu NaCl NaCl kristalleri +δ +δ +δ δ Kendi molekülleri arasında hidojen bağı oluşan farklı moleküller arasında da hidrojen bağı oluşur. Örneğin H 2 O molekülleri arasında ve C 2 H 5 OH molekülleri arasında hidrojen bağları oluşur. Buna Klor iyonu göre H 2 O ile C 2 H 5 OH molekülleri arasında da hidrojen bağı oluşur. 217

96 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler a) Hidrojen Bağının Maddenin Fiziksel Özelliklerine Etkisi Hidrojen bağının varlığı o bileşiğe benzer bileşiklere göre, erime noktası, kaynama noktası, yoğunluk, viskozite gibi özellikerinden artmasına sebep olur. 218 Hidrojen bağı Van der Waals bağlarının tümünden kuvvetlidir. Kendi molekülleri arasında hiddojen bağı oluşan farklı moleküller arasında da hidrojen bağı oluşur. Hidrojen bağının oluşması birbiri içinde çözünmeyi artırır. Bir maddenin molekülleri arasındaki hidrojen bağı sayısı arttıkça kaynama noktası yükselir. Bundan dolayı H 2 O nun kaynama noktası HF nın kaynama noktasından yüksektir. b) Zayıf Etkileşimler ve Kaynama Noktası Zayıf etkileşimler maddelerin fiziksel özelliklerini etkiler. Bu nedenle maddelerin fiziksel özelliklerine bakılarak sahip oldukları zayıf etkileşimler karşılaştırılabilir. En güçlü etkileşim hidrojen bağıdır. Hidrojen bağı > Dipol-dipol bağı > London kuvetleri C 2 H 6 O genel formülüne sahip C 2 H 5 OH ın kaynama noktası, CH 3 O CH 3 ün kaynama noktasından yüksektir. Nedeni hidrojen bağıdır. CH 3 CH 2 OH ın kaynama noktası, CH 2 CH 2 OH OH nin kaynama noktasından küçüktür. Nedeni hidrojen bağıdır. Bir maddenin dipol-dipol bağları ne kadar kuvvetliyse maddenin erime ve kaynama noktaları da o kadar yüksektir. Apolar taneciklerde elektron sayısı arttıkça London kuvvetleri daha güçlü olur. Dolayısıyla maddenin kaynama noktası daha yüksek olur. CF 4, CCl 4, CBr 4 ve CI 4 dikkate alındığında CI 4 ün kaynama noktasının en yüksek olması bundan dolayıdır. F 2, Cl 2, Br 2 ve I 2 sırasında kaynama noktasının yükselmesinin nedeni London kuvvetleridir. Hidrokarbonlarda mol kütlesi aynı olan bileşiklerde, dallanma arttıkça moleküller arasındaki London kuvvetleri zayıflar, kaynama noktası düşer. CH 3 CH 3 CH 2 CH CH 3 t 1 CH 3 CH 3 C CH 3 t 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 t 3 t 1, t 2 ve t 3 kaynama noktaları ise, t 3 > t 1 > t 2 olur. Nedeni London kuvvetleridir. Sıcaklık arttıkça kimyasal türler arasındaki her türlü bağ zayıflar. ÖRNEK I. II. Periyot numaras H 2 S HCl CH 2 CH 2 ile H 2 O OH OH Grup numaras Dipol - dipol Hidrojen III. C 2 H 4 ile CH 4 London kuvvetleri Kimyasal türler arasında en etkin etkileşim türleri verilmiştir. Hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM

97 KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER ÇÖZÜMLÜ TEST 4 1. I. CH 3 O CH 3 OH OH II. CH 2 CH 2 III. CH 3 CH 2 OH Bileşiklerinin kaynama noktaları arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) I > II > III B) II > III > I C) III > II > I D) II > I > III E) I > III > II 4. I. CH 4 II. SO 3 III. CO 2 Yukaıdaki moleküllerin Van der Waals çekimleri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? ( 1 H, 6 C, 8 O, 16 S) A) I > III > II B) II > I > III C) III > I > II D) II > III > I E) III > II > I 2. Aşağıda bazı maddeler ve içerisine atıldıkları çözücüler verilmiştir. Madde Çözücü I. NaCl H 2 O II. I 2 CCl 4 III. C 2 H 6 H 2 O Buna göre, hangilerinde maddelerin karşısındaki çözücüde çözünmesi beklenir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 3. Durum Neden I. Sezyum erime noktası Sezyumun atom sodyumun erime nok- çapı daha büyük tasından küçüktür. olup metalik bağın gücü sodyumunkinden zayıftır. 5. Sıvı halde H 2 O molekülleri arasında; I. Metalik bağ II. Dipol-dipol etkileşimi III. Hidrojen bağları yukarıda verilenlerden hangileri bulunmaz? ( 1 H, 8 O) D) I ve II E) II ve III II. H 2 S oda koşullarında gaz, H 2 O ise sıvıdır. I 2 molekülleri ara- sındaki London bağları daha güçlüdür. III. I 2 oda koşullarında katı, F 2 ise gazdır. H 2 O molekülleri arasında hidrojen bağı bulunmaktadır. Atomlar ve moleküller arasındaki bağlarla ilgili yukarıdaki durumlardan hangileri karşısında verilen nedenle doğru açıklanmıştır? ( 55 Cs, 11 Na, 53 I, 9 F) D) I ve II E) I, II ve III 6. X, Y ve Z halojenleri için; 1. bilgi : Y nin elektron verme eğilimi en fazladır. 2. bilgi : Z nin atom yarıçapı X inkinden büyüktür. bilgilerine göre, bu elementlerin hidrojen ile oluşturduğu moleküllerin polarlık sırası aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) HX > HY > HZ B) HX > HZ > HY C) HY > HX > HZ D) HZ > HY > HX E) HY > HZ > HX 219

98 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 7. 8 O ile 9 F atomlarının oluşturduğu OF 2 bileşiği için; I. O F bağları polar kovalenttir. II. Moleküleri arasında hidrojen bağı bulunur. III. Molekülleri kalıcı dipole sahiptir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) II ve III 10. C 2 H 5 OH sıvısı ile H 2 O sıvısı karıştırıldığında; I. Oluşan karışımın elektrik akımını çok iyi iletir. II. Homojen karışım oluşur. III. Tanecikleri arasında Van der Waals çekimleri oluşur. yargılarından hangileri yanlıştır? ( 1 H, 6 C, 8 O) D) I ve II E) I ve III 8. Etil alkol : CH 3 CH 2 O H H Etilen : C = C H H H 11. I. Elektron hareketi ile elektriği iletir. II. Molekülleri arasında yalnızca London kuvvetleri etkindir. III. Suda hidrojen bağı oluşturarak çözünür. Yukarıda X, Y ve Z maddelerinin bazı özellikleri verilmiştir. Buna göre X, Y ve Z maddelerinin aşağıdakilerden hangisindeki gibi olabilir? Etil alkolün kaynama noktası, etilenin kaynama noktasından daha yüksektir. Kaynama noktalarının farklı olması; I. Hidrojen bağları II. London kuvvetleri III. Dipol-dipol kuvvetleri X Y Z A) Na CH 4 CH 3 OCH 3 B) Cu H 2 S CH 3 CH 2 OH C) Cl 2 CO 2 CH 3 CH 2 OH D) S CO 2 HF E) Zn CH 4 CH 3 OH hangilerinin farklı olmasıyla açıklanabilir? ( 1 H, 6 C, 8 O) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 9. I. CH 3 OH II. C 3 H 8 III. NaCl Yukarıdakilerden hangilerinin suda iyi çözünmesi beklenir? ( 1 H, 6 C, 8 O, 11 Na, 17 Cl) A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III bilgi : Atomlar arası bağları polardır. 2. bilgi : Molekülleri arasında yalnızca London kuvvetleri etkindir. Yukarıda verilen bilgiler; I. II. H H N H H H B H III. H Cl açık formülleri verilen maddelerden hangileri için doğru olur? D) I ve II E) II ve III 220

99 KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER ÇÖZÜMLÜ TEST 4 ÇÖZÜMLERİ

100 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler

101 KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER ALIŞTIRMALAR 4 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. I. CH 3 CH 2 CH 3 Açıklama: OH OH OH II. CH 2 CH CH 3 OH III. CH 3 CH 2 CH 2 Bileşiklerinin kaynama noktaları arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) II > III > I B) II > I > III C) I > III > II D) III > I > II E) I > II > III 2. Aşağıda bazı maddeler ve içerisine atıldıkları çözücüler verilmiştir. Açıklama: Madde Çözücü I. CH 3 OH CCl 4 II. CH 3 OH H 2 O III. C 2 H 6 CCl 4 Buna göre, hangilerinde maddelerin karşısındaki çözücüde çözünmesi beklenir? D) I ve II E) II ve III 3. I. C 2 H 6 II. CCl 4 Açıklama: III. CO 2 Yukaıdaki moleküllerin Van der Waals çekimleri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? ( 1 H, 6 C, 8 O, 17 Cl) A) III > II > I B) II > III > I C) II > I > III D) III > I > II E) I > III > II 4. Sıvı halde HCl molekülleri arasında, I. Metalik bağ II. Dipol-dipol etkileşimi III. Hidrojen bağı yukarıda verilenlerden hangileri bulunmaz? ( 1 H, 17 Cl) D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 223

102 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 5. 5 B, 6 C, 7N atomlarının hidrojenle oluşturdukları, Açıklama: I. BH 3 II. CH 4 II. NH 3 moleküllerinden hangileri kalıcı dipole sahiptir? D) I ve III E) II ve III OH OH 6. Glikol : CH 2 CH 2 Açıklama: OH Etil alkol : CH 2 CH 3 Glikol (C 2 H 5 (OH) 2 ) ve etanol (C 2 H 5 OH) ün kaynama noktalarının farklı olması, I. Hidrojen bağları II. London kuvvetleri III. Dipol-dipol bağları hangilerinin farklı olmasıyla açıklanabilir? ( 1 H, 6 C, 8 O) D) I ve III E) I, II ve III 7. I. HF II. C 2 H 6 III. KNO 3 Yukarıdakilerden hangilerinin suda iyi çözünmesi beklenmez? ( 1 H, 9 F, 6 C, 19 K, 7 N, 8 O) A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III Açıklama: Açıklama: 8. X : Elektron hareketi ile elektriği iletir. Y : Moleküleri arasında London kuvvetleri ve dipol-dipol etkileşimleri etkindir. Z : Suda hidrojen bağı oluşturarak çözünür. Yukarıda X, Y ve Z maddelerinin bazı özellikleri verilmiştir. Buna göre, X, Y ve Z maddeleri aşağıdakilerden hangisi olabilir? X Y Z A) Cu BH 3 CH 3 OH B) Na HCl HCN C) S 2 HCl C 2 H 5 OH D) Bronz H 2 S HF E) Lehim HCl CH 3 OCH 3 224

103 KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 1 1. Kimyasal türler ile ilgili; I. Na +, Al +3, Cl tek atomlu iyonlara, SO 2 4, NH + 4, CrO 2 4, çok atomlu iyonlara örnektir. II. CH 3, NO 2, ClO,... radikallerinde bağ yapımında kullanılabilecek paylaşılmamış birer elektron bulunduğundan çok aktiftir. III. (+) yüklü iyonlara anyon, ( ) yüklü iyonlara katyon denir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III O ve 8 O S ve 8 O K ve 17 Cl Yukarıda verilen atom çifleri arasında oluşan bağlar ile ilgili; I. 1. de oluşan bağlar %100 kovalenttir. II. 2. de oluşan bağlar hem kovalent hem iyonik özellik gösterir. III. 3. de oluşan KCl iyonik bağlı bileşiktir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) I, II ve III 2. I. Kimyasal türler arasında geçrekleşen güçlü ve zayıf etkileşimlerin nedeni daha düşük enerjili olabilme isteğidir. II. Kimyasal türlerin yapısını bozarak birbirinden ayırmak için verilen enerji yaklaşık 40 kj mol 1 veya daha yüksek ise o etkileşimin güçlü etkileşim olduğu kabul edilir. III. Kimyasal bağlar oluştuğunda veya koptuğunda maddenin kimliğinde değişiklik olmaz. Kimyasal türler arası etkileşimler ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? 5. CaO katısı ile ilgili; I. Kristalli yapıya sahiptir. II. Elektrik akımını iyi iletir. III. Ca ve O arasında elektronların ortak kullanımı ile oluşmuştur. yargılarından hangileri doğrudur? ( 20 Ca, 8 O) D) I ve II E) II ve III D) I ve II E) I, II ve III 3. CO 2 3, SO 3, CH 3 Yukarıda formülleri verilen maddelerin sınıflandırılması aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? CO 2 3 SO 3 CH 3 A) İyon İyon İyon B) İyon molekül radikal C) Radikal İyon İyon D) Molekül İyon Radikal E) Radikal Molekül Molekül 6. CaF 2, NaF ve AlF 3 bileşiklerinden, 1. İyonik karakteri en yüksek olma 2. Erime noktası en büyük olma özelliklerine sahip olanlar aşağıdaki seçeneklerden hangisinde doğru verilmiştir? ( 9 F, 11 Na, 13 Al, 20 Ca) 1 2 A) NaF NaF B) NaF CaF 2 C) CaF 2 AlF 3 D) NaF AlF 3 E) AlF 3 NaF 247

104 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 7. I. II. III. Kimyasal türler H 2 O C 2 H 5 OH CH 4 CCl 4 Ca +2 H 2 O Etkileflim türü a) London kuvvetleri b) yon-dipol etkileflimi c) Hidrojen ba Yukarıda bazı kimyasal türler ve karşılarında bu türler arasında oluşan en baskın etkileşimler verilmiştir. Kimyasal türler ile etkileşim türleri arasındaki eşleştirme hamgi seçenekte doğru verilmiştir? A) Ic, IIa, IIIb B) Ic, IIb, IIIa C) Ia, IIc, IIIb D) Ib, IIc, IIIa E) Ib, IIa, IIIc 10. I. Buğdaydan un elde edilmesi, II. Bir atomun elektron yakalaması, III. Kalsiyum sandoz tabletlerinin suda çözünmesi, IV. Su buharının yoğunlaşması Yukarıda verilen olaylardan hangileri kimyasal bir değişimdir? A) Yalnız II B) I ve IV C) II ve III D) I, II ve III E) II, III ve IV 8. I. Kimyasal bağı oluşturan atomların elektronegatiflikleri arasıdaki fark büyüdükçe bağın polarlığı artar. II. Kimyasal bağı oluşturan atomların elektronegatiflikleri arasındaki fark büyüdükçe bağın iyonik karakteri artar. III. Alaşımları bir arada tutan kuvvet metalik bağdır. Kimyasal türler arasındaki etkileşimler ile ilgili verilen ifadelerden hangileri doğrudur? D) I ve III E) I, II ve III 11. Aşağıdaki tabloda X, Y ve Z gazlarının bazı özellikleri ve havanın yoğunluğu verilmiştir. Gaz Yo unluk (1 atm, 25 C) Q 2 ile tepkime X Y Z 1,48 0,08 1,88 X (g) + O 2(g) + s XO 2(g) 2Y (g) + 1 O 2(g) Y 2 O (g) + s 2 Tepkime vermez. Hava 1,28 Buna göre, hangileri yangın söndürücü olarak kullanılabilir? A) Yalnız X B) Yalnız Y C) Yalnız Z D) X ve Y E) Y ve Z 9. Aşağıdaki tabloda verilen bazı moleküller ve bu moleküller arasındaki bağ türleri eşleştirilmiştir. Moleküller Ba türleri I. II. III. X Y Z T Q L Dipol-dipol Hidrojen ba London kuvvetleri Buna göre, bu molekülleri arasındaki bağların kuvvetlerine göre sıralanışı aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) I > III > II B) II > I > III C) II > III > I D) I > II > III E) III > I > II 12. Aşağıda bazı değişimler ve karşılarında değişim türü verilmiştir. Değişim Değişim türü I. Sütten yoğurt oluşması Kimyasal II. Yumurtanın haşlanması Fiziksel III. Yağmurun oluşması Kimyasal Buna göre, hangilerinin değişim türleri doğru verilmiştir? D) I ve II E) II ve III 248

105 KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 2 1. N 2, O 2, H 2 O elementel moleküllere örnek verilebilir. I. Kimyasal II. türler III. Kimyasal türler atom, molekül, iyon ve radikallerdir. Radikaller dimerleflerek kararl moleküller oluflturabilirler. Kimyasal türler ile ilgili kavram haritasında verilen ifadelerden hangileri doğrudur? D) I ve III E) II ve III 2. Çekirdekler arası uzaklığın çok azaldığı durumlarda itme kuvvetleri çekme kuvvetlerini aşar. Zayıf etkileşimler sonucunda yeni moleküller oluşabilir. İtme kuvvetlerinin çekme kuvvetlerinden baskın olduğu durumlarda kimyasal türler bir araya gelemez, bağımsız türler olarak kalırlar. Güçlü ve zayıf etkileşimler ve oluşan kuvvetler ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlara D ve yanlış olanlara Y yazıldığında aşağıdaki sıralamalardan hangisi oluşur? A) D, Y, D B) D, Y, Y C) Y, Y, D 3. N O 1. D) Y, Y, Y E) D, D, Y 4. Mg (k) H + Cl HCl (suda) 1. kap Mg (k) H 2 O (s) H 2 O (s) 2. kap Şekilde verilen kapların birincisinde oda sıcaklığında HCl çözeltisi, ikincisinde aynı sıcaklıkta saf su bulunuyor. Kaplara aynı sıcaklıkta birer parça Mg (k) atılıyor. 1. kapta gaz çıkışı gözlenirken 2. kapta değişiklik gözlenmiyor. Buna göre; I. H 2 O (s) molekülleri ile Mg parçaları arasında etkileşim olmuyor. II. Mg metal atomları ile HCl molekülleri etkileşerek yeni kimyasal türler oluşturmaktadır. III. Deneydeki kimyasal türler arasındaki etkileşimler sırasında Mg metal atomlarının çekirdeğe en yakın olan elektronları etkileşir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III 5. I. 11 Na ve 17 Cl II. 16 S ve 9 F III. 20 Ca ve 8 O Yukarıda verilen element çiftleri arasında oluşan bileşiklerden hangileri iyonik bağlıdır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 2. O N O 3. [ N ] + Yukarıda verilen kimyasal türler ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) 3. iyonik radikaldir. B) 1. ve 2. kararlı ve düşük enerjili, 3. ise kararsız ve yüksek enerjilidir. C) 1. ve 2. moleküler radikallerdir. D) 2. de yer alan NO 2 radikalleri dimerleşerek N 2 O 4 oluşturabilir. E) 1. de verilen NO oksijene tepkime verebilir. 6. H H Cl C C Cl H H Yukarıda açık formülü verilen C 2 H 4 Cl 2 bileşiği ile ilgili; I. C H bağı %100 kovalent bağdır. II. C Cl bağı polar kovalenttir. III. Molekül apolar bir moleküldür. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III 249

106 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 7. Aşağıda bazı kimyasal türler ve karşılarında bu türler arasında oluşan en baskın etkileşimler verilmiştir. Buna göre hangisi yanlıştır? Kimyasal türler Etkileşim türleri A) HCl H 2 O Dipol - dipol B) NaCl H 2 O İyon - dipol C) CH 3 OH H 2 O Hidrojen bağı D) H 2 S CH 3 CH 2 OH London kuvvetleri E) I 2 CCl 4 London kuvvetleri 10. Metalik ba n sa laml metalin atom yar çap artt kça azal r. D Metaller elektron denizinde yüzen katyonlar olarak tan mlanabilir. D Y 1 2 Metalik aktifli i yüksek olan metallerin erime noktalara düflüktür. D Y Metalik ba n sa laml metallerin de erlik elektron say s att kça artar. D Y 3 4 Y Metal kat halden s v hale geçti inde metalik ba yok olur. D Y Aşağıda bazı değişimler ile karşılarında değişim türü verilmiştir. Değişim Değişim türü I. Beton harcının sertleşmesi Kimyasal II. Ağaç yapraklarının sararması Fiziksel III. Yağlı boyanın kuruması Fiziksel Buna göre, hangi değişim türü doğru verilmiştir? D) I ve III E) II ve III 9. Sabit hacimli bir kapta, CO (g) O2(g) CO 2(g) + ısı tepkimesi gerçekleşiyor. Buna göre; I. Tepkimede redoks olayı gerçekleşmiştir. II. CO de C atomu indirgendir. III. Kaptaki özkütle değişmemiştir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 11. I. Metalik bağlar ve özellikleri ile ilgili verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 6 II. III. O C O F F Cl Cl O Yukarıda verilen maddelerden hangilerinin molekülleri arasında dipol-dipol etkileşimi vardır? D) I ve II E) I ve III 12. Bağların oluşum mekanizması temelinde sınıflandırılması ile ilgili; I. İyonik, kovalent ve metalik bağlar güçlü etkileşimlerdir. II. Van der Waals ve hidrojen bağları zayıf etkileşimlerdir. III. Güçlü etkileşimler hidrojen ve dipol-dipol bağlarıdır. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I, II ve III 250

107 4. ÜNİTE : MADDENİN HALLERİ 1. BÖLÜM : MADDENİN FİZİKSEL HALLERİ 2. BÖLÜM : GAZLAR 3. BÖLÜM : SIVILAR 4. BÖLÜM : KATILAR 1.1. MADDENİN HALLERİ 1.2. SUYUN DOĞADAKİ DÖNGÜSÜ 1.3. LPG, LNG VE SOĞUTUCU GAZLAR a) LPG nedir? b) LNG nedir? c) Soğutucu Gazlar 1.4. HAVADAN AZOT VE OKSİJEN ELDESİ 2.1. MADDENİN GAZ HALİ 2.2. GAZLARIN SIKIŞMA VE GENLEŞME ÖZELLİĞİ 2.3. GAZLARIN BASINÇ, HACİM, MOL SAYISI VE SICAKLIK İLİŞKİSİ 2.4. GAZ KANUNLARI a) Boyle Mariotte Kanunu b) Charles Kanunu c) Gay Lussac Kanunu d) Avogadro Kanunu e) Birleştirilmiş Gaz Denklemi f) İdeal Gaz Denklemi 2.5. GAZLARIN KİNETİK TEORİSİ a) Graham Difüzyon Kanunu 2.6. ATMOSFER VE BİZ a) Kuru Havanın Bileşimi b) Atmosferin Canlılar İçin Önemi c) Atmosferi Kirleticiler d) Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu 3.1. SIVILAR VE ÖZELLİKLERİ 3.2. SIVILARIN YÜZEY GERİLİMİ 3.3. ADHEZYON VE KOHEZYON KUVVETLERİ 3.4. VİZKOZİTE 3.5. BUHARLAŞMA, KAYNAMA VE YOĞUNLAŞMA 4.1. ERİME, NOKTA VE SÜBLİMLEŞME 4.2. KATI TÜRLERİ a) Amorf Katılar b) Kristal Katılar

108 Bir gazın basıncı, sıcaklık, hacim ve miktarı ile tanımlanır. Gaz basıncı genellikle cıva olan sıvı bir sütun tarafından uygulanan basınç ile karşılaştırılarak ölçülür. Atmosfer basıncı bir cıva barometresi, diğer gaz basınçları manometre ile ölçülür. Basınç çeşitli birimlerle ifade edilir. En yaygın basit gaz yasaları; gaz basıncı ve hacmi ile ilgili Boyle Yasası, gaz hacmi ve sıcaklığıyla ilgili Charles Yasası, hacim ve gaz miktarı ile ilgili Avogadro Yasası dır. Basit gaz yasaları, ideal gaz denkleminde birleştirilebilir: PV = nrt. Bu eşitlik, diğer değişkenler bilindiği zaman, herhangi bir değişken için çözülebilir. Aynı zamanda bu eşitlik mol kütlesi ve gaz yoğunluklarının belirlenmesine de uygulanabilir. İdeal gaz denkleminin diğer kullanım alanları, bir kimyasal tepkimede gaz ürünler ve girenlerinin hesaplanması, gaz karışımlarının tanımlanmasıdır. Kinetik kuram, moleküllerin hız kareleri ortalamasının kare kökü, sıcaklık, bir gazın molar kütlesi ve ortalama öteleme kinetik enerjisi ve Kelvin sıcaklığı arasında bir ilişki kurar. Aynı zamanda, kinetik kuramda gazların yayılma ve dışa yayılma, onların molar kütleleri ile ilişkilendirilebilir. Gerçek gazlar genellikle sadece yüksek sıcaklık ve düşük basınçlarda ideal davranır.

109 1. BÖLÜM : MADDENİN FİZİKSEL HALLERİ 1.1. MADDENİN HALLERİ 1.2. SUYUN DOĞADAKİ DÖNGÜSÜ 1.3. LPG, LNG VE SOĞUTUCU GAZLAR a) LPG nedir? b) LNG nedir? c) Soğutucu Gazlar 1.4. HAVADAN AZOT VE OKSİJEN ELDESİ Moleküller arası etkileşimlerin en önemli sonuçlarından birisi, gerçek gazların sıvılaştırılabilmeleridir. Düşük sıcaklıklarda, gaz molekülleri çok yavaş hareket ederler ki, moleküller arası etkileşimler sonucu, her molekül diğer moleküllere tutunur ve serbest hareket yeteneğini kaybeder. Sıcaklık, maddenin kaynama noktasının altına kadar düşürüldüğünde, gaz sıvı haline yoğunlaşır; moleküller birbirlerinden kaçamayacak kadar yavaş hareket ederler ve gazın tamamı, aralarındaki çekim kuvvetleriyle bir arada tutulan bir molekül yığını haline gelir. Bu sıvılaşma demektir. Bir gazı sıvılaştırmanın en basit yolu, maddeyi kaynama sıcaklığından daha düşük sıcaklıkta tutulan bir banyo içerisine daldırmaktır. Aseton gibi, düşük donma noktalı bir sıvıya katı karbondioksit ilave edilerek 77 C a kadar düşük sıcaklıklara inilebilir. Gazlar, molekül hızı ile sıcaklık arasındaki ilişkiden yararlanılarak sıvılaştırılabilirler. En düşük ortalama hız, en düşük sıcaklığa karşı geldiğinden, molekülleri yavaşlatmak, gazı soğutmaya eşdeğerdir. Moleküller, aralarındaki etkileşimler kullanılarak yavaşlatılabilir. Bir gaz genleştiğinde, moleküller birbirlerinden uzaklaşacaktır; bundan dolayı, bir gazın hacmi artırılığında moleküller birbirlerinden ayrılacağı için ortalama hızları düşer. Diğer bir ifadeyle, gerçek gazlar genleşirken soğur. Bu konuyu ilk defa çalışan bilim adamları, James Joule ve William Thomson ın anısına bu gözleme Joule - Thomson Olayı denilir. Joule - Thomson Olayı, gazları sıvılaştırmak için bazı ticari soğutucularda kullanılmaktadır. Sıvılaştırılarak gaz sıkıştırılır ve küçük bir delikten genleşmesi sağlanır. Genleşen gaz soğur, soğuyan gaz daha önceden sıkıştırılmış gazı soğutur. Gaz, sürekli sıkıştırılır ve dolaştırılırsa sonunda sıvı hale dönüşünceye kadar sıcaklık düşer. Gaz, hava gibi bir karışımsa, oluşan sıvıyı bileşenlerine ayırmak için destile edilebilir. Atmosferden ksenon, kripton, argon, neon, oksijen ve azotu ayırmak için bu teknik kullanılır. Atmosfer, sıcaklık-yükseklik kesiti ve içerdiği gazlar bakımından farklılıklar gösteren bir kaç bölgeden oluşur. Atmosferin yer yüzüne yakın bölümünün ana bileşenleri azot, oksijen ve argondur. Bu gazlar, sıvı havanın ayrımsal damıtılmasıyla ayrılabilirler. Havada az miktarlarda bulunan diğer önemli bileşenler karbon dioksit, karbon monoksit ve argon dışındaki diğer soy gazlardır.

110 Maddenin Halleri 1.1. MADDENİN HALLERİ Buzdolabından küp şeklinde Buz bir buz parçası aldığımızı ve kapalı bir kabın içine koyduğumuzu düşünelim. Başlangıçta buz kendi şeklini korur. Bu davranış bir katının davranışıdır. Bir katı içinde bulunduğu kabın şekli ne olursa olsun kendi şeklini muhafaza eder. Katı maddenin özelliklerini özetleyebiliriz. Maddenin belirli bir şekli ve belirli bir hacmi olan halidir. Katı maddelerin atom veya molekülleri arasındaki boşluk yok denecek kadar azdır. Tanecikler arası çekim kuvvetinin en fazla olduğu haldir. Atom ve moleküller arasında bir düzenlilik vardır. Öteleme hareketi yapamazlar. Atomlar titreşim hareketi yaparlar. Maddenin enerjisi en az olan halidir. Buzdolabından alıp bir kaba konulan buz parçası oda içinde bırakılırsa, sıcaklığı yükselmeye Buz Su başlar. Buzun erime sıcaklığına ulaşınca, buz erimeye başlar. Buz erirken, kabın dibinde kenarlara doğru sular akmaya başlar. Kabın en dip kısmını işgal eder ve onun şeklini alır. Sıvı, katı ile gaz arasındaki madde halidir. Belirli bir hacme sahiptir, ancak, belirli bir şekli yoktur. Sıvı tanecikleri arasındaki boşluklar katılarınkinden fazladır. Ancak, tanecikler arası boşluk çok olmadığından sıvılar sıkıştırılamaz. Katılardan daha düzensizdir. Sıvı taneciklerinin birbirine uyguladığı çekim kuvveti katılardan daha azdır. Tanecikler birbirleri üzerinden kayarak öteleme hareketi yaparlar. Tanecikler aynı zamanda titreşim hareketi yaparlar. Sıvılar akışkandır. Buzdolabından küp şeklinde bir buz parçası alıp koyduğumuz kapalı kap oda sıcaklığında bekletilince önce eriyerek sıvılaşmıştır. Suyun bir kısmı buharlaşarak su buharı olur. Su buharı kabın her tarafına hemen dağılır. Kaba takılan bir piston yardımıyla, çok az bir kuvvetle gazı daha küçük bir hacme sıkıştırmak mümkündür. Maddenin gaz hali, belli bir şekle ve belli bir hacme sahip olmayan halidir. Bu nedenle içine kondukları kabın hem şeklini hem hacmini alırlar. Tanecikleri arasındaki boşluk çoktur. Bu yüzden tanecikler birbirinden bağımsız olarak hareket ederler. Birbirlerinin arasına girebilirler. Gazlar sıkıştırılabilir. Tanecikler arası boşluk olduğundan aralarındaki çekim kuvveti de azalır. Maddenin en düzensiz halidir. Gazlar sıvılar gibi akışkandır. Hem titreşim hem de öteleme hareketi yapabilirler. Maddenin enerjisi en yüksek halidir. ÖRNEK Bir maddenin katı, sıvı ve gaz halleri X, Y ve Z olarak belirtilmiştir. Bu haller ise ilgili bazı bilgiler aşağıdaki gibidir. Yalnız Y akıcılık özelliğine sahip değildir. X ve Y sıkıştırılamazken, Z sıkıştırılabilmektedir. Buna göre; X, Y ve Z halleri için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? X Y Z A) Katı Sıvı Gaz B) Sıvı Katı Gaz C) Katı Gaz Sıvı D) Sıvı Gaz Katı E) Gaz Katı Sıvı ÇÖZÜM 260

111 Maddenin Halleri 1.2. SUYUN DOĞADAKİ DÖNGÜSÜ oksidasyon ile azalır. Suda serbest halde bulunan H + iyonu derişimine suyun ph sı denir ve ph değişimleri canlıların solunum gibi biyokimyasal aktiviteleri üzerine etkilidir. Suyun doğadaki döngüsü Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri hidrografik faktör olarak tanımlanabilir. Hidrosfer yeryüzünün %71 ine yakın bölümünü örtmüş durumdadır. Suyun doğada katı, sıvı ve gaz şeklinde atmosfer, okyanus ve karalar arasında dolaşmasına hidrolojik dolaşım denir. Sucul ortamdaki sıcaklık değişimleri ve bölgesel değişimler uzak mesafelerde izlenir. Yüzey gerilimi sayesinde su yüzeyinde küçük ve hafif canlılar yaşamlarını devam ettirirler. Suların içerdikleri askı madde miktarına bağlı olarak berraklığı azalır. Genelde sular %4 den fazla askı yükü içerdiklerinde berraklığını kaybederler. Sudaki askı madde suyun optik özelliğini bozarak ışık şiddetini ve ışığın su içindeki yayılışını azaltarak bitkiler ve fazla ışığa gereksinim duyan hayvanların ölmelerine neden olur. Sudaki çözünmüş gazların kaynağını su ve atmosfer arasındaki alışveriş oluşturur. Suyun üst tabakasında çözünen bu gazlar daha derinlere iner. Ekolojik yönden etkin role sahip gazların başında oksijen, karbon dioksit, hidrojen sülfür ve metan gelir. Sucul ekosistemlerde oksijen; fotosentez, su yüzeyinin atmosferle ilişkisi, akıntı ve rüzgârların etkisi ile artar, solunum ve Boşlukta yer kaplayan ve kütlesi olan tüm varlıklara madde denir. Canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için ortamlarından madde alıp vermek zorundadır. Canlı ve cansız çevre arasında maddelerin alınıp verilmesine madde döngüsü (madde çevrimi, ekolojik döngü) denir. Maddenin litosfer, hidrosfer ve atmosfer arasında sadece fiziksel değişime uğramasına hidrolojik döngü adı verilir. Su atmosfer, kara ve deniz arasında sürekli bir şekilde hareket halindedir. Bitkiler fotosentez için güneş ışığı dışında su, karbondioksit, azot, fosfor vb. gibi anorganik maddelere gereksinim duyarlar. Bu anorganik maddeler bitkileri yiyen otobur hayvanların vücutlarında toplanır, onlardan da etobur hayvanların dokularına geçer. Anorganik maddelerin cansız ortamdan alınıp canlılar arasında aktarıldıktan sonra tekrar cansız ortama eklenmesi biyokimyasal madde döngüsü olarak tanımlanır. Canlılar ile jeolojik çevrelerini kapsayan ve kimyasal değişim sonucu oluşan maddelerin dolaşımı sonucu biyokimyasal döngüler oluşur. Böylece canlıların gereksinim duyduğu ancak sınırlı miktarda bulunan birçok elementin tekrar kullanımı mümkün olur. Ekosistem hizmetleri insanoğlunun, sosyal ve ekonomik gelişimi ve yaşamsal faaliyetleri için hayati önem taşımaktadır. Sanayinin ihtiyaç duyduğu mal ve hizmetlerin yanı sıra şehirde, kırsalda ve bireysel olarak yaşayan insanlar için gerekli olan mal ve hizmetleri üretmektedir. Bunun en yaygın örneği olarak içme suyu verilebilir. Ekosistem hizmetlerinin insan yaşamını destekleyen en önemli unsurlardan biri olması ve insan mühendisliğinin doğanın insanlara sunduğu bu ekosistem hizmetlerinin yerini alabilecek hizmetleri üretme yeteneğinin çok sınırlı olması ekosistem hizmetlerinin insanlara sunduğu hizmetlerin değerini daha da artırmaktadır. 261

112 Maddenin Halleri ÖRNEK Hidrolojik döngü ile ilgili; I. Bize temizlenmiş yeni su kaynağı sağlar. II. Karalar, denizler ve atmosferde sürekli su olarak dengeli miktarda su bulunmasını sağlar. III. Su sürekli olarak denizlerden atmosfere, karalara ve tekrar denizlere döngü içindedir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I, II ve III LPG, normal şartlar altında gaz fazında bulunur. Fakat basınç altında ve sıvı halde saklanır. Taşıma ve depolama için sıvı hale getirilen LPG, gaz fazında tüketilir. Yanıcı ve patlayıcı özelliğe sahiptir. Suda çok az çözünür. Renksiz ve kokusuzdur. Bu nedenle gaz kaçağı durumunda fark edilebilmesi için merkaptanlar veya kükürt bileşenleriyle kokulandırılır. Merkaptanlar, petrol rafinerilerinde bir süreçte oluşan ve kostik soda ile yıkanarak ayrılan, keskin kötü kokulu, sülfür içeren organik bileşiklerdir. LPG nin hava içinde %2 ile %9 arasında bulunması patlama riskini doğurur. ÇÖZÜM LPG, ülkemizde ticari olarak; Miks LPG (%30 propan ve %70 bütan), propan (%95 ve üzeri saflıkta) ve otogaz olarak piyasaya sürülür. b) LNG Nedir? 1.3. LPG, LNG VE SOĞUTUCULAR a) LPG Nedir? Sıvılaştırılmış petrol gazı (Liquified Petroluem Gaz) anlamına gelen LPG, bütan ve propan gazları karışımıdır. LPG, petrolün rafinerilerde işlenmesiyle ya da doğal gaz yataklarında üretilir. Dünyada doğal gaz üretimindeki artışa bağlı olarak LPG üretimi de her yıl ortalama %2 oranında artış gösterir. Doğal gaz, atmosfer basıncında, 162 C ye kadar soğutulduğunda yoğunlaşarak sıvı faza geçer ve Sıvı Doğal Gaz (LNG) olarak adlandırılır. Doğal gazın hacmi, gaz fazından sıvı faza geçerken yaklaşık 600 kat küçülür. Bu sayede yüksek miktardaki doğal gaz, düşük basınçlar altında hacmi 600 kez küçültülerek sıvı halde saklanabilmektedir. Bu durum, doğal gazın boru hatları ile taşınmasının teknik ve ekonomik anlamda mümkün olmadığı yerlere, gemi ve kamyon tankerler ile nakliyesini uygun hale getirmektedir. LPG nin sıvı fazında özgül ağırlığı 0,46 kg/l dir. Yani ağırlığı suyunkine göre yaklaşık yarısıdır. Hacmi 1 m 3 olan bir kaba doldurulan LPG nin ağırlığı 460 kg dır. Gaz yoğunluğu 0,76 kg/m 3 tür. LNG renksiz, kokusuzdur. Zehirli değildir ve korozif özelliği yoktur. 262

113 Maddenin Halleri LNG nin gaz halinin hava içinde karışım oranı %5 ile %15 arasında yanıcı ve parlayıcıdır. LNG, esas olarak %90 civarında bir oranda metandan, CH 4, oluşur. Metan haricinde etan (C 2 H 6 ), propan (C 3 H 8 ), bütan (C 4 H 10 ) ağırlık olmak üzere diğer hidrokarbonları da ihtiva eden bir yakıt türü olan LNG, sıvılaştırma işlemi esnasında içindeki oksijen, karbondioksit, kükürt bileşenleri ve sudan arındırıldığı için boru hattı doğal gaza göre daha saf ve yüksek verimli bir yakıttır. Yukarıda verilen özellikler, uygulama ve çalışma şartlarının durumuna göre değişeceği gibi her zaman bu özelliklerin hepsini yerine getirmek mümkün olmayabilir. Genel kaide olarak bir soğutucu akışkanlığı aranması gereken özelliklerin hepsini birden her şart altında yerine getirebilen bir soğutucu akışkan madde mevcut değildir. Bilhassa emniyet ve güvenlik yönünden iyi olan, ayrıca iyi bir ısıl özelliğine de sahip olan soğutucu akışkan madde için yapılan araştırmalar florokarbon soğutucu akışkanın bulunmasını sağlamıştır. c) Soğutucu Gazlar Bir soğutma çevriminde ısının bir ortamdan alınıp başka bir ortama nakledilmesinde ara madde olarak yararlanılan soğutucu akışkanlardır. Akışkanlar, ısı alışverişini genellikle sıvı halden buhar haline ve buhar halden sıvı hale dönüşerek sağlar. Bu durum bilhassa buhar sıkıştırma çevrimlerinde geçerlidir. Soğutucu akışkanların, yukarıda tarif edilen görevleri ekonomik ve güvenilir bir şekilde yerine getirebilmesi için bazı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olması gerekir. Genellikle soğutucu akışkanların şu özelliklere sahip olması istenir; Buharlaşma ve sıvılaşması uygulanabilir basınçlar altında olmalıdır. Buharlaşma sıcaklığı mümkün olduğunca düşük olmalıdır. Kimyasal olarak ayrışmamalı, yanmamalı, zehirli olmamalı ve metal yüzeylerle reaksiyona girmemelidir. Çevreyi kirletmemesi gereklidir. Düşük güç ile çalışabilmelidir. Maliyeti düşük olmalı ve kolay temin edilebilmelidir. Alkil halojenür ailesinden olan florokarbon, metan (CH 4 ) veya etan (C 2 H 6 ) içerisindeki hidrojen atomlarından bir ya da bir kaçının yerine sentez yoluyla klor, flor veya brom atomları yerleştirmek suretiyle elde edilmektedir. Florokarbonlardan en sık rastlananlar; metandaki 4 hidrojen yerine 2 klor ve 2 flor bağlanmasıyla oluşan diklodiflor metan, CCl 2 F 2, (bu maddeye Freon12 denir ve R12 olarak gösterilir) ve yine metandaki 3 hidrojen yerine 1 klor ile 2 flor atomu bağlanması ile oluşan diflorklor metan, CHClF 2, (Freon 22 veya R22) soğutcu akışkanlardır. Soğutucuların çalışma prensibi, belirli bir basınç altında bulunan sıvı haldeki akışkanın istenilen sıcaklıkta buharlaştırılması ve buhar halden tekrar sıvı hale dönüştürülmesidir. Çevrim malzemesi olarak kullanılan gaz bir kompresör aracılığıyla emilip sıkıştırılarak sıvılaştırılır. Sıkıştırma sırasında açığa çıkan ısı bir fan yardımıyla atmosferik çevreye verilir. Bu sıvı daha sonra genleşme valfı tarafından üzerindeki basıncı düşürülmesi ile bulunduğu ortamdan ısı çekerek gaz haline dönüşür. Bu esnada bulunduğu ortamdan ısı çektiği için ortam sıcaklığını da düşürmüş olur. Soğutma akışkanı kompresör tarafından emilerek çevrim aynı şekilde tekrarlanır. İçinde geçtiği boru vs. paslandırmamalıdır. En çok kullanılan soğutucu akışkanların başında Freon 12, Freon 22, Freon 134a gelir. Soğutma makinalarında önceleri amonyak ve karbondioksit kullanılmıştır. Günümüzde ise freon kullanılmaktadır. 263

114 Maddenin Halleri ÖRNEK Aşağıdaki özelliklerden hangisi soğutucu akışkanlara ait değildir? A) Kimyasal olarak zehirli ve yanıcı olmamalıdır. B) Metallerle tepkimeye girmemelidir. C) Uygulanabiir basınç altında buharlaşmamalı ve sıvılaşmamalıdır. D) 1 atmosfer basınçta mümkün olduğunca düşük kaynama noktasına sahip olmalıdır. E) Maliyeti düşük olmalı ve kolay temin edilebilmelidir. ÇÖZÜM 1.4. HAVADAN AZOT VE OKSİJEN ELDESİ Genellikle atmosferi oluşturan maddeleri belirtmekte hava sözcüğü kullanılır. Hava az miktarda argon, karbon dioksit ve diğer az miktardaki maddelerin yanında, bol miktarda azot ve oksijen gazlarını içeren bir gaz karışımıdır. Deniz seviyesinde kuru hava bileşimi aşağıdaki tabloda verilmiştir. Dünyayı saran bu hava örtüsü hem bizi zararlı ışınlardan korur, hem de yaşam için gerekli olan bazı kimyasal maddelerin ana kaynağıdır. Yeryüzünden itibaren ilk 12 km kalınlığındaki tabaka, atmosferin yaklaşık kütlece %90 ını içerir. Aşina olduğumuz havanın bu tabakasına troposfer denir. Hava olayları bu bölgede meydana gelir. Troposferin sıcaklığı deniz seviyesinden yükseğe çıkıldıkça sürekli olarak azalarak yaklaşık 220 K e kadar düşer. Yeryüzünden yaklaşık km arasındaki bölgeye stratosfer denir. Sıcaklık km arasında, 220 K de hemen hemen sabit kalırken 50 km de yaklaşık 280 K değerine ulaşır. Atmosferin bu ince tabakasındaki atomlar ile güneşten gelen ultraviole ışıma arasında ekzotermik tepkimeler olması, bu bölgenin sıcaklığının artmasına neden olur. Ozon tabakası bu tepkimeler sonucunda oluşur. Stratosferin ötesinde atmosfer çok incedir ve yoğunluk litrede mikrogram hatta giderek nanogram mertebesine düşer. Mezosferde (55-80 km arası), sıcaklık düzenli olarak 180 K e kadar düşer. Termosfer ya da iyonosfer denen, sonraki tabakada sıcaklık yaklaşık 1500 K e yükselir. Atmosferin bu tabakası pozitif ve negatif iyonlar, serbest elektronlar, nötr atomlar ve moleküller içerir. Azot gazı ve oksijen gazı sıvılaştırılmış havanın damıtılmasından elde edilir. Sıvılaştırılan hava damıtıldığında kaynama noktası düşük olan azot gazı ayrılır, geriye oksijen gazı kalır. Hava ak m Kompresör Hava ak m Dam tma kulesi Azot gaz Azot, N 2 Bileflen Oksijen, O 2 Argon, Ar Karbon dioksit, CO 2 Mol kütlesi g mol 1 28,02 32,00 39,95 44,01 B LEfi M hacimce % kütlece % 78,09 75,52 20,95 0,93 0,03 23,14 1,23 0,05 Havanın ortalama kütlesi, 28,97 g mol 1 dir. Havadaki su buharının yüzdesi, nemlilik ile değişir. So utucu birimi Genleflme vanas S v hava Hava girifli Filtre Argon gaz S v oksijen Sıvı havanın ayrımsal damıtılması basit gösterimi 264

115 Maddenin Halleri Temiz hava kompresöre beslenir ve soğutma biriminde soğutulur. Soğuk hava genleşme vanasından geçirilir ve sıvılaşıncaya kadar soğutulur. Sıvı hava, içindeki CO 2 ve hidrokarbonlardan arındırmak için süzülür ve daha sonra damıtılır. Sıvı hava damıtma kolonunun üst tarafına gönderilir. Burada en uçucu bileşen olan azot ortamdan ayrılır. Kolonun ortalarında argon gaz haline geçerek ayrılır. En az uçucu bileşen olan sıvı oksijen kolunun dibinde toplanır. Azot, argon ve oksijenin kaynama noktaları, sıra ile 195,6 C, 185,5 C ve 182,8 C dir. Azot gazı, bazı kimyasal bileşiklerin ve bir kısım cihazların üretiminde inert atmosfer olarak kullanılır. Petrol üretiminde basınç gazı olarak kullanılır. Metal işlemlerinde ve soğutucularda (gıdaların hızlı dondurulması) kullanılır. ÖRNEK Günlük hayatımızda kullanılan, I. Çamaşır makinesi II. Klima III. Buzdolabı cihazlarından hangilerinin çalışma sisteminde Joule-Thomson olayı etkilidir? D) I ve III E) II ve III ÇÖZÜM Azot, atmosferde en bol bulunan element olmasına karşın, yer kabuğunda çok az bulunur. Buna karşılık, atmosferin ana bileşenlerinden biri de olan oksijen, yer kabuğunda çok fazladır. Gerçekte, oksijen katı yer kabuğunda %45,5 oranda, en çok bulunan elementtir. Oksijen kimyanın temel elementidir. Oksijen genellikle bileşikleri şeklinde bulunması ve kullanılmasına karşın, oksijen gazının kendisi önemli ticari kimyasal maddedir. Demir ve çelik üretiminde, diğer metallerin üretimi ve yapımında (kesme ve kaynak, kimyasal üretim ve diğer yükseltgenme işlemleri, suyun temizlenmesi, roket yakıtlarının yakılması, tıbbi cihazlarda ve petrol rafinesinde kullanılır. Laboratuvarda oksijen elde etmek için kullanılan yöntemlerden biri suyun elektrolizidir. Az miktarda baz veya asit ilave edilmiş saf su elektroliz edilirse anotta, çok saf oksijen gazı elde edilir. Diğer bir yöntemde ise oksijen, potasyum kloratın MnO 2 katalizörlüğünde ısıtılması ile elde edilir. Bu olayın tepkime denklemi aşağıdaki gibidir. 2KClO 3(k) MnO s 2 2KCl (k) + 3O 2(g) Oksijenin bir allotropu olan ozon, keskin kokuya sahiptir ve solunum yoluyla alındığında öldürücü etki yapabilir. Ozonun özellikleri oksijenden çok farklıdır. O O O O O O Lewis yapısından da anlaşılacağı gibi ozonun moekül yapısı açısaldır. Bu açı nedeniyle ozon UV ışınları soğurabilir. Ozon, mavi renkli bir gaz olup atmosferin yüksek katmanlarında (stratosfer) bulunur. Güneş ışınlarının, şimşeğin veya yüksek gerilim kaynaklarının elektriksel enerji sağlaması sonucunda O 2 moleküllerinden oluşur. 265

116 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 1 1. Gazların hızlı genleştirilmesi işlemi ile ilgili; I. Bir gazın hızlı bir şekilde genişletirildiğinde sıcaklığının düşmesine Joule-Thomson olayı etkilidir. II. Moleküller arasındaki uzaklık artar, moleküllerin ortalama hızları düşer. III. Moleküller arası çekim kuvvetlerinin yenilmesi için gereken enerjiyi moleküller kendi özısılarını kullanarak karşılar. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I, II ve III 4. I. Suyun doğada katı, sıvı ve gaz şeklinde atmosfer, okyanus ve karalar arasında dolaşmasına hidrolojik dolaşım denir. II. Ekolojik yönden etkin role sahip gazların başında oksijen, karbon dioksit, hidrojen sülfür ve metan gelir. III. En büyük ekosistem okyanuslardır. Ekosistem ve suyun ekolojik önemi için yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 2. Soğutucu akışkanlar ile ilgili; I. 1 atm de mümkün olduğunca yüksek kaynama noktasına sahip olmalıdır. II. Uygulanabilir basınç altında sıvılaşmalı ve buharlaşmalıdır. III. Kimyasal olarak zehirli ve korozif olmamalıdır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 5. Atmosferin ekolojik açıdan önemi ile ilgili; I. Atmosferin yeryüzü ile direk ilişkili tabakasına troposfer denir. II. Troposfer yeryüzü ile ilişkili olup en fazla oksijen gazı içerir. III. Atmosfer güneşten gelen zararlı ışınların yeryüzüne gelmesini ve yerdeki radyasyonun uzaya kaçmasını büyük ölçüde engeller. yargılarından hangileri doğrudur? Canl lara karfl zehir etkisine sahip olmal d r. D atm bas nç ve 25 C s cakl kta buhar halinde olmal d r. D Y deal gaza en yak n maddelerdir. D Y Y D Kaynama noktalar düflük, kritik s cakl klar yüksek olmal d r. D Y Uygulanabilir bas nçla s v laflabilmelidir. Y Soğutucu akışkanların sahip olması gereken özellikleri ile ilgili verilen ifadeleri doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkışa ulaşılır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 D) I ve III E) II ve III 6. I. Su sürekli olarak denizlerden atmosfere, karalara ve tekrar denizlere döngü içerir. II. Suyun hidrolojik döngüsü suyun karalarda azalmasına, denizde artmasına neden olmaktadır. III. Suyun hidrolojik döngüsü bize temizlenmiş yeni su kaynağı sağlar. Suyun hidrolojik döngüsü ve sonuçları ile yukarıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III

117 Maddenin Halleri 7. X : Belirli bir şekli ve belirli bir hacmi vardır. Y : Tanecikleri arasında boşluk çoktur, tanecikler birbirinden bağımsız hareket ederler. Z : Belirli bir hacime sahiptir, ancak belirli bir şekli yoktur. X, Y ve Z maddenin fiziksel halleridir. X, Y ve Z ile ilgili aşağıdaki sınıflandırmalardan hangisi doğrudur? X Y Z A) Sıvı Katı Gaz B) Sıvı Gaz Katı C) Katı Gaz Sıvı D) Katı Sıvı Gaz E) Gaz Katı Sıvı 10. D Maddenin gaz halinde tanecikleri aras ndaki boflluk en azd r. D Y Maddenin gaz halinin tanecikleri aras ndaki çekim kuvveti azd r. D Y 1 2 Maddenin belirli bir flekle ve belirli bir hacme sahip olmayan halidir. Maddenin gaz halinde tanecikler birbirinden ba ms z olarak hareket ederler. D Y 3 4 Y Maddenin gaz hali s k flt r labilir, s t l p geniflletilebilir. D Y 5 6 Maddenin gaz hali için yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? 8. Maddenin sıvı hali için; I. Tanecikleri arasındaki boşluklar katı halindekinden daha fazladır. II. Katılardan daha düzenlidir. III. Taneciklerinin birbirine uyguladığı çekim kuvveti katılardan daha azdır. IV. Belirli bir şekilleri yoktur. V. Hacimleri dolduruldukları kabın hacmine göre değişir. 9. ifadelerinden kaç tanesi yanlıştır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 I. Maddenin halleri Kat Örnekler Tafl, demir, tahta, tuz A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) Aşağıdakilerden hangisi soğutucularda soğutma işlemlerinde kullanılan gazların özelliklerinden biri olamaz? A) Normal basınçta kaynama noktası yüksek olmalıdır. B) Ucuz ve kolay temin edilebilir olmalıdır. C) Yanıcı, patlayıcı ve zehirli olmamalıdır. D) Kimyasal yönden aktif olmamalıdır. E) Uygulanabilir basınç altında sıvılaşmalı ve buharlaşmalıdır. II. III. S v Gaz Su, ya, mazot, kâ t Hava, oksijen, LPG, LNG Yukarıdaki tabloda maddenin hallerine örnekler verilmiştir. Verilen örneklerin hangilerinde hatalı örnekler vardır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 12. LPG ile ilgili; I. Sıvılaştırılmış petrol gazdır. II. Propan ve bütan gazlarının oluşturduğu karışımın sıvılaştırılmış halidir. III. Hava içinde %2 ile %9 arasında bulunması patlama riskini doğurur. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) I, II ve III 267

118 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 1 ÇÖZÜMLERİ

119 Maddenin Halleri

120 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR 1 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenini kısa bir şekilde açıklayınız. 1. LPG ile ilgili olarak; I. Normal şartlar altında sıvıdır. II. Renksiz ve kokusuzdur. III. Yanıcı ve patlayıcı özelliğe sahiptir. yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: 2. LNG ile ilgili olarak aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Sıvılaştırılmış doğal gazdır. B) LNG, bütan ve propan gazlarının karışımıdır. C) Doğal gazın hacmi, gaz fazından sıvı faza geçerken yaklaşık 600 kat küçülür. D) Renksiz, kokusuz, zehirli değildir, korozif özelliği yoktur. E) Hava içindeki karışım oranı %5 ile %15 arasında yanıcı ve parlayıcıdır. Açıklama: 3. Klima sistemleri ile ilgili; I. Soğutma çevrimi kullanarak bir ortamdan ısı çeker. II. Ortamın fazla nemini alır. III. Ortama taze hava sağlar. yargılarından hangileri doğru olabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 4. Soğutucu akışkanlar ile ilgili; I. Bugün için amonyak ve karbondioksit kullanılmaktadır. II. Buharlaşması ve sıvılaşması uygulanabilir basınçlar altında olan gazlar kullanılır. III. Kimyasal olarak ayrışmayan, yanmayan ve zehirli olmayan gazlar kullanılır. yargılarından hangileri yanlıştır? D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: 5. S v tanecikler aras ndaki zay f çekim kuvvetlerinden dolay damlalar oluflturur. I. S v II. Madde III. S v lar belirli bir hacme sahiptir. Maddenin s v hale belirli bir flekle sahip de- ildir, bulundu u kab n fleklini al r. Açıklama: Sıvı maddeler için yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 270

121 Maddenin Halleri 6. Oksijenin kaynama noktası 185,5 C ve azotun kanama noktası 195,6 C dir. Buna göre, hava sıvılaştırılarak damıtıldığında; I. İlk olarak azot gazı kaynayarak ayrılır. II. Ayrımsal damıtma kolonun alt kısmında sıvı azot toplanır. III. Oksijen gazının tümü buharlaşır ve ayrımsal damıtma kolonun üst kısmına doğru yükselerek oradan alınır. yargılarından hangilerini doğrudur? D) I ve II E) II ve III Açıklama: 7. Atmosferdeki su yağışlar (yağmur, kar ve dolu) ile kara ve denizlere düşer. Karalara gelen su birkaç şekilde su döngüsüne katılır. Karalara gelen su; I. Yüzeyden buharlaşır ve direkt olarak tekrar atmosfere geçer. II. Dere ve nehirlerden göl ve denizlere akar. III. Toprak altına doğru sızar ve toprak altı su akuferlerini oluşturur. yargılarından hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: Açıklama: 8. Maddenin halleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Gaz hali maddenin en düzensiz halidir. B) Maddenin gaz halinde tanecikler birbirinden maksimum uzaklıktadır. C) Sıvı halde bulunan maddenin hacmi, içine konuldukları kapların hacmine daima eşittir. D) Katı halde bulunan maddelerin tanecikleri öteleme hareketi yapamaz. E) Maddenin sıvı ve gaz hali akışkandır. 9. Tanecikler öteleme hareketi yapabilen X maddesi için aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur? A) Sıkıştırılabilir. B) Akışkandır. C) Suda çözünür. D) Belirli bir hacmi yoktur. E) Sıvı haldedir. Açıklama: 271

122 NOTLARIM 272

123 2. BÖLÜM : GAZLAR 2.1. MADDENİN GAZ HALİ 2.2. GAZLARIN SIKIŞMA VE GENLEŞME ÖZELLİĞİ 2.3. GAZLARIN BASINÇ, HACİM, MOL SAYISI VE SICAKLIK İLİŞKİSİ 2.4. GAZ KANUNLARI a) Boyle Mariotte Kanunu b) Charles Kanunu c) Gay Lussac Kanunu d) Avogadro Kanunu e) Birleştirilmiş Gaz Denklemi f) İdeal Gaz Denklemi 2.5. GAZLARIN KİNETİK TEORİSİ a) Graham Difüzyon Kanunu 2.6. ATMOSFER VE BİZ a) Kuru Havanın Bileşimi b) Atmosferin Canlılar İçin Önemi c) Atmosferi Kirleticiler d) Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu Belirli bir şekli ve belirli bir hacmi olmayan maddenin haline gaz denir. Gazların molekülleri arasındaki uzaklık fazla olduğundan sıkıştırılabilir. Isıtılan gazlar genleşir. Genleşme katsayısı gazlar için ayırt edici değildir. Gazların molekülleri daima hareket halindedir. Moleküller doğrusal hareket ederler. Moleküllerin çarpışmaları sonucunda yönleri değişir. Basınç, hacim, sıcaklık ve mol sayısı gazların temel özellikleridir. Gaz kanunları bu temel özellikleri arasındaki bağıntıları ortaya koyar. Miktar ve sıcaklığı sabit olan gazın hacmi azaltıldığında basıncı artar. Buna Boyle - Mariotte Kanunu denir. n ve T sabit iken basınç, hacim ile ters orantılıdır. P 1. V 1 = P 2. V 2 (n ve T sabit) Sabit basınç altında belirli miktar gazın hacmi, mutlak sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişir. Buna Charles Kanunu denir. V1 V2 = (n ve P sabit) T1 T2 Sabit hacimli bir kap içindeki belli miktar gazın basıncı mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Buna Gay - Lussac Kanunu denir. P T 1 1 P2 = (n ve V sabit) T 2 Aynı koşullarda gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda molekül bulunur. Bu gözlem Avogadro Hipotezi olarak bilinir. V V 1 2 n1 = (P ve T eşit) n 2 273

124 Maddenin Halleri 2.1. MADDENİN GAZ HALİ Maddeler doğada değişik fiziksel hallerde bulunabilir. Bunlar katı, sıvı, gaz halidir. Maddenin dördüncü hali plazma olarak alınmaktadır. Bir katıda atomlar ya da moleküller birbirine çok yakındır. Bazen de kristal diye bilinen çok düzenli bir yapıda bulunurlar. Bir katının belli bir şekli vardır. Bir sıvıdaki atom ya da moleküller genellikle bir katınınkine göre birbirinden çok daha uzaktırlar. Bu atom ya da moleküllerin hareketliliği sıvıya en önemli ayırt edebilme özelliği olan akış yeteneğini verir. Sıvılar bulunduğu kabın tabanını kaplar ve kabın şeklini alırlar. Bir gazda atomlar ya da moleküller arasındaki uzaklık bir sıvınınkinden çok daha büyüktür. Bir gaz daima bulunduğu kabı doldurmak üzere genleşir. Koşullara bağlı olarak, bir madde yalnız bir halde görülebilir ya da iki veya üç halde de olabilir. Buz parçası erirken katı ve sıvı bir arada bulunur. Mutlaka buharlaşacağından, buzun erimesi sırasında buz, su ve buhar bir arada bulunur. Gazların bazı özellikleri herkesçe bilinir. Gazlar bulundukları kabın şeklini alacak şekilde genişler, diğer bir gaz içinde yayılır ve her oranda karışırlar. H 2 ve CH 4 gazları gibi bazı gazlar yanıcıdır. Diğer taraftan, helyum ve neon gibi bazı gazlar kimyasal tepkimeye duyarsızdır. Gazların fiziksel davranışını dört özellik belirler; gaz miktarı, hacmi, sıcaklık ve basınç. Bunlardan üçü bilindiği takdirde, diğeri genellikle hesaplanabilir. Özellik Belirli bir flekli Yo unluk Kat S v Gaz Var Kab n fleklini Kab n fleklini al r. al r. Maksimum Düflük Minimum 2.2. GAZLARIN SIKIŞMA VE GENLEŞME ÖZELLİĞİ Gazların molekülleri ya da atomları arasındaki uzaklık fazla olduğundan gazlar sıkıştırılabilir. CO 2 gaz CO 2 gaz CO 2 gaz ve s v s Bazı gazlar sıkıştırıldığında belirli bir basınçtan sonra sıvılaşırlar. Basınç ve sıcaklık etkileri kullanılarak moleküleri birbirine yaklaştırılan gazların molekülleri arasındaki çekme kuvvetleri artmaya başlar. Çekim kuvvetlerinin fazla olduğu durumlarda gaz sıvı hale geçer. Molekülleri arasında etkileşim olan ve moleküllerin birbirinden etkilendiği gazlara gerçek gazlar denir. He gaz He gaz He gaz He gazı bulunan kaba basınç uygulanarak piston aşağı indirildiğinde He gazının hacmi azaldığı halde sıvılaşmadığı, gaz halde kaldığı gözlemlenir. Bu durumda He atomları arasındaki çekim kuvvetlerinin yok denecek kadar az olduğu sonucuna varılır. Molekülleri ya da atomları arasında etkileşim olmadığı kabul edilen gazlar ideal gaz denir. CO 2 gazı gerçek gaz, He gazı ise ideale yakın gaz olarak nitelenir. Doğada bulunan gazların hiçbir ideal gaz değildir. Ancak gerçek gazlar yüksek sıcaklık ve düşük basınçta idealliğe yaklaşır. Bir gazın sabit basınç koşulunda sıcaklığı artırılırsa gaz genleşir ve hacmi artar. sürtünmesiz piston sürtünmesiz piston sürtünmesiz piston Ak c l k Tanecik hareketi Potansiyel enerji Yok Titreflim Ak c Titreflim ve öteleme Ak c Titreflim, öteleme ve dönme Düflük Yüksek Maksimum s s t 1 t 2 t 3 CO 2(g) CO 2(g) CO 2(g) 274

125 t 1 < t 2 < t 3 tür. Isıtılan gazın sıcaklığı artarken hacmi de artar. Sıcaklığın artmasıyla gazların hacimlerinde meydana gelen bu değişime ısıl genleşme denir. Aynı sıcaklık artışına rağmen hacmi en fazla artan gaz idealliğe daha yakındır. Gazların sıkışabilme ve genleşme özelliği gazların tanecikleri arasında boşluk olması ve birbirinden bağımsız hareket etmelerinden kaynaklanmaktadır. Gazların sıkıştırılabilme özelliği gaz molekülleri arasındaki boşlukların, moleküllerin kendi hacimleri yanında çok büyük olduğunu göstermektedir. Gazların bulundukları kabın her tarafına yayılmaları onların sürekli hareket halinde olmalarının bir sonucudur. Gaz molekülleri doğrusal ve zigzaglı hareket ederler. Çarpışıncaya kadar doğrusal hareket eden moleküllerin, çarpışma sonucunda yönleri değişir. Bu hareketler devamlı ve gelişigüzeldir. Moleküllerin doğrusal ve zigzaglı hareketlerine Brown Hareketi adı verilmiştir. Moleküller iki çarpışma arasında doğrusal hareket ederler. Maddenin Halleri Aynı sıcaklık ve basınçta tüm gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda atom ya da molekül bulunur. Aynı sıcaklık ve basınçta gazların eşit mol sayıları eşit miktarda hacim kaplar. 1 atmosfer basınç ve 0 C sıcaklık koşulunda 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. 1 atmosfer basınç ve 25 C sıcaklık koşulunda 1 mol gaz 24,5 litre hacim kaplar. Avogadro hipotezi ve sonuçları ile ilgili yukarıda verilen kurallar kullanılarak maddenin kütlesi, molekül sayısı, mol sayısı vb. hesaplanabilir. a) Tanecik sayısı verilen gazın mol sayısı hesaplanabilir. n = mol sayısı N = verilen tanecik sayısı N A = Avogadro sayısı N A = 6, N n = N A ÖRNEK 3, tane CH 4 molekülü kaç moldur? (Na = 6, ) A) 0,02 B) 0,05 C) 0,2 D) 0,04 E) 0,5 ÇÖZÜM 2.3. GAZLARIN BASINÇ, HACİM, MOL SAYISI VE SICAKLIK İLİŞKİSİ Gazların fiziksel davranışını dört özellik belirler: gaz hacmi, miktarı, sıcaklık ve basınç. MOL SAYISI 6, tane atom ya da molekül içeren madde miktarına 1 mol denir. Kinetik teori gaz moleküllerini, kütlesi olan ama hacmi olmayan nokta küreler olarak tanımlar. Bu kürelerin miktarı Avogadro hipotezi ile hesaplanabilir. b) Normal koşullarda (1 atm, 0 C) hacmi verilen gazın mol sayısı hesaplanabilir. V = verilen hacim (litre) V A = 1 mol gazın NK daki hacmi, 22,4 litre n = mol sayısı V V n = ( n = ( atm, C) V 22, A 275

126 Maddenin Halleri ÖRNEK Normal koşullarda 5,6 litre hacim kaplayan CO 2 gazının mol sayısı kaçtır? A) 0,025 B) 0,04 C) 0,25 D) 0,4 E) 0,5 ÇÖZÜM Bu birimlerin tümü birbirine çevrilebilir. Mol sayısının hesaplanması ile ilgili işlemler basit orantılar kullanılarak yapılabilir. HACİM Gazların molekülleri birbirinden uzak ve bağımsız hareket etmektedir. Bu nedenden dolayı, gazlar bulundukları kabın hacmini doldurur. Gazın hacmini ifade ederken gazın sıcaklığı ve basıncın da ifade edilmesi gerekir. Gazın hacmi cm 3, m 3, dm 3, l, ml ile ifade edilebilir. 1 dm 3 = 1 litre c) Kütlesi verilen gazın mol sayısı hesaplanabilir. m = verilen kütle (g) M A = mol kütlesi (g/mol) n = mol sayısı m n = M A 1 litre = 1000 ml 1 litre = 1000 cm 3 1 cm 3 = 1 ml 1 m 3 = 1000 litre Basıncın sabit ve 1 atm olduğu koşulda sıcaklık 0 C ise 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. Pistonlu kap veya esnek kap için basınç sabit olabilir. SICAKLIK ÖRNEK 13,2 gram N 2 O gazının mol sayısı kaçtır? (C = 12, O = 16) A) 0,3 B) 0,15 C) 0,03 D) 0,02 E) 0,025 ÇÖZÜM Gazların özellikleri belirtilirken sıcaklığın da belirtilmesi gerekir. Sıcaklık, gazların özelliklerini etkiler. Sıcaklık arttıkça gaz taneciklerinin kinetik enerjisi artar. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla doğru orantılı artar. Or. KE S cakl k ( C) 0 C de de belli bir kinetik enerjisi olan moleküllerin sıcaklığı artırıldığında şekildeki değişim elde edilir. Sıcaklık arttıkça gaz tanecikleri daha hızlı hareket eder. Gaz moleküllerinin ortalama hızı mutlak sıcaklığın karekökü ile doğru orantılıdır. 276

127 Maddenin Halleri Sıcaklık birimleri Celsius ( C), Fahrenheit (F), Reaumer (R) ve Kelvin (K) dir. Kelvin = Celsius T = C R F 32 C = = bağıntılarıyla birbirine dönüştürülebilirler. Sıcaklık termometre ile ölçülür. Kelvin sıcaklık birimine mutlak sıcaklık denir. Sıfır Kelvin değerine mutlak sıfır denir. Gazlar kinetik teoriye göre kaba homojen dağıldığı için hem kabın çeperine hem de birbirine kuvvet uygular. Kapalı bir kapta sabit sıcaklıkta bulunan bir miktar gaz bulunduğu kabın her noktasına aynı basınç uygular. Gazın basıncı birim hacimdeki taneciğin sayısı, hızı ve çarpma sayısı ile orantılır. a) Hava bir gaz karışımıdır ve yeryüzüne bir basınç uygular. Bu basınca açık hava basıncı veya atmosfer basıncı denir. Or. KE Or. KE Atmosfer basıncı barometre ile ölçülür. 0 S cakl k (K) A 0 S cakl k ( C) c va h Bofl P = h. d cıva cinsinden P = h cmhg olur. A noktası 273 C olup 0 Kelvine karşılık gelmektedir. A noktasına mutlak sıfır da denir. BASINÇ Gazların moleküllerinin serbest hareketlerinden dolayı hem birbirlerine hem de bulundukları kabın çeperlerine çarparlar. Bu çarpmalar sonucunda kuvvet meydana gelir. Çarpmalar sonucu oluşan bu kuvvete gazın basıncı denir. Basınç, birim yüzeye etki eden dik kuvvettir. Basınç = Kuvvet F ( P = dir. Alan S Basınç birimleri Nm 2, Paskal, bar, atm, cmhg ve mmhg dir. N 1 Paskal = 1 m 2 = 1 kg m 1 s 2 1 bar = 10 5 Paskal 1 atm = 760 mmhg 1 atm = Pa Gaz moleküllerinin iki çarpışma arasında ortalama olarak aldığı mesafeye ortalama serbest yol denir. Gazlar temas ettikleri tüm yüzeylere basınç uygular. c va Kullanılan sıvının cinsi değiştirilirse bu durumda tüpdeki yükseklik değişir. Sıvının yüksekliğini belirlemek için, P 1 = P 2 olacağından, h 1. d 1 = h 2. d 2 formülü kullanılarak ikinci sıvının cam borudaki yüksekliği hesaplanabilir. Cıva yerine su kullanılırsa, h cıva. d cıva = h su. d su ile hesaplanabilir ,6 = h su. 1 h su = 1033,6 cm olur. Deniz seviyesinden yükseklere çıktıkça havanın uyguladığı basınç her 10,5 m de 1 mmhg azalır. Bu durum belirli bir yüksekliğe kadar devam eder. b) Kapalı kaplardaki gazların basıncı manometre ile ölçülür. Manometreler U şeklindeki bir borunun içine cıva konularak oluşturulur. Borunun bir ucu basıncı ölçülmek istenilen gazın bulunduğu kaba bağlanırken diğer ucu açık ya da kapalıdır. Manometreler eşit kollu terazi gibi çalışır. İki tür manometre vardır. 277

128 Maddenin Halleri Kapalı uçlu manometre ÖRNEK Bofl Y gaz P o =1 atm X gaz c va h X gaz c va h X gaz 38 cm Y gaz 19 cm P X = h cm Hg P X = P Y + P c va c va c va Açık hava manometre P o P o P o Şekilde manometrenin bulunduğu yerde açık hava basıncı 1 atm dir. Buna göre, X gazının basıncı kaç atm dir? X gaz h Y gaz Z gaz h A) 0,25 B) 0,50 C) 0,75 D) 0,80 E) 1,25 ÇÖZÜM c va c va c va P X = P o h P Y = P o P Z = P o + h ÖRNEK Ar gaz P o =1 atm 57 cm c va Şekildeki kapta 25 C de Ar gazı bulunmaktadır. Açık hava basıncı 1 atm dir. Buna göre, Ar gazının basıncı kaç atm dir? A) 0,15 B) 0,20 C) 0,25 D) 0,75 E) 1,25 ÇÖZÜM 2.4. GAZ KANUNLARI Gazlar ile ilgili hesaplamalarda dört nicelikten yararlanılır. Bunlar basınç, hacim, sıcaklık ve mol sayısıdır. Gaz kanunları bu nicelikler arasındaki bağıntıları ortaya koyar. a) Boyle - Mariotte Kanunu Miktarı ve sıcaklığı sabit olan bir gazın hacmi azaltıldığında birim hacimdeki molekül sayısı artar. Birim zamanda birim alana çarpan molekül sayısı artar. Bundan dolayı basınç artar. Sabit sıcaklıkta belli miktar gazın basıncı, hacmiyle ters orantılıdır. Bu kanuna Boyle-Mariotte Kanunu denir. 1 P. V = k P \ (n ve T sabit) V P 1. V 1 = P 2. V 2 (n ve T sabit) 278

129 Maddenin Halleri Bas nç P.V ÇÖZÜM (n ve T sabit) Hacim (n ve T sabit) P 1 V d (n ve T sabit) Hacim (n ve T sabit) P Boyle-Mariotte Kanunu, gazların kinetik modeli ile uyum halindedir. Bir gazın hacim azaltılarak sıkıştırıldıkça, moleküller daha küçük bir hacme toplanır. Kabın içi daha fazla kalabalık olur. Belli zamanda kabın yüzeylerine daha fazla molekül çarpar. Yüzeylere çarpan molekül sayısı artığı için basınç artar. Moleküllerin ortalama hızı, moleküllerin ortalama kinetik enerjisi, toplam molekül sayısı ve çarpışma şiddeti değişmez. Bir gazın hacmini değiştirmek için; 1. Gazın bulunduğu kaptan başka bir kaba aktarılması, 2. Gazın içinde bulunduğu kabın başka bir kap ile birleştirilmesi, 3. Pistonlu bir kaptaki gazın hacminin piston kullanılarak değiştirilmesi kullanılabilir. ÖRNEK A X gaz 2 litre M Bofl 3 litre Şekildeki birleşik kapların birincisinde X gazı bulunmaktadır. İkinci kap ise boştur. Sabit sıcaklıkta M musluğu açılarak yeterli süre bekleniyor. Buna göre; I. X moleküllerinin % 60 ı B kabına geçer. II. X moleküllerinin ortalama hızı artar. III. X gazının son basıncının ilk basıncına oranı 3 olur. 5 yargılarından hangileri doğru olur? D) I ve II E) I, II ve III B b) Charles Kanunu Sıcaklığı artırılan moleküllerin ortalama kinetik enerjisi ve ortalama hızı artar. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. 3 Or. KE T KE = kt dir. 2 Moleküllerin ortalama hızı mutlak sıcaklığın karekökü ile orantılıdır. 1 2 Or y \ T & KE = my dir. 2 υ = moleküllerin ortalama hızıdır. m = molekül kütlesidir. 279

130 Maddenin Halleri Bu durumda kabın yüzeylerine birim zamandaki çarpan molekül sayısı ve çarpmanın şiddetinin artması gerekir. Bu durumda basınç artar. Ancak, piston veya esnek kap iç ve dış basıncı eşit tuttuğu için hacim artar. Basınç değişmez. Hacim, mutlak sıcaklıkla doğru orantılı artar. Moleküllerin ortalama hızı hacim oranında artmaz. Bu durumda birim alana, birim zamanda çarpan molekül sayısı azalır. Ancak çarpışmanın şiddeti artar. Bu nedenden dolayı basınç değişmez. Sabit basınç altında belirli miktar gazın hacmi, mutlak sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişir. Buna Charles Kanunu denir. V = k (n ve P sabit) V T (n ve P sabit) T ÖRNEK P o deal piston 1 mol X gaz Şekilde verilen kapta bulunan 1 mol X gazı ideal piston ile dengededir. Gazın sıcaklığı 27 C tır. Sıcaklık 327 C ta çıkarılıyor. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi yanlış olur? A) Birim hacimdeki molekül sayısı yarıya düşer. B) Moleküllerin ortalama hızı iki katına çıkar. C) Özkütle yarıya düşer. D) Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi iki katına çıkar. E) Birim zamandaki çarpışma sayısı azalır. V T 1 1 V2 = (n ve P sabit) T 2 ÇÖZÜM V d T (n ve P sabit) V T (n ve P sabit) 1 V T T (n ve P sabit) (n ve P sabit) T Grafikte sıcaklık birimi V Celcius tur. A noktası ise 273 C tır. A noktasına mutlak sıfır noktası denir. 0 Kelvin e karşılık gelmektedir. A 0 t C 280

131 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 2 1. İdeal pistonlu 4 litrelik bir kapta basıncı 38 cm Hg olan bir miktar N 2 O gazı vardır. Buna göre, aynı sıcaklıkta kabın hacmi 8 litreye çıkarıldığında N 2 O gazının basıncı kaç atmosfer olur? A) 1,50 B) 1,0 C) 0,50 D) 0,25 E) 0, m gram X gazının mutlak sıcaklığı katına çıkarılıyor. 2 Basınç sabit kaldığına göre, V V d atm 2 litre N 2 I. M 1 atm 1 litre O 2 II. Şekildeki kaplarda bulunan N 2 ve O 2 gazlarının sıcaklıkları eşittir. Sabit sıcaklıkta birleşik kabın musluğu açıldığında, II. kaptaki ideal piston sağa doğru hareket ediyor. Sıcaklık sabit tutulduğuna göre, ideal pistonlu kabın hacmi kaç litre artmıştır? A) 5,0 B) 4,0 C) 3,5 D) 2,5 E) 2,0 He gaz deal piston P o T(K) P T(K) I II III bu olayla ilgili yukarıda verilen grafiklerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Şekildeki sistem deniz kenarında dengede iken aynı sıcaklıkta, pistonlu kap deniz seviyesinden daha yüksek bir yere götürülüyor. Kaptaki He gazının, I. Hacim II. Yoğunluk III. Atomların ortalama hızı niceliklerinden hangileri azalır? D) I ve II E) I ve III P o 8 litre 4,2 atm N 2 M 2 litre bofl CO 2(g) deal piston B A Şekilde verilen A kabında 4,2 atm basınçta azot gazı bulunmaktadır. B kabı ise boştur. Sabit sıcaklıkta kaplar arasındaki M musluğu açıldığında B kabına N 2 gazı dolmaktadır. Buna göre, sistem dengeye geldiğinde A kabındaki basınç kaç atmosferdir? A) 3,36 B) 3,15 C) 2,8 D) 1,05 E) 0,84 Şekildeki kapta 25 C sıcaklıkta CO 2 gazı bulunmaktadır. Bu gazın sıcaklığı artırıldığında; I. P.V değeri büyür. II. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi azalır. III. Yoğunluk azalır. yargılarından hangileri yanlıştır? D) I ve II E) I ve III 281

132 Maddenin Halleri 7. V Y (g) Şekildeki pistonlu kapta bir miktar Y gazı bulunmaktadır. Sabit sıcaklıkta piston yukarı doğru çekilerek Y gazının hacmi iki katına çıkarılıyor. Buna göre, bu olayla ilgili çizilen aşağıdaki grafiklerden hangisi yanlıştır? A) Birim hacimdeki Mol say s B) C) molekül say s M Yo unluk 10. P 0 SO 2(g) M deal piston Sabit basınç altında ideal pistonlu bir kapta 400 ml hacimde bulunan SO 2 gazının sıcaklığı 27 C dir. Gazın hacmini 720 ml yapabilmek için gazın sıcaklığı kaç C olmalıdır? A) 267 B) 285 C) 420 D) 480 E) 540 Hacim D) Bas nç E) Zaman Molekül say s Hacim Zaman Zaman 11. Hacim (litre) ,8 V CH 4 Şekildeki hareketli pistonlu kapta CH 4 gazının hacmi 2,8 V, basıncı 6P dir. Sabit sıcaklıkta piston aşağıya itilerek hacim 2,1 V litreye indirilirse basınç ne olur? 8 A) 3P B) P C) 7P D) 8P E) 10P 3 M 0 77 S cakl k ( C) İdeal hareketli pistonlu bir kapta bulunan argon gazının sıcaklık-hacim grafiği yukarıdaki gibidir. Buna göre, argon gazının 73 C ta hacmi kaç litredir? A) 90 B) 100 C) 120 D) 140 E) Y gaz P 0 deal piston Y gaz Da deal piston 12. Sabit basınç altında ideal hareketli pistonlu bir kap içerisinde bulunan m gram X gazı için, Deniz kenar Hareketli sürtünmesiz pistonlu kap içerisinde bulunan bir miktar Y gazının deniz kenarında ölçülen basıncı 1 atmosfer ve hacmi 450 cm 3 tür. Aynı sıcaklıkta bu kap dağın başına çıkarıldığında kaptaki Y gazının basıncı 57 cm Hg olduğuna göre, dağın tepesinde gazın hacmi kaç cm 3 tür? A) 300 B) 500 C) 600 D) 750 E) 900 Hacim (litre) I S cakl k (K) Hacim (litre) II S cakl k ( C) Hacim (litre) III S cakl k (K) yukarıdaki grafiklerden hangileri çizilebilir? D) I ve III E) II ve III 282

133 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 2 ÇÖZÜMLERİ

134 Maddenin Halleri

135 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR 2 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Belli bir miktar N 2 gazının 20 litre hacimdeki pistonlu kapta basıncı 0,5 atm dir. Aynı sıcaklıkta piston aşağı itilerek hacim 5 litreye düşürülürse basınç kaç atm olur? Açıklama: A) 0,8 B) 1,5 C) 2 D) 2,5 E) 4 2. Sabit basınçlı bir kapta 73 C sıcaklıktaki He gazının hacmi 8 litre olarak ölçülüyor. Sıcaklık 127 C a çıkarıldığında hacmindeki artış yüzde kaç olur? Açıklama: A) 50 B) 65 C) 75 D) 80 E) Yandaki ideal pistonlu sistemde 10 C deki 44 gram N 44 g 2 O gazının sıcaklığı 20 C a çıkarılıyor. (g) N 2 O Buna göre; I. Gaz hacmi iki katına çıkar. II. Basınç değişmez. III. Ortalama kinetik enerji artar. deal piston M yargılarından hangilerini doğrudur? D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: 4. Sabit basınç altındaki bir miktar gazın hacmi ile mutlak sıcaklığı doğru orantılıdır. Sabit basınç altındaki bir miktar gazın sıcaklığı azaldıkça molekülleri arasındaki uzaklık azalır. 0 Kelvin sıcaklıktaki madde gaz olarak bulunabilir. Yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlara D ve yanlış olanlara Y yazılırsa hangi sıralama elde edilir? A) D, D, Y B) D, Y, D C) D, Y, Y D) Y, D, D E) D, D, D Açıklama: 5. Sabit sıcaklıkta bir miktar argon gazı, 3 litrelik bir kapta 2 atm basınç yapmaktadır. Gazın hacmi 12 litreye çıkarıldığında, basınç kaç atm olur? A) 0,25 B) 0,5 C) 1 D) 1,25 E) 4 Açıklama: 285

136 Maddenin Halleri 6. Gazların hacmi ile ilgili üç grafik şöyledir: Hacim Hacim Açıklama: 0 (n ve T sabit) Bas nç 0 (n ve P sabit) I Hacim II S cakl k ( C) (n ve P sabit) Mutlak s cakl k III ideal davranıştaki gazlar için bu grafiklerden hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III 7. Şekildeki kapta bir miktar X gazı bulunmaktadır. İdeal piston (a) noktasından (b) a noktasına getiriliyor. Buna göre, X gazının; b I. Moleküllerin ortalama hızı X (g) M II. Sıcaklık değeri c III. Birim hacimdeki tanecik sayısı niceliklerinden hangileri artar? D) I ve III E) II ve III Açıklama: 8. X gaz 42 cm Açıklama: 30 cm h c va h P o X gaz fiekil I c va P o fiekil II Açık basıncının 70 cm Hg olduğu ortamda Şekil I deki tüp aynı sıcaklıkta Şekil II deki konuma getiriliyor. Buna göre, tüpteki cıvanın yüksekliği olan h kaç cm dir? (P o = 70 cm Hg) A) 5 B) 10 C) 12 D) 15 E)

137 Maddenin Halleri c) Gay-Lussac Kanunu ÇÖZÜM Sabit hacimli bir kapta bulunan bir miktar gazın sıcaklığı artırıldığında, sıcaklıkla doğru orantılı olan moleküllerin ortalama kinetik enerjisi ve kinetik enerjiye bağlı olan moleküllerin ortalama hızı artar. Moleküllerin ortalama hızı arttığı için birim zamanda kabın yüzeylerinin birim alanına çarpan molekül sayısı ve çarpışmanın şiddeti artar. Bundan dolayı basınç artar. Sabit hacimli bir kap içindeki belli miktar gazın basıncı mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Buna Gay-Lussac Kanunu denir. 0 0 P P T (n ve V sabit) P = k (n ve V sabit) T P T 1 1 P2 = (n ve V sabit) T 2 (n ve V sabit) d (n ve V sabit) T T 0 0 P T (n ve V sabit) Or. KE (n ve V sabit) T T 0 1 P (n ve V sabit) P T t C ÖRNEK bofl X (g) b 0 C 19 cm a c va Şekildeki X gazının sıcaklığı 273 C ye çıkarılıyor. Buna göre; I. Son basınç 0,5 atm dir. II. Manometrenin sağ kolunda b noktasından itibaren cıva 19 cm yükselir. III. Manometrede kollar arasındaki cıva seviyeleri farkı 38 cm olur. yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III ÇÖZÜM ÖRNEK Sabit hacimli bir kapta 127 C ta bulunan m gram He gazının basıncı 0,5 atm dir. He gazının kütlesi değiştirilmeden basıncını 1,5 atmosfere çıkarabilmek için sıcaklık kaç C ta çıkarılmalıdır? A) 1200 B) 927 C) 819 D) 746 E)

138 Maddenin Halleri ÖRNEK Sabit hacimli bir kaptaki N 2 gazının sıcaklığı 23 C den 27 C ye yükseltildiğinde gazın ilk basıncının son basıncına oranı kaç olur? A) 6 5 ÇÖZÜM B) 4 3 C) 3 2 D) 3 1 E) 5 2 V n (P ve T sabit) V n n (P ve T sabit) d n (P ve T sabit) 1 atm basınç ve 0 C sıcaklık koşul normal koşullar denir. Normal koşullarda (NK da) 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. Bu önerme tüm gazlar için doğrudur. 1 atm basınç ve 25 C sıcaklık koşullarına oda koşulları denir. Oda koşullarında 1 mol gaz 24,5 litre hacim kaplar. Bu önermede tüm gazlar için doğrudur. d) Avogadro Kanunu 1808 yılında Gay-Lussac gazların tepkimeleri ile ilgili çalışmalarının sonuçlarını yayımlamıştır. Gay-Lussac, gazların tepkimelerinde reaksiyona giren gazların hacimleri arasında basit bir oran olduğunu ortaya koymuştur. Bundan 3 yıl sonra 1811 yılında Amedeo Avogadro, sabit basınç ve sıcaklıkta farklı gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda atom ya da molekül olduğunu ortaya koymuştur. Böylece Boyle, Charles ve Gay-Lussac ın çalışmalarını tamamlamıştır. Bir gazın bir molünün kapladığı hacme molar hacim denir. Aynı koşullarda bütün molar hacimlerin, gazın cinsine bağlı olmaksızın birbirine eşit olduğu deneylerle ispatlamıştır. Basıncın ve sıcaklığın sabit olduğu koşullarda bir gazın miktarı artırılırsa hacim artar. Basıncı ve sıcaklığın sabit olduğu koşulda hacim, mol sayısı ile doğru orantılıdır. V n (P ve T sabit) ÖRNEK İdeal hareket eden piston ile deal V piston dengede olan 8 gram CH 4 8 gram M gazının hacmi V litredir. CH 4 Buna göre; I. 4 gram CH 4 azı ilavesi II. 4 gram O 2 gazı ilavesi III. 1 gram He gazı ilavesi yukarıdaki işlemlerden hangileri yapıldığında son hacim 1,5 V olur? (H : 1, He : 4, C : 12, O : 16) D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM V = K (P ve T sabit) n V V 2 1 n1 = (P ve T sabit) n 2 Aynı koşullarda gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda atom ya da molekül bulunur. Bu gözlem Avogadro Hipotezi olarak bilinir. Bu hipotez (kanun) aşağıdaki şekilde de ifade edilebilmektedir. Aynı koşullarda gazların eşit sayıdaki atom ya da molekülleri eşit miktarda hacim kaplar. 288

139 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 3 Maddenin Halleri 1. Ne (g) M 4. CO 2(g) b bofl 330 K Şekildeki sabit hacimli kapta 330 Kelvin sıcaklıkta 5 atm basınçla Ne gazı vardır. 0 C a 38 cm c va Kap soğutulduğunda basınç 4 atm ye düştüğüne göre, gazın son sıcaklığı kaç C dır? A) 73 B) 33 C) 13 D) 9 E) 13 Manometreye bağlı kapta 0 C ta bir miktar CO 2 gazı bulunuyor. CO 2 gazının sıcaklığı 273 C ye çıkarılıyor. Buna göre; I. Sağ kolda cıva b noktasından itibaren 19 cm yükselir. II. Son basınç 0,75 atm olur. III. Manometrede kollar arasındaki cıva seviyesi farkı 76 cm dir. yargılarından hangileri doğrudur? 2. Sabit hacimli bir kapta bulunan bir miktar X gazı- nın sıcaklığı artılıyor. D) I ve II E) I ve III Buna göre, aşağıda verilen grafiklerden hangisi doğru olur? A) Bas nç B) Bas nç C) Bas nç S cakl k (K) D) P E) T S cakl k (K) S cakl k ( C) Or. KE S cakl k ( C) S cakl k (K) 5. Kapalı sabit hacimli kapta 23 C ta bulunan Ne gazının basıncı 40 cm Hg dir. Ne gazının sıcaklığı 100 C artırılırsa kaptaki son basınç kaç cm Hg olur? A) 50 B) 56 C) 60 D) 76 E) C ta sabit hacimli bir kapta 1,8 atm basınçta m gram X gazı vardır. Gazın sıcaklığı 450 Kelvin e çıkarıldığında son basınç kaç atm olur? A) 2,4 B) 2,6 C) 2,7 D) 3,0 E) 3,6 6. Oda koşullarında ideal pistonlu bir kapta 0,4 gram He gazı bulunmaktadır. Aynı koşullarda 12,8 gram X gazı He gazının 2 katı hacim kapladığına göre, X gazının mol kütlesi kaçtır? A) 32 B) 40 C) 48 D) 64 E)

140 Maddenin Halleri mol Y (g) M CH 4 3,2 g X 2(g) 7,6 g 27 C V, T V, T Şekildeki kapların birincisinde 3,2 g CH 4 gazı, ikincisinde 7,6 g X 2 gazı bulunmaktadır. Gazların sıcaklıkları, hacimleri ve basınçları eşittir. Buna göre, X in mol kütlesi kaç g mol 1 dir? (H : 1, C : 12) A) 16 B) 19 C) 20 D) 32 E) 38 Şekilde verilen sabit hacimli kapta 1 mol Y gazı bulunmaktadır. Gazın sıcaklığı 27 C dir. Gazın sıcaklığı 927 C ye yükseltilirse; I. Moleküllerin ortalama hızları iki katına çıkar. II. Moleküllerin ortalama kinetik enerjileri dört katına çıkar. III. Gazın basıncı dört katına çıkar. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 8. Sabit hacimli bir kapta 477 C ta bir miktar H 2 S gazı 1,2 atm basınç yapmaktadır. Gazın basıncının 0,4 atm olması için sıcaklığı kaç C a düşürülmelidir? A) 77 B) 73 C) 23 D) 13 E) ,8 gram SO 2 gazının 8 litre hacim kapladığı koşullarda 8 gram CH 4 gazı kaç litre hacim kaplar? (H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) A) 20 B) 25 C) 30 D) 35 E) gram azot gazının 7 litre hacim kapladığı koşullarda; I. 3,2 gram CH 4 gazı II. 32 gram SO 2 gazı III. 17,6 gram CO 2 gazı yukarıda kütleleri verilen gazların kapladıkları hacim değerleri aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? (H : 1, C : 12, N : 14, O : 16, S : 32) I (litre) II (litre) III (litre) A) 5, ,2 B) 2, ,4 C) 5,6 28 5,6 D) 11,2 5,6 11,2 E) 2, , C sıcaklıkta 1,8 atm basınç yapan sabit hacimli bir kaptaki X 2 gazının sıcaklığı 27 C ye düşürülüyor. Buna göre, I. Kabın çeperlerinin birim yüzeyine birim zamanda çarpan molekül sayısı azalır. II. Gazın moleküllerinin kabın çeperlerine yaptıkları çarpmanın şiddeti azalır. III. Son basınç 1,2 atm olur. yargılarından hangileri doğru olur? D) I ve III E) I, II ve III 290

141 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 3 ÇÖZÜMLERİ Maddenin Halleri

142 Maddenin Halleri

143 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR 3 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Sabit hacimli bir kapta 23 C sıcaklıkta F 2 gazının basıncı 7,5 atm dir. Sıcaklık 127 C a çıkarılırsa kaptaki gaz basıncı kaç atm olur? A) 15 B) 12 C) 9 D) 6 E) 4 Açıklama: litrelik sabit hacimli bir kapta bulunan 127 C taki NO 2 gazının basıncı 2 atm dir. Gaz basıncını 2,5 atm yapmak için, gazın sıcaklığı kaç C arttırılmalıdır? A) 100 B) 105 C) 110 D) 120 E) 140 Açıklama: 3. I. Fe 3 O 4(k) Açıklama: II. C 2 H 5 OH (s) III. C 2 H 4(g) Yukarıdaki maddelerden hangilerinin 1 molü NK da 22,4 litre hacim kaplar? D) I ve II E) II ve III gram XO 3 gazının NK daki hacmi 4,48 litredir. Buna göre, X atomunun mol kütlesi kaçtır? (O : 16) A) 8 B) 12 C) 16 D) 32 E) 80 Açıklama: 5. Sabit hacimli bir kapta bulunan belirli miktar gazın basıncı mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Kapalı bir kapta bulunan bir gazın 227 C sıcaklıkta basıncı 1 atm olduğuna göre, bu gazın basıncının 380 mm Hg ya düşmesi için bu sıcaklığı kaç C ye düşürülmelidir? A) 127 B) 77 C) 47 D) 13 E) 23 Açıklama: 6. Hacmi sabit tutularak ısıtılan bir miktar gazın basıncı (P) ile sıcaklığı (t C) arasındaki grafik nasıl olmalıdır? A) P B) P C) P Açıklama: t( C) t( C) D) P E) P t( C) 273 t( C) t( C) 293

144 Maddenin Halleri 7. 3,2 gram CH 4 gazının 40 litre hacim kapladığı sıcaklık ve basınçta 6,4 gram SO 2 gazı kaç litre hacim kaplar? (H: 1, C: 12, O: 16, S: 32) A) 20 B) 22,4 C) 32 D) 44,8 E) 80 Açıklama: 8. III Açıklama: I II Belli bir miktar ideal gaz için yukarıdaki grafik çiziliyor. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Sabit sıcaklıkta basınç-hacim ilişkisini I. gösterir. B) Sabit sıcaklıkta PV P ilişkisini II. gösterir. C) Sabit hacimde P T ilişkisini II. gösterir. D) Sabit basınçta d T ilişkisini I. gösterir. E) Sabit basınçta V T ilişkisini III. gösterir. 9. P o deal piston P o deal piston CH 4 M C 2 H 4 M Açıklama: V 1 Yukarıda verilen kaplar aynı dış basınç ve aynı sıcaklık koşulunda bulunuyor. Kaplardaki gazların kütleleri eşit olduğuna V göre, 1 hacim oranı kaçtır? (H: 1, C: 12) V A) B) 4 7 C) 4 3 V 2 D) 5 4 E) Sabit basınçlı bir kapta 23 C ta bir miktar Ar gazı vardır. Gazın sıcaklığı kaç C a çıkarılırsa gazın hacmi %25 artar? A) 27 B) 39,5 C) 47,5 D) 312,5 E) 352 Açıklama: 11. Sabit basınçlı bir kapta 527 C ta bir miktar He gazının hacmi 12 litredir. Gazın sıcaklığı 27 C a düşürüldüğünde kabın hacmi kaç litre olur? A) 10 B) 6 C) 4,5 D) 3,5 E) 2,5 Açıklama: gram C 3 H 4 gazının 18 litre hacim kapladığı koşullarda, 2 gram He gazı kaç litre hacim kaplar? (H: 1, C: 12, He: 4) A) 3 B) 12 C) 24 D) 28 E) 30 Açıklama: 294

145 Maddenin Halleri e) Birleştirilmiş Gaz Denklemi Gaz yasalarının bir kısmını tekrarlayalım. Boyle - Mariotte Kanunu; P 1.V 1 = P 2.V 2 (n ve T sabit) Charles Kanunu; T V 1 1 Gay - Lussac Kanunu; T P V2 = (n ve P sabit) T P2 = (n ve V sabit) T Yukarıda görüldüğü gibi gaz kanunları açıklanırken basınç, sıcaklık ve hacim ile beraber gazın miktarı (mol sayısı) çoğu kez sabit tutulmuştur. Bir gazın ya da farklı gazların farklı koşullardaki karşılaştırılmaları yapılacağı zaman tek bir eşitliğe ihtiyaç duyulur. Birleştirilmiş gaz denklemi Boyle-Mariote, Charles ve Gay-Lussac ın gaz kanunlarından elde edilmiştir. 2 ÖRNEK Bir gölün tabanında bulunan hava kabarcığının sıcaklığı 17 C, basıncı 4 atm ve hacmi 5,8 cm 3 tür. Bu hava kabarcığı basıncın 1,5 atm ve sıcaklığın 27 C olduğu su yüzeyine çıkıyor. Hava kabarcığının yüzeydeki son hacmi kaç cm 3 tür? ÇÖZÜM A) 4 B) 8 C) 12 D) 16 E) 20 P1. V1 P2. V2 = (n sayısı sabit) T T 1 2 Bu denkleme genel gaz denklemi ya da birleştirilmiş gaz denklemi denir. Gazın ya da gazların mol sayıları da değişiyorsa yukarıdaki denklem, P1. V1 P = n. T n 1 1. V. T şeklinde yazılabilir ve kullanılabilir. ÖRNEK Bir miktar ideal bir gaz 2 atm basınç ve 277 C ta 15 litre hacim kaplamaktadır. Aynı miktardaki gaz 1 atm basınç ve 2 C sıcaklık koşullarında kaç litre hacim kaplar? A) 10 B) 15 C) 20 D) 30 E) 45 ÖRNEK 8 litre H 2(g) 0,5 atm I M 2 litre bofl I. kapta 0,5 atm basınç yapan H 2 gazının sıcaklığı 23 C dir. II. kap boştur. Kaplar arasındaki musluk açıldıktan sonra sıcaklık 77 C ye çıkarılıyor. Buna göre, H 2 gazının son basıncı kaç atm olur? A) 0,56 B) 0,8 C) 1,12 D) 1,4 E) 2,8 II ÇÖZÜM ÇÖZÜM 295

146 Maddenin Halleri f) İdeal Gaz Denklemi ÇÖZÜM (n ve T sabit) P.V = k. P 1. V 1 = P 2. V 2 Boyle-Mariotte Kanunu P P (n ve P sbt) k 1 P2 =, = Gay-Lssac Kanunu T T T 1 V V (n ve T sbt) k 1 V2 =, = Charles Kanunu T T T 1 V V (P ve T sabit) k 1 n1 =, = Avogadro hipotezi n V n Yukarıda verilen kanunlara ideal gaz kanunları denir. Bu kanunlara uygun gazlara ise ideal gaz denir. Yukarıdaki ideal gaz denklemleri birleştirilerek; P. V = n. R. T denklemi elde edilir. Bu denkleme ideal gaz denklemi denir. 0 C de ve 1 atm basınçta 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar ifadesi kullanıldığında R nin değeri ortaya çıkar. P. V = n. R. T 1 atm 22,4 litre = 1 mol. R. 273 K 1. 22, 4atm. litre R = mol. K 22, 4 R = atm.. mol 1. K 1 olur. 273 R = 0,082 atm.. mol 1. K 1 olur. ÖRNEK 27 C de sabit hacimli kapta bulunan azot gazının basıncı 4 atm dir. Kaba 112 gram azot gazı eklenip sıcaklık 400 K e çıkarılıyor. Son durumda azot gazının basıncı 12 atm olduğuna göre, başlangıçta kapta bulunan azot gazı kaç moldür? (N : 14) A) 1,2 B) 2,4 C) 3,2 D) 4,6 E) 5,4 ÇÖZÜM Basınç ve hacim birim değerleri değiştirildiğinde R sabitinin değerleri de değişir. R = 62,364 Torr.. mol 1. K 1 R = 8,3145 Pa. m 3. mol 1. K 1 R = 8,3145 J. mol 1. K 1 ÖRNEK 273 C de 1,6 gram CH 4 gazının bulunduğu kabın hacim 2,24 litredir. Buna göre, CH 4 gazının basıncı kaç atm dir? (H: 1, C: 12, R= 22, 4 atm.. mol 1. K 1 ) 273 A) 0,1 B) 0,2 C) 1,0 D) 2,0 E) 2,5 296

147 Maddenin Halleri ÖRNEK 0 C sıcaklıkta 4,48 litrelik bir kapta 2 atm basınç yapan X gazının kütlesi 16 gramdır. Buna göre, X gazının mol kütlesi kaç g mol 1 dir? A) 4 B) 16 C) 32 D) 40 E) 80 ÇÖZÜM ÖRNEK I. Düşük basınç ve yüksek sıcaklık değerlerinde gazlar ideal gibi davranır. PV II. oranı 1 e eşit olan gazlar idealdir. RT III. Gazlar üzerine uygulanan basınç artırıldıkça gazlar ideallikten uzaklaşır. Gerçek ve ideal gaz kavramları ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM ÖRNEK P.V (atm. ) 22,4 11, T(K) Yukarıdaki grafik X gazının PV T ilişkisini göstermektedir. Grafikteki verileri sağlayan X gazının kütlesi 16 gram olduğuna göre, X gazı aşğıdakilerden hangisi olabilir? (He: 4, H: 1, C: 12, O: 16, S: 32) ÇÖZÜM 297

148 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 4 Maddenin Halleri 1. Hacim (litre) 11,2 8,4 5,6 2,8 4. İdeal davrandığı kabul edilen X gazının miktarı sabit tutularak sıcaklığı artırılıyor. Bu olay ile ilgili; P.V n P.V P.V Kütle (g) 2 atm basınç altında 0 C de bulunan X gazının kütle-hacim grafiği verilmiştir. Buna göre, ideal gaz davranışı gösteren X gazının mol kütlesi aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) 16 B) 32 C) 48 D) 64 E) 80 T T I II III verilen grafiklerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III n 2. Kapalı bir kapta bulunan N 2 gazının kütlesi 56 gram, basıncı 76 cm Hg, sıcaklığı 127 C dir. Bu kaba 2 gram H 2 gazı gönderildikten sonra sıcaklık 327 C ye çıkarılıyor. Kaptaki son basınç kaç atm olur? (N :14, H: 1) A) 1,25 B) 2,25 C) 2,50 D) 2,75 E) 3,0 5. Sabit sıcaklıkta bir kapta 1,5 atm basınç yapan O 2 gazının mol sayısı 2 katına çıkarılırken, hacmi yarıya düşürülüyor. Buna göre, O 2 gazının son basıncı kaç atm dir? A) 2,0 B) 2,5 C) 3 D) 4,5 E) 6 3. Kütleleri, hacimleri ve moleküllerinin ortalama yayılma hızları eşit olan CH 4 ve SO 2 gazları için; I. SO 2 nin mutlak sıcaklığı, CH 4 ün 4 katıdır. II. Basıncı eşittir. III. Yoğunlukları eşittir. yargılarından hangileri doğrudur? (H: 1, C: 12, O: 16, S: 32) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 6. Sabit basınçlı bir kapta 27 C ta 12 gram H 2 gazı vardır. Kabın sıcaklığı 227 C a çıkarılıp, kaptaki H 2 gazının bir kısmı dışarıya alındığında hacmin değişmediği gözleniyor. Buna göre, kaç gram H 2 gazı kaptan dışarıya çıkarılmıştır? (H : 1) A) 1,2 B) 2,4 C) 4,8 D) 6 E) 7,2 298

149 Maddenin Halleri 7. Sabit basınçlı bir kapta sıcaklık artırılarak bir N 2 O 4 ün, N 2 O 4(g) 2NO 2(g) tepimesine göre, ayrışması sağlanıyor. Bu olayla ilgili, ml lik bir kapta bulunan CO 2 gazının sıcaklığı 27 C, basıncı 3 atm dir. Buna göre, kapta bulunan CO 2 gazı kaç gramdır? (C: 12, O: 16) A) 2,2 B) 8,8 C) 11 D) 13,2 E) 22 Bas nç (atm) Hacim (litre) Yo unluk (g/litre) I Zaman II Zaman III Zaman grafiklerden hangileri doğrudur? D) I ve III E) II ve III 11. Bas nç (atm) C ta 32 gram CH 4 bulunan sabit basınçlı bir S cakl k ( C) kabın sıcaklığı 546 C a çıkarılıp kaba 8 gram H 2 gazı eklendiğinde son hacim 36 litre oluyor. Buna göre, kabın başlangıçtaki hacmi kaç litredir? (H: 1, C: 12) A) 4 B) 5 C) 8 D) 12 E) 18 Sabit hacimli bir kapta bulunan 4 gram He gazının basıncının sıcaklıkla değişimi grafikteki gibidir. Buna göre, kabın hacim kaç litredir? (He : 4) A) 2,8 B) 5,6 C) 11,2 D) 22,4 E) 33,6 9. P o =76 cm Hg X (g) h K c va Şekildeki manometreye bağlı K kabında 0 C de hacmi 4,48 litre olan 0,3 mol X gazı vardır. Buna göre, manometrenin kollarındaki cıva seviyeleri farkı kaç cm dir? A) 19 B) 38 C) 57 D) 76 E) İdeal davranışta olduğu kabul edilen X gazının sabit basınç altında özkütlesini azaltmak için; I. Sıcaklığı düşürmek (kütle sabit) II. Kütlesini artırmak (sıcaklık sabit) III. Sıcaklığını artırmak (kütle sabit) işlemlerinden hangilerinden yararlanılabilir? D) I ve II E) I, II ve III 299

150 MADDENİN HALLERİ Maddenin Halleri ÇÖZÜMLÜ TEST 4 ÇÖZÜMLERİ

151 Maddenin Halleri

152 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR 4 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. 2,8 litrelik bir kapta bulunan 7,5 gram X gazının 0 C ta basıncı 2 atm dir. Buna göre, X gazı aşağıdakilerden hangisidir? Açıklama : (R = 0,082 atm.l.mol 1.K 1, H = 1, C = 12, N = 14, O = 16) A) C 2 H 4 B) CO 2 C) NO D) NH 3 E) N 2 O K sıcaklıkta ve 0,25 atm basınçta 27,3 litre hacim kaplayan ideal X gazı oda koşullarında kaç litre hacim kaplar? A) 7,45 B) 8,65 C) 9,50 D) 10,25 E) 12,75 Açıklama : 3. V P o = 1 atm X (g) 1 atm M Açıklama : Şekildeki pistonlu kapta 25 C de, V litrelik hacminde, 1 mol ideal davranıştaki X gazı bulunmaktadır. Aşağıdaki işlemlerden hangisi uygulandığında gazın basıncı değişmeden kalır? A) Sıcaklık ve hacmi değiştirmeden mol sayısını yarıya indirmek B) Mol sayısı ve hacmi değiştirmeden sıcaklığı yarıya indirmek C) Sıcaklığı değiştirmeden kaba aynı gazdan 1 mol eklemek ve hacim iki katına çıkarmak D) Mol sayısını değiştirmeden sıcaklığı iki katına çıkarmak ve hacmi yarıya indirmek E) Mol sayısını ve sıcaklığı değiştirmeden hacmi iki katına çıkarmak 4. Bas nç (atm) Açıklama : 2 1 0,5 0 2,8 5,6 11,2 Hacim (litre) 0 C sıcaklıkta bulunan 4 gram X gazının sabit sıcaklıktaki basınç-hacim grafiği şekildeki gibidir. Buna göre, X gazı aşağıdakilerden hangisi gibi olabilir? (H: 1, He: 4, C: 12, O: 16, S: 32) A) H 2 B) CH 4 C) He D) SO 2 E) O 2 302

153 Maddenin Halleri 5. Gaz halindeki belli miktar maddeye; I. Sabit hacimde sıcaklığın artırılması II. Sabit sıcaklıkta basıncın artırılması III. Sabit basınç ve sabit sıcaklıkta eşit kütlede gaz ilave edilmesi işlemlerinden hangileri uygulandığında o maddenin molekülleri arası uzaklığının azalması beklenmez? D) I ve III E) I, II ve III Açıklama : 6. Şekilde verilen kaptaki P 0 deal X gazı ideal piston ile piston dengededir. Kap bulunduğu ortamdan alınarak, X (g) M I. Aynı basınçta, daha soğuk, II. Aynı sıcaklıkta yükseltisi daha fazla, III. Aynı sıcaklıkta, havası boşaltılmış ortamlardan hangilerine götürülürse, X gazının hacmi artar? D) I ve II E) II ve III Açıklama : C sıcaklık ve 2 atm basınç yapan 8,4 gram X gazının hacmi 4,48 litredir. Bileşiğin genel formülü C n H 2n olduğuna göre, formüldeki n sayısı kaçtır? (H: 1, C: 12) A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 Açıklama : 8. NO gazının 2,24 atm basınç ve 0 C sıcaklıkta yoğunluğu kaç g/litre dir? (N: 14, O: 16) A) 6 B) 5 C) 4 D) 3 E) 2 Açıklama : 9. 11,2 litrelik bir kapta 0,8 gram He gazının sıcaklığı 273 C olduğuna göre, basıncı kaç atm dir? (He : 4) A) 2 B)1,6 C) 1,2 D) 0,8 E) 0,32 Açıklama : 303

154 Maddenin Halleri 2.5. GAZLARIN KİNETİK TEORİSİ a) Graham Difüzyon Kanunu Gazların davranışları ile ilgili basit yasaları açıklamak için 19. yüzyılın ortalarında gazların kinetik teorisi denen bir kuram ortaya atılmıştır. Bu kurama göre; 1. Gazların tanecikleri sürekli olarak, gelişi güzel ve doğrusal harekete sahiptir. Gazlar çok küçük, çok sayıda taneciklerin bir araya gelmesiyle oluşmuşlardır. 2. Gazların molekülleri birbirinden çok uzaktadırlar. Gazların moleküllerinden oluşan özhacim çok küçük olup yok kabul edilebilir. 3. Moleküller birbirleri ile bulundukları kabın çeperleri ile çarpışırlar. Bu çarpışmalar çok hızlıdır ve moleküller arası çarpışmalar çok azdır. 4. Moleküller arasında, çarpışma sırasında oluşan zayıf kuvvetler dışında, hiçbir kuvvet olmadığı kabul edilir. Yani, bir molekül diğerlerinden bağımsız olarak hareket eder ve etkilenmez. 5. Bağımsız moleküller çarpışma sonucu enerji kazanabilirler ya da kaybedebilirler. Ancak, moleküllerin tümü gözönüne alındığında, sabit sıcaklıkta toplam enerji sabittir. Gazların molekülleri arasında esnek çarpışma olduğu kabul edilir. Moleküllerin kendi aralarında ve kabın yüzeyleriyle yaptıkları çarpışmaları sonucunda moleküllerin ortalama kinetik enerjisi değişmez. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. E k T Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi maddenin miktarına, hacmine ve basınca bağlı değildir. Bu faktörlerin değiştirilmesi moleküllerin ortalama kinetik enerjisini etkilemez. Kinetik teori varsayımlarına uyan gazlara ideal gaz denir. Bu varsayımlara yakın bir farkla uyan gazlara da ideale yakın gazdır tanımlaması yapılır. Bir maddenin başka bir madde içinde dağılmasına difüzyon denir. Aynı sıcaklık ve basınçta gazların yayılma hızları molekül kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır. 1 y x \ υ x = Gazın difüzyon hızı MA x M Ax = Gazın molekül kütlesi Aynı sıcaklıkta bulunan farklı gazların moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri eşittir. Sıcaklıklar eşit olan X ve Y gazları için, Mx. y My. 2 x = y 2 y x = yy M M Graham difüzyon kanununu ifade eden bu formüldür. Graham difüzyon kanununa göre: Farklı gazların aynı sıcaklıkta yayılma hızlarının oranı mol kütelerinin oranının karekökü ile ters orantılıdır. Aynı sıcaklıkta molar kütlesi küçük olan gazlar daha hızlı hareket eder. Mol kütlesi arttıkça moleküllerin ortalama hızı azalır. Aynı sıcaklıkta H 2 gazının moleküllerinin ortalama hızı, O 2 gazının moleküllerinin ortalama hızından büyüktür. Gaz moleküllerinin ortalama hızı sıcaklıkta artar. Moleküllerin ortalama hızı, mutlak sıcaklığın karekökü ile doğru orantılıdır. υ x T Gaz moleküllerinin kapalı bir kaptan küçük bir delik aracılığıyla dışarı çıkışlarına efüzyon denir. Difüzyon için geçerli olan formüller efüzyon içinde geçerlidir. Gazların efüzyon sırasında bir kabı boşaltırken harcadıkları zaman ile efüzyon hızları ters orantılıdır. y x 2 y y 1 M = 2 (P ve T eşit) y M 2 1 y 1 t = 2 (P ve T eşit) y t 2 1 t = zaman 304

155 Maddenin Halleri Aynı sıcaklık ve basınçta, aynı sayıda moleküller eşit miktarda hacim kaplayacağından mol kütlesi yerine özkütle kullanılabilir. y 1 M2 y = 1 d = 2 (P ve T eşit) y M y d ÖRNEK X cm ÖRNEK Sabit hacimli kapalı bir kapta 1 mol CH 4 gazı bulunmaktadır. Kaba aynı sıcaklıkta 1 mol SO 2 gazı ilave ediliyor. Buna göre; I. Birim zamandaki toplam çarpışma sayısı artar. II. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi değişmez. III. CH 4 gazına ait moleküllerin ortalama hızı azalır. yargılarından hangileri doğrudur? (H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III CH 4(g) 105 cm He (g) ÇÖZÜM Şekildeki cam tüpe aynı zamanda CH 4 ve He gazları gönderiliyor. Buna göre, tüpün uzunluğu 105 cm ise CH 4(g) ün gönderildiği uçtan itibaren kaç cm sonra karşılaşırlar? (H : 1, He : 4, C : 12) A) 15 B) 25 C) 30 D) 35 E) 70 ÇÖZÜM ÖRNEK İdeal pistonlu bir kapta 1 mol Ne gazı bulunmaktadır. Gazın mutlak sıcaklığı iki katına çıkarılıyor. Buna göre; I. Basınç 2 katına çıkar. II. Ne taneciklerinin ortalama hızı III. Gazın hacmi değişmez. ifadelerinden hangileri doğru olur? 2 katına çıkar. A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM 305

156 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 5 Maddenin Halleri 1. Molekül say s T X (g) 2 T 2 T 3 Y (g) Moleküllerin h z (ms 1 ) Bir gaz örneğine ait T 1, T 2 ve T 3 sıcaklığında molekül sayısı - molekül hızı değişimine ait grafik yukarıda verilmiştir. Buna göre; I. T 1 sıcaklığı T 2 ve T 3 ten küçüktür. II. T 1 sıcaklığında moleküllerin ortalama hızı daha büyüktür. III. T 1, T 2 ve T 3 sıcaklıklarında moleküllerin ortalama kinetik enerjileri eşittir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III 2. Aynı sıcaklıkta X gazının ortalama hızı, Y ninkinden küçük Z ninkinden büyüktür. Buna göre; X, Y ve Z nin mol kütleleri aşağıdakilerin hangisinde doğru karşılaştırılmıştır? A) X > Y > Z B) Z > X > Y C) Z > Y > X D) Y > X > Z E) Y > Z > X Şekildeki musluklar açıldığında X gazı 1 ucundan 2 ucuna t saniyede giderken, Y gazı 1 ucundan 2 ucuna 2t saniyede gidiyor. Buna göre, X ve Y gazları ile ilgili; I. Sıcaklık aynı ise M X = 2M Y dir. II. Molekül kütleleri eşitse, T X = 2T Y dir. III. X in mutlak sıcaklığı Y nin mutlak sıcaklığının iki katı ise 2M X = M Y dir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I ve III 5. A B C D E F G He (g) CH 4(g) Şekildeki gibi altı çeşit parçaya bölünmüş cam borunun karşılıklı uçlarından aynı sıcaklıkta He (g) ve CH 4(g) gönderiliyor. Bu gazların molekülleri ilk önce hangi noktada karşılaşırlar? (H : 1, He : 4, C : 12) A) B B) C C) D D) E E) F 3. Aşağıdaki ifadelerden hangisi gazlar için önerilen kinetik teoride yer almaz? A) Gazlar, sürekli gelişigüzel hareket eden taneciklerden oluşur. B) Gaz molekülleri sonsuz küçük boyuttadır. C) Gaz molekülleri çarpışana kadar doğrusal hareket eder. D) Moleküller arasındaki itme ve çekme kuvvetleri olmadığı kabul edilir. E) Moleküllerin birbirleriyle ve kabın çeperleriyle çarpışmaları sonucunda toplam enerji artar. 6. Aynı sıcaklıkta eşit kütleli SO 2 ve SO 3 gazlarına ilişkin; I. Mol sayısı II. Molekül sayısı III. Ortalama hız niceliklerinden hangileri SO 2 için daha büyüktür? D) I ve III E) I, II ve III 306

157 Maddenin Halleri 7. Aynı sıcaklıkta aşağıdaki gazlardan hangisinin difüzyon hızı en büyüktür? (H : 1, C : 12, N : 14, O : 16, S : 32) A) N 2 B) CH 4 C) O 2 D) SO 2 E) NH He SO 2 SO 3 Ne CH 4 Aynı sıcaklıkta bulunan bu gazlardan difüzyon hızı en büyük olan, en küçük olandan kaç kat daha hızlıdır? (He : 4, Ne : 20, H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) A) 2 B) 2 C) 2 2 D) 2 5 E) 4 8. N 2(g) N 2 O (g) t C t C Şekilde verilen kapların hacimleri ve gazların mol sayıları eşittir. Bu gazların; I. Moleküllerin ortalama kinetik enerjileri II. Molekülerin ortalama hızları III. Birim zamanda birim yüzeye çarpan molekül sayısı nicelikleri için aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur? I II III A) Aynı Aynı Farklı B) Aynı Farklı Aynı C) Aynı Farklı Farklı D) Farklı Farklı Farklı E) Farklı Farklı Aynı 11. Gaz taneciklerinin davranışını açıklayan teoriye gazların kinetik teorisi denir. Gazların kinetik teorisine göre aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır? A) Gaz moleküllerinin arasındaki boşluklar gaz taneciklerinin boyutuna göre çok fazladır. B) Gaz tanecikleri birbirleriyle esnek çarpışma yaşar. C) Gazlar bulundukları kabın her noktasına homojen dağılır. D) Bir moleküldeki toplam elektron sayısı arttıkça gazlar idealliğe yaklaşır. E) Aynı sıcaklıkta tüm gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri aynıdır. 9. Çok küçük bir delikten 1 litre O 2 gazı 800 saniyede yayıldığına göre, aynı koşullardaki 1 litre H 2 gazı kaç saniyede yayılır? (O : 16, H : 1) A) 200 B) 250 C) 400 D) 1600 E) Aşağıda özellikleri ve bulundukları koşullar verilen gazlardan hangisi ideale en yakındır? (H : 1, He : 4, C : 12) Gaz Basınç (atm) Sıcaklık ( C) A) He P 2T B) H 2 2P T C) H 2 P 2T D) CH 4 2P 2T E) He 2P T 307

158 MADDENİN HALLERİ Maddenin Halleri ÇÖZÜMLÜ TEST 5 ÇÖZÜMLERİ

159 Maddenin Halleri

160 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR 5 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. X cm M M Açıklama : He SO cm Verilen sistemde sıcaklıkları aynı olan He ve SO 2 gazları, uzunluğu x cm olan dereceli silindirin iki ucundan M musluklar açılarak aynı anda difüzyona bırakılıyor. He gazı 160 cm yol aldığında SO 2 gazı ie karşılaştığına göre, dereceli silindirin uzunluğu (x) kaç cm dir? (He: 4, S: 32, O: 16) A) 180 B) 200 C) 240 D) 280 E) I. Gaz moleküllerinin bir delikten boşluğa yayılmasına... denir. II. Kinetik teori varsayımlarına uygun davranan gazlara... denir. III. Aynı sıcaklıktaki gazların difüzyon hızlarını belirleyen nicelik denir. Yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerlere aşağıdaki terim gruplarından hangileri getirilirse doğru olur? I II III A) Efüzyon İdeal gaz Mol kütlesi B) Difüzyon İdeal gaz Mol kütlesi C) Efüzyon Gerçek gaz Sıcaklık D) Difüzyon Gerçek gaz Mol kütlesi E) Efüzyon İdeal gaz Sıcaklık Açıklama : 3. Aynı sıcaklıktaki eşit kütleli He, CH 4 ve SO 2 gazları ile ilgili; I. Yayılma hızı en küçük olan SO 2 gazıdır. II. Mol sayısı en fazla olan CH 4 gazıdır. III. İdeale en yakın olan gaz He gazıdır. yargılarından hangilerini doğrudur? (H : 1, He : 4, C : 12, O : 16, S : 32) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama : 4. Aynı sıcaklık ve basınçtaki gazlar ile ilgili; I. Moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri eşittir. II. Hacimleri arasındaki oran, molekül sayıları arasındaki orana eşittir. III. Eşit hacimlerinin kütleleri arasındaki oran molekül kütleleri arasındaki orana eşittir. genellemelerinden hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 310 Açıklama :

161 Maddenin Halleri 5. Aşağıdakilerden hangisi kinetik teorinin varsayımlarından biri değildir? A) Gaz tanecikleri bulundukları kabın çeperleriyle ve birbirleriyle esnek çarpışma yaparlar. B) Aynı sıcaklıktaki farklı gazların ortalama kinetik enerjileri aynıdır. C) Aynı kaptaki tüm gaz moleküllerinin herhangi bir andaki hızları birbirine eşittir. D) Gaz tanecikleri arasındaki çekme-itme kuvvetleri yok sayılacak kadar küçüktür. E) Kapalı bir kaptaki gaz taneciklerinin hacmi kap hacminin yanında ihmal edilebilir. Açıklama : 6. CH 4 27 C M X cm O X cm M SO 2 t C Açıklama : Şekildeki düzenekte musluklar açıldığında her iki gaz O orta noktasında karşılaştıklarına göre SO 2 gazının sıcaklığı kaç C dir? (H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) A) 127 B) 227 C) 327 D) 727 E) X ve Y gazları için aşağıdaki bilgiler veriliyor. 1. bilgi: X ve Y gazların aynı koşullardaki difüzyon y x hızları = 2 2 dir. y y 2. bilgi: X in mol kütlesi 4 g/mol dür. Buna göre, Y gazının 0,2 molü kaç gramdır? A) 1,6 B) 3,2 C) 6,4 D) 12,8 E) 16 Açıklama : 8. Aynı sıcaklıkta SO 2 gazının iki katı hızla yayılan gaz aşağıdakilerden hangisidir? (H : 1, C : 12, N : 14, O : 16) A) CH 4 B) O 2 C) CO 2 D) NO 2 E) SO 3 Açıklama : 9. Gazlar için; I. Gaz tanecikleri sürekli hareket halindedir. II. Aynı sıcaklıktaki gazların ortalama kinetik enerjileri eşittir. III. Aynı sıcaklıktaki gazların moleküllerinin ortalama hızları eşittir. ifadelerinden hangileri kesinlikle doğrudur? D) I ve II E) I, II ve III Açıklama : 311

162 Maddenin Halleri 2.6. ATMOSFER VE BİZ Atmosfer, yerçekimi ile yeryüzeyinin üzerinde tutulan çok değerli bir gaz tabakasıdır. 300 km kalınlığında olmasına rağmen, yeryüzünün büyüklüğüne göre çok incedir. Uzayda, yeryüzü bir basketbol topu büyüklüğünde kalacak kadar uzağa gidilirse, atmosfer, ancak 1 mm kalınlığında görüldüğü ortaya konmuştur. Bu ince narin tabaka hayatımız için çok önemli olup, bizi zararlı ışınlardan korurken, oksijen, azot, karbondioksit ve su buharı gibi hayatımız için gerekli olan kimyasal maddeleri sağlamaktadır. Geçmişte, atmosfer çok büyük bir değiştirilemez olarak düşünülürken; insanların ateşi kullanmayı öğrendiklerinden beri, zehirli gaz ve egzoz dumanları rastgele içine bırakılmaktadır. Şimdi insanoğlunun yaptığı bazı etkinliklerin, atmosferi etkilediği bilinmektedir. Değişiklikler küçük, fakat birikimleri yıllarca sürmekte olup, bazıları yaşamı tehdit edecek kadar çok önemlidir. a) Kuru Havanın Bileşimi Genellikle, atmosferi oluşturan maddeleri belirtmekte hava sözcüğü kullanılır. Hava, az miktarda argon, karbon dioksit, az miktarda diğer gazlar yanında bol miktarda azot ve oksijen gazlar içeren bir gaz karışımıdır. Dünyayı saran bu hava örtüsü canlıları zararlı ışınlardan korur hem de yaşam için gerekli olan bazı kimyasalların ana kaynağıdır. Deniz seviyesinde kuru hava bileşimi, Bileflen Azot, N 2 Oksijen O 2 Molar kütle g mol 1 28,02 32,00 Bileflim %hacim 78,09 20,95 Bileflim %kütle 75,52 23,14 Havanın ortalama mol kütlesi 28,97 g.mol 1 dir. Havadaki su buharının yüzdesi, nemlilik olarak değişir. Bunların dışında Ne, He, CH 4, Kr, H 2, N 2 O, Xe, O 3, SO 2, NO 2, NH 3, CO ve I 2 gazlarını da içermektedir. b) Atmosferin Canlılar İçin Önemi Hava genellikle kuru değildir. Hacimce %4 e varan miktarda su buharı içerir. Bu su buharı, su çevriminde nemli rol oynar; okyanustaki su buharlaşır, su buharı ile yüklü hava kara üzerine gelir; havadaki buhar yoğunlaşarak bulutları oluşturur ve bulutlar da yağışa neden olur. Kara üzerine düşen yağış da göller, nehirler ve yeraltı suları sisteminden geçerek okyanuslara döner. Havanın su buharı içeriği genellikle bağıl nem terimi ile ifade edilir. Bağıl nem, su buharı kısmi basıncının, aynı sıcaklıkta suyun buhar basıncına oranıdır ve yüzde ile verilir. Su buharının kısmi basıncı Bağıl nem :. 100 Suyun buhar basıncı Normalde suyu ticari kimyasal madde olarak alamayız, ama yaşam için vazgeçilmez olan bir kimyasal maddedir. Yeryüzündeki taze su, atmosfer vasıtasıyla deniz suyundan gelir. Bu denli önemli olan temiz su atmosfer üzerinden gelir. Azot ve oksijen kimyasal maddelerin eldesinde yaygın olarak kullanılan maddeler arasındadır. Bu gazlarla birlikte argon ve diğer soygazlar, sıvı havanın ayrımsal damıtması ile elde edilir. Sonuca bağlanacak olursa atmosfer; hayatımız için çok önemlidir. Nefes almamız için oksijeni, bitkilerin besinlere dönüştürdüğü azotu, bizi zararlı güneş ışınlarından koruyan ozonu, atmosfer sağlar. Temiz su atmosfer üzerinden sağlanır. Bir çok kimyasalın sentezinde kullanılan azot ve oksijen sıvı havanın damıtılmasından elde edilir. 312 Argon, Ar Karbon dioksit, CO 2 39,95 44,01 0,93 0,03 1,23 0,05 c) Atmosfer Kirleticiler Tozlar, zehirli gazlar, sera gazları, ozon tüketen gazlar ile oluşan atmosfer kirliliğine hava kirliliği denir. Hava kirliliği kaynaklarına göre üçe ayrılabilir.

163 Maddenin Halleri a. Isınma amaçlı, düşük kalorili ve kükürt oranı yüksek kömürlerin yaygın olarak kullanılması b. Sayısı hızla artan motorlu taşıtlardan çıkan ezoz gazları, hava kirliliğinde önemli bir faktör oluşturmaktadır. c. Sanayi tesislerinin kuruluşunda yanlış yer seçimi, çevre korunması açısından gerekli tedbirlerin alınmaması, uygun teknolojinin kullanılmaması, enerji üreten yakma ünitelerinde vasıfsız yakıtların kullanılması hava kirliliğine neden olan etkenlerin başında gelmekterir. Hava kirliliğinin önemli kaynakları: Taşıtların egzoz gazları Enerji santralleri Baca gazları Orman yangınları Volkanlar Kum fırtınaları Demir-çelik fabrikaları Kimyasal üreten fabrikalar Petrol rafinerileri Çimento fabrikaları Soğutma cihazlarında kullanılan soğutucu akışkanlar Tarımsal faaliyetler Hava kirlenmesi atmosferin bileşimini değiştirebilir. İnsan sağlığı üzerinde olumsuz etki eder, cilt ve gözlerin tahrişine, astım, solunum yolu hastalıklarına yol açar. Solunum sistemine etki ederek vücuda oksijen girmesini engeller. Kalp ve damar hastalıklarının oluşmasına neden olur. Metallerde paslanma, aşırı aşınma ve renk değişikliğine, kalker, kum taşları, kiremit ve boyaların bozulmasına, toprağın asitlenerek verimsizleşmesine neden olur. Hava kirlenmesinin bir başka tehlikeli sonucu atmosferin yüksek katmanlarında bir karbon dioksit tabakası oluşmasıdır. Fosil yakıtların yanmasıyla açığa çıkan karbon dioksitin oluşturduğu bu tabaka, yeryüzünden yansıyan güneş ışınlarını dünya dışına çıkmasını engelleyerek atmosferin ısınmasına yol açar. Sera etkisi denen bu olgu dünyanın sıcaklığının artmasına neden olmaktadır. Bunun sonucunda iklim özelliklerinin değişeceği, bazı bölgelerin çoraklaşacağı, kutuplardaki buzulların bir kısmının eriyeceği, denizin seviyesinin yükseleceği tahminleri yapılmaktadır. Hava kirliliğine neden olan gazlar; amonyak, azot oksitler, karbon monoksit, karbon dioksit, kükürt oksitler, hidrojen sülfür, hidrojen florür vb. dir. ÖRNEK I. Hava kirliliğine neden olurlar. II. Fosil yakıtlarının yakılması sonucunda açığa çıkarlar. III. İnsan sağlığına olumsuz etki ederler. Bazı özellikleri verilen gaz çifti aşağıdakilerden hangisidir? ÇÖZÜM A) NO 2 CO B) O 2 CO 2 C) H 2 O CO 2 D) O 2 N 2 E) CO 2 N 2 ÖRNEK I. Egzoz gazları II. Sera gazları III. Tozlar Yukarıdakilerden hangileri hava kirliliğine neden olur? ÇÖZÜM A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 313

164 Maddenin Halleri d) Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu Bir gaz karışımında toplam basınç, karışımdaki her bir gazın kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Buna Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu denir. Bir kapta A, B, C,... gazları varsa, a) P T = P A + P B + P C +... b) n T = n A + n B + N C +... c) X A na =, X n A = Mol kesiri T d) P P. na A = T P n A = P T. X A T P A = A gazının kısmi basıncı P P. nb B = T P n B = P T. X B T ÖRNEK Bir kapta 22 gram CO 2, 8 gram He ve 1 gram H 2 gazı vardır. Kaptaki He gazının kısmi basıncı 4 atm olduğuna göre, toplam basınç nedir? (H : 1, C : 12, O : 16, He : 4) A) 5 B) 6 C) 7 D) 8 E) 9 ÇÖZÜM P P. nc C = T P n C = P T. X C T İdeal gaz karışımında bir gazın kısmi basıncının toplam basınca oranı ile kısmi hacmin toplam hacme oranı birbirine ve mol kesrine eşittir. P P A T VA = = XA olur. V T Bir kimyasal tepkimede elde edilen gazların su üzerinde toplanması yöntemi karışımlardaki gazları saf olarak elde etmek için kullanılır. Gazın su üzerinde toplanması için, Gazın su ile tepkime vermemesi Gazın suda çözünmemesi gerekir. Dalton un kısmi basınçlar kanunu, su üzerinde toplanan gazların basıncının hesaplanmasında da kullanılır. ÖRNEK Bir kapta 2 gram He ve 6 gram H 2 gazı bulunmaktadır. Kaptaki basınç 1,4 atm olduğuna göre, H 2 gazının kısmi basıncı kaç atm dir? (H: 1, He: 4) A) 0,2 B) 0,35 C) 0,7 D) 0,84 E) 1,2 P T = P gaz + P H2 O Su buharının basıncı sıcaklığa bağlıdır. ÇÖZÜM Gaz KClO 3(k) H 2 O H 2 O KClO 3(k) KCl (k) O2(g) 314

165 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 6 Maddenin Halleri 1. I. Yeryüzünden ve denizlerden buharlaşan su II. Endüstride oluşan atık gazlar III. Termik santrallerde oluşan atık gazlar Yukarıda verilen maddelerden hangileri hava kirliliğine neden olabilir? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 4. I. Atmosferin üst katmanında ozon gazı bulunur. II. Atmosferin deniz seviyesindeki bileşiminde yaklaşık %78 azot, %21 oksijen bulunur. III. O 3 gazının incelmesi veya delinmesi güneşten gelen mor ötesi (uv) ışınlarının canlı yaşamı olumsuz etkilemesine neden olur. Atmosferin yapısı ve atmosfer kirliliği ile ilgili yukarıdaki yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 2. Atmosferin gaz dengesinin bozularak CO 2 gazının artması, bir tabaka oluşturması sera etkisine neden olmaktadır. Bunun sonucunda; I. Kutuplarda sıcaklık artarak buz kütleleri azalır. II. Deniz seviyesine yakın şehirler su altında kalır. III. Yeryüzünde bazı bölgeler çoraklaşır. yukarıdakilerden hangileri meydana gelebilir? D) I ve II E) I, II ve III 5. I. Azot gazı II. Oksijen gazı III. Otomobillerden çıkan egzoz gazları IV. Ozon tüketen gazlar V. Orman ve petrol yangınlarının çıkardığı, duman, ısı ve CO 2 Yukarıda verilen gazlar ve maddelerden kaç tanesi hava kirliliğine neden olmaz? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 3. I. Deterjanlar II. Fosil yakıtlar III. Tarımda kullanılan ilaçlar Yukarıda verilenlerden hangileri hava kirleticileri arasında sayılmaz? D) I ve II E) II ve III 6. I. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının yaygınlaştırılması II. Sanayi kuruluşlarının bacalarına filtreler yerleştirilmesi III. Demir yolu ve deniz yolu taşımacılığı yerine karayolu taşımacılığının yaygınlaştırılması IV. Yeşil alanlar artırılmalı ve orman yangınları önlenmeli V. Ozon tabakasına zarar veren gazlar içeren deodorant ve spreylerin kullanımının yasaklanması Yukarıdakilerden kaç tanesi hava kirliliğine karşı alınacak önlemler sayılabilir? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 315

166 Maddenin Halleri 7. Kapalı bir kaptaki H 2 ve CH 4 gazlarının bir karışımı 900 mm Hg basınç yapıyor. Kaptaki CH 4 gazının kısmi basıncı 100 mm Hg olduğuna göre, gazların kütleleri arasında hangi ilişki vardır? (H : 1, C : 12) A) m H2 = 2m CH4 B) m H2 = m CH 4 8 C) m H2 = m CH4 D) m H2 = m CH 4 4 E) 2m H2 = m CH4 10. Kapalı bir kapta eşit kütleli CO 2, C 3 H 8 ve N 2 O gazları vardır. Bu gazlar ile ilgili; I. Üçüncünün de kısmi basınçları eşittir. II. N 2 O gazının molekül sayısı en azdır. III. Atom sayısı en fazla olan C 3 H 8 gazıdır. yargılarından hangileri yanlıştır? D) I ve II E) II ve III 8. Eşit kütlede CH 4 ve SO 2 gazları karışımı 0 C sıcaklıkta 4 litrelik bir kapta 2,8 atm basınç yapıyor. Karışımda kaç mol CH 4 gazı vardır? (H: 1, C: 12, O: 16, S: 32) A) 0,8 B) 0,6 C) 0,4 D) 0,25 E) 0,2 11. Kapalı bir kapta 0,2 mol C 2 H 4, 13,2 gram CO 2 ve 2 gram He gazı karışımı vardır. C 2 H 4 gazının kısmi basıncı 100 mm Hg olduğuna göre; I. CO 2(g) ün kısmi basıncı 150 mm Hg dir. II. Toplam basınç 500 mm Hg dir. III. He gazının kısmi basıncı 150 mm Hg dir. yargılarından hangileri doğrudur? (He : 4, C : 12, O : 16) 9. CH 4(g) He (g) M A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III Şekildeki sabit hacimli kapta bulunan CH 4 ve He gazlarının küteleri eşittir. Buna göre, CH 4 ve He gazlarıyla ilgili; I. Yoğunlukları aynıdır. II. Taneciklerinin ortalama kinetik enerjileri aynıdır. III. Kısmi basınçları eşittir. yargılarından hangileri doğrudur? (H : 1, He : 4, C : 12) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 12. Bir kapalı kaba 1, tane H 2 molekülü, 32 gram SO 2 gazı ve x gram NO gazı konuyor. Kaptaki toplam basınç 7,2 atm dir. Karışımdaki H 2 gazının kısmi basıncı 1,8 atm ise kapta kaç gram NO gazı vardır? (Avogadro sayısı = 6, , N: 14, S: 32, O: 16) A) 4 B) 2,4 C) 7,2 D) 9 E)

167 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 6 ÇÖZÜMLERİ Maddenin Halleri

168 Maddenin Halleri

169 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR 6 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Aşağıda verilen sebeplerden hangisi ekolojik hayatı bozacak olanlardan biri değildir? A) O 2 gazı üreten okyanusların kirlenmesi B) Rüzgâr ve güneş enerjisi gibi alternatif enerji kaynaklarının kullanılması C) Araçların ve fabrikaların havayı kirleten gazlar üretmesi D) Atmosferde bulunan CO 2 gazı miktarının artması E) Ormanların yangınlarla ve diğer şekillerde tahrip olması Açıklama : 2. Tarım ilaçlarının kontrolsüzce kullanımı zamanla insan sağlığı açısından büyük tehlikeler ortaya çıkarır. Açıklama : Fosil yakıtların kullanılması, sanayi tesislerinde baca gazları için filitreleme yapılmaması ve motorlu taşıtların yoğun olarak kullanılması hava kirliliğine yol açan en önemli sebeplerdir. Çevre kirliliğinin azalması için kirletici atıkların filitrasyonu ve daha temiz enerji kaynaklarının kullanımının yaygınaştırılması gereklidir. Çevre kirliliği, sebepleri ve ortadan kaldırılması için yapılması gerekenler ile ilgili ifadelerden doğru olanlara D ve yanlış olanlara Y yazıldığında hangi sıralama oluşur? A) D, D, D B) Y, D, D C) D, D, Y D) Y, D, Y E) D, Y, D 3. I. Ormanlarda oluşan yangınlar II. Kırağı ve çiy oluşumu III. Toprak kaymaları Yukarıdakilerden hangileri hava kirliliğine neden olmaz? D) II ve III E) I, II ve III Açıklama : 4. I. Oksijen gazı II. Sera gazları III. Egzoz gazları Yukarıdaki gazlardan hangileri atmosfer kirliliğine neden olur? D) II ve III E) I, II ve III Açıklama : 319

170 Maddenin Halleri 5. Yeryüzünden atmosfere yansıyan güneş ışınlarının bir kısmı atmosferde bulunan CO 2 ve sera gazları gibi gazlar tarafından engellenir. Bu gazların hepsine sera gazları denir. Sera gazlarının atmosferdeki miktarı arttıkça; I. Yeryüzünün ortalama sıcaklığı artar. II. Uzun vadede yeryüzü ikliminin değişmesine neden olabilir. III. Buzulların erimesine ve deniz seviyesine yakın yerleşim alanların su altında kalmasına neden olabilir. yargılarından hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama : 6. Sabit sıcaklıkta M musluğu açıldığında ve yeterli süre 2(g) H beklendiğinde H 2 gazının kısmi basıncı 2,4 atm oldu- 3V, T ğu tespit ediliyor. Buna göre; I. Son basınç 2,8 atm dir. II. M 1 atm N 2 2V, T H 2 gazının musluk açılmadan önceki basıncı 4 atm dir. III. N 2 gazının son basıncı 0,2 atm dir. yargılarından hangilerini yanlıştır? D) I ve II E) I ve III Açıklama : 7. Kapalı bir kaptaki CH 4 gazının basıncı 2 atm dir. Bu kaba aynı sıcaklıkta CH 4 gazının kütlesinin kaç katı O 2 gazı eklenirse basınç 8 atm olur? (H : 1, C : 12, O : 16) 3 8 A) B) 3 C) 4 D) E) Açıklama : 8. Kütleleri eşit olan SO 3 ve O 2 gazları karışımının toplam basıncı 350 mm Hg dır. Buna göre, SO 3 gazının kısmi basıncı kaç mm Hg dir? (O : 16, S : 32) A) 50 B) 100 C) 175 D) 200 E) 250 Açıklama : 9. 0 C de 5,6 litrelik kapta bulunan SO 2 gazının basıncı 380 mm Hg dir. Aynı sıcaklıkta kaba 11 gram CO 2 gazı eklendiğinde toplam basınç kaç atm olur? (C: 12, O: 16) A) 1,5 B) 1,25 C) 1,20 D) 1,0 E) 0,75 Açıklama : 320

171 4. BÖLÜM : KATILAR 4.1. KATILAR VE ÖZELLİKLER 4.2. KATI TÜRLERİ a) Amorf Katılar b) Kristal Katılar 4.3. KATI TÜRLERİ Maddenin katı, sıvı ve gaz durumlarına maddenin halleri denir. Maddenin halleri arasındaki geçişlere ısı eşlik eder. Bir maddenin hali değişmeden sıcaklığın değişmesi halinde ısı değişimi, Q = m. c. t ile hesaplanır. c, öz ısıdır. 1 gram maddenin sıcaklığını 1 C artırmak için gerekli ısı miktarıdır. Hal değişimi sırasındaki ısı değişimi ise, Q = m. L ile hesaplanır. L, hal değişim ısısıdır. 1 gram maddenin erimesi ya da kaynaması için gerekli olan ısı miktarıdır. Erime ısısı (Le) ve buharlaşma ısısı (L b ) farklıdır. Bir maddenin katı halden sıvı hale geçmesine erime, bu sıradaki sıcaklığına erime noktası denir. Tersine donma ve donma noktası denir. Bir maddenin sıvı halden gaz (buhar) hale geçişine buharlaşma, tersine ise yoğunlaşma denir. Bir maddenin katı halden sıvı hale geçmeden gaz hale geçmesine süblimleşme gazdan katıya geçişine kırağılaşma (ters süblimleşme) denir. Bir sıvının gaz fazındaki moleküllerinin uyguladığı basınca buhar basıncı denir. Açık bir kapta ısıtılan sıvının buhar basıncının açık hava basıncına eşit olduğu durumdaki buharlaşmasına kaynama, bu sıradaki sıcaklığına ise kaynama noktası denir. Erime, donma ve kaynama noktaları ayırt edici özelliklerdir. Bir sıvı birim zamanda gaz faza geçen molekül sayısına buharlaşma hızı denir. Sıvının cinsi, sıcaklık, sıvının yüzey alanı, dış basınç, havanın nem oranı ve rüzgâr buharlaşma hızını etkiler. Maddenin en az enerjili ve en düzenli hali olan katının şekli ve hacmi belirlidir. Katı halde tanecikler birbirine çok yakın olduklarından sıkıştırılamaz. Her katı az da olsa enerji içerdiğinden, katı tanecikleri sadece titreşim hareketi yapar. Katılar amorf katılar ve kristal katılar olmak üzere ikiye ayrılır. Atom veya molekülleri belli bir geometrik kalıba göre değil, rastgele istiflenmiş katılara amorf katılar denir. Düzenli tekrar eden birimlerden oluşmayan amorf katıların erime sıcaklıkları sabit değildir ve bu katılar belli bir sıcaklık aralığında zamanla yumuşayarak akıcılık kazanırlar. Amorf katılar, sertlikleri dışındaki özellikleri bakımından sıvılara benzerlik gösterir. Cam, plastik, lastik, tereyağı, ruj, pamuk, yün gibi katılar amorf katılara örnek verilebilir. Atom, iyon veya molekülleri belli bir geometrik kalıba göre dizilmiş kararlı yapıdaki katılara kristal katı denir. Kristal katılar, birim hücre olarak tanımlanan düzenli tekrar eden yapıların bir araya gelmesiyle oluşur. Katıların büyük çoğunluğu kristal yapıdadır. Kristal katılar; iyonik kristaller (NaCl, CsCl, CaO), kovalent kristaller (elmas, grafit, kuvars), moleküler kristaller (buz, kuru buz, I 2, SO 2(k) ), metalik kristaller (Au, Zn, Cr, Pb) den oluşur.

172 Maddenin Halleri 4.1 KATILAR VE ÖZELLİKLERİ Bir katıda atomlar ya da moleküller birbirine çok yakındır. Bazen de kristal diye bilinen çok düzenli bir yapıda bulunurlar. Katıların belirli bir şekli ve belirli bir hacmi vardır. Katı haldeki maddeler, sıvı ve gaz haldeki maddelere göre daha düzenli bir yapıya sahiptir. Katılardaki tanecikler bulundukları yerde sadece titreşim hareketi yaparlar. Katıyı oluşturan tanecikler (atom, iyon veya moleküller), sıvı ve gaz haldeki maddelere göre birbirine daha kuvvetli bağlıdır. Katıyı oluşturan tanecikler, sıvı ve gaz haldeki maddelere göre genellikle birbirine daha çok yakındır. Sıcaklıkla genleşme katsayısı, esneklik kat sayısı, erime noktası, özkütle, çözünürlük öz ısı gibi özellikler katılar için ayırt edicidir. 4.2 ERİME, DONMA VE SÜBLİMLEŞME a) Erime ve Erime Noktası Kristal bir katı ısıtıldıkça katının yapısında atomlar, iyonlar veya moleküller daha şiddetli titreşirler. Sonunda, bu titreşimlerin kristal yapısını bozacağı bir sıcaklığa ulaşılır. Atomlar ya da moleküller birbirinin üzerinden kayar. Katı belli biçimini kaybeder ve sıvıya dönüşür. Bu olaya erime ve erimenin oluştuğu sıcaklığa erime noktası denir. Erimenin tersine, bir sıvının katıya dönüşmesine donma ya da katılaşma, donmanın olduğu sıcaklığa donma noktası denir. Bir katının erime noktası ile sıvının donma noktası aynıdır. Bu sıcaklıkta katı ve sıvı birarada dengede bulunur. Eğer dengedeki katı-sıvı karışımına düzenli biçimde ısı verilirse, bir yandan katı erirken sıcaklık sabit kalır. Ancak tüm katı eridikten sonra sıcaklık yükselmeye başlar. Tersine, dengedeki bir katı-sıvı karışımından düzenli olarak ısı çekilirse, sıvı sabit bir sıcaklıkta donar. t 1 t 0 S cakl k ( C) X Zaman X kat s n n s nma e risi t 3 t 4 0 S cakl k ( C) t 1 : X katısının erime noktası t 4 : Y sıvısının donma noktası Y Zaman Y s v s n n so uma e risi Sıvılar gibi katılar da buharlaşır. Ancak katılarda moleküller arası kuvvetler çok büyük olduğundan belli bir sıcaklıkta sıvılar kadar uçucu değildirler. Moleküllerin katı halden doğrudan buhar hale geçmesine süblimleşme denir. Süblimleşmenin tersine, molekülün buhar halden katı hale geçmesine kırağılaşma adı verilir. Süblimleşme ve kırağılaşma eşit hızda olduğu zaman katı ve buhar arasında dinamik denge vardır. KATI SIVI GAZ 1. Erime 2. Buharlaşma, kaynama 3. Donma 4. Yoğunlaşma, yoğuşma 5. Süblimleşme 6. Kırağılaşma 1. İşlemde maddenin potansiyel enerjisi ve düzensizliği artar. Buzun erimesi sırasınca hacim azalırken, diğer maddelerde hacim artar. Bu erirken özkütle artarken, diğer maddelerde özkütle azalır. Endotermiktir. Verilen enerji potansiyel enerjiye dönüşerek moleküller, atomlar veya iyonlar arasındaki bağların gevşetilmesinde harcanmaktadır. 342

173 Maddenin Halleri 3. İşlemde Maddenin potansiyel enerjisi ve düzensizliği azalır. Suyun donması sırasında hacim artar, özkütle azalır. Diğer maddeler donarken hacim azalır, özkütle artar. Donma ekzotermiktir. Tanecikler birbirine yaklaşarak aradaki etkileşimler güçlenirken dışarıya ısı açığa çıkar. Bir maddenin erime noktası, a. Maddenin cinsine bağlıdır. Tanecikler arası etkileşimlerin kuvveti erime noktasını belirler. b. Dış basınç erime noktasını etkiler. Dış basınç arttığında maddelerin erime noktaları yükselir. Su ve suyun yapısındaki maddelerin erime noktası düşer. c. Maddenin safsızlığı etkiler. Bir karışımın erime noktası, saf maddenin erime noktasından daha düşük olur. d. Madde miktarı ve ısı kaynağın gücü erime noktasını etkilemez. ÖRNEK Katısının sıvısında yüzdüğü bilinen saf X sıvısı ile ilgili; I. Dış basınç arttığında donma noktası düşer. II. Tanecikeri arasındaki boşluk katı halde daha fazladır. III. Katı halinin düzensizliği sıvı halinin düzensizliğinden azdır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM ÖRNEK t 2 t 1 S cakl k ( C) 0 a b Zaman (dk) X katısına ait sıcaklık-zaman grafiği yukarıda verilmiştir. Buna göre; I. Erime noktası t 1 dir. II. a b değerleri arasında homojen görünümlüdür. III. 0 a arasında taneciklerin kinetik enerjisi artar. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) II ve III ÖRNEK I. Tanecikleri birbiri üzerinden kayarak hareket ederler, akışkandır. II. Tanecikleri sadece titreşim hareketi yapar. III. Tanecikleri titreşim, öteleme ve dönme hareketi yapar. Yukarıdaki bilgilerin her biri maddenin hallerinden birini temsil etmektedir. Buna göre, maddenin halleriyle ilgili bilgilerden düzensizliği en az olandan en fazla olana doğru sıralanışı aşağıdakilerden hangisinde verilmiştir? A) I, II, III B) II, I, III C) II, III, I D) I, III, II E) III, I, II ÇÖZÜM ÇÖZÜM 343

174 Maddenin Halleri 4.3 KATI TÜRLERİ Sıcaklık yeterince düşük olduğu zaman hemen hemen tüm maddeler katılaşır. Bir katının yapısı, atomları, iyonları veya molekülleri sıkıca istiflenmiş halde, bir arada tutan kuvvetlerin cinsine bağlıdır. Katılar kristal ve amorf olarak sınıflandırılır. Kristal bir katıda atomlar, iyonlar veya moleküller, düzenli bir şekilde istiflenir. Amorf bir katıda ise atomlar, iyonlar veya moleküller, tereyağı, lastik ve camda olduğu gibi, gelişigüzel istiflenmiştir. Kristal katılar, belirgin, düzgün yüzeylere sahiptir ve bu yüzeyler, kenarlarında, belli açılarla birleşir. Bu yüzeyler düzenli atom yığınları şeklindedir. Amorf katıların, erimedikçe veya kesilmedikçe belirli bir şekilleri yoktur. Amorf ve kristal katılar aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir. KATILAR KRİSTAL KATILAR Kristal katılarda atom, iyon veya moleküller düzenli bir şekilde istiflenmiştir. Serttir, sıkıştırılamaz ve belirgin geometrik şekilleri vardır. Bu türden katılara kristal katılar denir. Kristal katılar kararlı bir yapıya sahiptir. Kararlılık iyonik bağlar, kovalent bağlar, Van der Waals kuvvetleri, hidrojen bağları ve bunların bileşimi ile sağlanır. Metaller, iyonik bileşikler, kovalent katılar ve moleküler katılar gibi doğadaki maddelerin çoğu kristal haldedir. Kristal katılar serttir. Fakat her sert madde kristal katı değildir. Kristal katıların yapısı ve ayırt edici özellikleri tanecikleri bir arada tutan çekim kuvvetlerine bağlıdır. AMORF yonik Kristaller NaCl CaS KR STAL Kovalent Kristaller Grafit Elmas Moleküler Kristaller Buz yot Metalik Kristaller Gümüfl Bak r a) İyonik Kristaller İyonları belli bir düzene göre istiflenmesi ile oluşan katılar. NaCl, CaO, MgF 2, SrCl 2, CsCl gibi. AMORF KATILAR Bazı tür katılar sert ve sıkıştırılamaz olmalarına rağmen belli geometrik şekilleri yoktur. Bu tür katılara şekilsiz anlamına gelen amorf katılar denir. Tanecikleri gelişigüzel ve düzensiz istiflenmiştir. Kesildiği zaman veya eritildiği zaman belli bir şekilleri olabilir. Bunun dışında şekilleri yoktur. Belirli bir erime noktaları yoktur, belli bir sıcaklık aralığında yumuşayarak sıvı faza geçiş yaparlar. Yumuşamanın başladığı sıcaklığa camsı geçiş sıcaklığı denir. Amorf maddeler de sert olma dışındaki özellikler açısından sıvıya benzer. İyonik kristallerde bir iyon, zıt yüklü iyonlar ile çevrilir. Kaç tane zıt yüklü iyonlar ile çevrili olmasına koordinasyon sayısı denir. NaCl de koordinasyon sayısı 6, CsCl de koordinasyon sayısı 8 dir. İyonik kristallerde birimler tekrarlanarak devam eder. İyonik katılar, iyonlar bir arada tutan güçlü etkileşimlerden dolayı yüksek erime noktasına sahiptir. İyonik katılar elektiği iletmez. Ergimiş halleri ve sulu çözeltileri elektriği iletir. NaCl (k) : Elektriği iletmez. NaCl (s) : Elektiği iletir. NaCl (aq) : Elektiği iletir. 344

175 Maddenin Halleri ÖRNEK Kristal yapılı bir katının bazı özellikleri aşağıda verilmiştir. 1. Bilgi: Farklı türde atomların belli oranda birleşmesi ile oluşmuştur. 2. Bilgi: Sıvı hali ve sulu çözeltisi elektriği iletir. Buna göre; I. İyonik II. Kovalent III. Moleküler ÇÖZÜM kristal türlerinden hangileri olabilir? D) I ve III E) II ve III c) Kovalent Kristaller Elmas Grafit Kuvars Kovalent katılarda atomlar kovalent bağlarla üç boyutlu ağ yapısında bir arada bulunmaktadır. Elmas, grafit, SiC, SiO 2 örnek verilebilir. Erime noktaları yüksektir. Grafit hariç, sertlikleri yüksek olan maddelerdir. Grafitin yapısında pi bağı bulunduğundan elektrik akımını iletir. Grafitte zayıf Van der Waals bağları bulunur (katmanlar arasında). Kurşun kalem, daktilo şeritlerinde, elektrik elektronikte, boya, çelik, motor döküm endüstrisinde kullanılır. b) Moleküler Kristaller Van der Waals kuvvetleri veya hidrojen bağları tarafından bir arada tutulan atom veya moleküllerden oluşan katılardır. Buz Buz, SO 2 katısı, CO 2 katısı, I 2 katısı örnek verilebilir. Buz hidrojen bağı, SO 2 dipol-dipol etkileşim, CO 2 ve I 2 ise Van der Waals çekim kuvvetlerince bir arada tutulmaktadır. Buzdaki moleküller hidrojen bağı tarafından bir arada tutulmaktadır. Buz eridiğinde hidrojen bağlarının bir kısmı kırılır. Moleküler katılarda tanecikler kristal yapının izin verdiği ölçüde sık istiflenmiştir. Van der Waals bağları ve hidrojen bağları, iyonik ve kovalent bağlarla karşılaştırıldığında oldukça zayıf olduğundan bu tür kristaller çabuk bozulur. Erime ve kaynama noktaları düşüktür. Bazı moleküler katılar yumuşaktır. Elmas, çok sağlam bir yapıya sahiptir ve doğal maddelerin içinde en serttir. Bu özellikleri sayesinde diğer bütün maddeleri çizebilir, ideal bir aşındırıcıdır. Şeffaf olan ve elektrik iletkenliği olmayan elmas, iyi bir ısı iletkenidir. Cam yapımında kullanılan kumun ana bileşeni olan kuvars, silisyim dioksitten (SiO 2 ) oluşur. Kuvars ve silikatlar doğada bol miktarda ve yaygındır. d) Metalik Kristaller Çinko Demir Krom Bak r Metallerin değerlik elektronları atom çekirdiğince kuvvetli tutulmadıklarından katı içinde her yöne kolaylıkla akabilen elektron denizi oluşturmaktadır. Metal atomların oluşturduğu katyonlar elektron denizi içerisinde düzenli bir şekilde yerleşmiştir. Katyonlarla elektron bulutu arasında oluşan metalik bağlardaki elektronlar tüm kristal boyunca dağılmıştır. 345

176 Maddenin Halleri Metalik bağ, metallere sertlik ve dayanıklılık sağlar. Metalik bağ elektronlarının sayısı arttıkça metallerin sertliği ve dayanıklılığı artar. Metalik bağ elektronlarının tüm kristal boyunca dağılmış olması metallere elektrik ve ısıyı iletme özelliği sağlar. Elektron denizi metallere, metalik parlaklık sağlar. Metalik bağ, metallere işlenebilirlik özelliği sağlar. ÖRNEK 1. Bilgi: Amorf Katılar; Cam, pamuk, mum, naylon, plastik, yün, tereyağı, helva, ruj. 2. Bilgi: Kristal katılar; Sofra tuzu, elmas, kuvars, çinko, buz, kuru buz (CO 2 ), I 2 grafit, CaO. Yukarıda amorf ve kristal katılara örnek verilmiştir. Buna göre; I. Amorf ve kristal katılarda tanecikler sadece titreşim hareketi yapar. II. Kristal katılarının belirli bir erime noktaları yoktur. III. Kristal katılar tekrar eden düzenli birimlerden oluşur. yargılardan hangileri doğrudur? ÖRNEK Amorf katılar periyodik tekrar eden birim hücrelerden oluşur. Belirli bir erime noktası olmayan cam, kâğıt, tereyağı, mum gibi katılar amorf katılara örnek verilebilir. Amorf katılar ısıtılırken yumuşamanın başladığı sıcaklığa camsı geçiş sıcaklığı denir. Katılar ile ilgili yukarıda verilen cümlelerin doğru olanlarına D ve yanlış olanlara Y yazıldığında hangi seçenek elde edilir? A) D, D, D B) Y, Y, D C) Y, D, D D) Y, D, Y E) D, Y, Y ÇÖZÜM A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM 346

177 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 8 Maddenin Halleri I. Elmas, grafit gibi kristallerde karbon atomları arasında oluşan bağ türüne... denir. Cam sürahi Yemek tuzu Kâ t I II III Yukarıdaki katılardan hangileri amorf katıdır? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III II. Metal atomların birim hücreler oluşturarak istiflenmesi ile oluşan katı türüne... denir. III. Erime noktaları düşük olan katı, sıvı ve gazların düşük sıcaklıklarda oluşturdukları kristal türüne... denir. Katı türleri ile ilgili yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerleri doldurmak için aşağıda verilen kelime gruplarından hangisi uygundur? 2. Kovalent katılardan elmas elektriği iletirken, grafit elektriği iletmez. Kristal yapısındaki iyonlar arası uzaklık arttıkça, iyonik kristalin erime noktası yükselir. İyonik kristaller katı halde elektriği iletmezken, sıvılaşınca iyonlar serbest hareket edebildiği için sıvı elektriği iletir. Katı maddeleri için yukarıda verilen ifadelerin doğru olanlarına D ve yanlış olanlarına Y yazıldığında hangi sıralama elde edilir? A) Y, Y, Y B) Y, Y, D C) Y, D, D D) Y, D, Y E) D, Y, D I II III A) Kovalent bağ Metalik kristal İyonik kristal B) İyonik bağ İyonik kristal Moleküler kristal C) Kovalent bağ Metalik kristal Molekül kristal D) Kovalent bağ İyonik kristal Metalik kristal E) Hidrojen bağı Metalik kristal Molekül kristal 5. I. C 6 H 12 O 6(k) II. CO 2(k) III. H 2 O (k) Yukarıdaki moleküler kristaller hangi seçenekte artan erime noktalarına göre sıralanmıştır? A) II, III, I B) II, I, III C) III, I, II D) I, III, II E) III, II, I 3. Madde Kat ya da kristal türü I. CsCl yonik kristal II. Kuvars Amorf kat III. Elmas Kovalent kristal Yukarıdaki tabloda verilen bazı katı maddelerin kristal ya da katı türleri verilmiştir. Tabloda verilen maddelerden hangilerinin katı ya da kristal türü doğru verilmiştir? D) I ve II E) I ve III 6. İyonik kristaller ile ilgili; I. Kristal örgüsünü oluşturan örgü noktalarında pozitif ve negatif iyonlar bulunur. II. Pozitif yüklü metal ile elektron denizi arasında oluşan güçlü elektrostatik çekimleri içeriler. III. Zıt yüklü iyonlar arasındaki çekim kuvvetlerinden dolayı erime noktaları çok yüksektir. yargılarından hangileri yanlıştır? D) I ve III E) II ve III 347

178 Maddenin Halleri 7. Kovalent kristaller için; I. Yapısında pozitif ve negatif iyonu içerirler. II. Oldukça yumuşak ve şekillendirilebilir bir yapıları vardır. III. Erime ve kaynama noktaları genellikle yüksektir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I ve III 10. Bir katı aynı basınçta sıvılaşmadan gaz hale geçebilir. Bu durum için; I. Isı alarak gerçekleşebilir. II. Süblimleşme olayıdır. III. Tanecikler düzensiz hale geçer. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 8. Saf bir katı maddenin miktarı artırıldığında; I. Aynı dış basınçtaki erime noktası II. Aynı dış basınçta ve aynı ısı kaynağı ile erime süresi III. Aynı dış basınçta erimesi için gereken ısı miktarı niceliklerin hangileri değişmez? D) II ve III E) I, II ve III 9. S cakl k ( C) X 11. Rastgele ve gelişigüzel yığınlar oluşturan sıkıştırılamayan katılara amorf katılar denir. Bir kristalin tüm özelliklerini gösteren en küçük yapı birimine birim hücre denir. İyonik kristallerin erime ve kaynama noktaları, moleküler kristallere göre oldukça düşüktür. Katı türleri ve özellikleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru olanlarına D ve yanlış olanlarına Y yazıldığında hangi sıralama elde edilir? A) Y, Y, D B) Y, D, D C) D, Y, D D) D, D, Y E) D, Y, Y 30 0 Is (J) Arı X maddesinin ısıtılmasına ait grafik yukarıdaki gibidir. Buna göre, aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? (P o = 1 atm) A) Oda koşullarında X maddesi katıdır. B) 46 C X in normal erime noktasıdır. C) 46 C ve 106 C aralığında madde sıvıdır. D) X sıvısının kaynama ısısı 106 C dır. E) 110 C de X maddesi tamamen buhardır. 12. Cu 2 O katısı ile ilgili; I. Amorf katıdır. II. İyonik kristal katıdır. III. Kovalent kristal katıdır. yargılarından hangileri yanlıştır? ( 29 Cu, 8 O) D) I ve II E) I ve III 348

179 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST 8 ÇÖZÜMLERİ Maddenin Halleri

180 Maddenin Halleri

181 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR 8 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Madde Çinko Buz Sezyum klorür Grafit Bronz Kristal türü yonik kristal Kovalent kristal yonik kristal Moleküler kat Metalik kristal Açıklama: Yukarıdaki tabloda madde ve kristal türü eşleştirmelerinden kaç tanesi yanlıştır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 2. Elmas, kuvars ve grafit ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Elmas ve kuvars sert ve kırılgan, grafit ise yumuşak ve kırılgandır. B) Oda koşullarında elmas ve grafit iletken, kuvars iletken değildir. C) Grafit kristali, zayıf etkileşimlerle birbirine bağlı altıgen tabakalardan oluşur. D) Kuvars, grafit ve elmas kovalent kristal yapılı katılardır. E) Elmas ısıyı iyi ileten bir katı maddedir. 3. I. Belirli erime noktaları vardır. II. Atom ya da molekülleri gelişi güzel istiflenmiştir. III. Sıkıştırılabilirler. Yukarıdaki yargılardan hangileri amorf katılar için doğru, kristal katılar için yanlıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III Açıklama: Açıklama: 4. Metalik kristallerin özellikleri ile ilgili; I. Kendilerine özgü parlaklıkları vardır. II. Kolay tel ve levha haline gelebilirler. III. Isı ve elektriği iyi iletirler. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 5. Moleküler kristaller için; I. Erime ve kaynama noktaları genellikle yüksektir. II. Yapısında anyon ve katyon iyonlar bulunur. III. Yumuşak ve kırılgan bir yapıları vardır. yargılarından hangileri yanlıştır? D) I ve III E) II ve III Açıklama: 351

182 Maddenin Halleri 6. Metalik kristaller elektrik akımını oldukça iyi iletir. Moleküler kristallerde atom ya da moleküller arasında sürekli kovalent bağlar oluşur. Kovalent kristallerde bir ağ örgü vardır. Katı türleri ve özellikleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru olanlarına D ve yanlış olanlarına Y yazıldığında hangi sıralama doğrudur? A) D, Y, Y B) D, Y, D C) Y, D, D D) Y, D, Y E) D, D, Y 7. m gram saf bir katının ısıtılması ile ilgili sıcaklıkısı değişimini gösteren grafik, S cakl k ( C) Açıklama: Açıklama: t 1 2 Is (J) Q 1 Q 2 şekildeki gibidir. Buna göre; I. Katı maddenin öz ısısı Q Joule dur. II. 2. bölgede madde katı-sıvıdır. III. Madde miktarı 2 m olduğunda erime noktası 2t olur. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) II ve III 8. İyonik kristal katılar için; I. İyonlar arasında elektrostatik çekim kuvveti vardır. II. Erime noktaları yüksektir. III. İletken değildir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 9. I. Bütün katıların belli bir geometrik şekilleri bulunur. II. Katılar kristal ve amorf olmak üzere ikiye ayrılır. III. Katı maddelerin tanecikleri sıvılar ve gazlara göre daha düzenli bir yapıya sahiptir. Katılar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: Açıklama: 352

183 MADDENİN HALLERİ ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 1 1. Maddenin gaz hali için; I. İçine konuldukları kabı doldururlar. II. Kendi aralarında ve içine dolduruldukları kabın iç çeperlerine esnek çarpışma yaparlar. III. Aynı kaptaki taneciklerin ortalama hızları birbirine eşittir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 4. M M CO 2 C 3 H 8 t C 2t C Şekildeki özdeş kaplarda eşit atom sayılı CO 2 ve C 3 H 8 gazları vardır. Buna göre; I. Ortalama kinetik enerjileri eşittir. II. C 3 H 8 gazı moleküllerinin ortalama hızı daha büyüktür. III. CO 2 gazının basıncı daha fazladır. 2. çine konulduklar kab n tüm çeperlerine ayn bas nc yaparlar. D 1 2 Y Taneciklerinin aras nda zay f etkileflimler olup birbirleriyle çarp flmazlar. D Y D Birim hacimdeki tanecik say s maddenin kat ve s v hallerine göre azd r. D Y Difüzyon ve efüzyon davran fllar n gösterirler. Y 3 4 S k flt r labilme özelli i vard r. D Y 5 6 yargılarından hangisi yanlıştır? (H: 1, C: 12, O: 16) D) I ve II E) I ve III 5. Bir miktar gazın 77 C ta hacmi 40 litredir. Sabit basınç koşulunda sıcaklık 147 C ye çıkarılıyor. Buna göre; I. Moleküllerin ortalama hızı artar. II. İçinde bulunduğu kabın birim yüzeyine birim zamanda çarpan molekül sayısı artar. Gazlar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilereki lgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 III. Hacim, başlangıç hacminin %20 oranında artar. yargılarından hangileri doğru olur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 3. Aşağıdakilerden hangisi atmosfer kirliliğini önlemek için yapılmış önleme çalışmalarından biri olamaz? A) Oto yollarını geliştirmek ve yaygınlaştırmak B) Elektrikli otomobilleri geliştirmek C) Rüzgâr enerjisini elektrik enerjisine çeviren santraller geliştirmek D) Jeotermal santraller kurmak E) Güneş enerjisi ile ısıtılan sular kullanmak 6. P o V litre Ne deal piston M Bir miktar Ne gazının sıcaklığı 27 C iken şekildeki ideal sürtünmesiz piston dengededir. Sabit basınç koşulunda sıcaklık 27 C den 47 C ye çıkarılıyor. Gazın hacmi 4 litre arttığına göre, ilk hacmi kaç litredir? A) 16 B) 32 C) 56 D) 60 E)

184 Maddenin Halleri 7. Bofl 10. S cakl k ( C) Buhar bas nc (mm Hg) X (s v ) 0 4,58 1. Kap 2. Kap Şekilde verilen 1. kaptaki X sıvısının yarısı sabit sıcaklıkta aynı ortamdaki 2 kaba aktarılıyor. Buna göre; I. X in kaynama noktası II. X in buharlaşma hızı III. X in donma noktası niceliklerinden hangisi 2. kapta daha büyük olur? D) I ve III E) II ve III ,21 17,54 31,85 Tabloda farklı sıcaklıklardaki suyun buhar basıncı verilmiştir. Buna göre tablo ile ilgili; I. Sıcaklık arttıkça suyun buhar basıncı artar. II. 0 C 10 C arasında buhar basıncı artışı 10 C 20 C arasındakinden küçüktür. III. 30 C de %20 bağıl nem varsa su buharının 30 C deki kısmi basıncı 6,37 m Hg dir. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) I, II ve III 8. Aşağıda verilen tanımlardan hangisi yanlıştır? Kavram Tanım A) Yüzey inaktif madde Çözücünün yüzey gerilimini düşürmeyen madde B) Viskozite Sıvıların akmaya karşı göstediği direnç C) Yüzey gerilimi Bir sıvının yüzey alanını artırmak için gereken enerji D) Adhezyon kuvvetleri Aynı moleküller arası çekim kuvvetleri E) Buhar basıncı Sıvısı ile dinamik dengede olan buharın basıncı 11. Sera etkisi ile ilgili; I. Deniz seviyesinin yükselmesine neden olabilir. II. Mevsimlerin özelliklerinin değişmesine neden olabilir. III. Atmosferdeki CO 2 gazı miktarının artması sera etkisi yapar. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 12. Hava Balon M 9. Madenin hal değişimi ile ilgili; I. Naftalin buharının naftalin katısı oluşturması II. Etil alkol sıvı maddesinin donması III. Kuru buz (CO 2 )un gaz faza geçmesi verilen değişimlerden hangilerinde ortama ısı verilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Yukarıdaki kapalı kapta patlama sınırına kadar şişirilmiş lastik balon konulmuştur. Buna göre; I. Kaptaki havanın boşaltılması II. Balon dışındaki havanın aniden ısıtılması III. Kaba gaz eklenmesi işlemlerinden hangileri yapılırsa balon patlar? D) I ve II E) I ve III 358

185 MADDENİN HALLERİ ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 2 1. Eşit kütledeki X ve Y gazlarının aynı sıcaklıkta ve farklı kaplardaki basınçlarının eşit olması için; I. Hacimlerinin, II. Molekül kütlelerinin, III. Moleküllerindeki atom sayılarının niceliklerinden hangilerinin eşit olması gerekir? D) I ve II E) I, II ve III 4. 6 litre bofl 3 litre CO 2 b P o = 1 atm a 38 cm c va Sabit sıcaklıkta 3 litrelik kabı dolduran CO 2 gazının basıncı manometredeki gibidir. Bu kabı 6 litrelik kaba birleştiren vana açılıyor. Sıcaklık değişmediğine göre, cıva seviyesi nasıl değişir? A) a kolunda 38 cm daha yükselir. 2. M 32 g O 2(g) 0 C P o = 73 cm Hg h mm B) b kolunda 38 cm yükselir. C) Her iki kolda eşit seviyede olur. D) a kolunda 19 cm yükselir. E) b kolunda 76 cm yükselir. c va Şekildeki kapta 0 C ta 32 gram O 2 gazı vardır. Açık hava basıncı 73 cm dir. Kabın hacmi 22,4 litre olduğuna göre, mamometrenin U borusundaki h yüksekliği kaç mm dir? (O : 16) A) 15 B) 20 C) 30 D) 730 E) M He gaz Şekildeki sabit hacimli kapta bulunan ideal davranışta He gazının 0 C de basıncı 2 atm dir. Kütlesi sabit tutularak basıncı 2,5 atmosfere çıkarmak için sıcaklık kaç C ta çıkarılmalıdır? A) 614,25 B) 341,25 C) 136, ,2 atm N 2(g) T Kelvin M D) 70,50 E) 68,25 Açık hava basıncının 0,8 atm olduğu koşullarda bulunan şekildeki kabın mutlak sıcaklığı yarıya düşürülürken M musluğu açılıyor. Musluk açık iken N 2 gazının son durumu için hangisi doğru olur? Moleküllerin Basınç Özkütle ortalama KE A) Artar Artar Artar B) Artar Artar Azalır C) Azalır Azalır Azalır D) Artar Azalır Artar E) Azalır Artar Artar 6. 7 gram X 2 gazı için normal koşullarda basınç-hacim çarpımı (P.V) 5,6 atm. dir. Buna göre; I. X in atom kütlesi 7 akb dir. II. 7 gram X 2 gazı 0 C ve 0,5 atm basınçta 11,2 litre hacim kaplar. III. Avogadro sayısı kadar X 2 molekülü 28 gramdır. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve III E) II ve III 359

186 Maddenin Halleri 7. S cakl k ( C) 40 X 10. Madde Benzen Buhar bas nc (mm Hg) 94, Is (J) 1 gram X sıvısının sıcaklık-ısı grafiği yukarıda verilmiştir. Buna göre X ile ilgili; I. X sıvısının ısınma ısısı 5 J/g C dir. II. X in buharlaşma ısısı 300 J/g dir. III. X sıvısının donma sıcaklığı 20 C tir. yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? D) I ve II E) II ve III 8. Viskozitesi yüksek olan X sıvısının viskozitesini düşürmek için; I. Sıcaklığı yükseltmek II. Soğutmak III. İçinde yüzey aktif bir madde çözmek işlemlerinden hangileri yapıldığında sonuç vermeyebilir? D) I ve II E) I ve III Etanol C va Metanol Su 58,9 0, ,7 23,80 Bazı sıvı maddelerinin 25 C deki buhar basınçları verilmiştir. Buna göre; I. Kaynama noktası en küçük olan metanoldür. II. Tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri en yüksek olan cıvadır. III. Benzen ve etanolün kaynama noktaları suyunkinden düşüktür. yargılarından hangileri doğrudur? D) I ve II E) I, II ve III 11. Aşağıdakilerden hangisi hava kirliliğine neden olan zehirli gaz üreten yerlerden değildir? A) Rüzgâr enerjisi santralleri B) Kimyasal madde fabrikaları C) Aktif volkanlar D) Akaryakıt tüketen otomobiller E) Petrol rafinerileri 9. Madde Erime noktas ( C) Kaynama noktas ( C) 12. P o deal piston X Ar (g) Y H 2 O (g) M Z H 2 O (s v ) Tabloda X, Y ve Z nin normal basınçtaki erime ve kaynama noktaları verilmiştir. Buna göre, standart koşullarda (1 atm, 25 C) X, Y ve Z nin fiziksel halleri için hangisi doğrudur? X Y Z A) Katı Gaz Sıvı B) Sıvı Katı Gaz C) Gaz Katı Sıvı D) Gaz Sıvı Katı E) Sıvı Gaz Katı Şekildeki kapta t C ta su, su buharı ve argon gazı bulunmaktadır. Piston aşağıya itilerek gaz fazının hacmi yarıya indiriliyor. Buna göre; I. Toplam basınç iki katına çıkar. II. Argon gazının basıncı iki katına çıkar. III. Su miktarı artar. yargılarından hangileri doğru olur? (Ar gazı ideal ve suda çözünmez.) D) I ve II E) II ve III 360

187 MADDENİN HALLERİ ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ 3 1. P o = 1 atm M 4. M M 8 gr X (g) 1 atm 27 C 1 g H 2(g) 1,5 atm 127 C m g O 2(g) c va Şekilde verilen manometreye bağlı kabın hacim 8,2 litredir. 127 C de 8 gram X gazının basıncı manometredeki gibidir. Açık hava basıncı 1 atm olduğuna göre, X gazının formülü aşağıdakilerden hangisi olabilir? (He : 4, H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) A) He B) CH 4 C) SO 2 D) O 2 E) SO 3 Şekildeki kapların hacimleri eşittir. Birinci kapta 1 atm basınç ve 27 C sıcaklık koşulunda 1 gram Hg gazı bulunuyor. İkinci kapta 1,5 atm basınç, 127 C sıcaklık koşullarında O 2 gazı bulunmaktadır. İkinci kaptaki O 2 gazı kaç gramdır? (O : 1, O : 16) A) 8 B) 9 C) 12 D) 16 E) M He (gaz) 0 C de çelik kap içerisinde bulunan ideal davranışlı He gazının basıncı 819 mm Hg dir. Gazın sıcaklığı 1 C yükseltilirse basınç kaç mm Hg artar? A) 1 B) 3 C) 4 D) 5 E) C deki bir miktar gazın kütlesi %20 hacmi %80 artırıldıktan sonra sıcaklığı 177 C ta çıkarıldığında basıncı nasıl değişir? A) Değişmez B) % 20 artar C) % 30 artar D) % 50 artar E) 2 katına çıkar 3. X (g) 10 C P o M deal piston Sürtünmesiz ideal pistonla dengede olan X gazının sıcaklığı bir miktar artırılıyor. Sıcaklık 10 C artırılan X gazı için aşağıdakilerden hangisi doğru olur? Ortalama Basınç Özkütle kinetik enerji A) Değişmez Azalır Artar B) Artar Azalır Değişmez C) Değişmez Artar Artar D) Değişmez Azalır Değişmez E) Azalır Değişmez Artar 6. Aynı sıcaklık ve basınçta CO 2, N 2 O ve C 3 H 8 gazlarının eşit kütleleri için; I. Atom sayıları II. Molekül sayıları III. Özkütleleri niceliklerinden hangileri farklıdır? (C : 12, O : 16, N : 14, H : 1) D) II ve III E) I, II ve III 361

188 Maddenin Halleri Bilgi : Bir sıvının birim zamanda buharlaşan molekül sayısına buharlaşma hızı denir. 2. Bilgi : Buhar halindeki molekülerin oluşturduğu basınca, sıvının buhar basıncı denir. Yukarıda verilen bilgilere göre, aşağıdakilerden hangisi bir sıvının hem buhar basıncını hem de buharlaşma hızını değiştirir? A) Bulunduğu kabın yüzeyi B) Rüzgâr C) Sıcaklık D) Dış basınç cm Hg dış basınçta açık kapta ısıtılan saf su 85 C de kaynamaktadır. Suyun kaynama noktasını artırmak için; I. Aynı ortamda düdüklü tencerede ısıtmak II. 76 cm Hg dış basınçta açık kapta ısıtmak III. 68 cm Hg dış basınçta açık kapta ısıtmak işlemlerinden hangileri yapılabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III E) Sıvının miktarı 11. Fosil yakıtlarının yaygın olarak kullanılması 8. S v madde X Y Z S cakl k ( C) Yüzey gerilimi (J/m 2 ) , , Tabloda verilen bilgilere göre X ve Y sıvıları ile ilgili; I. X in sıcaklığı artırılırsa yüzey gerilimi azalır. II. Y nin 25 C deki yüzey gerilimi 50 C deki X in yüzey geriliminden küçüktür. ile ilgili; I. Doğal dengeyi olumsuz yönde etkiler. II. Doğada CO 2 miktarının artmasına neden olur. III. Küresel ısınmada etkili olur. yukarıda verilen yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III III. Y nin 25 C deki tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri X in 25 C deki tanecikleri arasın- 12. P P dakinden küçüktür. yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? b b D) I ve III E) I, II ve III V 2a a fiekil 1 fiekil 2 V Şekil 1, ideal gaz ile dolu bir kaptaki basınç-hacim grafiğidir. 9. Aşağıda verilen özelliklerden hangisi sıvılar için yanlıştır? A) Bulundukları kabın bölümünün şeklini alırlar. B) Yüksek basınç ile sıkıştırılabilirler. C) Tanecikleri öteleme ve titreşim hareketlerini yapar. D) Uygulanan basıncı her yöne eşit miktarda iletir. E) Belirli bir hacmi ve özütlesi vardır. Şekil 1 den Şekil 2 deki grafiğin elde edilebilmesi için; I. Kap ısıtılmalıdır. II. Kap soğutulmalıdır. III. Kaptan gaz kaçırılmalıdır. yargılarından hangileri uygulanabilir? D) I ve II E) II ve III 362