Element ve Bileflikler Anahtar Kavramlar element molekül bileşik Mutlu Son Görülemediklerinden dolayı fark edilemeyen demir atomları bu durumdan rahatsızlık duyuyordu. Say lamayacak kadar çok demir atomu bir araya gelerek bu duruma çare arıyordu. Bu demir atomları bulundukları alana sığabilmek için birbirlerine o kadar yakınlard ki neredeyse aralarında hiç boşluk yoktu. Hepsi birlikte derin düşüncelere dalmıştı. Etraf çok sessizdi. Birden sars ld lar ve bir tarafa do ru çekildiklerini hissettiler. Tam o sırada aniden bir ses duydular. Bu ses Mert ile Zeynep in konuşmasıydı. Mert Zeynep e: Bak mıknatısım bir demir parçası çekmiş! Aaaaa! Ne kadar küçük bir parça. Bütün atomlar bu duruma çok şaşırmıştı. Demek ki bu kadar çok demir atomu bir araya geldi inde çok küçük bir demir parçası olarak görünebileceklerdi. O gün bugündür demirden yapılmış maddeleri oluşturmak için demir atomları bir araya geldiler. Okul bahçemizi çevreleyen demir parmaklıklar, mutfakta kullandığımız bakır cezve ve alüminyum tencereler sırasıyla çok sayıda demir, bakır ve alüminyum atomlarından oluşmuştur.??? Peki bakır cezveyi oluşturan tanecikler arasında fark var mıdır? Demir parmaklıkları oluşturan tanecikler hakkında ne söyleyebiliriz? 98
4. Etkinlik Model Olufltural m Ayn Atomlar Topland k Bunları Yapalım Üç paket oyun hamurunu birlefltirerek demir parmakl n tek parças n n modelini olufltural m. Oluflturdu umuz bu modelin tamam n küçük ve eflit parçalara ay ral m. Bu parçalar küre hâline getirelim (Bu küreler demir parmakl oluflturan tanecikleri temsil etmektedir.). Bu kürelerin fleklini bozmadan demir parmakl k modelini oluflturacak flekilde bir araya getirelim. üç paket ayn renk oyun hamuru Modelini yapt m z bu tanecikler size ne ifade ediyor? Ayn çeflit tanecik modellerini bir araya getirdi imizde ne elde ettik? Demir parmakl k modelimizin ilk hâlinin ve son hâlinin resmini defterimize çizelim. Demirden yap lm fl bir maddenin çok küçük bir k sm bile çok say da demir atomu içerir. Bu demir atomlar n n hepsi birbiriyle ayn büyüklük ve flekildedir. Çok say da ayn çeflit atomlar n bir araya gelerek oluflturdu u maddelere element denir. Elementlerdeki atomlar tek çeflittir ve elementler saf maddelerdir. fiekilde de görüldü ü gibi çok say da demir atomu bir araya geldi inde demir elementini oluflturur. Demir elementi ise hayat m zda raylar, okul bahçemizin parmakl, inflaat demirleri olarak karfl m za ç kmaktad r. Demir elementinden yap lm fl malzemeler farkl alanlarda kullan lsa bile hepsi demir atomlar ndan oluflur. Peki demir parmakl oluflturan tanecikler ile bak r cezveyi oluflturan tanecikler aras nda fark var m d r? Yapaca m z etkinlikle bu maddelerin benzerlik ve farkl l klar n bulmaya çal flal m. 99
5. Etkinlik Model Olufltural m Atom Ayn, Madde Ayn Bunları Yapalım Üç-dört kişilik gruplara ayrılalım. Her gruba iki farklı renkte oyun hamuru verelim. Demirden ve bakırdan yap lm fl maddelerin çok küçük bir k sm n oluflturan tanecikleri oyun hamurundan küçük küreler oluflturarak modelleyelim. iki farkl renkte oyun hamuru Küreler hâlinde oluşturduğumuz bu tanecikleri, şeklini bozmadan bir araya getirelim. Yapt m z modelleri defterimize çizelim. Yaptığımız bu tanecikler size ne ifade ediyor? Aynı renk ve büyüklükteki küreler bir araya geldiğinde ne oluşturuyor? Oluşturduğumuz demir ve bakır parçalarının modelleri arasında fark var mıdır? Demir ve bakırdan yap lm fl maddeleri modellemek için aynı flekil ve büyüklükteki küreleri kullanabilir miyiz? Farkl elementler farkl atomlardan oluflur. Örne in, demir parmakl oluflturan atomlar cezveyi oluflturan atomlardan farkl d r. atom atom element element 10 Yukar daki flekillerde görüldü ü gibi cezveyi oluflturan bütün atomlar birbiriyle ayn iken, demir parmakl oluflturan atomlardan 52. s farkl d r. Ayn çeflit atomlar baz elementleri olufltururken kümeler hâlinde bulunurlar. Baz elementleri oluflturan atomlar n kümeler hâlinde bulunmas gibi do ada da buna benzer durumlarla karfl lafl r z. Örne in, foto raflarda da görüldü ü gibi kiraz, f nd k, kestane ikiflerli ya da üçerli gruplar hâlinde bulunmaktad r. Do ada rastlad m z gibi, kümeler hâlinde bulunan atomlar n oluflturdu u elementleri bir etkinlikle inceleyelim: 100
Element ve Bileflikler Maddenin Tanecikli Yap s 6. Etkinlik Gözlemleyelim, nceleyelim Atom Kümeleri üzerlerinde maddelerin tanecik modellerinin yer ald kartlar çeflitli renk ve farkl büyüklüklerde boncuklar ip befl adet boflkibrit kutusu 11 53. s Bunları Yapalım Boncuklar iple birbirine ba layarak kartlarda gördü ümüz modelleri olufltural m. Boncuklardan haz rlad m z her modeli kibrit kutular na yerlefltirelim. Oluflturdu umuz modellerin fleklini defterimize çizelim. Çizimimiz üzerinde her model için bir atom kümesini ve bu atom kümesini oluflturan atomlar iflaretleyelim. Her model kaç çeflit atom içermektedir? Hangi modelde atom kümeleri bulunmaktad r? Bu atom kümelerini oluflturan atomlar aras nda fark var m d r? Verilen modellerin hepsi elementi temsil ediyor mu? Neden? Demir parmakl ve bak r cezveyi oluflturan atomlardan farkl olarak; hidrojen, oksijen ve iyot elementini oluflturan atomlar kümeler hâlinde bulunmaktad r. fiekildeki saat cam nda bulunan iyot maddesine ait modeli inceleyelim. Modelde gördü ümüz gibi iyot ayn çeflit atomlardan oluflmaktad r. Fakat bu atomlar ikiflerli kümeler hâlinde bulunmaktad r. Hidrojen, oksijen ve iyot elementlerinde oldu u gibi atomlar n oluflturdu u atom kümesi molekül olarak adland r l r. Yukar daki örneklerden anlafl labilece i gibi baz elementlerin en küçük taneci i atom iken baz elementlerin de en küçük taneci i moleküldür. Atom ve molekül maddelerin özelli ini tafl yan en küçük birimlerdir. Dünyamızda 100 den çok, farklı element ve buna bağlı olarak da 100 den çok, farklı atom vardır. Çevremizdeki maddelerin hepsi elementlerle sınırlı kalsaydı, çevremizde sadece 100 çeşit madde olması gerekirdi. Oysa çevremizde milyonlarca farklı madde bulunmaktadır. Bu çeşitliliğin sebebi ne olabilir? Bu farklı maddeleri aynı çeşit atomlar mı oluşturur? 101
Hidrojen ile yot un Arkadafll yot atomu aynaya bakıp ne kadar iri olduğunu düşündü. Herhâlde ömür boyu hep ikizimle seyahat etmek zorunda kalacağım... diye mırıldandı. Çevresine bakındı ve hidrojen atomunu gördü. O da ikiziyle dolaşıyordu. yot atomu, iri bedenine rağmen hidrojen atomu ile anlaflabilece ini hissetmişti. Bu, belki de oluşacak gerçek bir arkadafll k bağın n hisleriydi. yot hidrojene Niçin beraber seyahat etmiyoruz? diye sordu. Hidrojen atomu kendisinden neredeyse sekiz kat büyük olan iyot atomuna baktı. O da iyot atomu ile aynı duyguları paylaşıyordu. Hidrojen atomu cevap verdi: Emin ol, bundan sonra hiç ayrılmayacağız. yot atomu ve hidrojen atomu ikizlerinden ayr l p yeni bir arkadafl bulman n heyecan içindeydiler. Çevremizdeki maddelerin çeflitlili inin sebebini afla daki etkinlikte anlamaya çal flal m. 7. Etkinlik Model Olufltural m Farkl Atomlardan, Atom Kümesine Bunları Yapalım Gruplara ayrılalım. Oyun hamurlar ndan farkl boyutlarda küreler yapal m. stedi imiz say da ve çeflitte küreleri kürdan yard m yla bir araya getirerek molekül modelleri olufltural m. Oluflturdu umuz modelimizin resmini defterimize çizelim. Yaptığımız modelleri sınıf arkadafllar m za göstererek tanıtalım. Tüm modelleri ayn masan n üstüne koyal m ve bu modelleri inceleyelim. farklı renklerde oyun hamurları bir paket kürdan Yapılan modeller arasında fark var mı? Modellerin atom sayılarını belirtelim. Hangi modeller ayn çeflit atomlardan oluşmuştur? Hangi modeller farklı atomlardan oluşmuştur? Her bir model kaç farklı atomdan oluşmuştur? Etkinli imizde farkl atomlar bir araya getirerek oluflturdu umuz atom kümeleri de molekül olarak adland r l r. Bazı moleküller tek çeşit atomdan oluşurken, bazı moleküller farklı çeşit atomlar içerebilir. Örneğin, flekilde gördü- ümüz gibi iyot molekülü ayn flekil ve ayn büyüklükteki iki iyot atomundan oluşurken, su molekülü iki hidrojen ve bir oksijen atomundan oluflmaktad r. yot atomu Hidrojen atomu Oksijen atomu Hidrojen atomu Su molekülü yot molekülü 102
Element ve Bileflikler Maddenin Tanecikli Yap s Molekülü oluşturan farklı çeşitteki atomların büyüklükleri ve özellikleri de birbirinden farklıdır. Bir molekül iki atomdan oluştuğu gibi çok fazla sayıda atomdan da oluşabilir. Moleküller az sayıda atom içeriyorsa basit yapılı; çok sayıda atomdan oluşmuşsa karmaşık yapılı olarak adlandırılır. Örne in, su, iyot, hidrojen ve oksijen molekülleri basit yap l iken, hücrede bulunan karbonhidrat, ya ve proteinler karmafl k yap l moleküllerdir. Bunlar Biliyor muydunuz? Bir molekül iki atomdan meydana geldiği gibi 500 den fazla atomdan da meydana gelebilir. fiimdiye kadar ö rendi imiz veya günlük hayatta karfl laflt m z baz maddelerin molekül modellerini afla daki etkinlikle oluflturmaya çal flal m. 8. Etkinlik Model Olufltural m Molekül Modelleri iyot molekülü su molekülü karbon dioksit molekülü oksijen molekülü Bunları Yapalım Gruplara ayrılalım. Farklı renklerdeki oyun hamuru ve kürdanları kullanarak kartlarda verilen moleküllerin modellerini oluşturalım. Yaptığımız molekül modellerini sınıfa göstererek tanıtalım. Molekül modellerinin resimlerini defterimize çizelim. Çizim üzerinde aynı ve farklı atomları tespit edelim. farklı renklerde oyun hamurları bir paket kürdan molekül modellerinin gösterildi i kartlar kükürt dioksit molekülü Modelini oluflturdu umuz her bir molekül kaç atomdan oluflmufltur? Modelini oluflturdu umuz her bir molekülde kaç çeşit atom olduğunu belirtelim. Bu modellere göre hangi moleküller ayn çeflit ve büyüklükteki atomlardan oluşmuştur? Bu modellere göre hangi moleküller farklı atomlardan oluşmuştur? karbon monoksit molekülü 12 54. s Farkl atom içeren çok say da aynı molekül bir araya gelerek görebilece imiz boyuta ulaflt nda, meydana gelen bu yap y ne olarak adland r r z? 103
Yüzden çok say da ve birbirinden farklı atomun çeşitli şekillerde bir araya gelmesiyle milyonlarca farklı madde oluşur. En az iki farkl elementin bir araya gelerek oluşturdukları yeni, saf maddelere bileşik denir. Elementler bileşiği oluşturmak için bir araya geldiklerinde farklı özelliklere sahip yeni bir madde oluşturur. Bileşik kendisini oluşturan elementlerden tamamen farklı özelliklere sahiptir. Bileşiklerin çoğu moleküllerden oluşmuştur. Bir bileşiği oluşturan moleküllerin her biri diğeriyle aynı sayıda atom içerir. Bileşiği oluşturan moleküllerden biri kaç çeşit atoma sahipse Su diğer moleküller de o kadar çeşit atoma sahiptir. Örneğin, su bir bileşiktir ve flekilde de görüldü ü gibi bu bilefli i oluflturmak için çok say da su molekülü bir araya gelir. Suyu oluşturan moleküllerden her biri diğerleriyle eşit sayıda atom içerir. Bir su molekülü, iki hidrojen ve bir oksijen atomundan meydana gelir. Suyu oluflturan su molekülleri her zaman ayn yap da Bileflik Molekül Atom bulunur ve bu, su molekülleri için hiçbir zaman de iflmez. Atom fleker un ya helva Bileşiklerin oluşumunu flekildeki gibi helvan n yapımına benzetebiliriz. Helva kendisini oluşturan un, ya ve şekerden çok farklı tada ve özelliğe sahiptir. Benzer flekilde karbon monoksit bilefli i kendisini oluflturan elementlerden farkl d r. Maddeleri atom ve molekül boyutunda algılamaya ne dersiniz? karbon atomu oksijen atomu karbon monoksit bilefli i Demir iskeleyi ve suyu oluflturan tanecikleri görebilseydik iskele ve su resimdeki gibi olabilirdi. su bilefli i 104
Element ve Bileflikler Maddenin Tanecikli Yap s Bileşik ve element kavramlarından yola çıkarak aşağıdaki modelleri element ve bileşik olarak sınıflandıralım. Bu sınıflandırmaları neye göre yaptığımızı açıklayalım. I II III I. ve II. şekildeki modeller aynı çeşit atomlardan oluştuğu için elementi temsil etmektedir. Diğer şekillerdeki modeller farklı çeşit atomlardan oluştuğu için bileşiği temsil etmektedir. Yukarıdaki şekillerde molekül içeren modelleri gösterelim. Madde moleküllerden oluşmuşsa o madde moleküler yapıda, atomlardan oluşmuşsa madde atomik yapıda bulunur. Bu durumda I. şekil atomik yapıl bir maddeyi temsil ederken, diğer şekiller moleküler yapıl maddeleri temsil etmektedir. IV 13 55. s Farkl çeflit atom içeren moleküllerin bir araya gelerek bilefli i oluflturdu unu ö rendik. Peki, bütün bilefliklerin molekülü var m d r? Afla daki etkinlikle bu konuyu irdeleyelim. 9. Etkinlik Gözlemleyelim, nceleyelim Her Maddede Molekül Var m? Bunları Yapalım I II Gruplara ayrılalım. Etkinli imizde bulunan yap modellerini moleküllü olup olmamasına göre sınıflandıralım. Kartları bulunan yap modellerini moleküllü olup olmamasına göre sınıflandırırken nelere dikkat ettik? Kartlarda bulunan yap modellerinde molekül içermeyen ve farklı çeşit atomlardan oluşan modeller var mı? Bu modellerin diğerlerinden farkı nedir? üzerlerinde maddelerin tanecik modellerinin yer aldığı kartlar III IV 105
Etkinli imizde her bilefli in molekül içermedi ini keflfettik. Afla daki flekilleri inceleyelim. fiekillerdeki atom kümelerini sayal m. suyu oluflturan moleküller flekeri oluflturan moleküller Şeker ve suyun yap s nda belirli sayıda atomdan oluflan atom kümeleri vardır. Her bir şeker molekülü 24 atomun bir araya gelmesi sonucunda oluşurken, bir su molekülü üç atomdan oluflmaktad r. Baz bileflikler moleküler yap ya sahip iken baz bileflikler moleküler yap ya sahip de ildir. Örne in; tuz, molekül kümelerinden oluflmam flt r. Bu sebeple her bir tuz tanesi farkl taneciklerin oluflturdu u düzenli bir y n fleklindedir. Tuzluktan dökülen bir tuz kristaline büyüteçle bakal m. Bu tuz kristalini oluflturan tanecikleri görme flans m z olsayd, bu kristaldeki tanecikleri sayabilir miydik? Bu durumu afla da bir tuz kristaline ait modeli göz önüne alarak tart flal m. Tuzu oluflturan tanecikleri görebilseydik, bu görünümde olaca n kabul ediyoruz. 14 56. s Belirli say daki atomlar birleflerek atom kümesi oluflturdu unda bu atom kümelerinden oluflan yap moleküler yap l bilefliktir. Bileflik, tanecik y nlar ndan oluflmufl ise moleküler yap da bulunmaz. Sonuç olarak bileflikler moleküler yap da olabilece i gibi moleküler yap da bulunmayabilir. Element ve bileşik kavramlarını tanecik boyutunda açıklayan flema aşağıda verilmiştir. 106
Element ve Bileflikler Maddenin Tanecikli Yap s Ben atomum. Beni milyarlarca milyarlarca kez büyütebilseniz bile, bu büyüklükte olamazdım. 1.999.999.967; 1.999.999.968... Nokta büyüklüûünde bir element parçasını olußturmak için aynı çeßit atomlardan sayamayacaûımız kadarı bir arada bulunmaktadır. 15 Biz bileßiûiz. Farklı çeßit atomlardan olußuruz. Moleküler yapıda olanlarımız olduûu gibi moleküler yapıda olmayanlarımız da vardır. 57. s Kendimizi De erlendirelim Afla daki sorular n cevaplarını defterimize yazal m. 1. Element ile bileşik arasındaki benzerlik ve farkları tanecik modellerini çizerek açıklayalım. 2. Ayn büyüklükte bak r ve demir telden birer tane atom ald m z varsayal m. Ald m z bu atomlar n büyüklükleri hakk nda ne söyleyebiliriz? Aç klayal m. 3. Bak r tepsiyi oluflturan tanecikler ile bak r cezveyi oluflturan tanecikleri karfl laflt ral m. Karşılaştırma sonuçlarını açıklayalım. 4. Aşağıda verilen modellerden hangisi moleküler yapıda değildir? Neden böyle düşündüğümüzü ve diğer kutucukları seçmeyişimizin sebebini açıklayalım. I II III 107