NİTE 1 MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİLERİ gösterilir olabilir olabilir olabilir içerir arasında oluşur olabilir i ç e r e b i l i r gösterilir düzen içinde sıralanır olabilir aynı cins atomlar içerir arasında oluşur farklı cins atomlar içerir içerir içerir iyon oluşturur 1. grup alışverişiyle oluşur 2. grup 7. grup içerir 8. grup Soy Gazlar
1 Giriş Etkinlikleri Atomun boyutu Yandaki resimler dizisini inceledikten sonra atomun büyüklüğü hakkındaki düşüncelerinizi öğretmeninizle ve arkadaşlarınızla tartışınız. Tartışmanın sonuçlarını defterinize not ediniz. Ünite sonunda sonuçları kısa bir tartışma ile gözden geçiriniz. Virüs Sabun molekülü (50 atomdan çok) Bütün atomların çapı 1 nanometreden küçüktür. Orta büyüklükte bir köpek Tırnak Toplu iğne başı Bakteri ırmızı kan hücresi (Alvuyar) ılcal damarlar A B Mum yanarken A ve B noktalarında değişimler meydana geliyor.söz konusu değişimler sizce ne tür değişimlerdir. Arkadaşlarınızla tartışınız ve düşüncelerinizi not alınız. Ünite sonunda notlarınızı tekrar gözden geçiriniz. Bir demir çiviyi demirin özeliğini gösteren en küçük parçalara bölseydiniz ne elde ederdiniz? Su gibi diğer maddeleri de özeliklerini gösteren en küçük parçalara bölmeniz mümkün olsaydı aynı sonucu elde eder miydiniz? Arkadaşlarınızla tartışınız, not alınız ve notlarınızı ünite sonunda yeniden gözden geçiriniz. 2
MADDENİN YAPISI VE ÖZELİLERİ Maddenin Yapısı ve Özellikleri Atomlar çok çok küçük olduklarından kimse onları çok güçlü bir mikroskopla bile göremez. Elektron mikrografikleri milyonlarca atomun birleşerek meydana getirdiği büyük molekülleri gösterir. Elektron mikrografikleri Büyük Çin Setti'nin uzaydan çekilmiş fotoğrafına benzetilebilir. Fotoğrafta Çin Setti duvarını görebilirsiniz; fakat duvarı meydana getiren taşları göremezsiniz. Grafitin elektron mikrografiğinden düzgün örgülü yapıya sahip karbon atomlarının varlığı anlaşılır. Büyük Çin Setti Yaklaşık 2400 yıl önce eski Yunanlı filozof Democritus bir madde sonsuza dek küçük parçalara bölünürse en sonunda o maddenin en küçük parçacığının elde edilebileceğini ileri sürdü. Atom adı Yunanca bölünemeyen anlamına gelen atomos tan gelir. Democritus'un görüşü metaller gibi basit maddelerin yapılarının açıklanmasında günümüzdeki modern atom teorisi ile uyuşur. Demir çivi demir atomlarından oluşur. Diğer eski Yunanlı filozoflardan Plato ve Aristo o dönemde Demecritus'un fikrini kabul etmemişlerdi. Gerçekten de eski yunanlı bilim insanlarının o dönemde atom hakkında herhangi bir deney yapmadan fikir ileri sürmeleri günümüz bilim insanlarına çok etkileyici gelmektedir. Daha sonraları ise bilim, atom konusunda 2000 yıl gibi uzun bir süre bilim insanlarının gündemi dışında kaldı ta ki İngiliz bilim insanı John Dalton (1766-1844) ileri sürdüğü atom teorisini açıklayıncaya kadar. Ünitede geçmişten günümüze kadar ortaya çıkan atom teorilerini ve atomun yapısı hakkındaki bilgileri öğrenerek atomların elektron alarak, vererek veya ortaklayarak meydanagetirdiği yapılar hakkında bilgi sahibi olacağız. Demecritus 3
1 SON ÜÇ ASIRDA ATOM FİRİ John Dalton atom modeli J.J. Thomson atom modeli Bohr atom modeli Günümüzde kullanılan atom modeli Dalton, eski Yunanlı filozof Democritus'un fikrinden yola çıkarak yaptığı deneyler sonucunda atomu içi boş bir küreye benzetmişti. Günümüzde kimya derslerinde kullandığımız katlı oranlar kanununu ve sabit oranlar kanununu kullanarak 1807'de Atom Teorisini ileri sürdü. Teori, elementler ve bileşikler hakkında aşağıdaki bilgileri içermekteydi. Tüm maddeler atomlardan oluşur. Aynı cins elementlerin atomları birbiriyle tamamen aynıdır. Farklı cins elementlerin, atomları da farklıdır. imyasal tepkimelerde atomlar bir bütün olarak davranır. Atomlar parçalanamaz ve yeniden oluşturulamaz. Atomlar belirli oranlarda birleşerek bileşikleri oluştururlar. Dalton'dan sonra J.J.Thomson atomla ilgili teorisinde (1897) elektronu keşfetti ve atomun pozitif bir küreden oluştuğunu ve elektronların bu küre içerisinde gelişigüzel dağıldığını ileri sürdü. Teorisini açıklarken de atomu üzümlü bir keke, elektronları ise bu kek içerisinde Çekirdeği proton ve nötronlar oluşturur. Demecritus tüm maddelerin atomlardan yapıldığını ileri sürdü. John Dalton atom teorisi aynı cins elementlerin atomları aynıdır. Farklı cins elementler birleşince bileşikleri oluşturur. J.J. Thomson elektronu buldu. Ernest Rutherford protonu keşfetti. Ernest Rutherford çekirdeği keşfetti. Niels Bohr elektronların çekirdeğin etrafında belirli enerji seviyelerinde hareket ettiğini ileri sürdü. James Chadwick nötronların varlığını ispatladı. gelişigüzel dağılmış üzümlere benzetti. Oxford üniversitesinde J.J. Thomson'ın asistanı olan Ernest Rutherford, Thomson'ın teorisini desteklemek için yaptığı deneyde atomun bir çekirdeğinin olduğunu keşfetti. Çekirdeğin ve atomun çapını kıyaslamak için de ünlü benzetmesini yaptı. Bir bezelye tanesi bir atomun çekirdeği olarak kabul edilirse ve bir stadyum ortasına yerleştirilirse, tribünlerde dolaşan sinekler de atomun hacmini belirleyen elektronlar olarak kabul edilebilir. Rutherford modeli merkezinde çekirdek bulunan elektronların gezegenler gibi dolandığı bir daire gibi de düşünülebilir. 1913 yılında Danimarkalı fizikci Niels Bohr atom modelinde elektronların çekirdeğin etrafında belirli enerji seviyelerinde haraket ettiğini ileri sürdü. Bohr Modeli, aynı yörüngede birden çok gezegen bulunan güneş sistemine benzetilebilir.1932yılında ise James Chadwick nötronların varlığını ispatladı. Günümüzde kabul edilen Modern Atom Teorisi ise atomu elektron bulutuna benzetmektedir. Bu durum lambanın etrafında gelişigüzel dönen sineklerin oluşturduğu bir küreye benzetilebilir. Eski atom modelleri günümüzde geçerli olan birçok ilkeyi içerdiğinden halen kullanılır. Örneğin kitabımızda atom modeli, Bohr Atom Modeline göre çizilmiştir ve ünitede göreceğimiz iyon oluşumunu da kolayca açıklayan modeldir. 400 BC 1807 1897 1909 1911 1913 1932 Çekirdeğin etrafındaki elektronlar 4
Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.1 A - Atomun İçi ve Dışı Bir elementin diğerine göre farklı özelikler göstermesinin nedeni nedir? Yüzyıllardır biliminsanları atomun en küçük parçacık olduğunu düşünüyordu. Daha sonraları ise atomun temel tanecikleri olan proton, nötron ve elektronlar keşfedildi. Her elementin kendine özgü proton, nötron ve elektron sayıları vardır. Böylece her element bir diğerine göre farklı özelikler gösterir. Helyum atomu Sodyum atomu Potasyum atomu Proton Sayısı 2 11 19 Nötron Sayısı 2 12 20 Elektron Sayısı 2 11 19 M L proton ve nötronlar çekirdekte bulunur. çekirdek elektron bulutu elektronlar belirli enerji seviyelerinde bulunur. Atom Elektronun kütlesi çekirdekte bulunan proton ve nötronların kütlesine oranla yok denecek kadar azdır. Bir atomun kütlesini hemen hemen çekirdek oluşturur. Çekirdekteki parçacıklar arasında başka yerde göremediğimiz özel çekim kuvvetleri vardır. Çekirdek ve elektronların bulunduğu enerji seviyeleri(katmanlar) arasında çok büyük bir boşluk vardır. Aşağıdaki tablo, atomu meydana getiren parçacıkların yük ve kütlesini gösterir. Tanecik Proton Nötron Elektron Yük +1 0-1 ütle (Atom kütle birimi) 1 1 0(1/1840) Proton ve nötronların kütlesi hemen hemen aynıdır. Elektronlar o kadar hafiftir ki kütlesini sıfır kabul edebiliriz. Yaklaşık 1840 tane elektronun kütlesi bir nötron veya protonun kütlesine denk gelir. 1-Atomun temel tanecikleri hangileridir? 2-Atomun çekirdeğinde hangi parçacıklar bulunur? 3-Elektronlar atomun neresinde bulunur? Araştır: Proton, nötron ve elektronların gerçek kütlesini araştırınız. Biliyor muydunuz? Atomlar yalnızca proton nötron ve elektronlardan meydana gelmez. Bilim insanları bu parçacıkları oluşturan en az 37 parçacığın varlığından söz ediyor. Bunlardan bazıları lepton-lar, kuarklar, fotonlar, bozonlar, gravitonlardır. Bir önyargıyı kırmak atomu parçalamaktan güçtür. 5
1 1.1 B - Elektronların Dizilişi Protonların ve nötronların atomun merkezi olan çekirdekte, elektronların ise çekirdek etrafında belli enerji seviyelerinde (katmanlarda) dönerek hareket ettiklerini biliyoruz. Atom çekirdeğine en yakın olan elektronların enerjisi en düşük, çekirdekten en uzak olan elektronların enerjileri ise en yüksektir. Elektronlar, çekirdeğe en yakın katmandan başlayarak, en uzak katmana doğru yerleşir. Başka bir ifade ile elektronlar en düşük enerji seviyesinden en yüksek enerji seviyesine doğru yerleşir. Birinci enerji seviyesi katmanı İkinci enerji seviyesi L katmanı. Üçüncü enerji seviyesi ise M katmanı olarak adlandırılır. N M L + + + + + + 1. enerji seviyesinde en fazla 2 elektron, 2. enerji seviyesinde en fazla 8 elektron, 3. enerji seviyesinde en fazla 18 elektron bulunabilir. Atomlardaki elektronların yerleşiminin gösterilmesine elektron dizilişi denir. Örneğin potasyum atomunun 19 elektronu olduğuna göre, elektron dizilişi elektronların atomda dizilişi 2,8,9 yanlıştır 2,8,8,1 'dir Oktet kuralına göre birinci katman hariç atomların en dış enerji seviyelerinde en fazla sekiz elektron bulunur. Bu nedenle ilk yirmi atomun elektron dizilişi birinci enerji seviyesinde 2, ikinci enerji seviyesinde 8, üçüncü enerji seviysinde 8 elektron olacak biçimdedir. Aşağıdaki tablo ilk 20 elementin elektron dizilişi ile birlikte bu atomlardaki yerleşimini göstermektedir. Oktet kuralına göre 19 ve 20 atom numaralı elementlerin elektronları üçüncü enerji seviyesine 8 elektron yerleşince geriye kalan elektronlar 4. katmana yerleşirler. Hidrojen 1 H İlk 20 elementin elektronlarının atomda dizilişi Helyum 2 He Lityum 3 1 Li Berilyum 4 Be Bor 5 B arbon 6 C Azot 7 N Oksijen 8 O Flor 9 F Neon 10 2 Ne 2,1 Sodyum 11 2,8,1 Potasyum 19 2,8,8,1 Na 2,2 Magnezyum Mg 12 2,8,2 alsiyum 20 2,8,8,2 Ca 2,3 Alüminyum 13 2,8,3 2,4 Al Silisyum 14 2,8,4 2,5 Si Fosfor 15 2,8,5 2,6 P ükürt 16 2,8,6 S lor 17 2,7 2,8,7 element sembol adı atom numarası atom modeli elektronların dizilişi Cl Argon 18 2,8 2,8,8 Ar Biliyor muydunuz? Modern atom teorisine göre bir elektronun yeri ve hızı aynı anda belirlenemez. Elektronların bulunma ihtimalinin fazla olduğu bölgeye orbital denir. 6
Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.1 C - Atomların imliği Atom numarası ve kütle numarası Sodyum atomuna bakınca 11 protonu olduğunu göreceksiniz. Sadece sodyum atomlarının 11 protonu vardır. Diğer atomların tümünün de kendine özgü proton sayısı vardır. Bir atomun kimliğini belirten en temel öğesi protondur. Atomların kimliklerini proton sayılarına bakarak tespit edebiliriz. Bir atomdaki proton sayısına atom numarası denir.böylece sodyumun atom numarası 11'dir deriz. Atom numarası = proton sayısı Nötr atomların proton sayıları elektron sayılarına eşit olduklarından dolayı yük bakımından nötrdür. Proton sayısı = Elektron sayısı ütle numarası: Atomdaki elektronların kütlesi yok denecek kadar küçüktür. Atomun kütlesini, çekirdeğinde bulunan protonlar ve nötronlar belirler.bir atomdaki proton ve nötronların toplam kütlesine ütle numarası veya Nükleon sayısı denir. ütle numarası =Atomdaki proton sayısı + atomdaki nötron sayısı Bir sodyum atomunun 11 protonu ve 12 nötronu vardır, kütle numarası 23'tür. Atom numarası yalnızca proton sayısı olduğuna göre; ütle numarası - Atom numarası = Nötron sayısı Sodyum atomunun yükü: Sodyum atomunun nötron sayısı = (23-11) =12 dir. Atom ve kütle numaralarının kısaltılması protonların herbirinin yükü +1 olduğundan dolayı toplam yük +11'dir imlik kartı Adı Proton sayısı Atom numarası Sembolü Adres ütle numarası Atom numarası Sodyum atomu için Sembolü =Na Proton sayısı =11 ütle Numarası =23 Bu bilgiler kısaca : Sodyum 11 11 Na Dünya (şimdilik) A X Z 23 11Na Elementin sembolü olarak sembolize edilir. 1-Lityum'un atom numarası 3, kütle numarası ise 7'dir. a) Lityum atomunda kaç proton, nötrön ve elektron vardır? b) Lityum atomunun sembolik gösterimini yazınız? 2-Aşağıdaki atomların isimlerini yazınız ve her atomun kaç Proton, nötron ve elektrona sahip olduğunu belirtiniz. 12 16 27 56 65 238 Her elektronun yükü -1 olduğundan dolayı toplam yük -11'dir Yükleri toplayınca: +11-11 Net yük : 0 Atomun toplam yükü sıfırdır. 6 C 8 O 13Al 26Fe 30Zn 92U 3-Proton sayıları verilen atomların 9. sayfadaki periyodik tabloya bakarak isimlerini yazınız. X=2, Y=16, Z= 20 7
1 1.1 D - Aynı Elementin Atomlarındaki Farklılık Bir elementin tüm atomları her zaman aynı olmayabilir. Aynı olmamaları çekirdekte bulunan nötron sayılarının farklı olmasındandır. Proton sayıları aynı nötron sayıları farklı,bunun sonucunda kütle numaraları farklı olan atomlara izotop atomlar denir. Soluk aldığımız havadaki tüm oksijen atomlarının çekirdeğinde 8 proton vardır. Atomlar nötr olduklarından 8 tane de elektronları vardır. Soluduğumuz oksijenin büyük bir bölümünde 8 nötron vardır. Oksijenin böylece kütle numarası (8+8 =16) 16 olarak bulunur. Soluduğumuz oksijenin az bir miktarı ise 9 nötrona sahiptir. Bu oksijen atomlarının kütle numarası ise (8+9=17) 17'dir. 16 17 8O ve 8O oksijenin izotoplarıdır deriz. Oksijenin üçüncü izotopu ise çok az 18 miktarda bulunan 8O'dir. Bu izotoplara, oksijen-16, oksijen-17 ve oksijen-18 de denilebilir. Yanda Mısır'da bulunan bir mumyanın fotoğrafı görülmektedir. Mumyanın 3100 yaşında olduğu, vücudunda bulunan kütle numarası 14 olan karbon ( C) atomlarının miktarı ölçülerek saptanmıştır. 14 arbon-14 izotopu sayesinde Mısır'da bulunan mumyanın yaşı 3100 olarak tesbit edildi. Hemen hemen bütün elementlerin izotopu vardır. Oksijen, karbon gibi çoğu elementin izotopları doğada bulunur. Bazı izotoplar ise özel olarak laboratuvarlarda oluşturulur. İzotopların çoğunluğu ışınlar yayarak başka izotoplara dönüşür. Söz konusu ışınlar canlılar için zararlıdır. Ancak ışınların etkinliği azaltılarak tıp alanında kullanılır. Örneğin; kripton-81 izotopu akciğerleri kontrol etmede kullanılır. Bu amaçla kripton-81 izotopunun bir bölümü akciğerlere solunarak alınır. Akciğerlerin iyi çalışmayan bölgelerine bu izotop ulaşmaz. O bölgeler ekranda siyah olarak görülür. obalt-60 izotopuysa kanser tedavisinde kullanılır. izotop Element adı Atom no 35 17 Cl 37 17 Cl 12 25 Mg 26 12 Mg obalt-60 izotopu kanser tedavisinde kullanılır. ütle no P e N Biliyor muydunuz? Biliyor muydunuz? Bütün bitki, insan ve diğer hayvanlar küçük bir miktar karbon-14 izotopu içerirler. Bir canlıda bu miktar hep aynıdır, çünkü sürekli olarak kullanılır ve yerine hep yenisi konur ( besin ve karbon dioksit olarak ). Ancak canlı öldüğünde karbon-14 miktarı azalmaya başlar, çünkü karbon-14 izotopu radyoaktif bir izotop olduğundan yarılanma süresi vardır (5715 yıl). Antropolojik kazılar sonunda bazı hayvan kemikleri bulunduğunda yaşı hesaplanabilir. 35 37 lor elementi doğada %75 17Cl ve %25 17Cl olarak bulunur. Bu yüzden klorun ortalama atom kütlesi 35.5 olarak hesaplanır. 8
Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.2 A - Periyodik Tablo 1869 yılında Rus bilim insanı Dimitri Mendeleev o dönemde bilinen 63 elementi sınıflandırmıştır. Mendeleev bazı elementlerin neden aynı davrandığına dair bir sıra bulmaya çalışmıştı. Elementleri atom kütlesine göre listelemişti. Benzer özeliklere sahip olan elementlerin periyodik özelikler gösterdiğini bulmuş, elementler listesinde düzgün bir sıra oluşturmuştu. Mendeleev elementleri düzenli bir şekilde listelemek için bir tablo hazırladı ve tablosuna Periyodik Tablo adını verdi. Tablosunda o dönemde keşfedilmemiş elementler için boşluklar bıraktı, isimlerini eka-aleminyum, eka-boron ve eka-silikon olarak koydu ve bu elementlerin bazı özeliklerini önceden tahmin etti. ısa bir süre sonra galyum, skandiyum ve germanyumun keşfedilmesi ve tahmin ettiği özelliklerin doğrulanması Mendeleev'in Periyodik Tablo'sunun bilim dünyası tarafından 19. yüzyılın sonlarına doğru kabul görmesini sağladı. Günümüzde kullandığımız modern Periyodik Tablo, Mendeleev'in Periyodik Tablo sundan oldukça farklıdır. Modern Periyodik Tablo'da elementler atom numaralarına göre sıralanmıştır. Tabloda görülen yatay sıralara periyod, atomların elektron dizinimine göre düzenlenmiş dikey sütünlara grup denir. 8 H He alkali metaller 3 11 1 2 Li lityum Na sodyum 19 potasyum 37 Rb rubidyum 55 Cs sezyum 4 Be berilyum 12 Mg magnezyum 20 Ca kalsiyum 38 Sr stronsiyum 56 Ba baryum Modern Periyodik Tablo Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 skandiyum titanyum vanadyum krom manganez demir kobalt nikel bakır çinko Y Z Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 İtriyum zirkonyum niyobyum molibden teknetyum rutenyum rodyum paladyum gümüş kadmiyum La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 lantan hafniyum tantal Tungsten renyum osniyum iridyum platin altın civa Etkinlik Periyodik tablodaki elementlerin grup numaraları ve en dış katmanlarındaki elektron sayıları arasındaki ilişkiyi tabloya bakarak açıklayınız. Elementlerin katman sayısı ve periyod numarası arasındaki ilişkiyi tabloya bakarak açıklayınız. 1- a)atom numarası 11 olan elementin periyodik tablodaki grubu ve periyodunu bulunuz. b)atom numarası 17 olan elementin grubu ve periyodunu bulunuz Biliyor muydunuz? 2- Periyodik tabloda 2. grup 3. periyoddaki elementin elektron ve proton sayısını bulunuz. Araştır 1-Termometrede kullanılan ve oda sıcaklığında sıvı olan metalik element nedir? 2-Pilin içeriğinde kullanılan grafit hangi elementtir? 3-Manyetik olan üç elementin adını yazınız. 1 hidrojen 3 4 5 6 7 B C N O F Ne 5 6 7 8 9 10 bor karbon azot oksijen flor neon Al Si P S Cl Ar 13 14 15 16 17 18 alüminyum silisyum fosfor kükürt klor argon Ga Ge As Se Br r 31 32 33 34 35 36 galyum germanyum arsenik selenyum brom kripton In Sn Sb Te I Xe 49 50 51 52 53 54 indiyum kalay antimon tellür iyot ksenon Tl Pb Bi Po At Rn 81 82 83 84 85 86 helyum talyum kurşun bizmut polonyum astatin radon toprak alkali metaller geçiş metalleri halojenler Metalik elementler yeni kesildiğinde parlak yüzeyli katılardır.isı ve elektriği iletirler. Ametallerin çoğu oda sıcaklığında gazdır. Sadece brom elementi sıvı, geri kalanı ise katıdır. Ametaller ısı ve elektriği iletmezler. Mendeleev'in periyodik tablosunun bir benzerini de alman bilim adamı L.Mayer aynı dönemde yapmıştı. 2 soygazlar 9
1 1.2 B - Elementlerin Birleşmesi İki veya daha fazla farklı elementin birleşmesinden bileşiklerin meydana geldiğini biliyoruz.bileşiğin formülü, kendisini meydana getiren elementlerin sembolleri kullanılarak yazılır. Elementlerin birleşme oranları ise sembollerin sağ alt köşesine yazılan sayılarla gösterilir. Su molekülü bir oksijen atomunun iki hidrojen atomuyla birleşmesinden oluşur. Suyun kimyasal formülü HO 2 'dur. Sofra tuzu eşit miktarda sodyum atomu klor atomu içerir, kimyasal formülü NaCl'dir. Yağın içinde korunan sodyum metali. Gaz kavanozunda bulunan klor gazı. Sodyum metali ısıtılıp klor dolu gaz kavanozuna konunca parlak bir alevle yanar. Sonuç olarak gaz kavanozunun çeperlerinden sıyırarak topladığımız beyaz katı sofra tuzudur. Sodyum + lor Sodyum lorür Denklemdeki + işareti tepkimeye girme, işareti ise oluşma anlamındadır. Sodyum ve klor gibi birçok element tepkimeye girerek bileşik oluşturur. Yukarıdaki, kimyasal denklemi düzgün bir cümle ile defterinize yazınız. Bileşikler nasıl oluşur? Atomların birleşmesinde veya kimyasal bağ oluşturmasında etkin olan parçacıklar atomun en dış katmanındaki elektronlardır. VIII. Grup elementleri tepkimeye girmedikleri için bileşik oluşturmazlar. Bu nedenle asal gazlar olarak adlandırılırlar. Soy gaz tepkime vermeyen gaz anlamını taşır. Helyum hariç en dış katmanlarında sekiz elektronları vardır. En dış elektron katmanı tamamen dolu olan atomlar kararlıdırlar ve kimyasal tepkime vermezler. Helyum atomu : Dış katmanı tamamen dolu ve kararlı Neon atomu: Dış atmanı tamamen dolu ve kararlı L Argon atomu : Dış katmanı tamamen dolu ve kararlı M L 1-Asal gazlar niçin tepkime vermezler? 2-alsiyum + Flor alsiyum florür denklemini bir cümle ile ifade ediniz. 3- 'Demir, oksijenle tepkimeye girince demir oksit oluşur' cümlesini bir denklemle ile ifade ediniz. Biliyor muydunuz? ripton, senon ve Argonun özel şartlar altında florlu bileşikleri elde edilmiştir. 10
Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.2 C - İyon Oluşumu Diğer atomlar kendisine en yakın soy gazın elektron dizilimine benzeyip kararlı bir yapıya sahip olmak için ya elektron alıp verirler ya da elektronlarını ortaklarlar. İyon oluşumu: Bazı elementlerin atomları başka elementlerin atomlarıyla tepkimeye girerek, tamamen dolu bir elektron katmanına sahip olmak için, ya elektron alırlar ya da elektron verirler. Elektron verme:sodyum metalinin en dış katmanında bir elektron vardır. Sodyum elektronunu başka bir atoma vererek en dıştaki M-katmanını tamamen boşaltır. Böylece bir iç katmanı olan L- katmanı tamamen dolu olmuş olur. Sonuç olarak +1 yüklü sodyum iyonu oluşur. Bu durumda sodyum iyonunun 11 protonuna karşılık 10 elektronu kalmış olduğundan net yükü +1 olur. Sodyum atomu M L Na M- atmanı boşalır Bir elektron kaybeder Sodyum iyonu L Na + L- atmanı en dış katman olur Sodyum iyonunun yükü 11protonun yükü : +11 10 elektronun yükü : -10 Net yük : +1 Pozitif yüklü iyonlara katyon denir. atyon elektron veren iyondur. Elektron alma: lor atomunun en dış katmanında 7 elektron vardır, sodyum gibi başka bir atomdan elektron alarak M- katmanını tamamen doldurur ve kararlı bir yapıya ulaşarak -1 yüklü klorür iyonunu oluşturur. lor atomu lorür iyonu yakala teşekkürler metal atomlar elektronlarını a metal atomlarına verirler Na 2,8,1 Na + 2,8 M- katmanı 1 elektron eksik olduğundan kararsızdır Bir elektron alır III. periyot elementleri ve oluşturacağı iyonlar Mg 2,8,2 Mg +2 2,8 M L Cl Al 2,8,3 Al +3 2,8 Si 2,8,4 P 2,8,5 * P -3 2,8,8 S 2,8,6 S -2 2,8,8 Cl 2,8,7 Cl -1 2,8,8 lorür iyonunun yükü: 17 protonun yükü : +17 18 elektronun yükü: -18 Net yük: -1 Negatif yüklü iyonlara anyon denir. Anyon. elektron kazanan iyondur Ar 2,8,8 Ar 2,8,8 *silikon genelde iyon oluşturmaz. İyonlar tüm canlılar için çok önemlidir. Her gün suyla birlikte iyonlar içiyoruz. Tüm bitkiler kendileri için gerekli iyonları suda çözünmüş maddelerden alır ve besin oluşturmak için M L kullanır. 1-Magnezyum iyonunun yükünün neden +2 olduğunu açıklayınız? 2-Alüminyum atomunun modelini çizerek iyon oluşumunu gösteriniz. 3-Yukarıdaki tablonun benzerini II. Periyot elementleri için düzenleyiniz. 4- İyonlar kaç çeşittir? İsimlerini yazınız ve anlamlarını açıklayınız. Cl - M- katmanı doludur ve kararlıdır Biliyor muydunuz? -2 - arbonat(co 3 ), Hidroksit (OH ), - -2 Nitrat (NO 3), Sülfat (SO 4 ) gibi birden fazla elementin birleşmesinden oluşan çok atomlu iyonlar vardır. 11
1 1.3 A - ovalent Yapılı Moleküller A-metallerin atomları elektron alıp en dış elektron katmanını tamamlayarak soy gaz elektron dizilimine benzemek ister. Aynı veya farklı elementlerden oluşan iki a-metal atomu tepkimeye girince ikisi de elektron almak istediğinden en dış katmanlarındaki elektronlarını paylaşırlar (ortaklarlar). Böylece atomlar ortaklanan elektronları kendilerinin gibi kabul ederek en dış katmanlarındaki elektronlarını tamamlamış olurlar. Hidrojen molekülü: Hidrojen atomunun bir elektronu vardır. endisine en yakın soy gaz olan helyumun yapısına benzemek için bir elektron daha alabilir. İki hidrojen atomu birbirine yeterince yakınlaşınca elektron katmanları birbirinin içine girer ve elektronlarını ortaklarlar. H H H H iki hidrojen atomu kovalent bağ hidrojen molekülü Bir elementin oluşturduğu kovalent bağ sayısı en dış elektron katmanını tamamlamak için alması gereken veya ortakladığı elektron sayısına eşittir.ör: Cl=2,8,7 Bir elektron alması gerektiğinden oluşturacağı bir molekülde tek bağ yapar. A-metal - A-metal atomları arasında elektron ortaklanması sonucu oluşan çok güçlü çekim kuvvetine kovalent bağ denir. Bir grup atomun kovalent bağlarla birleşmesine molekül denir.moleküller element molekül veya bileşik molekül olabilir. Hidrojen gazı hidrojen moleküllerinden meydana gelir bu yüzden moleküler yapıya sahiptir. Oksijen molekülü: Oksijen atomu (2,6) soy gaz olan neonun yapısına benzemek için iki elektron almak ister. İki oksijen atomu birbirine yaklaşınca çift bağlı bir molekül oluşur. iki kovalent bağ L L L L O O O O iki oksijen atomu Hidrojen lorür molekülü:hidrojen ve klor atomları birer elektron eksildiğinden yapılı bir bileşik oluştururlar. H M L O kovalent bağ H L O M oksijen molekülü oksijen molekül modeli atomlar kovalent hidrojen atomu klor atomu klor molekülü 1-Aşağıdaki maddeleri iyonik bileşik, Element molekül ve Bileşik molekül olarak sınıflandırınız. NH 3,MgBr 2, N 2, CaCl 2, H2O, NO 2, CuSO 4, 2- Flor ve brom gibi yedinci grup elementleri moleküllerinde kaç bağ yapar? Biliyor muydunuz? Suda çözünebilen katıların veya sıvıların iyonik ya da kovalent yapılı oldukları elektriksel iletkenlikleri ölçülerek anlaşılabilir. 12
Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.3 B - Fiziksel ve imyasal Değişim Maddeler ısıtılınca, üzerine su ilave edilince, başka maddelerle karıştırılınca ve buna benzer işlemlere tabii tutulunca değişime uğrayabilirler. Değişim iki şekilde olabilir ; 1- imyasal Değişim 2- Fiziksel değişim imyasal Değişim: Demir tozu ve kükürt karışımı Demir tozları mıknatıs tarafından çekilir ükürdün metil benzendeki (toluen) çözeltisi 1- Biraz demir tozu,sarı kükürt tozu ile karıştırılır mıknatıs 2-Bir mıknatıs yardımı ile karışımı kolayca ayırabiliriz Demir çözünmeden kalır 3- veya kükürdü metil benzende çözerek yine ayırabiliriz. Bunzen beki uzaklaştırılınca kızıllık devam eder. Siyah katı Mıknatıs metil benzen Siyah katı çözünmez 4-arışım ısıtıldığında kızılca bir parlama görülür, sarı kükürt lekeleri kaybolur ve siyah bir katı madde oluşur 5-Siyah madde artık karışım değildir, mıknatıstan etkilenmez 6- ve metil benzende çözünmez. Isı etkisiyle oluşan siyah katı yeni bir kimyasal maddedir. Değişim sonucunda yeni bir madde meydana geliyorsa yapılan değişime kimyasal değişim denir. arışım ve bileşik arasındaki fark: Yukarıdaki karışımda demir ve kükürt tanecikleri birbiriyle kimyasal bağ yapmadan gelişigüzel karıştığından elementler kendi özelliklerini korumuştur ( 2 ve 3, resimler). arışımı meydana getiren maddeler kendi özelliklerini korurlar. Demir ve kükürt tanecikleri tepkimeye girdiklerinde birbirleriyle belli bir oranda bağlanırlar. Oluşan yeni bileşikte çözücünün ve mıknatısın etkisi yoktur ( 5 ve 6. resimler). Bileşiğin özelikleri kendisini meydana getiren elementlerden farklıdır. arışımın ve bileşiğin birleşme oranları hakkında sınıf tartışması yapınız. Biliyor muydunuz? arışım Bileşik Demir sülfür yer kabuğunda pirit olarak bulunur. Hidrojen yanıcı, oksijen yakıcı, bu elementlerden meydana gelen su ise yangını söndürmek için kullanılır. 13
1 1.3 C-Değişimin Belirtileri imyasal değişime genellikle kimyasal tepkime veya kimyasal reaksiyon denir. imyasal tepkimenin meydana geldiğini nasıl anlarız? 1. Tepkime sonucunda bir veya daha fazla yeni madde oluşur. Yeni madde veya maddeler başlangıçtaki maddelerden oldukça farklıdır. Demir + ükürt Demir Sülfür (Metalik toz) (Sarı Toz) ( Siyah atı) 2. imyasal tepkimede enerji verilir veya alınır Yumurtayı kavururken Önceki konuda gördüğümüz tepkimeyi başlatmak için çok az ısı enerjisi meydana gelen tepkime bunzen bekinden verilir. Tepkime başlayınca çok daha fazla ısı açığa çıkar. endotermiktir. Bir tepkimede ısı enerjisi açığa çıkıyorsa tepkime Ekzotermiktir (ısı veren). Bir tepkimede ısı gerekiyorsa tepkime Endotermiktir (ısı alan). Demir ve kükürt arasında meydana gelen tepkime ekzotermik, yumurtayı kızartırken meydana gelen tepkime ise endotermiktir. Bazı kimyasal tepkimelerde ısının yanında ışık ve ses enerjisi de açığa çıkabilir. Magnezyum havada yanarken parlak bir ışık görülür tıslama sesi de duyulur. 3. imyasal değişim genellikle tersinir değildir. Demir sülfürden demiri ve kükürtü yeniden elde etmek çok zordur ve birçok başka kimyasal tepkime gerektirir. Magnezyum yandığında ısı ışık ve ses enerjisi açığa çıkar. Bu nedenle havai fişek yapımında Fiziksel Değişim magnezyum kullanılır. buz eriyor şeker o Buz 0 C 'ta suya dönüşür. Oluşan suyu tekrar buza dönüştürmek kolaydır. alkol Şeker alkolde çözünür. İkisini tekrar ayrımsal damıtarak kolayca ayırabiliriz. Fiziksel değişimlerde yeni maddeler meydana gelmez. Örneğin buz ve su farklı görünseler bile her ikisini de su molekülleri meydana getirir. Değişim sonucunda yeni kimyasal maddeler meydana gelmiyorsa yapılan değişim Fiziksel değişimdir. 1. Demir tozu ve kükürt tozu karışımı ile demir sülfür bileşiği arasındaki farkları tablo şeklinde yazınız. 2. Aşağıdaki değişimlerin kimyasal veya fiziksel olduğuna Biliyor muydunuz? karar verin? a) Suyun donması b) Demirin paslanması c) Petrolun yanması Fotoğraf çekerken güneş ışığı d) Mumun erimesi e) Mumun yanması f) Sütün ekşimesi, filme çarpar ve filmdeki gümüş g) olonyanın buharlaşması h) Taşın parçalanması bromür gibi foto kimyasallar değişikliğe uğrar. 14
Maddenin Yapısı ve Özellikleri TEST 1 1-Proton ve nötronların benzerlik ve farklılıklarından iki tanesini yazınız. 2-Aşağıdakilerin atom modellerini çizerek gösteriniz. 12 40 31 24 a) 6C, b) 18Ar, c) 15P, d) 12Mg 3- Aşağıdaki tabloyu periyodik tablodan yararlanarak tamamlayınız ve defterinize yazınız.. Elementin adı Sembol Atom No. ütle No. Nötron sayısı 5 11 40 22 14 28 20 26 13 10 30 27 A ZX 4-X atomunun atom numarası 19, kütle numarası ise 39'dur. a) X atomunun proton, nötron ve elektron sayısını bulunuz. b) X atomunun en dış enerji seviyesinde kaç elektron bulunur? c) X elementinin oluşturacağı iyonun sembolünü yazınız. d) X elementinin periyodik tablodaki grup ve periyodu nedir? 5- Element Q R S T X Atom numarası 3 20 18 8 9 ütle numarası 7 40 40 18 19 Elektron dizilimi 2,1 2,8,8,2 2,8,8, 2,6 2,8,8,1 a) Hangi elementin atomlarında 22 nötron vardır? b) Hangi element bir asal gazdır? c) Hangi iki element neonun elektron dizilimine benzeyerek iyon oluşturur. d) Hangi iki element periyodik tablonun aynı grubundadır? 6- Baryum elementinin atom numarası 56'dır ve periyodik tabonun 2. grubunda yer almaktadır. a- Baryum atomunun en dış enerji seviyesinde kaç elektron bulunur? b- Baryum atomunun oluşturacağı iyonun yükü nedir? Sebebini açıklayınız. 8-Aşağıdaki listeye bakarak soruları yanıtlayınız Argon, Alüminyum, arbondioksit, Magnezyum oksit, Sodyum klorür, Su, Hidrojen a- Tek atomlu maddeyi yazınız. b-moleküler yapılı iki bileşiği yazınız. c- İyonik yapılı iki maddeyi yazınız. d- ovalent yapılı maddeleri yazınız 35 15
1 Çoklu Zeka Etkinlikleri Vücudumuzda olan bir karbon atomu belki de milyonlarca yıl önce yaşayan bir dinazorun veya bir zeytin ağacının atomlarından biriydi; siz de kendi hayal gücünüzü kullanarak karbon atomunun başından geçen yolculuk hakkında bir hikaye yazınız. Aşağıda ilk yirmi elementin bağlanma gücünü gösteren kartlar vardır. Bu kartları kullanarak oluşabilecek iyonik ve kovalent yapılı bileşiklerin formüllerini ortaya çıkarabilirsiniz. H Li Na Cl F He Ne Ar Be Mg S Ca O B Al N P C Si ovalent yapılı olan azot molekülünü oyun hamuru (veya hamurla) ve kürdan kullanarak yapılan topçubuk modeli, azot atomunun elektron diziliminden faydalanılarak da yapılabilir. Azot molekülü. elektron dizilişi = 2,5 Azot atomu en dış katmanını tamamlamak için 3 elektron istediğinden dolayı 3 bağ yapar. Böylece 3 kürdan gerekir. Seçeceğiniz bir arkadaşınızla rap şarkısı besteleyiniz. Bestenizi hazırlarken aşağıdaki gibi örnek cümleler kullanabilirsiniz Dalton atomu içi boş küreye benzetti. Thomson ise onu üzümlü topkek zannetti...vs. Sizler tasarlayacağınız bazı molekül modellerini ametallerin elektron diziliminden faydalanarak yapabilirsiniz. 16
Maddenin Yapısı ve Özellikleri Çoklu Zeka Etkinlikleri Atom modellerinin basit çizimlerle gösterildiği bir poster hazırlayınız. Atom modelleri Aşağıdaki etkinliği yapınız. CAN sözcüğü kalsiyum ( Ca ) ve Azot (N) elementlerinin sembollerinden oluşturulmuştur. Aşağıdaki kelimelerin hangi elementlerin sembollerinden oluştuğunu bulunuz. POLİS, BANANE, TELİF, ASI. Bu kelimelerle birlikte sizlerin de oluşturduğu kelimelerden bir poster hazırlayınız. Polis = Polonyum + Lityum + ükürt Dinamitin ana maddesi olan TNT'yi bulan bilim adamı Alfred Nobel yaptığı bileşiğin dağları parçalayıp yol yapımında kullanımından dolayı insanlığa faydalı bir buluş sunmuştu daha sonra ise savaşlarda kullanılmasından dolayı büyük vicdan azabı çekmişti. Atomun parçalanmasından, atom bombası ve nükleer santral yapımı gibi veya laboratuvarda sentezlenen bazı ilaçlar gibi, bulacağınız örneklerle bir tablo oluşturunuz. Buluş Atomun parçalanması Fayda Enerji santralleri, kanser tedavisi Zarar Atom bombası Aşağıda verilen elementlerden yararlanarak mini bir periyodik tablo tasarlayınız. Si, H, P, He, Be, Al, B, C, Na, N, Ca, O,, F, S, Cl, Ne, Ar, Li, Mg Si Örneğin silikonu sizin için biz yerleştirelim. 14Si=284 3 enerji seviyesi olduğundan dolayı 3. periyot. En dış enerji seviyesinde 4 elektron olduğundan dolayı ise 4. grupta yer alır. 17
NOTLAR