öabt 2014 ÖSYM sınav tekniğine uygundur. ÖĞRETMENLİK ALAN BİLGİSİ TESTİ ÖABT FEN BİLİMLERİ FEN ve TEKNOLOJİ KİMYA 2. Kitap Konu Anlatımı Özgün Sorular Ayrıntılı Çözümler Test Stratej ler Çıkmış Sorular
Komisyon ÖABT Fen Bilimleri/Fen ve Teknoloji Öğretmenliği 2. Kitap (Kimya) Konu Anlatımlı ISBN 978-605-364-736-2 Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir. Pegem Akademi Bu kitabın basım, yayın ve satış hakları Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti.ne aittir. Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri, kapak tasarımı; mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıt ya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz. Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır. Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınları satın almamasını diliyoruz. 1. Baskı: Nisan 2014, Ankara Proje-Yayın Yönetmeni: Cansel Işık Kahraman Türkçe Redaksiyon: Bahar Sarımehmetoğlu Dizgi-Grafik Tasarım: Selda TUNÇ Kapak Tasarımı: Gürsel AVCI Baskı: Tarcan Matbaacılık Yayın Sanayi Zübeyde Hanım Mahallesi Samyeli Sokak No: 15 İSKİTLER/ANKARA (0312-384 34 35) Yayıncı Sertifika No: 14749 Matbaa Sertifika No: 25744 İletişim Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARA Yayınevi: 0312 430 67 50-430 67 51 Yayınevi Belgeç: 0312 435 44 60 Dağıtım: 0312 434 54 24-434 54 08 Dağıtım Belgeç: 0312 431 37 38 Hazırlık Kursları: 0312 419 05 60 İnternet: www.pegem.net E-ileti: pegem@pegem.net
ÖN SÖZ Sevgili Öğretmen Adayları, ÖABT FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ konu anlatımlı setimiz dört kitap hâlinde düzenlenmiştir. "Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji 2. Kitap" adlı yayınımız Alan Bilgisi Kimya bölümünü kapsamaktadır ve Kamu Personeli Seçme Sınavı (KPSS) Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği Alan Bilgisi Testi kapsamındaki kimya soruları çözmek için gerekli bilgi, beceri ve teknikleri edinme ve geliştirme sürecinde siz değerli öğretmen adaylarımıza kılavuz olarak hazırlanmıştır. Kitabın hazırlanış sürecinde, sınav kapsamındaki temel alanlarda kapsamlı alanyazın taraması yapılmış, bu kitabın gerek ÖABT'de gerekse gelecekteki meslek hayatınızda ihtiyacınızı maksimum derecede karşılayacak bir başucu kitabı niteliğinde olması hedeflenmiştir. Detaylı, güncel ve anlaşılır bir dilde yazılan konu anlatımları, çıkmış sorular ve detaylı açıklamalarıyla desteklenmiş, her ünite içeriği ÖSYM formatına uygun, çözümlü test sorularıyla pekiştirilmiştir. Ayrıca konu anlatımlarında verilen bilgi ve çözüm tekniklerine ek olarak uyarı kutucuklarıyla da önemli konulara dikkat çekilmiştir. Yoğun bir araştırma ve çalışma sürecinde hazırlanmış olan bu kitapla ilgili görüş ve önerilerinizi pegem@pegem.net adresini kullanarak bizimle paylaşabilirsiniz. Geleceğimizi güvenle emanet ettiğimiz siz değerli öğretmenlerimizin hizmet öncesi ve hizmet içi eğitimlerine katkıda bulunabilmek ümidiyle... Başarılar...
FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ ÖABT İLE İLGİLİ ÖNEMLİ BİLGİLER ÖABT FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETMENLİĞİ, 50 sorudan oluşmakta ve Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği Alan Bilgisi (Fizik, Kimya, Biyoloji, Yer Bilimi, Astronomi, Çevre Bilimi) ve Alan Eğitimi alanlarındaki bilgi ve becerilerini ölçmeyi hedeflemektedir. Öğretmenlik Alan Bilgisi Testinde çıkan sorular, Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği Lisans Programlarında verilen akademik disiplinlere paralel olarak hazırlanmaktadır. Sınavdaki Alan-Soru dağılımı aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Genel Yüzde Yaklaşık Yüzde Soru Sayısı Alan Bilgisi Testi % 80 1-40 a. Fizik b. Kimya c. Biyoloji d. Yer Bilimi (Jeoloji) e. Astronomi f. Çevre Bilimi % 24 % 22 % 22 % 4 % 4 % 4 1-12 13-23 24-34 35-36 37-38 39-40 Alan Eğitimi Testi % 20 41-50 Genel Kültür, Genel Yetenek ve Eğitim Bilimleri Sınavlarınıza ek olarak gireceğiniz Öğretmenlik Alan Bilgisi Testi ile ilgili verilen bu bilgiler 2013 Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji ÖABT sınavı çerçevesinde hazırlanmıştır. Sınav içeriğinde yapılabilecek olası değişiklikleri ÖSYM'nin web sitesinden takip edebilirsiniz.
İÇİNDEKİLER ALAN BİLGİSİ 1. BÖLÜM: MADDE A. KİMYA BİLİMİ...5 Yunan Felsefesine Göre Kimya...5 Orta Çağ'da Kimya...6 Modern Kimyanın Öncüleri (17. Yüzyılda Kimya)...7 Birim Sistemleri...8 Ölçümlerde Belirsizlikler...9 B. MADDE...10 Maddenin Ortak Özellikleri...10 Kapasite ve Şiddet Özelliği...10 Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri...10 Maddenin Sınıflandırılması... 11 C. HOMOJEN KARIŞIMLAR (ÇÖZELTİLER)...14 Çözeltilerin Sınıflandırılması...14 D. HETEROJEN KARIŞIMLAR...15 Karışımları Ayırma Yöntemleri...16 E. MADDELERİN HÂL DEĞİŞİMİ...24 F. MADDELER ARASI ISI ALIŞ-VERİŞİ...25 ÇÖZÜMLÜ TEST...27 ÇÖZÜMLER...30 2. BÖLÜM: ATOM VE YAPISI A. STATİK (DURGUN) ELEKTRİK...35 Atom ve Elektriklenme...35 Faraday ın Elektroliz Deneyleri ve Atom Altı Parçacıklar...35 Elektronun Keşfi...36 Elektron Yükü İle Atomdaki Pozitif Yük Arasındaki İlişki...38 Nötronun Keşfi...39 B. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ VE ÖZELLİKLERİ...39 Dalton Atom Modeli...39 Thomson Atom Modeli...39 Rutherford Atom Modeli...40
vi C. IŞIK...40 Elektromanyetik Dalga Modeli...40 Işığın Dalga Modeli...41 Madde-Işık Etkileşimi...42 Dalga Mekaniği Atom Modeli (Modern Atom Kuramı)...49 D. ATOMLARIN ELEKTRON DAĞILIMI...49 Küresel Simetri...51 İyonların Elektron Dağılımı...52 Değerlik Orbitalleri ve Değerlik Elektronları...53 E. TEMEL HÂL - UYARILMIŞ HÂL...54 Kuantum Sayıları...54 F. ATOM ÇEŞİTLERİ...59 İzotop Atomlar...59 İzobar Atomlar...59 İzoton Atomlar...60 İzoelektronik Atomlar...60 Allotrop Atomlar...60 G. KARBON...60 Karbonun Allotropları...60 Allotrop Atomların Özellikleri...61 ÇÖZÜMLÜ TEST - 1...62 ÇÖZÜMLÜ TEST - 2...65 ÇÖZÜMLER - 1...67 ÇÖZÜMLER - 2...69 3. BÖLÜM: PERİYODİK ÇİZELGE A. PERİYODİK TABLONUN TARİHSEL GELİŞİMİ...73 B. PERİYODİK CETVEL...73 Periyodik Cetvelde Yer Bulma...74 Grupların Özellikleri...76 Elementlerin Periyodik Cetvelde Değişen Özellikleri...80 C. KOVALENT, İYONİK VE VAN DER WAALS YARIÇAPI...86 1. Kovalent Yarıçap...86 2. İyonik Yarıçap...86 3. Van Der Waals Yarıçapı...86 D. BÜYÜK PATLAMANIN DENEYSEL KANITLARI...87 Mineral...87
vii Cevher... 87 Kavurma... 87 İndirgeme... 87 E. ALAŞIMLAR... 88 1. Örgü Boşluğu Alaşımları... 88 2. Metaller Arası (intermetalik) Bileşikler... 88 3. Süper Alaşımlar... 88 ÇÖZÜMLÜ TEST... 89 ÇÖZÜMLER... 93 4. BÖLÜM: KİMYASAL BAĞLAR A. KİMYASAL TÜRLER... 99 Atom... 99 İyon... 99 Molekül... 99 Radikal... 99 B. KİMYASAL TÜRLER ARASINDA ETKİLEŞİM... 99 Kimyasal Türler Arasında Bağ Oluşumu... 99 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler... 99 Güçlü Etkileşimler... 100 Zayıf Etkileşimler... 104 Vsepr Kuramı... 107 Değerlik-Bağ (Valans-Bağ) Teorisi...113 Moleküler Orbital Teorisi...114 Katılar...117 Kristal Türleri...118 ÇÖZÜMLÜ TEST... 120 ÇÖZÜMLER... 123 5. BÖLÜM: BİLEŞİKLER BİLEŞİKLER... 129 1. Basit (Kaba) Formül... 129 2. Molekül (Gerçek) Formülü... 129 3. Açık (Yapı) Formülü... 129 İyonik Bağlı Bileşiklerin Formüllerinin Yazılması ve Adlandırılması... 129 Bileşiklerin Adlandırılması... 130 Kovalent Bağlı Bileşiklerin Yazılması ve Adlandırılması... 132 Bileşiklerin Sınıflandırılması... 134 ÇÖZÜMLÜ TEST... 139 ÇÖZÜMLER... 141
viii 6. BÖLÜM: KİMYASAL TEPKİMELER A. KİMYASAL TEPKİME...145 Basit Denklem Denkleştirme...145 B. KİMYASAL TEPKİME TÜRLERİ...147 1. Homojen Tepkime...147 2. Heterojen Tepkime...147 3. Endotermik Tepkime...147 4. Ekzotermik Tepkime...147 5. Analiz (Ayrışma) Tepkimeleri...147 6. Sentez (Birleşme) Tepkimeleri...148 7. Yanma Tepkimeleri...148 8. Yer Değiştirme Tepkimeleri...150 9. Çökelme Tepkimeleri...150 10. İndirgenme-Yükseltgenme (Redoks)...150 11. Nötürleşme Tepkimeleri...153 12. Metallerin Asit, Baz ve Su İle Tepkimeleri...153 ÇÖZÜMLÜ TEST...156 ÇÖZÜMLER...159 7. BÖLÜM: MOL KAVRAMI A. MOL KAVRAMI...165 1. Avogadro Sayısı ve Mol Sayısı...165 2. Bağıl Kütle ve Mol Kütlesi...167 3. Molar Hacim...169 4. Avogadro Hipotezi...170 ÇÖZÜMLÜ TEST...171 ÇÖZÜMLER...174 8. BÖLÜM: STOKİYOMETRİ A. KİMYASAL YASALAR...179 1. Kütlenin Korunumu Yasası...179 2. Sabit Oranlar Yasası...179 3. Katlı Oranlar Yasası...181 4. Sabit Hacim Oranları Yasası...183 B. KİMYASAL HESAPLAMALAR...183 1. Miktarlı Geçiş Problemleri...184 2. Artan Madde Problemleri...185 3. Karışım Problemleri...186 4. Basit ve Molekül Formülü Bulma Problemleri...187
ix 5. Verim Problemleri...189 6. Saflık Problemleri...190 7. Birbirini İzleyen Reaksiyonlar...191 ÇÖZÜMLÜ TEST...192 ÇÖZÜMLER...195 9. BÖLÜM: GAZLAR A. GAZLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ...201 Brown Hareketi...201 B. KİNETİK GAZ TEORİSİ...201 Gazların Difüzyonu...202 Efüzyon...203 C. GAZLARDA BASINÇ, HACİM, MOL SAYISI VE SICAKLIK İLİŞKİSİ...204 Basınç...204 İdeal Gaz Denklemi...207 Gazların Yoğunluğu...208 D. GAZ YASALARI...209 1. Basınç-Hacim İlişkisi (n-t sabit) (Boyle-Mariotte Yasası)...209 2. Basınç-Mol Sayısı İlişkisi (V ve T sabit)...212 3. Basınç-Sıcaklık İlişkisi (V-n sabit) (Gay Lussac Yasası)...212 4. Hacim-Sıcaklık İlişkisi (P-n Sabit) (Charles Yasası)...212 5. Hacim-Mol Sayısı İlişkisi (P-T Sabit) (Avodagro Yasası)...214 Kısmi Basınç...216 Genel Gaz Denklemi...217 Gazların Karıştırılması...217 Tepkimeli Gaz Problemleri...219 Su Üstünde Toplanan Gaz Basıncı...222 Gerçek Gazlar...223 Henry Yasası...225 Atmosferde Su Buharı...226 ÇÖZÜMLÜ TEST...227 ÇÖZÜMLER...231 10. ÇÖZELTİLER A. ÇÖZELTİLER...237 Çözünme Olayı...237 Çözünme Entalpisi...237 B. ÇÖZELTİ TÜRLERİ...237 1. Çözücünün Durumuna Göre Çözeltiler...237 2. Çözünme Şekillerine Göre Çözeltiler...238
x 3. Çözünen Madde Miktarına Göre Çözeltiler...238 4. Çözünürlüğüne Göre Çözeltiler...239 C. ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER...239 Katıların Çözünürlüğüne Sıcaklığın Etkisi...239 Gazların Çözünürlüğüne Sıcaklığın Etkisi...240 Çözücü ve Çözünenin Türü...240 Basınç...240 Ortak İyon Etkisi...241 D. ÇÖZÜNME HIZI...241 Çözünme Hızını Etkileyen Faktörler...241 Çözeltilerin Özkütlesi...242 E. DERİŞİM (KONSANTRASYON)...242 Kütlece % Derişim...242 F. ÇÖZELTİLER ARASI TEPKİMELER...249 1. Çökelme Tepkimeleri...249 2. Nötürleşme Tepkimeleri...249 3. Kimyasal Tepkimelerde Molarite Hesabı...251 G. KOLİGATİF ÖZELLİKLER...253 Buhar Basıncı...253 Clausius-Clapeyron Denklemi...255 Kaynama Noktası Yükselmesi...257 Donma Noktası...258 Osmotik Basınç ve Osmoz Olayı...259 Viskozite...261 Aktiflik Katsayısı ve İyonik Şiddet...261 Analiz İle İlgili Temel Kavramlar...262 Ayarlama ve Ayarlı Çözelti...262 Birincil (Primer) ve İkincil (Sekonder) Standart...262 ÇÖZÜMLÜ TEST -1...264 ÇÖZÜMLÜ TEST -2...267 ÇÖZÜMLER -1...268 ÇÖZÜMLER -2...272 11. BÖLÜM: RADYOAKTİFLİK A. RADYOAKTİFLİK (ÇEKİRDEK TEPKİMELERİ)...275 B. IŞIMA TÜRLERİ...275 1. Alfa Işıması...275 2. Beta Işıması...275
xi 3. Gama Işıması...276 4. Pozitron Işıması...276 5. Nötron Işıması...277 6. Proton Işıması...277 7. Elektron Yakalaması (K yakalaması)...277 Doğal Radyoaktiflik...279 Yapay Radyoaktiflik ve Bombardıman...279 Fisyon (Çekirdek Bölünmesi)...279 Füzyon (Çekirdek Kaynaşması)...279 Yarılanma Süresi...280 Radyasyon Birimleri...283 Çekirdek Bağlanma Enerjisi...283 Atom Altı Parçacıklar...284 Radyoaktif Işık...285 Absorplanmış Doz...285 Doğadaki Temel Kuvvetler...286 Radyoaktif Tepkimelerin Kinetiği...286 ÇÖZÜMLÜ TEST...287 ÇÖZÜMLER...290 12. BÖLÜM: TERMODİNAMİK A. KİMYASAL TEPKİMELERDE ENERJİ...295 Sistem ve Çevre...295 İç Enerji (U)...295 Enerji ve İş...295 Termodinamiğin I. Kanunu...296 B. KİMYASAL TEPKİMELERDE ENERJİ DEĞİŞİMİ...297 Endotermik Tepkimeler...297 Ekzotermik Tepkimeler...298 Sistemlerde Entalpi Değişimi...299 Oluşum Entalpisi (Isısı)...299 Tepkime Entalpisi ( H) Hesaplanması...301 HESS Yasası (Tepkime Isılarının Toplanabilirliği)...302 Bağ Enerjileri...304 Kalorimetre Kabı...305 İstemlilik...306 Termodinamiğin 2. Kanunu...306 Termodinamiğin 3. Kanunu...307 Gibbs Serbest Enerjisi (kj/mol)...307 Serbest Enerji ve Kimyasal Denge...309
xii Buharlaşma Entalpisi...309 Trouton Kuralı...310 ÇÖZÜMLÜ TEST -1... 311 ÇÖZÜMLÜ TEST -2...313 ÇÖZÜMLER -1...315 ÇÖZÜMLER -2...317 13. BÖLÜM: KİMYASAL KİNETİK A. TEPKİME HIZI...321 Tepkime Hızının İzlenmesi...322 Çarpışma Teorisi...323 B. TEPKİME HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER...324 1. Derişimin Etkisi...324 2. Sıcaklığın Etkisi...324 3. Basınç ve Hacim Etkisi...325 4. Katalizörün Etkisi...326 5. İnhibitör Etkisi...327 6. Madde Cinsinin Etkisi...327 7. Temas Yüzeyinin Etkisi...328 C. HIZ DENKLEMİNİN YAZILMASI...328 1. Tek Basamaklı (Mekanizmasız) Tepkimelerde Hız Bağıntısı...328 2. Çok Basamaklı (Mekanizmalı) Tepkimelerde Hız Bağıntısı...329 Tepkime Mekanizmasına Katalizörün Etkisi...330 Deneysel Yoldan Hız Denkleminin Bulunması...331 Birinci Dereceden Reaksiyon Hız Denklemi ve Yarılanma Ömrü...333 İkinci Dereceden Reaksiyon Hız Denklemi...334 Sıfırıncı Dereceden Reaksiyon Hız Denklemi...334 Anlık Hız...334 ÇÖZÜMLÜ TEST -1...336 ÇÖZÜMLÜ TEST -2...340 ÇÖZÜMLER -1...342 ÇÖZÜMLER -2...345 14. BÖLÜM: KİMYASAL DENGE A. FİZİKSEL DENGE...349 B. KİMYASAL DENGE...349 Denge Sabiti...349 Derişimler Türünden Denge Sabiti...350 Dengenin Nicel Görünümü...350
xiii Kısmi Basınçlar Türünden Denge Sabiti...352 Denge Sabitinin Değişimi...353 Dengenin Kontrolü (Denge Kesri)...354 C. DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER (Le Chatelier İlkesi)...356 1. Derişimin Etkisi...356 2. Basınç ve Hacmin Etkisi...358 3. Sıcaklığın Etkisi...359 Kimyasal Dengenin Nedeni...360 ÇÖZÜMLÜ TEST...361 ÇÖZÜMLER...364 15. BÖLÜM: ÇÖZÜNÜRLÜK DENGESİ A. ÇÖZÜNÜRLÜK DENGESİ...369 Çözünürlük...369 Çözünme Olayında Düzensizlik Faktörü...369 Çözünürlük Çarpımı...370 Çözünürlük Çarpımının Hesaplanması...370 Ortak İyonun Çözünürlüğe Etkisi...372 Çökelme Koşulu...373 Seçimli Çöktürme...375 Çözünürlüğe Yabancı İyon Etkisi...376 Çözünürlüğe Hidrojen (Hidronyum) İyonu Derişiminin Etkisi...376 B. KOMPLEKS İYON DENGELERİ VE Kçç...376 Kompleks İyon Dengeleri ve Oluşum Sabitleri...376 Kompleks İyonlar İçeren Bir Çözeltide Çökelek Oluşması...377 Ligand Derişiminin Çökmeyi Önleyecek Şekilde Ayarlanması...378 Ligand Derişiminin Çökmeyi Önleyecek Şekilde Kompleks İyon Oluşması ve Çözünürlük...378 Kompleks İyonları Oluşturan Bir Çözeltiden Çökelek Oluşması...378 ÇÖZÜMLÜ TEST...379 ÇÖZÜMLER...382 16. BÖLÜM: SULU ÇÖZELTİLERDE ASİT - BAZ DENGESİ A. SULU ÇÖZELTİLERDE ASİT-BAZ DENGESİ...387 1. Arrhenius Asit-Baz Tanımı...387 2. Lowry-Bronsted Asit-Baz Tanımı...387 3. Lewis Asit-Baz Tanımı...388 Saf Suyun İyonlaşması...389 ph ve poh Kavramı...389 Kuvvetli Asitlerde ve Bazlarda ph ve poh...392
xiv Suda Asit ve Baz Dengeleri...393 Zayıf Asitlerde ve Bazlarda ph ve poh...393 Poliprotik Asitler ve ph...395 İyonlaşma Yüzdesi...395 Tampon Çözeltiler...396 B. NÖTRLEŞME...398 Tam Nötrleşme...398 Kısmi Nötrleşme...399 Hidroliz...400 C. TİTRASYON...401 Asit veya Bazların Titrasyon Eğrileri...401 İndikatörler...404 ÇÖZÜMLÜ TEST -1...406 ÇÖZÜMLÜ TEST -2...409 ÇÖZÜMLER -1... 411 ÇÖZÜMLER -2...415 17. BÖLÜM: ELEKTROKİMYA A. ELEKTROKİMYA...419 Aktiflik...419 İndirgenme ve Yükseltgenme Potansiyeli...420 B. ELEKTROKİMYASAL PİL...422 Bir Elektrokimyasal Pilin Çalışma Sistemi...422 Anot...422 Katot...423 Tuz Köprüsü...423 Pil Denklemi ve Pil Potansiyeli...423 Pil Potansiyelinin Değişimi...424 Derişim Pilleri...426 Derişimin Pil Gerilimine Etkisi-Nerst Denklemi...427 Redoks Tepkimelerin İstemliliği...427 Elektroliz...429 Erimiş NaCI Tuzunun Elektrolizi...431 NaCI Çözeltisinin Elektrolizi...432 Kaplamacılık...433 Elektrolizin Nicel Yönü...433 ÇÖZÜMLÜ TEST...436 ÇÖZÜMLER...441
xv 18. BÖLÜM: ORGANİK KİMYA A. HİDROKARBONLAR...447 Alkanlar...447 İzomer Maddeler...447 Yapısal İzomerlik...448 Alkanların Adlandırılması...449 B. ORGANİK REAKSİYONLAR...451 Yer Değiştirme Tepkimeleri...451 Kovalent Bağların Bölünmesi...451 Radikaller...452 Seçimli Radikalik Halojenlemeler...452 C. ALKANLARIN ELDESİ...453 1. Würtz Sentezi...453 2. Grignard Bileşiklerinin Hidrolizi...453 3. Karboksilli Asit Tuzlarının Dekarboksilasyonu...453 4. Alkil Halojenürlerin İndirgenmesi...454 5. Doymamış Hidrokarbonların İndirgenmesi...454 Açık-Zincirli Bileşiklerin Konformasyonları...454 Sikloalkanlar...455 D. DOYMAMIŞ HİDROKARBONLAR...456 Alkenler...456 Alkadienler...457 Siklo Alkenler...457 Alkenlerde İzomeri...457 E. STEREOİZOMERİ...458 Cis-trans izomerliği...458 (E) ve (Z) Adlandırma Sistemi...458 Chan-Ingold-Prelog Öncelik Sıralama Sistemi...458 Halkalı Bileşiklerde Geometrik İzomeri...459 F. ALKENLERİN TEPKİMELERİ...459 1. Yanma Tepkimeleri...459 2. Katılma Tepkimeleri...460 Alkenlere Hidrojen Halojenürlerin Katılmasının Mekanizması...460 Karbokatyonların Kararlılığı...461 Alkenlere Su Katılması...461 Alkenlere Halojen Katılması...461 Alkenlerin Yükseltgenme Tepkimesi...462 Alkenlerin Yükseltgenmeli Bölünmesi...462 Polimerleşme Tepkimeleri...462 G. ALKENLERİN TEPKİMELERİ...463 Alkenlerin Elde Edilme Tepkimeleri...463
xvi H. ALKİNLER...464 Alkinlerin Adlandırılması...464 Alkinlerin Tepkimeleri...464 Alkinlerin Yükseltgenmeli Bölünmesi...465 Alkinlere Katılma Tepkimeleri Özet...466 Alkinlerin Elde Edilme Tepkimeleri...466 I. ALKOLLER, ETERLER, ALDEHİTLER VE KETONLAR...467 Alkoller...467 Alkollerin Adlandırılması...468 Eterler...471 Aldehitler ve Ketonlar...472 İ. KARBOKSİLLİ ASİTLER, ESTERLER, KARBONHİDRATLAR, AZOTLU ORGANİK BİLEŞİKLER, AROMATİKLER...476 1. Monokarboksilli Asitler...476 2. Polikarboksilli Asitler...476 Karboksilli Asitlerin Adlandırılması...476 Karboksilli Asitlerin Genel Elde Edilme Tepkimeleri...477 Karboksilli Asitlerin Özellikleri...478 Karboksilli Asitlerin Kimyasal Tepkimeleri...478 Esterler...479 Yağlar...481 Karbonhidratlar...481 Azotlu Organik Bileşikler...482 Aromatik Bileşikler...484 J. STEREOİZOMERİ...493 Optik İzomeri (Optikçe Aktiflik)...493 Asimetrik Karbon Atomu...494 Simetrik Karbon Atomu...494 Enantiyomerler ve Rotamerler...494 Polarize Işık...494 D ve L Tipi Enantiyomerler...494 R-S Adlandırma Sistemi...495 Rasemik Karışım...495 Birden Fazla Asimetrik Karbon...495 İki Kiral Karbon Atomlu Bileşiklerde (R) ve (S)Sistemi...496 Diastereomerler...496 ÇÖZÜMLÜ TEST -1...497 ÇÖZÜMLÜ TEST -2...500 ÇÖZÜMLER -1...505 ÇÖZÜMLER -2...507 KAYNAKLAR... 509
ALAN BİLGİSİ
1. BÖLÜM MADDE
5 A. KİMYA BİLİMİ Kimya bilimi maddeyi incelemektedir. Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, bileşimini, etkileşimlerini ve tepkimelerini araştıran bilim dalıdır. Genel bir ifadeyle Kimya maddenin özellikleriyle, sınıflandırılmasıyla, atomlarla, atom teorisiyle, kimyasal bileşiklerle, kimyasal tepkimelerle, maddenin hâlleriyle, molekül içi ve moleküller arası çekim kuvvetlerle, kimyasal bağlarla, tepkime hızıyla ve kimyasal dengenin prensipleriyle ve benzeri konularla ilgilenir. Kimyanın ana bilim dalları ise; 1. Analitik kimya, 2. Anorganik kimya, 3. Organik kimya, 4. Fizikokimya, 5. Biyokimya şeklinde sınıflandırılabilir. Aslında bu ana bilim dallarına ülkemizde ve yabancı ülkelerde yeni eklemeler yapılmıştır. Örnek Polimer Kimyası, Nanoteknoloji, Biyoteknoloji, Yüzey Kimyası, Biyoorganik Kimya vb. Ancak kitabımızın içeriğinde biyokimya ve yukarıda örnekler verdiğimiz ana bilim dallarına değinmeyeceğiz. Ayrıca ana bilim dalları ayrı başlıklar altında incelenmeyecek, konular bütüncül bir anlayış içerisinde verilmeye çalışılacaktır. İsterseniz önce Kimyanın temel bir bilim dalı olma sürecini birlikte inceleyelim. Kimya biliminin temelini Simya oluşturmaktadır. Simyadan Kimya bilimine geçişin tarihsel sürecini şöyle özetleyebiliriz: Kimyanın bugün bulunduğu nokta yaklaşık 3 bin yıllık bir bilgi birikiminin sonucudur. Doğada süre giden olayların nedenlerini araştırmak, bunlara anlamlı açıklama bulmak tarih kadar eski bir olaydır. Bütün öteki bilim dalları gibi kimya da insanın yararlandığı basit buluşlarla gelişmiştir. İnsanları yeni maddeler keşfetmeye yönelten ihtiyaçları aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz. 1. Beslenme ihtiyacı: Önce hayatta kalabilmek için doğadaki yenilebilir maddeleri keşfetmekle işe başladılar. 2. Barınma ve korunma ihtiyacı: Sonra yıldırımlardan ve vahşi hayvanlardan korunmak için kendilerine uygun barınaklar hazırlamakla işe devam ettiler. Mağaralar ve değişik barınma yerleri inşaat ettiler. 3. Savunma ve avlanma ihtiyacı: Hayatta kalabilmek ve hayatı kolaylaştırmak için değişik aletler ürettiler. 4. Isınma ihtiyacı: Ateşi kullanmayı öğrendiler. 5. Günlük hayatını kolaylaştırma ihtiyacı: Demire ve bakıra şekil vermeyi keşfettiler. 6. Giyinme ihtiyacı: Avladıkları hayvanların derilerinden elbiseler ürettiler. 7. Dış görünüşünü değiştirme çabası: Güzelleşmek ve dış görünüşlerini daha güzel göstermek için değişik boyaları ürettiler ve kullandılar. 8. Değişik tatları kullanma ve gıdalarını daha uzun saklama ihtiyacı: Tuzu buldular. 9. Hastalıkları ve yaraları tedavi etme ihtiyacı:yaralarını iyileştirmek için değişik bitkilerden elde ettikleri maddeleri ilaç olarak kullandılar. MÖ 2000 yıllarından beri Mısır daki kimyacılar basit ilaçların yapımı ve bunların üretimi ile ilgilenmişlerdir. Sınama yanılma yöntemiyle bazı bitkilerin öz sularının iyileştirici, bazılarının ise zararlı etkileri olduğunu görmüşlerdir. Bu dönemde kimyanın büyü ve tılsımla eşdeğer tutulduğu da söylenebilir. Eldeki bilgiler Mısırlıların bakır, kurşun ve civayı cevherlerinden ayırabildiklerini, cam yapımı, boyacılık ve altın saflaştırma konularında oldukça fazla deneyimleri olduğunu göstermektedir. Mısır uygarlığı kimyadan geniş ölçüde yararlanmış olmasına rağmen işin daha çok pratik yönü ile ilgilendikleri, teorik yönü ile ilgilenmedikleri anlaşılmaktadır. Yunan filozofları ise Mısırlıların tersine işin teorik yönü ile ilgilenmişler, deneysel yönü ile pek ilgilenmemişlerdir. Yunan Felsefesine Göre Kimya Yunan filozoflarının bir kısmı bütün maddelerin belli bir ana maddesi olduğunu ileri sürmüşlerdir. Bir başka ifadeyle doğadaki çeşitli görünümlerdeki maddelerin belli bir ortak özelliği, yapısı vardır. Empedokles (MÖ 492 432) ana maddenin dört unsurdan (elementten) oluştuğunu ileri süren ilk düşünürdür. Empedokles e göre ana madde hava, su, toprak ve ateş olmak üzere dört elementten meydana gelmektedir. Bu dört elementten biri katı (toprak), biri sıvı (su), biri ise gaz (hava) dır. Ateş de havadan daha hafif bir çeşit gaz olarak kabul edilmektedir. Bu görüşe göre bir cisim yandığı zaman kendini oluşturan elementlerine ayrışmaktadır. Mesela odun karmaşık bir maddedir. Yandığında ateş açığa çıkar. Duman (hava) yükselir. Yanma sırasında suyun kaynadığı görülebilir. Yanma sonunda kalan kül ise toprağı belirtir. Bu nedenle hava, su, toprak ve ateşin birleşerek odunu oluşturduğuna inanılır. Leukippos (MÖ 5. yüzyıl) ve onun öğrencisi olan Demokritos (MÖ 460 370) atom kavramını ilk ortaya atan bilginlerdir. Bunlar maddenin en küçük parçasına, Yunancadaki bölünemez anlamına gelen atomos adını vermişlerdir. Atomların sürekli hareket hâlinde olduğunu söyleyen Demokritos tur.
6 Demokritos a göre uzay, atomların düşünülmeyecek kadar uzun süredir içinde hareket ettikleri büyük boşluktur. Aristo (MÖ 384 322), Empodokles in dört elementinden (hava, su, toprak, ateş) esinlenerek yeni bir kuram ortaya koyar. Aristo, maddenin temel özellikleri olarak adlandırdığı sıcaklık, soğukluk, nemlilik (ıslaklık) ve kuruluğun çiftler hâlinde birleşmesiyle bu elementlerin meydana geldiğini ileri sürer. Buna göre su, nemli ve soğuk şeylerin, ateş ise sıcak ve kuru şeylerin özüdür. Dört temel özellik ikişer ikişer birleşerek yalnız dört bileşim meydana getirebilir. Çünkü sıcak ile soğuk veya kuru ile yaş gibi karşıt özellikler birleşemez. Özelliklerden birinin yerine ötekinin geçmesiyle bir element ötekine dönüşebilir. Hava Sıcak Islak Ateş Su Kuru Soğuk Toprak Şekil: Aristonun Element Sınıflandırması Orta Çağ'da Kimya Orta Çağ'daki kimyacılar ki bunlara simyacılar (alşimistler) da denir, yeni bir teori getirdiler. Bütün deneysel çalışmalarını bu teoriye dayandırdılar. Onlar şuna inanıyorlardı, insanlar dâhil doğadaki her şey bir bütünlüğe, mükemmelliğe doğru gitmektedir. Altının gerçek metal olduğuna karar verdiler. Çünkü bu element havadan etkilenmiyordu, asitlere karşı dayanıklı idi ve kükürtle ısıtıldığında öteki metaller gibi etkilenmiyordu. Onlara göre bütün metaller altına dönüşme yönünde bir çaba içindedir. Altın ile öteki metaller arasındaki tek fark bunların olgunluk dereceleri yani yaşlarıdır. Bunlar doğadaki yavaş dönüşümlerini hızlandırmanın mümkün olduğunu düşünüyorlardı. Dolayısıyla bir metalin başka bir metale ve sonunda altına dönüştürülmesi ana amaç hâline gelmişti. Simya, saf olmayan metallerden altın elde edilmesi veya insan ömrünü sonsuza kadar uzatmayı sağlayacak olan hayat iksirinin bulunması ile eş anlamlı tutulmuştur. Gerçekten de simyacılar daha çok zenginlik ve uzun ömür sağlamak için kimya ile ilgileniyorlardı. Orta Çağ dan itibaren Avrupalı simyagerler hem madenleri altına çevirmek hem de ölümsüzlük iksiri yapmada kullanılacağını düşündükleri efsanevi bir madde olan "Felsefe Taşı" nın bulunması için büyük çaba harcadılar. Simyanın temel bir bilim dalı olmamasının nedenleri aşağıdaki nedenlere bağlanabilir. 1. Simya teorik temellere sahip değildir. 2. Sınama yanılma yolu ile olayları anlamaya çalışır. 3. Sistematik bilgi birikimine sahip değildir. Simyacılar çalışmalarını yüzyıllarca sürdürmüşler ancak yanlış bir varsayımdan yola çıktıkları için bekledikleri sonucu alamamışlardır. Bununla birlikte simyacıların çalışmalarının tamamen boşa gittiği de söylenemez. Yapılan çok sayıdaki araştırma gerçek bilginin öğrenilmesini sağlamıştır. Simyanın kimya bilimine katkıları üç başlıkta incelenebilir: 1. Yeni kimyasal maddelerin (özellikle bazı karışımların) ilk defa elde edilmesi 2. Bugün laboratuvarda kullandığımız deney araç gereçlerinin ilk basit örneklerinin keşfedilip kullanılması 3. Günümüzde kimya deneylerinde kullanılan bazı yöntemlerin ve en temel işlemlerin (damıtma, kristallendirme vs.) kullanılması Simyacılar yüzyıllar boyunca günümüzdeki laboratuvarlarda hâlen kullanılan birçok kimyasal metodu kullanmıştır. Sabitleştirme Damıtma Çözme Süblimleştirme Yumuşatma Mayalandırma Eski çağlarda insanlar, sınama yanılma yolu ile doğada bulunan bir kısım maddenin faydalarını keşfetmişlerdir. Bu maddelere örnek olarak; Simyadan günümüze aktarılan bulgular: Barut Madenlerin işlenmesi Metaller üzerinde çalışmalar Mürekkep Kozmetik Boya üretimi Derinin boyanması Seramik Esans üretimi Kâğıt Cam Simyacıların çalışmaları sonucunda keşfedilen kimyasal maddeler: Sülfürik asit: H 2 SO 4 (Zaç yağı) Nitrik asit: HNO 3 (Kezzap) Hidroklorik asit: HCl (Tuz ruhu) Demir II sülfat: FeSO 4 (Kıbrıs taşı Zaç Kıbrıs Vitriyol) Asetik asit: CH 3 COOH (Sirke ruhu)
7 Potasyum alüminyum sülfat: KAl (SO 4 ) 2 (Şap) Sodyum sülfür: Na 2 S (Sarı zırnık) Potasyum nitrat: KNO 3 (Hint güherçilesi) Sodyum nitrat: NaNO 3 (Şili güherçilesi) Na stearat + Na oleat + Na palmitat: (Sabun) K stearat + K oleat + K palmitat: (Arap sabunu) Pb 3 O 4 : Kurşun oksit ( Süleğen, turuncu boya ) Sodyum Klorür: NaCl (Yemek tuzu) Bakır II Sülfat: CuSO 4 (Göz taşı) Kükürt: S Malahit Yeşili: Cu 2 CO 3 (OH) 2 dir. Kil: m Al 2 O 3, nsio 2, p H 2 O Çinko sülfür: ZnS (Üstübeç beyaz boya) Hıristiyanlığın ilk yüzyılında Yahudi Maria olarak bilinen bir kadın simyacı çeşitli türde fırınlar, ısıtma ve damıtma düzenekleri geliştirmiş, Simyacı Kleopatra ise altın yapımı konusunda bir kitap yazmıştır. Maria nın buluşu olan su banyosu günümüzde de Benmari adı altında kullanılmaktadır. MS 350 420 yılları arasında İskenderiye de yaşamış olan Zosimos, simya öğretisinin en önemli temsilcisidir ve 28 ciltlik bir simya ansiklopedisi yazmıştır. Cabir İbn Hayyan, Ebubekir el Razi ve İbn Sina ünlü Müslüman simyacılardır. Ebu Musa Câbir bin Hayyan (721 815) Harran Üniversitesi rektörüdür. Atomun parçalanabileceğini ifade eden büyük bir bilim adamıdır. İnbik adı verilen laboratuvar düzeneğini geliştirmiş ve kendisinin ortaya attığı "Baz" kavramıyla Kimya nın gelişmesine katkıda bulunmuştur. Eserlerinden 12. yüzyılda Latinceye çevrilmiş olan Kitab al- Kimya adlı eseri, Simya ve Kimya kelimelerinin kökeni oluşturmuştur. İnbik (Damıtma Aracı) Filojiston Kuramı ve Yanma Empedokles in yanan bir cisimden bir şeylerin ayrıldığını ve geride hafif bir kül bıraktığını gözlemlediğini söylemiştik. Bundan sonra yanan bir cismin ağırlığında bir azalma ile bozunduğu genel olarak kabul görmeye başlamıştır. Robert Boyle (1626 1691); metallerin oksitlerine dönüştürülmelerinde ağırlıklarının arttığını, solunum ve yanma sırasında havanın bir kısmının azaldığını (oksijen) ve geride yanma için elverişsiz bir gaz kaldığını (azot) biliyordu. Alman kimyacı Becher, 1669 yılında ateşi yanan cisimdeki bir element olarak tanımlamış ve yanma sırasında bunun kaçıp gittiğini varsaymıştır. Daha sonra 1702 yılında Georg Stahl, bu nesneyi Filojiston (Phylopiston) olarak adlandırmıştır. Bu teoriye göre, metaller ısıtıldıklarında filojiston kaybederler ve kül şeklinde artık bırakırlar (maden külü). Filojistonca zengin olan odun kömürü veya hidrojen ile ısıtılırsa kaybettiği filojistonu tekrar soğurur ve tekrar metal hâline gelir. Yanıcı cisimler yanıcı olmayan bir kısım ile filojiston dan oluşmuştur. Buna göre metal oksitler birer element, metaller ise metal oksit (kül) ve filojiston dan oluşan birer bileşiktir. Bu teori yaklaşık 100 yıl kimyaya egemen olmuştur. Bu teoriye göre yanmakta olan bir kibrit kapalı bir kaba bırakılırsa bir süre sonra sönecektir. Çünkü şişe içindeki hava filojiston yönünden doymuş hâle gelecektir. Canlı organizmaların yaptığı da zaten, bünyeyi filojiston yönünden arındırmaktır. Bir fanusun altındaki fare, etrafındaki hava filojiston yönünden doygun hâle gelince ölür. Bu teori gerçekte çok ilginçtir. Yanma olayı, hiçbir tartım yapılmadan bizim bugünkü açıklamamıza benzer şekilde açıklanmaktadır. Dikkat edilirse bu teorideki filojiston bir bakıma bizim karbondioksite eşdeğer olmaktadır. Modern Kimyanın Öncüleri (17. Yüzyılda Kimya) Orta Çağ'da kimyadan pratik olarak yararlanılır ve zenginlik aracı olarak bakılırken 1661 yılında İngiliz bilgini Robert Boyle nin (1626 1691) şüpheci kimyager adlı yapıtının yayımlanmasıyla Aristocuların görüşü altüst olmuştur. Robert Boyle ilk kez kimyasal elementleri maddenin parçalanamayan yapı taşları olarak tanımlamıştır. Yine ilk kez kimyasal bileşikler ile karışımlar arasındaki ayrımı yapmış ve kimyasal bileşiklerde maddenin özelliklerinin değiştiğini, basit karışımlarda ise her bir maddenin özelliklerinin korunduğunu açıkça belirtmiştir. Buna göre element bir özellik değil, bir maddedir. Bileşikler elementlerin birleşmesinden meydana gelirler. Görüldüğü gibi Robert Boyle, element ve bileşiklerin bugün de geçerli olan doğru tanımlarını yapmıştır. Robert Boyle nin çalışmalarının en önemli özelliklerinden biri de gazlar üzerinde yaptığı deneylerdir.
8 Çalışmaları sonunda gazların basıncı ile hacminin ters orantılı değiştiğini bulmuştur. Bu yasa bugün de kendi ismiyle anılır. Lavoisier (1743 1794), Filojiston kuramının egemen olduğu bir dönemde, yanma olayını bugünkü anlamda açıklayan bilgindir. Lavoisier, metal oksitlerinin oksijen ile metallerin verdiği bileşikler olduğunu kanıtlamıştır. Kapalı kaplarda yaptığı deneylerle bir kimyasal tepkime sırasında maddenin değişmediğini bulmuştur. Bu buluşu Kütlenin Korunumu Yasası olarak bilinir. Buna göre hiçbir şey, ne yapay yollarla ne de doğal işlemlerle, yeniden yaratılamaz. Her bir işlemde madde miktarı, işlemden önce ve sonra aynıdır. Değişen yalnız biçimleridir. Bir başka deyişle her bir işlemde maddenin niceliği değişmez, yalnız niteliği değişir. Lavoiser in bu yasası Einstein in görecelik (rölativite) kuramını ortaya atmasına kadar geçerliğini korudu; Nicel kimya Lavoisier in bu kuramına dayanır. Lavoisier den sonra kimyagerler, kimyasal olaylardaki kütleler üzerindeki çalışmalarını yoğunlaştırmışlardır. Bileşik ile karışım arasındaki fark belirginleşmeye başlamıştır. Bir kısım kimyagerler bileşiklerdeki element oranlarının değişken olduğunu söylerlerken J. L. Proust (1755 1826) bileşiklerin belli bir bileşiminin olduğunu, bileşiklerin özelliklerinin ve kendini meydana getiren bileşenlerin oranının değişmediğini ortaya atmıştır. Bu prensip bugün "Sabit Oranlar Yasası" olarak bilinir. Richter birleşme oranları yasası ile Stokiometrinin (madde denkliği) kurucusu sayılır. Asit ve bazın nötrleştirilmesi yardımıyla miktar oranlarını saptamıştır. Demir veya cıva gibi bazı elementlerin oksijenle farklı oranlarda birleşebileceğini ileri sürmüştür ki bu çok sonraları değerlik kavramıyla doğrulanabilen bir gözlemdir. Alman kimyager Jeremias Richter (1767 1807) 1792 1802 yılları arasındaki çalışmalarında o güne kadar çağdaşlarının ihmal ettiği bir konuda önemli buluşlar yaptı. Buna göre birbiriyle tepkimeye giren iki elementin birleşme oranlarındaki miktar bu elementlerin bir üçüncü elemente verdikleri tepkimelerde de aynıdır. Mesela 1g hidrojen 8g oksijenle birleşerek suyu, 1g hidrojen 3g karbonla birleşerek metanı, 1g hidrojen 35.5g klorla birleşerek hidrojen klorürü, 1g hidrojen 25g arsenikle birleşerek arsini meydana getirir. Kimyanın ilgi alanı madde ve maddenin iç yapısı olduğuna göre öncelikli olarak maddenin tanımı, maddenin temel özellikleri ve maddenin sınıflandırılması ile başlayabiliriz. Birim Sistemleri Birim: Bir büyüklüğü ölçmek ve karşılaştırmak amacıyla seçilen aynı cinsten büyüklüklere birim denir. 4 birim sistemi vardır. MKS (metre kilogram kuvvet saniye) CGS (santimetre gram saniye) MTS (metre ton saniye) (SI) UKSA (metre, kilogram, saniye, amper) (SI) (metrik birimleri): Ölçümün bilimsel sistemi Sys'teme Internationale d'unites' (Uluslararası Birimler Sistemi) diye bilinir ve (SI) şeklinde kısaltılır. Bu sistem metre diye bilinen uzunluk birimini temel alan metrik sistemin modern şeklidir. (SI) ondalık bir sistemdir. (SI) Birim Sistemine Göre Temel Birimler Miktar (Sembol) Birim Adı Kısaltılmış Şekli Uzunluk (l) metre m Kütle (m) kilogram kg Zaman (t) saniye s Sıcaklık (T) kelvin K Madde Miktarı (n) mol mol Elektrik Akımı (Ι) amper A (SI) Bİrimleri İçin Kullanılan Ön Ekler: Katlar Ön Ek Kısaltma 10 1 deka da 10 2 hekta h 10 3 kilo K 10 6 mega M 10 9 giga G 10 12 tera T Kesirler Ön Ek Kısaltma 10-1 desi d 10-2 santi c 10-3 mili m 10-6 mikro µ 10-9 nano n 10-12 piko p
9 Ölçümlerde Belirsizlikler Tüm ölçümlerde hata olabilir. Ölçme aletlerinin yapımından ya da doğasından ileri gelen hatalara sistematik hata denir. Deneyi yapan kişinin bilimsel bir aleti okumaktaki becerisi ve yeteneğindeki sınırlar da hatalara ve deney sonuçlarının yüksek ya da düşük bulunmasına yol açabilir. Bu hatalara da tesadüfi hatalar denir. Kesinlik; ölçülen miktarın tekrarlanabilirlik derecesini gösterir ya da birkaç kez ölçülen miktarın sonuçları arasındaki yakınlığı belirtir. Eğer her bir ölçüm serisi ortalamadan az bir miktar saparsa bu ölçümlerin kesinliği yüksektir. Yani sonuçlar iyidir. Aksine ölçümler arasında büyük bir sapma varsa kesinlik zayıftır yani sonuçlar kötüdür. Doğruluk; ölçüm değerinin kabul edilen değere ya da gerçek değere ne kadar yakın olduğunu gösterir. Anlamlı Rakamlar: Sayılar, kesin sayılar ve ölçme sayıları olarak ikiye ayrılır. Kesin sayılar belirsizliği olmayan sayma sayıları ve tanım sayılarıdır. Ölçme sayıları ise bir ölçme sonucu elde edilen, son hanesinde belirsizlik bulunan sayılardır. Son hanedeki rakamın önündeki rakamlar kesin olarak bilinen rakamlardır. Kesin olarak bilinen rakamlarla belirsizlik olan rakamların tümüne anlamlı rakamlar denilir. 25 (belirsizlik ±1) 2300 (belirsizlik ±100) Ölçme Sayısı Belirsizlik Anlamlı Rakam Sayısı 683 ±1 3 6830 ±10 3 6830,510 ±0,001 7 0,00045 ±0,00001 2 0,0403 ±0,0001 3 8,000 ±0,001 4 7,210 ±0,001 4 15,00 ±0,01 4 10,00005 ±0,0001 7 0,0015 ±0,0001 2 0,01050 ±0,00001 4 Örnek Aşağıdaki sayıların belirsizliğini ve anlamlı rakam sayısını söyleyiniz. Belirsizlik Anlamlı Rakam Sayısı 273,15 ±0,01 5 56,00 ±0,01 4 0,0008 ±0,0001 1 1,305 ±0,001 4 625 ±1 3 45,3 ±0,1 3 0,033 ±0,001 2 320,03 ±0,01 5 0,029 (belirsizlik ±0,001) 26,64 (belirsizlik ±0,01) Bir anlamlı sayıdaki anlamlı rakamlar soldan sağa doğru 0 olmayan ilk rakamdan itibaren sayarak bulunur. 0' lar ortada ise veya ondalık noktasından sonra ise anlamlı rakam olarak sayılırlar. Ondalık noktasını yerleştirmek için kullanılan 0'lar anlamsızdır. Bazı Ölçme Sayılarının Belirsizliği ve Anlamlı Rakam Sayıları: Anlamlı değil: ondalık basamağı göstermek için Anlamlı değil: kullanılan "kozmik amaçlı sıfır" sıfırlar 0, 0 0 9 0 0 6 8 0 0 Anlamlı: sıfır olmayan tam sayılar Anlamlı: sıfırdan farklı sayılar arasındaki sıfırlar Anlamlı: bir sayıda ondalık basamağın sağındaki sıfırlar Sayıların Yuvarlatılması: Çok rakamlı sayıları daha az rakamlı sayılara indirme işlemine yuvarlatma denilir. Sayıların yuvarlatılmasında genel olarak 5'ten büyük olan sayılar yuvarlatılırken kendi önündeki sayı 1 artırılır. 5'ten küçük olan sayılar yuvarlatılırken kendi önündeki sayı aynen kalır. Eğer yuvarlatılacak sayı tam 5 ise önündeki sayı çift rakam ise aynı kalır, tek rakam ise 1 artırılır. Örnek 16.763 16.76 17.767 16.77 16.765 16.76 16.775 16.78 Bir hesaplamanın sonucu anlamlı rakam sayısı en küçük olan sayı kadar anlamlı rakamla verilir. Bir toplama veya çıkarmanın sonucu en az sayıda ondalık kısım içeren sayı kadar ondalık ile belirlenir. 10.05 + 15 = 25.05 25