Bölüm 2: Atomlar ve Atom Teorisi

Transkript

1 Genel Kimya İlkeler ve Modern Uygulamaları Petrucci Harwood Herring 8. Basım Bölüm 2: Atomlar ve Atom Teorisi Slide 1 of 25

2 İçerik Bazı Kimyasal Buluşlar Elektronlar ve Nükleer Atom Kimyasal Elementler Atomik Kütle Mol Slide 2 of 25

3 Atomlar ve Atom Kuramı Atomun yapısıyla ilgili ilk kuramlar 200 yıllık Temel model: Proton ve nötronlardan oluşmuş bir çekirdek ve çevresinde bulunan elektronlar Kimya da İlk Buluşlar: Demir filizlerine yüksek fırın uygulaması- MS 1300, Sülfürik asit, nitrik asit ve sodyum sülfat yüzlerce yıldır bilinip kullanılan kimyasallar, Havadan O 2 ve N 2 eldesi ve gaz yasaları- 18.yy Yanma olayının açıklanması Modern kimya Slide 3 of 25

4 Kütlenin Korunumu Kuramı Lavoisier in Deneyi (1774): Kapalı bir cam balonu içerisindeki kalay ve havayı birlikte tartmıştır. Kapalı balon ısıtılınca tebeşir tozuna benzer bir tozun oluşmasını görmüştür (kimyasal reaksiyon). Arkasından kapalı sistemi tekrar tartmış: (balon + beyaz toz + kalan hava) miktarının ayni, yani kütle nin değişmediğini görmüştür. Daha sonra kalay oksit in, kalay örneğinin kütlesi ve hava kütlesinin bir kısmında oluştuğunu anlamıştır. Slide 4 of 25

5 Lavoisier: Kütlenin Korunumu Kuramı Tepkimeden çıkan ürünlerin kütleleri toplamı, tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamına eşittir. Veya Madde yoktan var olmaz, varken de yok olmaz. Slide 5 of 25

6 Kütlenin Korunumu Kuramı Örnek 2-1: Kütlenin Korunumu Yasasının uygulanması Bir magnezyum örneğinin 0,455 gramı 2,315 g oksijen içerisinde yakılıyor. Buradaki tek ürün magnezyum oksittir. Tepkime sonunda geriye magnezyum kalmamış, ancak 2,015 g oksijen tepkimeye girmeyip kalmıştir. Oluşan magnezyum oksidin kütlesi nedir? Çözüm 2-1: KKY a göre toplam kütle değişmeyecektir. TÖ kütle = g Mg + 2,315 g O 2 = 2,770 g TS kütle =? MgO + 2,015 g O 2 = 2,770 g TÖ kütle = TS kütle =? Mgo + 2,015 g, MgO = g Slide 6 of 25 TÖ: tepkimeden önce, TS: Tepkimeden sonra

7 Kütlenin Korunumu Kuramı Alıştırma A: 0,382 g magnezyum örneği 2,655 g azot gazi ile tepkimeye girmekte ve ürün olarak sadece magnezyum nitrür elde edilmektedir.tepkime sonrası artan azot 2,505 g dır. Oluşan magnezyum nitrür kütlesi nedir? Çözüm A: TÖ kütle = 0,382 g Mg + 2,655 g azot = 3,037g TS kütle =? MgN+ 2,505 g O 2 TÖ kütle = TS kütle 3,037 =? MgN + 2,505 g, MgN= g Slide 7 of 25

8 Alıştırma B Kütlenin Korunumu Kuramı 7,12 gramlık bir magnezyum 1,80 gram brom ile ısıtılmıştır. Bütün brom kullanılmış ve tek ürün olarak 2,07 g magnezyum bromür elde edilmiştir. Tepkimeye girmemiş magnezyumun kütlesi nedir? Çözüm B: TÖ kütle = 712 g Mg g Br = 8,92 TS kütle = 2,07 MgBr +? Mg TÖ kütle = TS kütle 8,92 = 2,07 +? gmg Tepkimeye girmeyen Mg= 6,85 g Slide 8 of 25

9 Sabit Oranlar Yasası Proust un ( çalışmaları: Aynı miktarda bakırı sülfürik asit veya nitrik asit ile çözüp karbonat seklinde çöktürdüğünde kütlesi aynı olan bir ürünler elde elde etmiştir. Sonuç: Sabit oranlar yasası. Sabit Oranlar Yasası (SOY): Bir bileşiğin bütün örnekleri ayni bileşime sahiptir. Yani Bileşenler kütlece sabit bir oranda birleşir. Örnek: Su H 2 O olarak simgelenir, ve hep aynı oranda H ve O içerir. Slide 9 of 25

10 Sabit Oranlar Yasası Aşağıda iki ayrı miktarda su örneği ve bunların bileşimleri verilmiştir. Örnek A: 10,000 g su Örnek B: 27,000 g su 1,119 g H 11,19% H 3,021 g H 11,19% H 8,881 g O 88,81% O 23,979 g O 88,81% O Örnek 2-2: Sabit Oranlar Yasasının Kullanılması 0,100 g lik bir magnezyum örneği oksijen ile birleşerek, 0,166 g magnezyum oksit veriyor g lik diğer magnezyum örneği oksijen ile birleşirse kaç gram magnezyum oksit oluşur? Slide 10 of 25

11 Çözüm 2-2: Sabit Oranlar Yasası Önce birinci deneyden oluşan bileşiğin oranları bulunur F 1 0,100 gmg 0,1666 g MgO F 2 Bu oranlar bütün örneklerde aynı olmalıdır. Bu oranlardan uygun olanı 2. deney için kullanılır. 2. Deneyde oluşan MgO miktarı: 0,1666 g MgO 0,100 g Mg MgO miktar ı 0,144 g Mgx 0,1666 g MgO 0,100 g Mg 0,239 g Slide 11 of 25

12 Alıştırma A: Sabit Oranlar Yasası 0,500 g magnezyum oksit içerisindeki magnezyum miktarını yukarda ki örnekte verilen bilgiyi kullanarak bulunuz. Çözüm A: Önce örnekten: F 1 Oluşan MgO miktarı: 0,100 gmg 0,1666 g MgO F 2 0,1666 g MgO 0,100 g Mg Mg miktari 0,500 gmgox 0,100 gmg 0,1666 gmgo 0,301 g Slide 12 of 25

13 Alıştırma B: Sabit Oranlar Yasası Tam tamına 2.00 g magnezyum oksit elde etmek için birleştirmeniz gereken magnezyum ve oksijenin kütlelerini bulunuz. Çözüm B: Önce örnekten: F 1 0,100 gmg 0,1666 g MgO F 2 0,1666 g MgO 0,100 g Mg Gereken Mg miktarı: Mg miktari 2,00 g MgOx 0,100 g Mg 0,1666 g MgO 1,20 g Gereken Mg miktarı: Slide 13 of 25

14 Çözüm B (d): Sabit Oranlar Yasası Gereken O miktarı: O miktar ı 2,00 1,20 0,80 g Veya 0,100 g magnezyumun, 0,66 g oksijen ile birleşip 0,166 g magnezyum oksit verdiği göz önüne alınırsa O miktar ı 2,00 g MgOx 0,66g Mg 1,666 g MgO 0,80 g Olarak bulunur. Slide 14 of 25

15 Dalton Atom Kuramı Kütlenin Korunumu Yasası ve Sabit Oranlar Yasalarını kullanarak Dalton esas olarak 3 varsayıma dayanan atom kuramını geliştirdi: ( ) 1. Elementler atom olarak isimlendirilen ve bölünmeyen küçük parçacıklardan oluşur. Atomlar reaksiyonlar sırasında yoktan var, vardan yok edilemezler. 2. Bir elementin tüm atomları aynıdır. Ancak farklı elementlerin atomları farklıdır. 3.Bileşikler iki veya daha fazla farklı elementin basit sayısal oranlarda birleşmesi ile oluşur. AB veya ABx AxB gibi. Slide 15 of 25

16 Dalton Atom Kuramı Atomlar bir elementin kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük parçacıklardır. Bu varsayımlara göre: Kimyasal tepkime öncesi var olan atomlar, sonrasında da vardır. Bu durumda kütle değişme (KKY) (1 den) Bir bileşiğin % bileşimi tek bir değer olmalıdır. Bu değer sentez yoluna bağlı değildir.(3) (SOY) Buradan katli oranlar yasası (KOY) tanımı çıkar: İki element birden fazla element oluşturursa, bu elementlerden herhangi birinin sabit miktarıyla bilesen diğer elementin kütleleri arasında küçük tam sayılarla ifade edilen bir oran vardır. Slide 16 of 25

17 Dalton Atom Kuramı Örnek: Karbonun (C) oksijenle (O) yaptığı bileşiklere bakalım; Karbon monoksitin (CO) ve karbondioksitin (CO 2 ) oluşumunda: CO CO: 1,000 g C, CO 2 : g C, g O g O le birleşir 2,667 1,333 Bileşiklerdeki oranı: 2 CO 2 Slide 17 of 25

18 Elektronlar ve Atom Fiziğinde Diğer Buluşlar Fizikçiler atom yapısıyla ilgili yoğun çalışmalarda bulunmuşlar. Çok çalışma var. Ancak hepsinin bilinmesi gereli değil Atomun yapısının kavranması için elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiyle ilgili deneysel çalışalar çok yararlıdır. Slide 18 of 25

19 Diğer Buluşlar Yüklü Parçacıkların Davranışları Aynı yüklü tanecikler birbirini iter. Ters yüklü tanecikler birbirini çeker Eşit sayıdaki zıt yükler nötrdür Yükler eşit değilse, fazla olan yük hakimdir: Pozitif yüklü cisimler (+) Negatif yüklü cisimler (-) Slide 19 of 25

20 Diğer Buluşlar Yüklü parçacıkların manyetik alandaki davranışları Magnetik alanda, elektrik yüklü parçacıklar alana dik bir düzlemdeki doğrusal yollardan sapmaktadırlar. Slide 20 of 25

21 Elektronların Keşfi Deney: Havası boşaltılmış bir cam borunun iki ucuna doğru akim üretici bağlamış ve tüpün katodundan çıkan ışının anoda gittiğini görmüş: Katot ışınlar Daha sonra kadot ışınlarının tüp içerisinde bir doğru boyunca yol aldıkları ve yapım malzemesine bağlı olmadığı görülmüştür. Slide 21 of 25 Diğer Buluşlar Faraday 150 yıl önce katot ışınlarını bulmuştur. Katot ışını tüpü

22 Diğer Buluşlar Katot Işınlarının Özellikleri Slide 22 of 25

23 Diğer Buluşlar: Katot Işınları Katot Işınlarının Özellikleri Katot ışınları demetini manyetik ve elektrik alan kuvvetleri ters yönde dengelerse, ekrana çarpan katod ışınlar sapmaya uğramazlar. Manyetik ve elektrik alan kuvvetleri diğer verilerle birlikte bilindiğinde e/m oranı hesaplanabilir. Slide 23 of 25

24 Diğer Buluşlar-Katot Işınları Katot Işınlarının Özellikleri Gözle görülmezler. Ancak çarptıkları yüzeyden yansıyan ışınlar görülebilir: Floresans Bu ışınlar elektrik ve manyetik alanlarda negatif yüklü bir parçacıklar gibi sapmaya uğrarlar. Slide 24 of 25

25 1897 Diğer Buluşlar: Elektron Thomson ( ): Bu ışınların kütle/yük (e/m) oranını hesapladı (1897): e/m = coulombs/g Bu ışınlar bütün atomlarda bulunan (-) yüklü temel parçacıklardır Katot ışınları demetini manyetik ve elektrik alan kuvvetleri ters yönde dengelerse, ekrana çarpan katot ışınlar sapmaya uğramazlar. Manyetik ve elektrik alan kuvvetleri diğer verilerle birlikte bilindiğinde e/m oranı hesaplanabilir. Slide 25 of 25

26 Diğer Buluşlar: Elektronlar George Stoney: Bu parçacıklara elektron ismi verdi (1874). Slide 26 of 25

27 1914 Diğer Buluşlar: Elektron Yükü Robert Millikan ( ) yağ damlası deneyi ile elektron yükünü (e) buldu. e = 1,6022 x Coulombs (c). e/m = C/g (biliniyordu) Buradan elektron kütlesi bulunur: m = 9,1094 x g Slide 27 of 25 İyon yüklü yağ damlacıklarının düşüşünde yer çekimi kuvveti elektrik alanla dengelenir. Buradan e/m bulunur. Damlacıkların üzerindeki yükün büyüklüğü (q) elektron yükünün (e) tam katlarıdır. Q = ne, n = 1, 2, 3,..

28 Diğer Buluşlar Elektronun tün atomlardaki temel parçacık olduğu belirlendi. Sonraki soru: Elektronlar atom içinde nasıl bulunuyor? Thomson: Nötür bir atomda eksi yükü dengeleyen, artı yükler bulunmalı. Artı yükler bulut şeklinde olmalı elektronlar bulut içerisinde yüzmelidir. sekil Slide 28 of 25

29 1895 Diğer Buluşlar: x-işınları ve Radyoaktivite X-ışınları Wilhelm Roentgen ( ) katot ışınlarıyla çalışırken, tüpün dışında bulunan bazı maddelerin ışıma yaptığını ya da fluoresans ışık yaydığını fark etti. Niteliğini bilemediğinden buna X-ışını adini verdi. Bu gün X-ışınının yüksek enerjili elektromanyetik ışın olduğu bilinmektedir. Slide 29 of 25

30 Diğer Buluşlar Radyoaktivite Bir atom tarafından kendiliğinde yayılan ışın yayınımı. İlk kez Henri Becquerel ( ) tarafından gözlendi. Daha sonra Marie and Pierre Curie tarafından araştırıldı. Slide 30 of 25

31 Diğer Buluşlar Radyoaktif maddelerin yaydıkları ışınlar Ernest Rutherford ( ) radyoaktif maddelerin 3 tip ışın yayımladığını gözlemledi. tanecikleri: (+) yüklü, He 2+ iyonu ile aynı özellik ve kütle particles: (-) yüklü, elektronla aynı özellikler taşıyor. Çekirdekten geliyor rays: Nötr.Parçacık değil. Elektromanyetik ışınlar (Paul Villard, 1900) Slide 31 of 25

32 1909 Atom Çekirdeğinin Buluşu Geiger and Rutherford 1909 Slide 32 of 25

33 1909 Atom Çekirdeğinin Bulunuşu Rutherford ve Geiger İnce bir altın folyo tabakası üzerine parçacıkları gönderdi ve ortaya çıkan parçacık dağılımın gözlemledi. Sonuç: Metal tabakaya gelen parçacıkların çoğu sapmaya uğramadan geçer Bazı parçacıkları çok az sapar. Birkaç tanesi önemli miktarda sapar. Birkaç tanesi tabakayı geçemez, geri Slide 33 of 25 döner.

34 1909 Atom Çekirdeğinin Buluşu Sonuç: Metal tabakaya gelen parçacıkların çoğu sapmaya uğramadan geçer Bazı parçacıkları çok az sapar Birkaç tanesi önemli miktarda sapar. Birkaç tanesi tabakayı geçemez, geri döner. Slide 34 of 25

35 Atom Çekirdeğinin Bulunuşu Rutherford atom modeli: 1. Atom kütlesinin çok büyük kısmı ve pozitif yükün tümü, çekirdek denen çok küçük bir bölgede yoğunlaşır. Atomun büyük bir kısmı boş bir uzay parçasıdır. 2. Pozitif yükün büyüklüğü atomdan atoma değişir ve elementin atom ağırlığının yaklaşık yarısıdır. 3. Çekirdeğin dışında, çekirdek yüküne eşit sayıda elektron bulunur. Atomun kendisi elektrik yükü bakımından nötrdür. Slide 35 of 25

36 1919, 1934 Proton ve Nötronlar Protonlar 1919 da Rutherford tarafından bulundu. Nötronlar 1932 yılında James Chadwick tarafından bulundu. Atom çekirdeğinden geliyordu. 70 yılda ulaşılan atom modeli Slide 36 of 25

37 Slide 37 of 25 Temel Parçacıklar-Özet Bir yüke sahip olan parçacıklar yalnızca proton ve elektronlardır. Proton ve nötronlar esasında ayni kütleye sahiptir. Elektronların kütlesi o kadar küçüktür ki, ihmal edilmektedir. Atomik çap= 10-8 cm (= 1 Å), Nükleer çap = cm Parçacık Kütlesi Yükü (kg) (akb) (Coulombs) (e) Elektron x x Proton x x Nötron x

38 Atomik Ölçüler Bazı Birimler: 1 akb (atomik kütle birimi) = x kg 1 pm (pikometer) = 1 x m 1 Å (Angstrom) = 1 x m = 100 pm = 1 x 10-8 cm Bunları biliyor muydunuz? Slide 38 of 25 En ağır atomu yalnızca 4.8 x g lık bir kütleye ve 5 x m lık bir çap sahiptir En büyük atom: 240 akb ve 50 Å çap Tipik C-C bağ uzunluğu: 154 pm (1.54 Å) Moleküler modeller: 1 Å/inç veya 0.4 Å/cm

39 Kimyasal Elementler-Genel Bilgiler Kimyasal elementler, proton, nötron ve elektronlardan oluşur. Bir elementin proton sayıları değişmez. Nötron sayıları değişebilir. Bir elementin bütün atomları aynı atom numarasına (Z) sahiptir veya p sayıları aynı olan bütün atomlar aynı elemente sahiptir. Şu anda bilinen 115 elementin atom numaraları Z = 1-112, 114,116 ve 118 dir. Her elementin bir kimyasal simgesi ve bir ismi vardır. Simge ismin kısaltılmış şeklidir. Bir veya iki harften oluşur. Slide 39 of 25

40 Kimyasal Elementler-Genel Bilgiler Element İngilizce (E)/ Latince (L)/Almanca(A) İsmi Simgesi Karbon Carbon C Oksijen Oxygen O Azot Nitrogen (L) N Demir Ferrium (L) Fe Kurşun Plumbum Pb Tungsten/Wolfram Wolfram W Slide 40 of 25

41 Kimyasal Elementler-Genel Bilgiler Uranyumdan (Z = 92) daha büyük elementler doğada bulunmazlar. Yapay olarak elde edilirler Çok yüksek atom numaralı elementler çok kararsızdır ve ancak kısa bir süre için var olabilirler. B nedenle bunlara geçici adlar verilmiştir. Günümüzde resmen kabul edilen element sayısı 109 dur. Slide 41 of 25

42 Atom ve Kütle Numaraları Bir atomu tanımlamak için simgeler kullanırız E = Element A= Kütle numarası = proton sayısı (p) + nötron sayısı (n) Z = Atom numarası = proton sayısı Karbon (C) Atomu: Slide 42 of 25

43 İzotoplar Thompson un 1912 de neon (Ne) gazının %90 belirli bir kütleden, %10 nın ise daha ağır bir kütleden oluştuğunu buldu. Ne nun proton sayısı 10, nötron sayısı ise çoğunlukla 10 ancak 11 veya 12 de olabiliyor. Slide 43 of 25

44 İzotoplar İzotop: Aynı elementin farklı kütlelere sahip atomlarıdır İzotoplar farklı sayıda nötronlara sahiptir (Atom numaraları (Z) ayni, kütle numaraları (A) farklı). İzotoplar bazen kütle numarası ile birlikte verilir. C-12, Ne-20 gibi. Baz elementlerin izotopu yoktur, Al gibi. 11 C C 13 C 14 C Ne (%90,51) C (%0.27) 12 6 Ne 21 10Ne (%9,22) Slide 44 of 25

45 Karbonun 4 değişik izotopu İzotoplar Slide 45 of 25

46 Hidrojenin izotopları: İzotoplar Slide 46 of 25

47 İyonlar İyon: Elektron alan veya veren atomdur. Net bir yükü vardır Elektron alındığından (-), verildiğinde (+) yüklü iyon oluşur. İyon haline gelen atomun proton sayısı değişmez. 20 Ne Ne e (10 p, 10 n, 9 e) Ne10Ne 2e (10 p, 10 n, 8 e) İyon yükü = proton sayısı-elektron sayısı Slide 47 of 25

48 Slide 48 of 25 Atom ve Kütle Numaraları Örnek 2-3: Atom ve iyonlarda Proton Notron ve Elektron Sayıların İlişkisi (a) Cl deki proton, nötron ve elektron sayılarını belirtiniz. (b) 29 proton, 34 nötron ve 27 elektron içeren taneciğin simgesini yazınız. Çözüm 2-3: A Z E şeklinde yazılırken atom veya iyon mu olduğuna dikkat edilmelidir. Nötr bir atom için: e = p = Z (at. num.) İyon ise, (+) veya ( ) iyon durumu açıklanmalıdır.

49 Çözüm 2-3 (d): Atom ve Kütle Numaraları Nötron sayısı = A-Z dir. (a) Cl : Z = 17, A = 35 nötr atom p = 17, e = 17 n = A-Z = = 18 (b) Z = 29 olan element bakırdır. A =p + n = = 63. Tanecik yalnızca 27 elektron taşıdığından, bir iyon olmalıdır. Net yük= p e = +2 Bu durumda simgesi: Cl 2+ dir. Slide 49 of 25

50 Atom ve Kütle Numaraları Alıştırma A : 47 proton, 61 nötron ve 47 elektron içeren bir taneciğin simgesini yazınız Çözüm A : Z =47 olan element Ag dir. A = p + n = = 108. Simgesi: Ag dir. İyon olmadığına nasıl karar verdik? Slide 50 of 25

51 Atom ve Kütle Numaraları Alıştırma B: (-2) yük taşıyan kükürt -35 iyonunun proton, nötron ve elektron sayılarını bulunuz. Çözüm B : Net yük = p-e, -2 = (16- e), e=18 A = 35 = p+n 35 = 16 + n, n = 19 Simgesi: 35 16S 2- Slide 51 of 25

52 Atom Kütlesinin Ölçülmesi Atom kütleleri tayin edilmesi için kütle spektrometresi, kullanılmaktadır. Standart atom: karbon izotopu-12 ve kütlesi tam 12 atomik kütle birimi (akb). Karbon izotopu-12 kütlesi tam 12 akb dir. Diğer atomların kütlesi bu standarda göre tayin edilir. Kütle numaraları tam sayılar olmasına rağmen karbon dışındaki atomların kütleleri tam sayıya çok yakin değerlerdir. Slide 52 of 25

53 Kütle spektrometresi Atom Kütlesinin Ölçülmesi Cihazda gaz örnek, elektron bombardimanıyla iyon haline getirilir. Oluşan (+) iyonlar seçici plakalar arasından ve ekran dik manyetik alan içine gönderilir. Yalnızca belli bir hızdaki iyonlar buradan geçer ve manyetik alan tarafından dairesel olarak saptırılır. Farklı kütlelerdeki iyonlar sayacın (fotograf plağı) farklı bölgelerine çarpar. İyonların miktarları sayaç tarafından ölçülür. Slide 53 of 25

54 Atom ve Kütle Numaraları Örnek 2-4:İzotop Kütlesinin Kütle spektrometresiyle Saptanması Kütle spektrumu verilerine göre 16 O kütlesinin 12 C kütlesine oranı 1,33291 bulunmuştur. Bir 16 O atomunun kütlesi nedir? Çözüm 2-4 : (m) (m) O C 1,33291 ( m) O 1,33291x12 akb 15,9949 akb Slide 54 of 25

55 Atom ve Kütle Numaraları Alıştırma A : Kütle spektrumu ölçümlerine göre 16 O kütlesi 15 N kütlesinin 1,06632 katı bulunmuştur. 15 N atomunun kütlesi akb birimi cinsinden kaçtir? 15 N Çözüm A : 16 O nin kütlesi = 15,9949 akb (Örnekten) (m) (m) O N 1,06632 ( m) N 159,994 akb/, ,000 akb Slide 55 of 25

56 Atom ve Kütle Numaraları Alıştırma B : 202 Hg nin izotop kütlesi 201, akb ise, 202 Hg/ 12 C kütle oranı nedir? Çözüm B : (m) (m) Hg C 201, akb akb 14 Slide 56 of 25

57 Ortalama Atom Kütlesi Gerçek hayatta çok fazla sayıda atom ve molekül olmasından dolayı hesaplamalarda ortalama kütle kullanılmaktadır. Ortalama kütle, elementin izotoplarından aşağıdaki bağıntıya göre hesaplanmaktadır. Ortalama kütle (İzotop i'nin fraksiyonu)x(i'nin miktar ı) Veya; Ortalama kütle izotop1 izotop1 x bolluk kesri kütlesi izotop2 izotop2 x... bolluk kesri kütlesi Slide 57 of 25

58 Atom Kütleleri Karbon: Standart kütle karbon-12 atomları içindir. Karbon akb % 98,892 Karbon-13 13,00335 akb % 1, C kütlesi C boluk kesri x C kütlesi ( )x(12akb) 13 C kütlesi C boluk kesri x C kütlesi ( )x(12akb) Doğol Ckütlesi (0,98892)x(12akb) ( )x(12akb) Doğol Ckütlesi 12,011akb Slide 58 of 25

59 Slide 59 of 25 Atom ve Kütle Numaraları Örnek 2-5: Ağırlıklı Ortalama atom kütlesinin Anlamını Kavrama. Lityumun doğada bulunan izotopları lityum-6 ve lityum-7 dir. Kütleleri sırasıyla 6,01513 ve 7,01601 akb dir. Bu iki izotopun hangisinin doğadaki bolluğu daha fazladır. Çözüm 2-4 : Kitabin on kapağındaki çizelgeden Lithiyumun atom kütlesi 6,941 olarak verilmiştir. Bu değerin sağlanmasında 7,01601 akb lik lityum-7 katkısı daha fazladır. Bu nedenle bu izotopun bolluğu daha fazladır. 6,941 = 6,01513x + 7,0160 (1-x) x L6 = 7,49 % (1-x) L7 = 92,51 %

60 Peryodik Tablo (Doğanın Gizemi) Elementlerin sistematik kataloğu. Elementler atom numarası sırasına göre düzenlenmiştir Satırlar: peryot Dikey kolonlar: grup Bir gruptaki elementler benzer özellikler sahiptir. Peryodlar Gruplar İsimlendirme: 1.Sayı-harf: Gruplar 1A, 2A, 3B-8B, 1B, 2B, 3A-8A 2. IUPAC ve ACS: 1-18 Slide 60 of 25

61 Alkali Metaller Alkali toprak Peryodik Tablo Halojenler Ana gruplar Soy gazlar Geçiş metalleri Ana gruplar Slide 61 of 25 Lantanitler ve Aktinitler

62 Peryodik Tablo ve Tekrarlılık Özel isimleriyle bilinen 5 grup. Slide 62 of 25

63 Peryodik Tablo ve Tekrarlılık Sol ve ortada metaller var Sağ tarafta metalik olamayanlar var (H hariç) Basamaklı kalın çizgi metoloid sınırını gösteriyor (Al ve Po hariç) Metaller: Hg hariç oda sıcaklığında kati, şekil verilebilir(plaka, tel), ısı ve elektrik iletirler, parlaktırlar. Yari metaller: hem metal hem ametal özelliği gösterirler. Yeşil renkle göstermiştir Ametaller: Isı ve elektrik iletkenliği zayıf, bir kısmı oda sıcaklığında gaz ( azot, oksijen ve klor),bazıları kırılgan katı Slide 63 of 25 (silisyum ve kükürt), brom ise sıvıdır.

64 Peryodik Tablo ve Tekrarlılık Elementlerin kimyasal özellilerine bakıldığında reaktif özelliklerin tekrar ettiği görülür. Slide 64 of 25

65 Slide 65 of 25 Peryodik Tablo Baş grup elementleri: 1, 2, grup elemanları 1 ve 2. bas grup elemanları iyon oluşturduklarında grup nosu kadar elektron kaybederler. Na + ve Ca gruptaki Al, Al 3+ oluşturmak için 3 elektron verir. Bu grubun diğer elemanlarıyla daha yüksek gruptaki elemanlar birden fazla yük taşıyan iyonlar oluşturabilirler. Ametaller elektron alırlar. Alınan elektron sayısı=18- IUPAC grup nosu Örnek. Oksijen : = 2 e O 2- Klor : = 1 e Cl - Neon Bazı yararlı bilgiler : = 0 e Ne (soy gaz)

66 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı Peryodik tabloyu en çok atom kütlelerine bakmak için kullanırız. Ancak atom ve moleküller normal yollarla sayılamayacak kadar küçük kütlelere sahiptir. Bunları ölçülür büyüklüklerle ifade etmek için yeni bir büyüklük tanımlamak gerekiyor. Bu büyüklük mol dur. Mol kavramı kimyasal hesaplamalarda kolaylık sağlamak için kullanılmaktadır. Slide 66 of 25

67 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı Mol: 12 gram C-12 de bulunan atom sayısı kadar tanecik (atom, molekül) içeren madde miktarıdır. Bir mol maddenin içerdiği tanecik sayısına Avagadro sayısı (N a ) ismi verilmektedir. N 6,022x10 a 23 mol -1 1mol 12 C 6,022x C atomu 12,0000 g 12 C 1mol 16 O 6,022x O atomu 15,9949 g 16 O Mol kütlesi (M): Bir mol atomun kütlesidir (g mol, kgmol) Slide 67 of 25

68 Mol Kavramının Kullanılması Örnek: 1mol Li 6,941g/gmol 12 1mol C 12,0000 g/gmol 1mol H2 O 18,0000 g/gmol Mol kavramı hesaplamalarda çok sık kullanılacaktır. 1mol Li Çevirme Faktörleri: 6,022x10 23 Li atomu 6,941 g/gmol 1mol Li 6,941gLi 1 f 2 6,022x10 Li atomu 1mol Li f 23 Slide 68 of 25

69 Mol Kavramının Kullanılması Örnek 2-7: Mol sayisi ile Atomlarin Toplam Sayısı Arasındaki İlişki Bir demir metali örneğinde 2,35 mol Fe olduğu bilinmektedir. Bu örnekte ne kadar demir atomu vardır? Çözüm 2-7 : 1mol Fe 6,022x10 23 Fe atomu? Fe 2,35x 23 6,022x10 Fe atomu 1mol Fe 1.41x10 24 Fe atomu Slide 69 of 25

70 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı Alıştırma A: 5,07 x 10-3 mol Au elementinde kaç tane altın atomu vardır? Çözüm A : 1mol Au 6,022x10 23 Au atomu? Au 5,07x x ,022x10 Fe atomu x 1mol Au Au atomu Slide 70 of 25 1mol Li 6,022x10 23 Li atomu 6,941 g/gmol

71 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı Alıştırma B: 8,27 x 10-3 mol Pb içeren bir örnekte kaç tane kursun-206 atomu vardır? (Pb-204 %1,4, Pb-206 %24,1, Pb-207 % 22,1 ve Pb-208 %52,4) Çözüm B : Slide 71 of 25 1mol Li 6,022x10 23 Li atomu 6,941 g/gmol

72 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı Örnek 2-8: Bir Elementin Atom Sayıları ve Kütlesi Arasındaki İlişki (a) 7,65 x S atomu içeren bir örnek kaç moldür? (b) Bu örneğin kütlesi kaç gramdır? Çözüm 2-8 : a) 22 1mol S? mol S (7,65x10 mol S)x 23 6,0225 x10 S atomu 0,127 mol S b) 37,07 g S? g S 0,127mol Sx 1mol S 4.07g S Slide 72 of 25

73 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı? g S = 7,65 x S atomu x (1mol S / 6,022 x S atomu) (37,07 g S / 1 mol S) = 4,07 g S. Slide 73 of 25 1mol Li 6,022x10 23 Li atomu 6,941 g/gmol

74 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı Alıştırma A: 2,35 X tane Cu atomu kaç gramdır? Alıştırma B: 22,6 g He gazında kaç He atomu vardır? Slide 74 of 25 1mol Li 6,022x10 23 Li atomu 6,941 g/gmol

75 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı Örnek 2-9: İşlemlerde mol kütlesi, Avogadro sayısı, ve bolluk yüzdesi faktörlerinin birlikte kullanılması. Potasyum-40 küçük atom numaralı radyoaktif bir kaç element izotopundan biridir ve doğada K izotopları içerisindeki bolluk yüzdesi %0,012 dir. 371 mg K içeren bir bardak sütü içtiğimiz zaman kaç tane 40 K atomu yutmuş oluruz. Çözüm 2-9 : Önce : mgk mol K Slide 75 of 25 K miktar ı 371mg 1g 1000 mg x 1mol K 39,1g K 9,49x10 3 mol

76 Mol Kavramı ve Avogadro Sayısı Çözüm 2-9 (d) : K miktar ı 371mg 1g 1000 mg x 1mol K 39,1g K 9,49x10 3 mol K atom sayı 49x10 3 mol 21 5,71x10 6,022x10 Kx 1mol K atomu 23 Sonra 40 K atomlarının sayısı hesaplanır: 40 K atom sayı Slide 76 of 25 5,71x10 21 x 0, ,9x10 17