Atomlar ve Moleküller

Atomlar ve Moleküller

Madde, uzayda yer işgal eden ve kütlesi olan herşeydir. Element, kimyasal tepkimelerle başka bileşiklere parçalanamayan maddedir. -Doğada 92 tane element bulunmaktadır. Bileşik, belli oranda bir araya gelen iki veya daha fazla element içeren maddedir. -Bir bileşik onu oluşturan elementlerin özelliklerinden farklı özelliklere sahiptirler

Canlılar yaklaşık olarak 25 elemente ihtiyaç duyarlar 92 doğal elementin yaklaşık olarak 25 inin canlılar için zorunlu olduğu bilinmektedir. - Canlı maddenin % 96 sını karbon (C), oksijen (O), hidrojen (H) ve azot (N) oluşturmaktadır. - Organizma ağırlığının geriye kalan % 4 ü fosfor (P), sülfür (S), kalsiyum (Ca) ve potasyum (K) içerir.

Eser (iz) elementler; bir organizmanın çok küçük miktarlarda ihtiyaç duyduğu elementlerdir. Fe ve Zn gibi mineraller eser elementtir.

Bazı iz elementler (Örn demir (Fe)) bütün organizmalar için gereklidir. -Diğerleri bazı türler için gereklidir. İnsan tiroidinin normal aktivitesi için günde 0.15 mg iyot alımı yeterlidir

ESER element eksikliği varsa, hastalıkla sonuçlanır

Kimyasal elementlerin ve bütün bileşiklerin özellikleri atom yapılarının sonucudur.

Her element belirli bir atom çeşidini içerir. Atom maddenin en küçük parçasıdır ve ait olduğu elementin özelliklerini taşır.

Atom-altı parçacıklar

Atom-altı parçacıklar Her elementin atomu atom-altı denilen daha küçük kısımlardan oluşur. Nötronlar, elektriksel olarak nötrdür. Protonlar, elektrik olarak pozitif yüklüdür. Elektronlar, elektriksel olarak negatif yüklüdür.

Atom-altı parçacık yerleri Protonlar ve nötronlar - Atom çekirdeğinde Elektronlar - Atom çekirdeğinin etrafında bulut oluştururlar

Atom Numarası ve Kütle Numarası Farklı atomların atom-altı parçacıklarının sayısı da farklıdır. Proton sayısı = atom numarası Proton sayısı + nötron sayısı = Kütle numarası Nötr atomlarda proton ve elektron sayıları eşittir.

Aynı elementin iki atomu farklı sayıda nötron içeriyorsa izotop olarak adlandırılır. Doğadaki elementler izotop karışımı halindedir. - Örneğin 6 nötrona sahip karbon-12 doğadaki karbonun %99 unu oluşturur ( 12 C). - Geriye kalan %1 inin çoğunu 7 nötronlu 13 C, daha azını da 8 nötronlu 14 C dür.

12 C ve 13 C kararlı izotoplardır. 14 C ise kararsız yani radyoaktif bir izotoptur. Radyoaktif izotopun çekirdeği kendiliğinden parçalanarak parçacık ve enerji yayar. Bu parçalanma proton sayısında değişime yol açtığından, bu atom başka bir elementin atomuna dönüşür. Radyoaktif karbon, azot oluşturacak şekilde parçalanır ve 14 C den 14 N oluşur.

Radyoaktif izotoplar biyolojik araştırmaların birçok alanında kullanılmaktadır. Fosillerde yaş tayini Metabolizmada atomların izledikleri yolu saptama. İzleme yöntemi

Atom-altı parçacıklardan sadece elektronlar atomlar arasındaki kimyasal tepkimelere doğrudan katılırlar. Bir atomdaki elektronlar değişik miktarlarda enerji içerirler. Enerji iş yapabilme yeteneğidir.

Elektronlar ve Enerji Bir atomun elektronları; Çekirdeğe göre sahip oldukları konumlarından dolayı potansiyel enerjiye sahiptir. Eksi yüklü olan elektronlar artı yüklü çekirdeğe doğru çekilirler, elektronlar çekirdekten ne kadar uzakta iseler o kadar potansiyel enerjiye sahiptirler.

Bir atomdaki elektronların farklı potansiyel enerjileri, enerji düzeyleri veya enerji kabukları olarak adlandırılır.

En dış kabuktaki elektronlara valans elektronları denir. En dış kabuğa ise valans kabuğu denir. Valans kabuğunda aynı sayıda elektron taşıyan atomlar benzer davranışlar gösterirler. Valans kabuğu dolu olan bir element reaktif değildir. Örn: He, Ne, Ar

Bir elektronun vaktinin % 90 ını geçirdiği üç boyutlu uzay parçası yörünge olarak adlandırılır.

Bir atomun kimyasal davranışı Elektronların atom etrafındaki elektron kabuklarındaki dağılımına bağlıdır. K (2e-) L-M (8e-)

Kimyasal bağlar Atomlar kimyasal bağlarla birleşerek molekülleri oluştururlar.

Kovalent Bağlar Atomlar arasında iki valans elektronun ortaklaşa kullanılması sonucu oluşan bağa kovalent bağ denir. Örneğin H 2, CH 3, HCl, NH 3 Ametal atomları arasında oluşur. Bağ yapabilme kapasitesi atomun valansı olarak kabul edilir (Valans kabuğundaki elektronların sayısına eşittir.)

Molekül İki veya daha fazla atomun bir araya gelmesi ile oluşturduğu yapıya molekül adı verilir. Tek bağ Bir çift valans elektronunun paylaşılması ile oluşur. Çift bağ İki çift valans elektronunun paylaşılması ile oluşur.

Figure 2.11-1 Hydrogen atoms (2 H)

Hydrogen atoms (2 H)

Hydrogen atoms (2 H) Hydrogen molecule (H 2 )

Kovalent Bağlar Elektronegativite Bir atomun kovalent bağ elektronlarına gösterdiği ilgiye elektronegativite denir. Bir atom ne kadar elektronegatif ise paylaşılan elektronları kendine çekme gücü o kadar fazladır.

Kovalent Bağlar Polar kovalent bağlar İki atomun elektronegativitesi farklıdır Bağ elektronları eşit paylaşılmaz. Örn: HCl, HF, H 2 O

Kovalent Bağlar Polar olmayan kovalent bağlar İki atomun elektronegativitesi eşittir. Elektronlar eşit paylaşılır Örn: Cl 2, H 2, O 2

İyonik Bağlar Atomlar bazen elektronlarını bağlandığı diğer atomlara aktarır. Örneğin sodyumdan klora bir elektronun aktarımı, Bir elektron aktarımı sonrasında iki atom da elektrik yüklü olur. Elektrik yüklü olan atom (veya molekül) iyon adını alır. Zıt yüklü iyonlar arasında bir bağ oluşur. Bazı durumlarda, daha elektronegatif atom diğer atomun bütün elektronlarını kendi üzerine alır.

İyon İki atom üzerindeki elektron aktarımı iyonları meydana getirir. İyonlar Elektrik yükü taşıyan atom ya da moleküllerdir. İyonik bağlanmadaki elektron aktarımı

Na Sodyum atomu Cl Klor atomu

+ Na Sodyum atomu Cl Klor atomu Na + Sodyum iyonu (Katyon) Cl Klor iyonu (Anyon) Sodyum klor (NaCl)

Anyon, negatif yüklü olan iyonlardır. Katyon, pozitif yüklü olan iyonlardır. İyonik bağlarla oluşturulan bileşiklere iyonik bileşikler ya da tuzlar denir.

Na + Cl

Zayıf Kimyasal Bağlar Organizmadaki güçlü bağların çoğunluğu kovalent bağlardır. Bu bağlar bir hücrenin moleküllerinin formunu oluşturur. İyonik ve hidrojen bağları gibi zayıf kimyasal bağlar da önemlidir. Zayıf kimyasal bağlar büyük molekülleri bir arada tutar ve moleküllerin birbirine bağlanmasını sağlar.

Hidrojen bağları Van der Waals Etkileşimleri

Hidrojen Bağları Elektronegatif bir atoma kovalent olarak bağlı bir hidrojen atomunun, bir başka elektronegatif atom tarafından çekilmesi ile oluşur. Hücrelerde bu bağa katılan elektronegatif atomlar genellikle oksijen ve azottur.

+ Su (H 2 O) + Hydrogen bond Amonyak (NH 3 ) + + +

Van Der Waals Bağlar Elektronlar atom veya molekülde asimetrik bir şekilde dağılıyorsa pozitif ve negatif yükler oluşur. Wan Der Waals bağları, bu yüklerin sonucunda oluşan birbirine yakın moleküller arasındaki bağlardır.

Kimyasal Tepkimeler Bir kimyasal tepkime - Kimyasal bağların kurulması veya kırılmasıdır. - Maddenin bileşiminde değişikliğe yol açar. Bir kimyasal reaksiyonun başlangıç molekülleri reaktan olarak isimlendirilir. Bir kimyasal reaksiyonun son molekülleri ise ürün olarak isimlendirilir

Kimyasal Tepkimeler Kimyasal reaksiyonlar Reaktanların ürünlere dönüşümüdür.

Kimyasal Tepkimeler Fotosentez Önemli bir kimyasal reaksiyondur. - Güneş ışığı, karbon dioksit ve suyla birlikte reaksiyona girerek glukoz ve oksijen oluşumunu sağlar. 6 CO 2 + 6 H 2 0 C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

Kimyasal Tepkimeler Bütün kimyasal reaksiyonlar geri dönüşümlüdür: İleri reaksiyonların ürünleri, geri reaksiyonlar için reaktan olur. Kimyasal denge İleri ve geri tepkimenin tam olarak dengelendiği durumdur.