Genel Müdür Temel Ateş Genel Koordinatör Akın Ateş Eğitim Koordinatörü Nevzat Asma Dizgi, Grafik, Tasarım Esen Dizgi Servisi Görsel Tasarım Muhteber Bozbaş Bu kitabın tüm hakları yazarına ve Esen Basın Yayın Dağıtım Limitet Şirketi’ne aittir. Kitabın tamamının ya da bir kısmının elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemiyle çoğaltılması, yayımlanması ve depolanması yasaktır. İsteme Adresi ESEN BASIN YAYIN DAĞITIM LTD.ŞTİ. Bayındır 2. Sokak No.: 34/11-12 Kızılay/ANKARA Telefon: (0312) 417 34 43 – 417 65 87 Faks: (0312) 417 15 78 ISBN : 978 – 975 – 6913 – 52 – 5 Baskı Bahçekapı Mah. 2460. Sok. Nu.:7 06369 Şaşmaz / ANKARA Tel : (0312) 278 34 84 (pbx) www.tunamatbaacilik.com.tr Sertifika No: 16102 Baskı Tarihi 2013 – VIII www.esenyayinlari.com.tr Değerli öğretmen ve sevgili öğrencilerimiz, 9. Sınıf Kimya Yardımcı Ders Kitabı olarak hazırlanan bu kitapta; 9. Sınıf Kimya programının belirlediği müfredat içerisinde, temel kavramlar verilmiş; kavramlar, örnekler ve etkinlikle desteklenmiştir. Üniteler, bölümlere ayrılmıştır. Her bölümün sonuna okula yönelik çözümlü testler ve alıştırmalar eklenmiştir. Bundan maksat öğrencinin kısa devrelerle test çözebilme imkanına sahip olması ve tekrar ederken kısa bölümleri tekrar edebilmesidir. Kitabımızın bu özelliği, öğrencilerimizin test çözmesi ve öğretmenlerimizin ödev verebilmesi için tüm konunun bitmesini bekleme zorunluluğunu ortadan kaldırmaktadır. Aynı zamanda öğrencilerimiz eksikliklerini belirlerken ve eksikliklerini tamamlarken tüm konuyu değil, konunun bir bölümü ile ilgilenme imkanını sağlamaktadır. Öğrencilerimizin bireysel çalışmalarına yönelik olarak çözümlü testler verilmiştir. Alıştırma testleri öğretmenlerimizin ödev vermesine ve takip etmesine de yöneliktir. Ünitelerin sonunda ise testler bütünlüğü sağlayacak şekilde hazırlanmıştır. Testler YGS, LYS ve benzeri sınavlara yöneliktir. Bu kitap bir kaynak kitap özelliğini taşıdığı için müfredatın esasına uyulmasına karşın kapsamı biraz genişletilerek öğrenci ve öğretmenlerimize sunulmuştur. Her öğrencinin rahatlıkla yararlanabileceği bir kaynak kitaptır. Bu kitapla ilgili eleştiri, öneri ve düşüncelerinizi kayaramazan@hotmail.com.tr ve ramazankaya. com.tr adresleriyle yazarına ulaştırabilirsiniz. Katkılarınız ve ilgileriniz için şimdiden teşekkür ederim. Kitabın yayına hazırlanmasında emeğini esirgemeyen eşim Nimet KAYA’ya teşekkür ederim. Bu kitabın öğrencilerimize yararlı olacağı bilinciyle, öğretmenlerimize ve öğrencilerimize başarılar dilerim. Saygılarımla... Ramazan KAYA www.ramazankaya.com.tr 1. ÜNİTE : KİMYA BİLİMİ 1. BÖLÜM : Kimya Nedir? ............................................................................................................ 7 2. BÖLÜM : Kimya Ne İşe Yarar? .............................................................................................. 25 3. BÖLÜM : Kimyanın Sembolik Dili ......................................................................................... 41 4. BÖLÜM : Güvenliğimiz ve Kimya .......................................................................................... 57 2. ÜNİTE : ATOM VE PERİYODİK SİSTEM 1. BÖLÜM : Atom Kavramının Gelişimi .................................................................................... 91 2. BÖLÜM : Atom Modelleri ..................................................................................................... 113 3. BÖLÜM : Periyodik Sistem .................................................................................................. 129 3. ÜNİTE : KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER 1. BÖLÜM : Kimyasal Tür Nedir? ............................................................................................ 167 2. BÖLÜM : Kimyasal Türlerin Arası Etkileşimlerin Sınıflandırılması.................................. 183 3. BÖLÜM : Güçlü Etkileşimler ................................................................................................ 195 4. BÖLÜM : Zayıf Etkileşimler ................................................................................................. 215 5. BÖLÜM : Fiziksel ve Kimyasal Değişimler ......................................................................... 229 4. ÜNİTE : MADDENİN HALLERİ 1. BÖLÜM : Maddenin Fiziksel Halleri .................................................................................... 259 2. BÖLÜM : Gazlar .................................................................................................................... 273 3. BÖLÜM : Sıvılar .................................................................................................................... 325 4. BÖLÜM : Katılar .................................................................................................................... 341 1. ÜNİTE : KİMYA BİLİMİ 1. BÖLÜM : KİMYA NEDİR? 1.1. İNSAN MADDE İLİŞKİSİNİN TARİHÇESİ a) Eski Çağlarda Keşfedilen Maddeler b) Simya 1.2. MODERN ÇAĞDA MADDEYE BAKIŞ AÇISI a) Kimya b) Madde 2. BÖLÜM : KİMYA NE İŞE YARAR? 2.1. KİMYANIN UĞRAŞ ALANLARI 2.2. BAŞLICA KİMYA DİSİPLİNLERİ 2.3. KİMYANIN SANAYİDEKİ YERİ a) İlaç b) Gübre c) Petrokimya d) Polimer e) Arıtım f) Ahşap İşleme g) Boya-tekstil İşlemleri 3. BÖLÜM : KİMYANIN SEMBOLİK DİLİ 3.1. ELEMENT KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 3.2. ELEMENTLER 3.3. BİLEŞİKLER 4. BÖLÜM : GÜVENLİĞİMİZ VE KİMYA 4.1. KİMYASAL MADDELERİN İNSAN SAĞLIĞI VE ÇEVREYE ZARARLI ETKİLERİ 4.2. GÜVENLİK AMAÇLI TEMEL İŞARETLER 4.3. LABORATUVAR GÜVENLİĞİ Basit madenleri altına çevirmek ve ölümsüzlük iksirini keşfetmek için gösterilen çabaların tümüne simya denir. Simya bilim değildir. Bilimlere katkı sağlamıştır. Sınama yanılma yöntemi kullanılır. Teorik temelleri yoktur. Bilgi birikimi yapmamıştır. Felsefi yönü bulunmamaktadır. Evrenin dört ögeden (toprak, su, hava ve ateş) oluştuğunu kabul eder. Kimya bir bilimdir. Kimya, maddenin ve dönüşümlerinin bilimidir. Kimyaya göre madde, kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her şeydir. Bütün maddelerin 116 atom çeşidinden meydana geldiğini kabul eder. Kimya, bilimin diğer birçok alanıyla ve insanın uğraştığı bir çok alanla ilişkili olduğu için temel bilim olarak bilinir. Kimya günlük hayata yaptığımız işlerin çoğu ile ilgilenir. Kullandığınız bir çok malzeme ve araçlar kimyanın çalışmalarının ürünüdür. Kimya bir çok bakımdan herkesi ilgilendirir. Çevre sorunların çoğu kimyasal kökenli olmasına rağmen, bu sorunları kontrol eden ve ortadan kaldıracak olan yine kimyadır. Organik kimya, fizikokimya, biyokimya, Analitik kimya, anorganik kimya gibi alt bilim dalları bulunmaktadır. Kimyanın sembolik dilinde elementlerin sembolleri esas alınmaktadır. Eski çağlarda elementler fiziksel özelliklerine göre simgelenmiştir. Elementlerin bugünkü sembolleri ile gösterimi ilk defa kimyacı Berzelius tarafından, elementlerin baş harfleri veya ilk iki harfleri kullanılarak yazılmıştır. Bileşikler ise formüllerle gösterilir. 1. BÖLÜM : KİMYA NEDİR? 1.1. İNSAN MADDE İLİŞKİSİNİN TARİHÇESİ a) Eski Çağlarda Keşfedilen Maddeler b) Simya 1.2. MODERN ÇAĞDA MADDEYE BAKIŞ AÇISI a) Kimya b) Madde Basit madenleri altına çevirmek, ölümsüzlük iksirini keşfetmek, bütün hastalıkları iyileştirmek ve felsefe taşını keşfetmek için gösterilen tüm çalışmalara simya (alşimi), bu çalışmaları yürüten alimlere ise simyacı (alşimist) denir. Daha sonra kimya alanında veya diğer bilim alanlarında çalışarak kendisine yer edinen bir çok alim simyacıdır. Bunlara Isaac Newton, Robert Boyle, Roger Bucon, Yahudi Maria, Zozimos, Aristo, Helmond, Glauber, Johann Becher, George Ernest Stahl gibi örnek verilebilir. Türk-İslam ve arap simyacılara ise Cabir Bin Hayyan, Ebubekir el Razi, İbn-i Sina, Lokman Hekim, Ebu Reyhan el Biruni gibi örnek verilebilir. Orta Çağ’da en önemli kimyacı Cabir Bin hayyan’dır. Cabir Bin Hayyan ilk defa modern anlamdakilere benzeyen deney araçları keşfetmiş ve birçok deney yapmıştır. Destilasyon ve kristalizasyon metotlarını geliştirmiştir. Cabir Bin Hayyan’ın çalışmalarını Ebubekir El Razi devam ettirmiştir. Cabir Bin Hayyan kimyanın babası olarak adlandırılır. Simya’nın teorik temelleri yoktur. Sınama yanılma yöntemi ile çalışır. Sistematik bilgi birikimi yapmamıştır. Fizik, kimya, tıp, metalurji gibi bilimlere katkılar sağlayan simya bilim kabul edilmemektedir. Simyacılar kendi laboratuvarlarını gözden uzak bölgelerde yine kendileri kurmak zorundadır. Deney araçlarını kendi yapmak zorundadır. Damıtma, su banyosu, karıştırma, süzme, kaynatma, kavurma, mayalandırma, katılaştırma, akıcılaştırma, süblimleştirme gibi teknikleri kullanan simyacılar, bu tekniklerin bir çoğunu ve geliştirdikleri araçları kimyaya bırakmışlardır. Simyacılara göre madde birdir. Farklı şekillere dönüşebilir. Simyacılara göre dört element vardır. Ateş, hava, su ve toprak. Diğer tüm maddeler bu dört elementin çeşitli şekillerde karışması ve ayrılması ile oluşur. 17. yüzyılda Robert Boyle ve 18. yüzyılda A. Lavoisier, kimya biliminin bilim olma sürecine katkıda bulunan önemli çalışmalar yapmışlardır. Rönesans döneminde elementleri “daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddeler” olarak tanımlayan Robert Boyle, Aristo’nun element kavramını sonlandırmıştır. Modern kimyanın babası olarak adlandıranlar vardır. Lavoisier yanma olayını bugünkü anlamda tanımladı. Metal oksitlerin oksijen ile metallerin yaptığı bileşikler olduğunu kanıtladı. Rönesans döneminin simyacılarından hakim Paracelsus göre tuz, kükürt ve cıva var olan herşeyin temel yapı taşı olan beden, can ve ruhun karşılığıdır. Bu dönemin simyacılarından Helmond ve Glauber önemli çalışmalar yapmışlardır. Helmond çeşitli süreçlerde gaz üretimini gerçekleştirmiş. İlk kez deneylerinde terazi kullanmıştır. Glauber yemek tuzunu sülfürik asitle parçalayarak tuz asidi ve sodyum sülfat elde etmiştir. Tüm bu çalışmalara ilave olarak Lavoisier, Proust, Dalton, Gay-Lussac, Avogadro gibi bilim adamlarının çalışmaları kimya bilimine geçişi sağlamıştır. Kimya maddenin bileşimi ve özellikleri ile ilgilenen bilim dalıdır. Bilimsel yöntemi kullanır. Lavoiser, Dalton, Proust, Gay-Lussac, Avogadro, Scheele, Mendeleev, Moseley, Cavendish, Priestly ve Thomson gibi kimyacılar bilimin gelişmesine katkı sağlamışlardır. Kimyanın maddeye bakış açısına göre, madde boşlukta yer tutan, kütle denilen özelliğe sahip ve eylemsizliği olan her şeydir. Kimya Bilimi 1.1. İNSAN MADDE İLİŞKİSİNİN TARİHÇESİ Beslenme için ihtiyaç duyulan gıdalar doğal yetişen sebze ve meyveler ile avlanma sonucu elde ettik- İnsanoğlu var olduğu günden bu yana yaşamını devam ettirmek ve kolaylaştırmak için daima uğraş leri hayvanlardan sağlanmıştır. Avlanma maksatlı uğ- içerisinde olmuştur. Kendini koruma, yaşamını sürdü- raşlarda demir, bakır, kalay ve altın gibi metaller keş- rebilme ve yaşamını kolaylaştırma çabaları insanoğ- fedilmiştir. Beslenme amaçlı olarak elde edilen yiye- lunun gelişimine katkıda bulunmuştur. ceklerin lezzetlendirilmesi, saklanması ve korunması için yemek tuzu, baharatlar, kükürt gibi maddeler keşfedilirken, yiyeceklerin konulması ve saklanması a) Eski Çağlarda Keşfedilen Maddeler için kap kacak geliştirilmesi aşamasında kil, cam gibi maddeler ile tanışmışlardır. Tesadüfen keşfedilen tuz önemli bir madde idi. Gıdaların lezzetlendirilmesinde, gıdaların bozulmalarını engellemede, geciktirmede ve yaraların iyileştirilmesinde kullanıldı. Isınma maksadıyla ateşi kullandılar. Ateşin varlığını şimşekler ve yanardağlardan anlayan eski çağ insanları, taşları birbirine sürterek buldukları ateşi; yiyecekleri pişirme, maddeleri eritme, ısınma ve çamur- Eski çağlarda insanlar, temel ihtiyaçlarını karşılamak, kendini korumak ve süslenmek için sınama ya- ESEN YAYINLARI dan elde ettikleri kap kacakları sağlamlaştırma amaçlı kullandılar. nılma yoluyla bir çok madde keşfetmiştir. Eski çağ insanlarının ihtayçları barınma, korunma, giyinme, gıda, ısınma ve süslenme olarak tanımlanabilir. Barınma için mağaralar, dev ağaç kabukları ve kaya sığınakları kullanılmıştır. Daha sonraları taşlardan yapılan yapılara dönüşmüştür. Korunma için barınma yerlerini kullanmanın yanında vahşi hayvanların saldırılarını bertaraf etmek maksadıyla silahlar geliştirmiştir. Giyinme maksadıyla avladıkları hayvanların derileri ve yünleri kullanılmıştır. Bu maksatla deri sepilemeyi ve yünleri boyamayı geliştirmişler. Sınama yanılma ile malahit, kurşun (II) sülfür, antimon (II) sülfür, bakır (II) oksit, alizarin, şap, kıbrıs taşı ve bitkier- Hastalıklarlardan korunma ve tedavi amacıyla tuz, göztaşı [bakır (II) sülfat, CuSO4] ve şap [potasyum alüminyum sülfat, KAl (SO4)2 . 12H2O] gibi kimyasalların yanında bitkilerde kullanılmıştır. Rezene, maydanoz, çam, terebentin, kendir, safran, ısırgan otu, limon, limon kabuğu, nane gibi bitkiler ilaç yapımında, hastalıkların tedavisinde kullanılmıştır. Bitkile- den elde edilen boyar maddeler keşfedilmiştir. Boyar ri, hastalıkları tedavi için kullanılan insanlar, elde et- maddeleri elde etmek için armut ağacının yaprakları, tikleri ürünlerin dayanıklılığını artırmak ve uzun sü- asma yaprağı, ayva kabuğu, ebegümeci yaprakları, re bozulmadan saklamak için de çareler aramışlar- meyan kökü, şeftali ağacının yaprakları ve safran gi- dır. Kükürt buharı ile ağartma ve bandırma gibi çeşit- bi bitkiler kullanılmıştır. li yöntemler kullanmışlardır. 8 Kimya Bilimi Aristo, Isaac Newton, Robert Boyle, Rocer ÖRNEK Bucon, Ebu Musa Cabir Bin Hayyan, Ebubekir El Aşağıdakilerden hangisi eski çağ insanlarının, sınama yanılma yoluyla yararını keşfettiği madde örneklerden değildir? A) Kıbrıs taşı B) Göz taşı D) Şap Razi, İbn-i Sina, Al-Kindi, Al-Tusi, Ebu Reyhan El Burini önemli simyagerlerdir. C) Tiner E) Altın ÇÖZÜM Cabir Bin Hayyan Batı simyası her zaman, kökenleri ünlü simyacı Hermes Trismegistus’a uzanan ve bir felsefe sistemi olan Hermetizm’le yakından bağıntılı olmuştur. Simya teorik temelleri olmayan sınama yanılmaya dayanan yöntem ve teknikler kullanmıştır. Sistematik bilgi birikimi sağlamamıştır. Bu nedenlerden do- b) Simya (Alşimi) Simyanın, simya ile uğraşan kişilerin amaçları: Basit madenleri altına çevirmek, layı bilim dalı kabul edilmemektedir. Buna rağmen bir ESEN YAYINLARI Simya doğanın ilkel yollarla araştırılmasıdır. İnsanların temel ihtiyaçlarını karşılamak için sınama yanılma yoluyla doğayı keşfetme uğraşlarıdır. Simya zamanla gelişerek felsefi bir özellik kazanmıştır. Simya; kimya, metalurji, fizik, tıp, astroloji, semiotik, mistisizm, sipiruatualizm ve sanatı içinde barındırır. çok madde, araç ve gereç simyacılar tarafından keşfedilmiş ve kimyaya aktarılmıştır. Boyar maddeler, barut, deri boyama, seramik, cam, esans, üzümden şarap elde etme, sabun üretimi, arpadan bira üretimi ve maddelerin işlenmesi simyadan kimyaya geçmiştir. Alman Johann Joachim Becher maddedeki Bütün hastalıkları iyileştirmek ve gençleşmek, elementlerden birinin yanmaya neden olduğu fikri- Hayatı sonsuz biçimde uzatacak ölümsüzlük iksirini bulmak, rılan ateş elementinin yanma sırasında kaçıp giden Felsefe taşını bulmak, bir nesne olduğunu varsaymıştır. Daha sonra bu nes- Maddenin özünü açığa çıkarmak, ne filojiston olarak adlandırılmıştır. İlk tanımlamaya İnsanın özünü açığa çıkarmak olarak özetlenebilir. Orta Çağ’dan itibaren Avrupalı simyacılar, hem madenleri altına çevirmek hem de ölümsüzlük iksiri (pencea) yaratılmasında kullanılacak efsanevi bir madde varsaydıkları felsefe taşı’nın bulunması için çaba sarfettiler. Simyager simya ile uğraşan kişilere verilen ünvandır. Simyagerlere alşimist de denir. Simyager doğanın metotlarına göre laboratuvarında maddelerin ayrıştırılması, arındırılması ve bir araya getirilmesi işleminin uygulayıcısıdır. Laboratuvarını kendisi kurmak durumandadır. ni gözden geçirerek ‘Terra Pinguis’ olarak adlandı- göre yanıcı olan cisimler ve yanıcı olmayan filojiston yanma olayını oluşturmaktadır. Becher’e göre metal oksitler birer element, metaller ise kül ve filojistondan oluşan birer bileşiktir. Metal oksitlerin oksijen ve metallerden oluştuğunu, yanma ve oksitlenmenin günümüzdeki tanımını yaparak kimyanın gerçek bilimsel niteliğine kavuşmasını sağlayan Antoine Laurent Lavoisier’dir. Antoine Laurent Lavoisier 9 Kimya Bilimi Simya bilim dalı olarak kabul edilmemektedir. An- Simyacılar, tarihsel süreç içerisinde maddenin iş- cak simyanın çeşitli bilim dallarına (kimya, tıp, meta- lenmesi, kozmetik, boya üretimi, giysi ve derilerin bo- lurji gibi) katkıları olmuştur. yanması gibi çalışmalar; barut, cam, mürekkep, se- Orta Çağ simyacıları demir (II) sülfatın damıtıl- ramik, esans, zaç yağı, kezzap ve tuz ruhu gibi bu- masından sülfürik asit (zaç yağı), demir (II) sülfat ve luşlarla bugünkü kimya biliminin temellerini oluştur- yemek tuzunun damıtılmasından hidroklorik asit (tuz muştur. ruhu), demir (II) sülfat ve potasyum nitratın birlikte damıtılmasından ise nitrik asit (kezzap) elde etmişlerdir. Orta Çağ’da sülfürik asit iki ayrı yöntemle elde 1.2. MODERN ÇAĞDA MADDEYE BAKIŞ AÇISI edilmiştir. Birincide vitirol veya şap kil kaplarda ısıtı- Modern çağda madde boşlukta yer tutan, küt- larak elde edilirken, ikincide Hint güherçilesi (KNO3) le denen bir özelliğe sahip ve eylemsizliği olan her ile kükürt karıştırılıp su dolu bir kapta yakılarak elde şeydir. Çevremizde gördüğümüz tüm nesneler mad- edilmiştir. Sülfürik asit, simyacılar tarafından bulunan, de kapsamına girer. Atmosferdeki gazlar, gözle gö- birçok kullanım alanı olan bir maddedir. rülmeseler bile birer maddedir. Çünkü bunlarda boş- Simyacılar farklı anorganik maddelerin elde edil- lukta yer kaplarlar ve birer kütleleri vardır. Çağımızın mesini öğrenmişlerdir. Teknik alanda ilerlemeye kar- maddeye bakış açısını anlamak için kimya bilimini an- şın, maddenin yapısı konusunda Aristo ve onun izle- lamak gerekir. ÖRNEK I. Teorik temelleri olmayan sınama yanılmaya dayalı çalışmalar içerir. II. Deney ve laborutavar çalışmaları sonucunda elde edilen sistematik bilgi birikimini sağlamıştır. III. Bilimsel yöntemle yapılan çalışmalara dayanır. Yukarıdaki verilen yargılardan hangileri simya için doğrudur? A) Yalnız I D) I ve II ESEN YAYINLARI yicilerinin görüşleri egemen olmuştur. a) Kimya Kimya maddelerin ve madde dönüşümlerinin bilimidir. Maddenin yapısını, özelliklerini, maddesel değişimleri ve bu değişimlerdeki kuralları inceler. Dünyada yer alan canlı ve cansız tüm varlıklar kimyanın inceleme alanına girer. Kimya bizi ve etrafımızdaki her şeyi içeren maddenin incelenmesidir. Bilim adamlarının sorunlara çözüm uyguladıkları yönteme bilimsel yöntem denir. Bilimdeki ilerleme bilim adamlarının çalışma şekillerine bağlıdır. Doğru soruların sorulması, doğru yanıtların verilmesi için B) Yalnız II E) I ve III C) Yalnız III doğru deneylerin tasarlanması ve buluşların mantıklı açıklamalarla yorumlanmasıdır. Buna bilimsel yöntem denir. ÇÖZÜM Bilimsel yöntem adımlar dizisi olarak tanımlanabilir. İlk adım ise belirlenmiş bir probleme yönelik seçilen ve incelenmek istenilen materyali temsil eden küçük bir örnek üzerinde ölçümler yaparak veri toplamaktır. Gözlem ayrıntılara dikkatli bir yaklaşım gerektirir. Veri dizilerinde gözlenen düzenlilikler bilimsel kural olarak formüle edilir. Bu gözlemlerin iyice sınırlandırılmış bir özetidir. Örneğin yerçekimi kanunu, kütleleri farklı cisimler üzerine yerçekiminin etkisiyle ilgili öçümlerin bir özetidir. 10 Kimya Bilimi ÖRNEK İkinci adımda hipotez geliştirilir; bu da en temel kavramlardan yararlanarak, kuramın mümkün olan Kimya ile ilgili; açıklamalarıdır. Hipotez geliştirmek önsezi, hayal gü- I. cü ve yaratıcılık ister. Bir hipotez geliştirildikten sonra, bu hipotezi kanıtlayacak deneyler yapılır ve dik- Kimya maddenin bileşim ve özellikleri ilgilenen bilim dalıdır. katlice kontrol testleri uygulanır. Deneyler çoğunluk- II. Kimya bizi ve etrafımızdaki her şeyi içeren maddenin incelenmesidir. la yaratıcılık ve bazen de iyi bir şans gerektirir. Eğer III. Kimyanın yöntemi sınama yanılmadır. tekrarlanan deneylerin sonuçları hipotezi destekliyor- IV. Kimya ile uğraşanlara simyacı denir. sa, bu defa da teori olarak formüle edilir. Bir teori ba- V. Antoine Laurent Lavoisier bir kimyacıdır. zen bir model yardımıyla açıklanabilir; model incele- Yukarıda verilen ifadelerden kaç tanesi doğrudur? nen şeyin basite indirgenmiş şeklidir. Teori ve modeller deneyler ile test edilir ve deney sonuçlarına uyma- A) 1 yan kesimlerinde gerekli düzeltmeler yapılır. B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 ESEN YAYINLARI ÇÖZÜM b) Madde Kimya maddenin bileşim ve özellikleri ilgili bilim Teori evrensel boyutta geçerliliğini sürdürüyorsa ve hiçbir şekilde çürütülemiyorsa kanun adını alır Varılan sonuçlar rapor haline getirilerek diğer bilim adamlarıyla paylaşılır. Kimya deneysel bir bilimdir. Bilimsel yöntemi kullanır. Kimya ile uğraşanlara kimyager veya bilim adamı denir. Kimyanın amacı diğer bilimlerle aynı olup, insanoğlunun hayat standardını artırmaktır. Kimyada element; tek tür atomdan oluşan saf maddeler olarak tanımlanmaktadır. Kimya; fizikokimya, biyokimya, analitik kimya, organik kimya, anorganik kimya, polimer kimya ve çevre kimyası gibi bir çok disiplinlere ayrılmıştır. dalıdır. Bu tanım madde, bileşim ve özellik terimlerini içermektedir. Madde boşlukta yer tutan, kütle denilen özelliğe sahip ve eylemsiz olan herşeydir. Çevremizde gördüğümüz tüm nesneler madde kapsamına girer. Atmosferdeki gazlar, su, toprak, sabun, deterjan, egzoz gazı gibi nesneler maddedir. Güneş ışığı, ısı ise madde değildir. Işık, ısı birer enerji şeklidir. Bileşim bir madde örneğinin bileşimlerini ve bunların madde içindeki bağıl oranlarını ifade eder. Yemek tuzu, iki basit maddenin (sodyum ve klor) sabit oranlardaki bileşimidir. Kimyacıya göre tuzun bileşimi kütlece %39,32 sodyum ve %60,68 klordür. Özellikler, bir madde örneğini başka madde örneklerinden ayıran niteliklerdir. Bazı durumlarda özellikler gözle görülebilir. Renk, saydamlık, sertlik ve akışkanlık gibi özellikler görülebilir. Özellikler, genellikle, fiziksel ve kimyasal özellikler diye iki grupta toplanabilr. 11 Kimya Bilimi Fiziksel Özellikler Verilen bir örneğin her tarafında bileşimi ve özel- Fiziksel özellikler maddenin bileşimini değiştirme- likleri aynı olmayan karışımlara heterojen karışımlar yen özelliklerdir. İşlenebilirlik, sertlik, esneklik, miktar, denir. Buna göre, heterojen karışımın bir yerinden di- özkütle, kırılganlık, erime noktası, bir metalin elektriği ğerine bileşim ve fiziksel özellikleri değişebilir. Kum iletebilmesi, saydamlık gibi özellikler örnek verilebilir. ve su karışımı, mayonez, bir beton parçası, bir bitki yaprağı heterojendir. Bazen bir madde örneği fiziksel değişime uğrayarak, fiziksel görünümünü değiştirebilir. Fiziksel de- Maddenin miktarına bağlı özelliklerine ortak özel- ğişimlerde maddenin bazı fiziksel özellikleri değişir. likler denir. Kütle, hacim, eylemsizlik gibi. Maddenin Fiziksel değişimlerde maddenin bileşimi değişmez. miktarına bağlı olmayan ve maddenin cinsine bağ- Kimyasal özelliklerinin değişmediği anlamına gel- lı olan özelliklerine ayırt edici özellikler denir. Fiziksel ve kimyasal özellikler ayırt edici olabilir. Özkütle, mektedir. özhacim, öz ısı, çözünürlük, esneklik katsayısı ısı ile Kimyasal Özellikler genleşme katsayısı, erime noktası, kaynama nokta- Yapısal değişim sırasında gözlenebilen veya tes- sı, donma noktası, yoğunlaşma noktası, gibi özellik- pit edilebilen özelliklerdir. Bir maddenin belli koşullar- ler ayırt edicidir. da, bileşiminde değişme meydana getirebilmesi ya da getirememesi yeteneğidir. ÖRNEK Yanabilirlik, asit ya da bazla tepkime verebilirlik, su ile tepkime verebilirlik, paslanabilirlik, hidrojen iyo- I. nunu indirgeyebilirlik gibi örnekler verilebilir. de çeşitli farklı bileşimlerde yeni madde örneklerine dönüşür. Kimyasal değişime, maddenin bileşiminde meydana gelen değişmedir. Maddenin Sınıflandırılması Fiziksel yöntemlerle daha basit maddelere ayrıl- II. Madde, kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan ESEN YAYINLARI Kimyasal değişimlerde bir ya da daha fazla mad- Kimya, madde ve dönüşümlerinin bilimidir. herşeydir. III. Dokunabildiğimiz herşey bir maddedir. IV. Dokunamadığımız şeyler madde değildir. V. Bir alevin bileşenleri madde değildir. Kimya ve madde ile ilgili yukarıda verilen ifa- mayan homojen maddelere saf maddeler denir. Saf delerden kaç tanesi doğrudur? maddeler elementler ve bileşiklerden oluşmaktadır. A) 1 Tek bir atom çeşidinden oluşan maddelere element denir. Günümüzde 116 çeşit atom dolayısıyla 116 çeşit element bilinmektedir. Bütün maddeler bu 116 atom atom çeşidinden meydana gelmiştir. Bileşikler iki ya da daha fazla farklı element atomunun birleşmesiyle oluşan maddelerdir. Bileşikler aynı cins mokelüllerden oluşur. Molekül, bileşiğini oluşturan atomları, bileşikteki ile aynı oranda içeren en küçük birimdir. Bileşikler kimyasal işlemlerle parçalanabilirken elementler parçalanamaz. İki ya da daha fazla maddeden oluşan ve fiziksel işlemlere bileşenlerine ayrılabilen maddelere karışım denir. Verilen bir örneğin bileşim ve özellikleri her tarafında aynı ise bu tür karışımlara homojen karışımlar ya da çözelti denir. Deniz suyu, hava, şekerli su gibi maddeler örnek verilebilir. 12 ÇÖZÜM B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 Kimya Bilimi ÖRNEK ÖRNEK Kimya büyük ölçüde deneysel bir bilimdir ve laboratuvar araflt›rmalar›ndan sa¤lanan büyük bir önemi vard›r. Aynı ortamda bulunan Fe(k) ve Fe2O3(k) maddeI K‹MYA II III lerinden eşit kütleler alınıyor. Kimya alan›ndaki de¤iflimlerin izlenmesinde bilimsel yöntemi uygular. Buna göre; I. İletkenlik, II. Hacim, Kimya ve kimya ile ilgili konular›n çal›fl›lmas› üç aflamal›d›r; gözlem, temsil ve yorum. III. Erime sıcaklığı özelliklerinden hangileri bu katıları birbirinden ayırt etmek için kullanılabilir? A) Yalnız I Yukarıdaki kavram haritasında kimya ile ilgili D) I ve III verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III C) Yalnız III E) I, II ve III ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI ÇÖZÜM 13 KİMYA BİLİMİ 1. I. ÇÖZÜMLÜ TEST – 1 4. Eski çağ insanları barınma ihtiyacı için mağara, ağaç kovukları ve kayalıkları kullandılar. I. Hastalıktan korunma ve tedavi amacıyla bitkileri kullanma, II. Avladıkları hayvanların kürkleri ile vücutlarını II. Eski çağ insanları beslenme ihtiyacı için bitki- örtme, ler ve avladıkları hayvanları kullandılar. III. Temel ihtiyaçlarını karşıladıktan sonra dış III. Eski çağ insanları besinleri saklamak için görünümlerine önem verme ve yüzlerini ma- topraktan yaptıkları çanak, çömlek gibi kap densel ve bitkisel boyalarla boyama kacakları kullandılar. Yukarıda verilenlerden hangileri eski çağ in- IV. Eski çağ insanları taşları birbirine sürterek sanlarının gösterdikleri davranışlara örnek buldukları ateşi; yiyecekleri pişirme, mad- verilebilir? deleri eritme, ısınma ve çamurdan yaptıkları A) Yalnız I kap kacakları sağlamlaştırmada kullandılar. B) Yalnız II D) II ve III V. Eski çağ insanları doğada buldukları metal fi- C) I ve II E) I, II ve III lizlerinden bakırı, demiri, altın ve cıvayı elde edebildiler. Eski çağ insanlarının yapabildikleri veya kul- 5. K›br›s tafl› lanabildikleri ile ilgili yukarıda verilenlerden fiap 1 kaç tanesi doğrudur? B) 2 C) 3 D) 4 5 E) 5 ESEN YAYINLARI A) 1 2. I. Petrol 2 Maddeler 4 3 Kömür Göztafl› Tuz (sodyum klorür) Yukarıda eski çağ insanlarının yoğun olarak kullan- II. Göz taşı (Bakır (II) sülfat) dıkları maddeler ile ilgili kavram haritası verilmiştir. III. Vernik (koruyucu yağ-reçine karışımı) Buna göre, kutucuklarda yer alanlardan han- Yukarıdakilerden hangileri eski çağ insanları- gileri eski çağ insanlarının yoğun olarak kul- nın sınama yanılma yoluyla keşfettikleri mad- landıkları maddelerdendir? delerdendir? A) Yalnız I D) I ve III A) Yalnız 1 B) Yalnız II C) I ve II B) Yalnız 5 D) 1, 2 ve 4 C) 3 ve 4 E) 1, 2 ve 5 E) I, II ve III 6. Aşağıdakilerden hangisi eski çağda insanoğlu için ateşi kullanma nedenlerinden biri de- 3. Aşağıdaki maddelerden hangisi kumaşları, yünden yapılan giysileri boyama amaçlı kullanılmamıştır? A) Ceviz kabuğu ve yaprağı ğildir? A) Yemek tuzunu sodyum ve klor gazına ayrıştırmak için B) Yiyecekleri pişirmek için B) Turp kabuğu C) Bazı maddeleri eritip karıştırmak için C) Meyan kökü D) Topraktan yaptıkları kapların daha dayanıklı D) Ihlamur ağacı kabukları E) Ayva kabuğu ve çekirdekleri 14 olmasını sağlamak için E) Isınmak ve hayvanlardan korunmak için Kimya Bilimi 7. 10. I. Daha önceleri keşfedilmiş, damıtmada kullanılan imbiği geliştirmiş ve büyük oranda esans damıtılmasında kullanmışlardır. II. Demir (II) sülfatın damıtılmasından sülfürik asit elde etmişlerdir. III. Demir (II) sülfat ve potasyum nitratın birlikte damıtılmasından nitrik asit elde etmişlerdir. Simyacılar, çalışmaları sırasında günümüz kimyasının da temelini teşkil eden bazı yöntemler kullanmışlardır. Buna göre; I. Elektroliz II. Süzme III. Damıtma Arap alimlerinin yaptığı çalışmalara örnekler verilmiştir. yukarıda verilen yöntemlerden hangileri kimyaya, simyacılar tarafından kazandırılmıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III D) II ve III Buna göre, bu örneklerden hangileri Arap alimleri için doğrudur? C) I ve II A) Yalnız I E) I, II ve III B) Yalnız II D) I ve II 11. 8. D Teorik temellerinin bulunmayışı B) Yalnız III D) II ve III 9. Atomlar›n kontrol alt›nda parçalanarak farkl› elementlere dönüflebilece¤ini söylemifltir. C) I ve III E) I, II ve III I II ‹lk defa modern anlamdakilere benzeyen deney araçlar› keflfetmifl bir çok deney yapm›flt›r. Filojiston kavram›n› gelifltirerek aç›klamaya çal›flm›flt›r. den biri olan Cabir Bin Hayyan ile ilgili bilgiler verilmiştir. Buna göre, bu bilgilerden hangileri yanlıştır? D) II ve III Y D 1 2 Modern dönemde; element tek tür atomdan oluflan saf maddedir. B) Yalnız III C) I ve III E) I, II ve III Y Aristo’ya göre element, düflünceye dayal› bir madde alg›s›d›r. D Y D Y 3 4 5 6 Element kavramının tarihsel gelişimi ile ilgili verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? 12. I. Yukarıdaki kavram haritasında İslam alimlerin- Rönesans döneminde bir madde element ise daha küçük parçalara bölünmez. D A) 1 III A) Yalnız I ESEN YAYINLARI III. Sistematik bilgi birikimin sağlayamaması A) Yalnız I Y Alt›n, c›va ve gümüfl ölümsüz ifade eden de¤eri oldu¤una inan›lan simya dönemi elementlerindendir. II. Bilimsel yöntemlerle çalışmalar yapması yukarıdakilerden hangileri sebep sayılmaktadır? E) II ve III Atefl, toprak ve su simya elementi hava ise kimya elementidir. Simyanın bilim olarak kabul edilmemesinde; I. C) Yalnız III B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 Şap II. Göz taşı III. Kükürt Yukarıdaki maddelerden hangileri eski çağ insanlarının sınama yanılma yoluyla yararını keşfettiği maddelere örnektir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 15 KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 1 ÇÖZÜMLERİ 4. 1. ESEN YAYINLARI 5. 2. 6. 3. 16 Kimya Bilimi 7. 10. 8. ESEN YAYINLARI 11. 12. 9. 17 KİMYANIN GELİŞİMİ ALIŞTIRMALAR – 1 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenini kısa bir şekilde açıklayınız. Aşağıdakilerden hangisi simyanın bilim sayılmamasıın nedenlerinden biri değildir? A) Sistematik bilgi birikimi sağlamaması B) Sınama yanılma yoluyla çalışması C) İhtiyaca yönelik olması D) Bulgularını deneylerle desteklemesi E) Teorik bir temele dayanmaması Açıklama : 2. Simyacılar ile ilgili; I. Sonsuz zenginliğe ulaşmayı hedeflemişlerdir. Farklı madenleri karıştırarak altın elde etmeye çalışmışlardır. II. Çalışmaları teorik bilgi birikimine dayalı deneysel çalışmalardır. III. Amaçları felsefe taşını keşfetmektir. Felsefe başı bütün maddelerin başı ve sonu olarak görülmektedir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III Açıklama : D) II ve III E) I, II ve III 3. Madde ve özellikleri ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? A) İnsanoğlunun maddeye bakış açıları değişime uğrayarak gelişmiştir. B) İnsanların antik çağlarda maddeye bakış açıları ile modern zamanlarda maddeye bakış açıları aynıdır. C) Modern çağlardaki bakış açısına göre madde miktarına bağlı olmayan özelliklere ayırt edici özellikler denir. D) Antik çağlardaki bakış açısına göre madde toprak, ateş, hava ve su olmak üzere dört ana elementten oluşmaktadır. E) Modern çağlardaki bakış açısına göre maddeler 116 atom çeşidinden oluşmaktadır. 4. Kökleri eski çağlara dayanan dört element teorisinin sunulması Eski Yunan’da olmuştur. Daha sonra bu teori Plato ve Aristo tarafından geliştirilmiştir. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi Arito’nun element kavramında yer almaz? A) Gümüş B) Toprak C) Ateş D) Hava E) Su 18 ESEN YAYINLARI 1. Açıklama : Açıklama : Kimya Bilimi 5. Açıklama : I. Eski çağ insanlarının sınama yanılma yoluyla keşfettiği maddelerden biri tuzdur. Eski çağda tuz yalnızca yemeklerin lezzetlendirilmesinde kulanılmıştır. II. Sabun, kauçuk, deterjan gibi maddeler çok eski çağlardan beri insanların günlük yaşamlarında kullandıkları maddelerdir. III. Hastalıklardan korunma ve tedavi amacıyla rezene, maydanoz, terebentin, kendir, safran, ısırgan otu gibi bitkiler de kullanılmıştır. Eski çağ insanlarının yaşamlarında kullandıkları maddeler ile ilgili yukarıda verilenlerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III 6. Açıklama : Teflon tava Kauçuk silgi Plastik flifle D) I ve III E) I, II ve III 7. Eski çağ insanları sınama yanılma yoluyla, elde ettikleri deneylerini kullanarak yaşamlarını şekillendirmişlerdir. Bu sınama yanılma deneyimlerinde; I. Sıvılaştırılmış petrol gazı eldesi, II. İmbiğin kullanılarak esans damıtılması, III. Vitriyolun damıtılarak zaç yağı eldesi işlemlerinden hangilerini yapmış olamazlar? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I ve III 8. İnsanoğlu var olduğu günden beri hep arayış içindedir. Bu arayış kendini koruma, yaşamını sürdürebilme ihtiyacından doğmuş ve insanlığın gelişimine katkıda bulunmuştur. Bugün yüzlerce kullanım alanı keşfedilmiş olan bir çok madde ilk defa yüzyıllarca önce simyacılar tarafından kullanılmıştır. Başka bir ifade ile simyanın kimya biliminin temellerini oluşturmada katkıları olmuştur. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi eski çağ insanlarının sınama yanılma yoluyla yararını keşfettiği madde örneklerinden değildir? A) Zaç yağı B) Tendürdiyot C) Göz taşı D) Sünmüş kireç E) Kıbrıs taşı ESEN YAYINLARI Yukarıdakilerden hangileri eski çağ insanlarının kullandıkları maddelerden değildir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II Açıklama : Açıklama : 19 Kimya Bilimi NOTLARIM 24 2. BÖLÜM : KİMYA NE İŞE YARAR? 2.1. KİMYANIN UĞRAŞ ALANLARI 2.2. BAŞLICA KİMYA DİSİPLİNLERİ 2.3. KİMYANIN SANAYİDEKİ YERİ a) İlaç b) Gübre c) Petrokimya d) Polimer e) Arıtım f) Ahşap İşleme g) Boya-tekstil İşlemleri Kimya bizi ve etrafımızdaki her şeyi içeren maddenin incelemesidir. Kimya herkesi ilgilendirir. Hayatın her alanında ve her anında vardır. Kimya, Doğanın işleyişinin anlaşılmasını sağlar. Doğal olayların kontrol altında yapılan laboratuvar deneylerinde tekrarlayarak inceler. Doğanın sunduğu ürünlerini taklit ve ıslah etmeyi sağlar. Bilinen materyaller için yeni ve daha iyi kulanım alanları bulmayı sağlar. Daha önce hiç bilinmeyen maddeler üretmeye çalışır. İnsanların gelecekteki yeni taleplerinin ve ihtiyaçlarının zamanı gelince karşılanması için olanakları hazırlar. Savaşlar, büyük felaketler ve doğal kaynakların tükenmesi sonucunda yok olan veya yok olmaya aday olan maddelerin yerine geçecek malzemeler sentetik olarak üretilir. Oluşan çevre sorunlarını kontrol altında tutmaya veya ortadan kaldırmaya çalışır. Bu liste çoğaltılabilir. Yiyeceklerin elde edilmesi, ıslah edilmesi, saklanması, pişirilmesi ve tüketilmesinde kimya vardır. Ulaşımı sağlamak için kullanılan yakıtların oluşturulması, kullanılması ve yakıt tüketiminden kaynaklanan çevre sorunlarının kontrolünde kimya ve kimyacılar vardır. İlaçların, boyar maddelerin, polimer malzemelerin, temizlik maddelerinin, gübrelerin, petrokimya ürünlerinin oluşturulmasında, korunmasında ve saklanmasında kimyacılar görev yapar. Ahşap işlemede kullanılan ahşapların korunması için kullanılan maddeler kimya tarafından üretilmektedir. Tekstil boyama işlemleri ve kullanılan boyar maddelerin üretimi kimya tarafından yapılmaktadır. Kimya bir çok disipline ayrılmıştır. Canlı organizmalarda oluşan kimyasal işlemlerle ilgilenen biyokimyadır. Organik ya da anorganik saf ya da karışım halindeki sistemleri fizik kanunlarına göre inceleyen fizikokimyadır. Kimyasal bir örnekteki bileşenlerin belirlemesi, ayrılması ve miktarlarının ölçülmesi ile ilgilenen analitik kimyadır. Karbon ve hidrojen esasına dayanan organik bileşikleri konu alan kimya alanı organik kimyadır. Organik bileşiklerin dışında kalan anorganik maddeleri, mineralleri ve yapılarını inceleyen anorganik kimyadır. Kimya ilaç, gübre, petrokimya, polimer, arıtım, ahşap işleme ve tekstil-boya işlemleri gibi alanlarda ağırlıklı olarak çalışmaktadır. Kimya Bilimi 2.1. KİMYANIN UĞRAŞ ALANLARI Ulaşımı sağlamak için kullanılan yakıt türleri düzinelerce farklı maddelerin birer karışımıdır. Araçları Kimya bizi ve etrafımızdaki her şeyi içeren mad- çalıştıran enerji bu karışımların yanması ile sağlanır. denin incelemesidir. Tanımdan anlaşılacağı üzere in- Ulaşım araçları enerji elde etmek için kimyasal mad- sanın kendisi bile kimyanın canlı bir örneği olarak dü- deler harcarken çevre kirliliğine neden olmaktadır. şünülebilir. Uyku sırasında da kimyasal bir süreç olan Çevre sorunlarının çoğunun kimyasal kökenli olması- oksidasyon sayesinde yaşamaya devam ederiz. Uya- na rağmen, bu sorunları kontrol edecek veya ortadan nınca üstümüze giydiğimiz elbiselerin hemen hep- kaldıracak olan yine kimyadır. Bu nedenlerden dolayı si kimyasal yollarla üretilmiş veya güzel renklere bo- kimya herkesi ilgilendirir. yanmıştır. Güneş pilleri, transistörler ve fiber optik kablo- Yaptığımız işlerin çoğu bir kimyasal maddeyi di- lar gibi elektronik aletleri iyileştirmek için yeni madde- ğerine dönüştüren kimyasal tepkimeleri içerir. Ye- ler geliştirmekte olan kimyacılar, fizik ve mühendislik- mek pişirirken kimyasal tepkimeleri kullanırız. Elimizi le ortak konular üzerinde çalışmak durumundadırlar. yüzümüzü yıkadığımız zaman kullandığımız sabun, dişlerimizi fırçalamak için kullandığımız diş macunu, Kanser ya da AIDS gibi hastalıklara karşı kullanı- kimyasal yollarla elde edilen kimyasal temizleyicidir. lacak yeni ilaçlar geliştirmekte olan kimyacılar tıp ile Yemek yedikten sonra, vücudumuzda bu yiyecekler- ortak alanlarda çalışırlar. den besin değeri olanları alabilmek için karmaşık kim- Kimya bilgisinden yararlanan meslek sahipleri lis- yasal tepkimeler olur. tesi oldukça uzun ve çeşitlidir. Böyle bir listeye ecza- ÖRNEK I. Yeşil bitkilerin fotosentez yapması II. Sütten peynir elde etmesi III. Yemeğin pişirilmesi ESEN YAYINLARI cılar, çiftçiler, ev kadınları, fotoğrafçılar, hasta bakıcılar, matbaacılar, mühendisler, dedektifler, roket uzmanları dahil edilebilirler. Bunlara sanayide ve araştırmada çalışan fizikçiler, biyologlar, jeologlar ve kimyacılar da eklenebilir. Yukarıda verilen olaylardan hangileri kimyasal tepkime içerdiği için kimyanın inceleme alanına girer? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III ÇÖZÜM Uzay yolculuğu ve nükleer enerji alanlarındaki hızlı gelişmelerde yüksek enerjili yakıtlar, roketler, yapay radyoaktiflik, nükleer fizyon ve füzyon alanlarında yapılan çalışmaların büyük rolü olmuştur. Sanayide metallerin ekstraksiyonunda, derinin debağlanmasında, ham petrolün rafinasyonunda, gıda maddelerin işlenmesi, kauçuk, dokuma ve kâğıt yapımında, boyar maddeler, ilaçlar, cam eşyalar, kozmetikler ve plastiklerin hazırlanmasında kimyanın rolü büyüktür. 26 Kimya Bilimi 2.2. BAŞLICA KİMYA DİSİPLİNLERİ e) Anorganik kimya Anorganik kimyacılar karbon dışında kalan pek- a) Biyokimya çok elementle ilgilenirler. Organik ve anorganik kim- Biyokimyacılar canlı organizmalarda oluşan kim- yanın konuları bazı yönlerden çakışır. Anorganik kim- yasal işlemlerle ilgilenirler. Biyokimya hayvan, bitki ya karbon haricindeki elementler ve bunların oluştur- ve mikroorganizma biçimindeki bütün canlıların ya- duğu bileşikleri inceleyen bilim dalıdır. pısında yer alan kimyasal maddeleri, tepkimeleri ve canlı yaşamı boyunca sürüp giden kimyasal süreçleri inceler. ÖRNEK b) Fizikokimya Bilim Alan› Fizikokimyacılar kimyanın tümüne yönelen temel Çal›flma Alan› I. Organik kimya a. Madde bileflimi, miktar› ve ölçümü II. Analitik kimya b. Madde ve canl› organizma c. Karbon bileflikleri III. Biyokimya soruları yanıtlayabilmek için, fizik ve kimyanın temel ilkeleriyle çalışırlar. Örnek verilecek olursa; bazı maddeler birbiriyle tepkimeye girerken neden bazıları tep- Yukarıda verilen tablodaki bilim alanları ile oluşur? Bir kimyasal tepkimeden ne kadar enerji üre- çalışma alanları eşleştirildiğinde aşağıdakiler- tilir? Bu örneklerden de anlaşılacağı gibi; fizikokim- den hangisi doğru olur? ya, organik ya da anorganik saf ya da karışım halindeki kimyasal sistemleri fizik kanunlarına göre inceleyen kimya dalıdır. ESEN YAYINLARI kime vermez? Belirli bir kimyasal tepkime hangi hızla A) I. b, II. c, III. a B) I. b, II. a, III. c C) I. c, II. a, III. b D) I. a, II. c, III. b E) I. c, II. b, III. a c) Analitik kimya Analitik kimyacılar kimyasal maddeleri ayırmanın ÇÖZÜM ve tanımlamanın yollarını incelerler. Çevre bilimciler analitik kimyacıların geliştirdikleri yöntemlerin bir çoğunu kullanırlar. Analitik kimya, kimyasal bir örnekteki bileşenlerinin belirlenmesi, ayrılması ve miktarlarının ölçülmesi ile ilgilenen bilim dalıdır. d) Organik kimya Organik kimyacılar dikkatlerini, diğer birkaç ele- Yukarıda verilen kimya alt dallarına ilave olarak; mentle birlikte, karbon ve hidrojen içeren maddeler Astrokimya, farmakoloji, farmasotik kimya, fotokim- üzerinde yoğunlaştırmışlardır. Maddelerin çoğunluğu ya, jeokimya, kuantum kimyası, organometalik kimya, organik kimyasal maddelerdir. Organik kimya karbon petrokimya, su kimyası, supramoleküler kimyası, te- ve hidrojen içeren, azot, oksijen, halojenler, fosfor ve orik kimya, termokimya, toksikoloji, çekirdek kimyası, kükürt de içerebilen kimyasal bileşiklerin yapısı, özellikleri ve hazırlanması ile ilgili bilimsel çalışmalar yapan bilim dalıdır. çevresel kimya, biyoanorganik kimya, nükleer kimya, sanayi kimyası, polimer kimyası, gıda kimyası, elektrokimya, tekstil kimyası, tıbbi (medikal) kimya, agrokimya gibi alt dallarda sayılabilir. 27 Kimya Bilimi 2.3. KİMYANIN SANAYİDEKİ YERİ b) Gübre Doğanın cömertçe verdiği kimyasal kaynaklar Gübre, bitkinin beslen- için, birçok kullanım alanları vardır. Bu doğal ürünler, mesinde gerekli olan kimyasal yine de tamamiyle mükemmel değildirler ve bazı ba- elementleri sağlamak için top- kımlardan işlenmeleri gerekir. Kimyacıların görevi do- rağa ilave edilen herhangi bir ğaya özgü metotları, kontrol altında yapılan laboratu- maddedir. Bitkilerin büyüme var deneylerinde tekrarlanmak ve incelemektedir. Bu- ve yaşamları için azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, nun sonucu olarak, doğanın ilkelerini kendi amaçları- magnezyum, kükürt, demir, mangan, bakır, çinko, bor na göre yönlendirerek, kimyacılar; doğanın ürünlerini ve bazı hallerde de molibden gibi elementlere ihtiyacı vardır. Bunlar arasında azot, fosfor ve potasyum en taklit ve ıslah etmeyi, bilinen materyaller için yeni ve önemlileridir. Gübreler bitkilerin büyümesi için gerekli daha iyi kullanım alanları bulmaya ve daha önce hiç gıdaları içeren maddelerdir. Her ne kadar toprak ve bilinmeyen maddeler üretmeyi başarabilirler. su gıdaların büyük bir kısmını sağlamaya yetse de birçok hallerde bir takım gıdalar bakımından fakir olabilir. Böyle hallerde toprağın gübre ile desteklenmesi gerekir. a) İlaç Azot ve fosfor içeren kimyasal ya da hayvansal Hastalıkları tedavi etmek gübrelerin dikkat ve özen gösterilmeden gerçekleşti- için kullanılan maddelere ilaç yere göre üçe ayrılırlar; Madenlerden elde edilen ilaçlar, Bitkilerden elde edilen ilaçlar, Hayvanlardan elde edilen ilaçlar. Madenlerden elde edilen ilaçlar kimyasal maddelerden elde edilir. Aspirin, sülfamitler gibi. Bitkilerden elde edilen ilaçlar, kimyasal metotlar kullanılarak bitkilerin köklerinden, çiçeklerinden ve kabuklarından yapılırlar. Hintyağı, kinin gibi. Hayvanlardan elde edilen ilaçlar, kimyasal meotlar kullanılarak hayvanların veya insanların doku ve organlarından hazırlanırlar. İnsülin, karaciğer hülasası, aşılar gibi. rilen yaygın kullanımı bugün toprak ve su üzerinde inESEN YAYINLARI denir. İlaçlar elde edildikleri san eliyle gerçekleştirilen en yaygın çevre kirliliği sebeplerinden biri olmuştur. c) Petrokimya Petrol ya da doğal gazdan tamamen ya da kısmen türetilen kimyasal maddeler ile igilenen teknik, sanayi dalı. Petrolün kraking atıklarının değerlendirilmesi petrokimyayı doğurdu. Savaşlarda patlayıcı madde ve sentetiklere duyulan ihtiyaç bu sanayi dalını geliştirdi. Petrokimyada uygulanan yöntemler, başlangıç maddesinin cinsine göre üç büyük gruba ayrılır: alifa- İlacın üretiminden hastaya ulaştırmasına kadar tik, aromatik ve anorganik. Alifatik petrokimyanın en her aşamada yetkinlik sahibi olan kişilere eczacı de- önemli maddesi etilen (C2H4) dir. Buhar kraking yön- nir. Eczacılık fakültelerinde bulunan dalların biri de temiyle elde edilen etilenden sırasıyla etilen oksit, eti- Farmasotik kimyadır. İlaç hammaddelerinin sentez- len aminler, etilen glikoller, deterjanlar, akrilikler, pol- lenmesiyle ilgilenir. Eczacı, sentetik, yarı sentetik ve- yesterler, etil alkol, etil klorür, vinil klorür ve PVC ya- ya biyolojik kökenli ilaç hammaddelerinin elde edilme- pılır. Bu yöntemin diğer önemli maddesi olan propilen si, fiziksel, kimyasal ve biyolojik ilaçların incelenmesi, (C3H6) den, izopropil alkol, gliserin, patlayıcılar, selo- değerlendirilmesi, kaliteli ilaç üretimi ve ilaçların sak- fan, tekstil hammeddeleri ve akrolein elde edilir. Bun- lanması, kullanılması gibi konularda araştırma yapar. ların yanı sıra bütilen ve asetilen petrokimyasında 28 Kimya Bilimi Biyolojik arıtma; su içerisinde çözünmüş orga- sunî kauçuk hammaddesinden vinil asetata kadar çe- nik maddelerin bakteriyolojik faaliyetlerle ayrıştırıla- şitli ürünler alınır. Aromatik petrokimyanın en önemli ürünü olan rak giderilmesi işlemidir. Bakterilerin arıtma işlem- benzenden polistiren, fenol türevleri, anilinli boyar lerini gerçekleştirebilmeleri için pH, sıcaklık, çözün- maddeler, böcek zehirleri, yapışkanlar, reçineler vb. müş oksijen, toksit maddeler gibi değişkenlerin kont- elde edilir. Yüksek aromatiklerden laklar, vemikler, rol altında tutulması gerekmektedir. Uygulamaları; böcek zehirleri vb. maddelerin sentezinde yararlanılır. aktif çamur sistemleri, biyofilm sistemleri, stabilizasyon havuzları, havalandırmalı lagünler ve damlatma- Anorganik petkokimyanın en önemli ürünlerinin lı filtrelerdir. başında kükürt, karbon siyahı, hidrojen peroksit ve Kimyasal arıtma, suda çözünmüş veya askıda amonyak gelir. halde bulunan maddelerin fiziksel durumunu değiştirerek çökelmelerini sağlamak üzere uygulanan arıtd) Polimer ma işlemleridir. Kimyasal arıtma işleminde, uygun pH Monomer denilen küçük mo- değerinde suya kimyasal maddeler ilave edilmesi so- leküllerin birbirlerine tekrar ha- nucu, çöktürülmek istenen maddeler çöktürülerek ça- linde eklenmesiyle oluşan çok mur halinde sudan ayrılır. Uygulamaları; nötralizas- uzun zincirli moleküllerdir. Aynı yon, flokülasyon ve koogülasyondur. moleküllerin ouşturduğu polioluşan polimere ise kopolimer denir. Polimerler düşük üretim maliyetleri, kolay şekil almaları ve amaca uygun üretilebilmeleri nedeniyle her alanda yaygınlaşmıştır. Polivinil klorür (PVC), politetrafloretilen (TEFLON) hayatımıza giren polimer, örneklerindendir. ESEN YAYINLARI merlere homopolimer, en az iki farklı tip monomerden f) Ahpaş İşleme Ahşap malzeme üzerine yapılan bir çizimin özel kesici aletlerle istenmeyen yerlerinin yontulması ile elde edilmesi sanatıdır. Bu aşamadan sonra ahşabı koruma çareleri devreye girer. Kimya ile olan e) Arıtım Dünya nüfusunun zaman içinde artışı ve su kaynaklarının dün- ilişkisi burada ortaya çıkar. Ahşabın korunması yüzeysel veya derinlemesine koruma şeklinde olabilir. ya üzerinde eşit olarak dağılmaması gibi nedenlerle su kirliliği önemli bir sorun olarak karşımıza 1. Besinli suyun giderilmesi çıkmaktadır. Su arıtma önem kazanmaktadır. Su arıt- Fırında veya açık havada kurutmak, besin suyu- ma genel olarak suyun arıtma sistemleri içerisinde iş- nun çıkmasını sağlamak için temiz suya sokularak lemler ve tepkimelerden geçerek zararlı maddelerden beklemek ve ahşabın kazanlara konulup, buhar gön- ayrıştırılmasına denir. İçerisindeki kalsiyum ve mine- derilerek buharlanması işlemleri uygulanabilmektedir. rallerin korunması gerekir. Fiziksel arıtma; su içerisindeki kirletici maddelerin fiziksel işlemlerle sudan alınması amacı ile kullanılan ugulamalardır. Uygulamaları; ızgaralar, elekler, kum tutucular, yüzdürme sistemleri, çöktürme havuzları, dengeleme havuzlarıdır. 2. Yüzeyinin koruyucu maddelerle kaplanması Yüzeyin hafifçe yakılarak kömürleştirilmesi, eritilmiş zift, asfalt, maden vb. maddeler sürülerek kaplanması, kurutulduktan sonra bezir, neft, vernik, boya sürmek işlemleri uygulanabilmektedir. 29 Kimya Bilimi 3. İçerisine koruyucu şırınga edilmesi killi toprak ve bazı bitki özsularıdır. Bunların su ile karıştırılarak boyanacak yere sürüldüğü sanılmaktadır. Ağaç gövdesine açılan yarıklara çanaklar ile ak- Eski Mısırlılar boyalara sağlamlık ve parlaklık vermek tarılarak veya kesik ağaç başlarından basınç ile soku- için zamk karıştırmışlardır. Bu tip boyalama Mısır larak yapılabilmektedir. mumyalarında rastlanmıştır. 4. Diğer metodlar Doğal boyamacılık, doğadan sağlanan çeşitli bit- Ağaç eriyiğe daldırılarak, daldırma usulü ile, ba- ki ve böceklerdeki boyar maddelerden yararlanıla- sınçla ağaca eriyik içirilerek, tam doldurma usulu ile, rak yapılan boyamacılık işlemidir. Çok eski çağlar- basınçla önce hava sonra eriyik içirilerek, basınçlı ha- dan başlayan doğal boyamacılık 1856 yılında William Henry Parkin tarafından ilk sentetik boyar maddenin va ile koruması mümkündür. bulunuşuna kadar değişmeden sürmüştü. 19. yüzyılın ikinci yarısında bir yandan yeni boyar maddeler bulu- Ahpaş yüzeylerin boyanması nurken öte yandan bitkilerdeki boyar maddelerin sen- Boyama, ahşabı korumak için kullanılan en yay- tezi gerçekleşmiştir. Boyar maddelerin büyük miktar- gın yöntemdir. Boyadan önce ahşap hava kurusu ha- larda ve ucuz olarak sentezi 19. yüzyılın sonunda do- linde olmalıdır. Kuru bir ahşap üzerindeki boya hem ğal boyamacılığı büyük ölçüde ortadan kaldırmıştır. su emmeyi hem de mantar sporların ahşaba girmesi- Bir tekstil malzemesinin kalıcı olarak renklendi- sını engeller ve mantarların gelişmesine uygun bir or- rilmesine boyama, renklendiren maddelere ise boyar tam hazırlar. Üreme ve çürümeyi hızlandırır. Ahşap madde denir. Boyar madde çözeltisi içindeki tekstil daha önce mantarlar tarafından enfekte edilmemiş malzemesine boyar maddelerin göçü sonucu boya- olmalıdır. Yüzey koruyucu tabaka ahşabın nefes almasını önlememelidir. Yeterli kalınlıkta ve homojenlikte sürülmeli ve zaman zaman yenilenmeleri gerekir. Nefes alan, boya, çok ince gözenekli bir boya olup suyu iticidir, ancak ahşabın nefes almasını ve içindeki suyu dışarı atmasını engellemez. Ahşap içerisine giren su ahşabın rutubetini mantarların üreyebileceği bir düzeye çıkarırsa mantar tahribata başlar. ESEN YAYINLARI ni önler. Islak bir ahşap boyanırsa, ahşabın kuruma- ma gerçekleşir. İnsanlar doğal elyaf olan yünü, pamuğu tarihin ilk çağlarından bu yana boyamaktadır. Kullanılan boyar maddeler ise bitkilerden, hayvanlardan ve topraktan elde edilmektedir. Bilinen en eski boyar maddeler indigofera bitkilerinden elde edilen indigo, rubia tinotoium’dan elde edilen alizarin, topraktan elde edilen krom sarısı, schweifort yeşili zencefre vs.dir. Ayrıca su ile genişleyen ahşap boyayı çatlatır ve dö- 1856 yılında Parkın’in ilk sentetik boyar madde ker. Emprenye, ahşabın bünyesine farklı yöntemlerle olan movien’i sentezlemesiyle sentetik boyar madde- kimyasal madde emdirme işlemidir. Bu zararlılardan lerin üretimi başladı ve büyük hızla arttı. Böylece do- koruyarak ahşabın hizmet ömrünü artırmayı amaçla- ğal boyar maddelerin kullanılması büyük ölçüde azal- maktadır. Bu işlem ahşabı mantar, böcek, kurtçuk gi- maya başladı. Kökboyanın temel boyar maddesi olan bi zararlılardan koruyarak ahşabın hizmet ömrünü ar- alizarin 1868 yılında Grabe ve Liberman tarafından tırmayı amaçlamaktadır. sentezlendi. Günümüzde sentetik boyar maddeler ağırlıklı kullanılmakla beraber halı, kilim ve yazma gi- g) Boya - Tekstil İşlemleri İnsan, ilk çağlardan beri çevresinden, faydalanmış, onu güzelleştirmeye ve korumaya çalışmıştır. Süslenme içgüdüsü nedeniyle doğadan bir çok boya ve boyar madde elde etmiştir. İlk kullanılan boyalar metal oksit karışımı, 30 bi el sanatlarında doğal boyar maddeler hâlâ uygulama alanı bulmaktadır. Cisimlerin renklendirilmesi boyamak kelimesi ile ifade edilir. Cisimlerin (kumaş, elyaf) kendilerini renkli hale getirmede uygulanan maddelere ise boyar madde denir. Ancak her renk veren veya renkli olan madde boyar madde değildir. KİMYA BİLİMİ 1. Ahmet ÇÖZÜMLÜ TEST – 2 4. Kimya cans›z maddelerin yap›s›n› ve de¤iflimlerini inceler, canl›larla u¤raflmaz. Kimya bilimi ile ilgili, 1. Uğraş alanı nedir? 2. Çalışmalarında hangi yöntemi kullanır? Kimya s›nama yan›lma yöntemini uygular, elde etti¤i deneyimleri saklar. sorularının cevapları için aşağıdakilerden hangisi doğru olur? Tu¤ba 1 ——————————— A) Yalnız organik bileşikler Kimya fabrikalarda ve okul laboratuvar›nda olur, evde olmaz. Elif Yukarıda verilen öğrencilerin kimya ile ilgili söylediklerinden hangileri hatalıdır? A) Yalnız Ahmet B) Yalnız Tuğba C) Yalnız Elif D) Ahmet ve Elif 2 ———————— Bilimsel yöntem B) Madde ve özellikleri Bilimsel yöntem C) Madde ve özellikleri Sınama-yanılma D) Yalnız anorganik bileşikler Bilimsel yöntem E) Yalnız canlılar ve özellikleri Deneme-yanılma E) Ahmet, Tuğba ve Elif 5. I. Kimyanın temel konusu maddedir. II. Maddelerin bileşimlerini inceler. Çal›flma alanlar› veya elde edilen ürünler için örnekler Bilim Alan› 1. Organik kimya a. Metabolizma, dializ, fermantasyon b. Tepkime h›z›, denge, entalpi 2. Biyokimya Fizikokimya c. Polimerler, ilaçlar, deterjanlar 3. III. Maddelerin birbiriyle olan etkileşimlerini inceler. ESEN YAYINLARI 2. IV. Maddelerin etkileşimleri sonucunda oluşan yeni maddeleri açıklamaya çalışır. V. Kimya teorik temelleri simyadan gelen bir inanç sistemidir. Kimya disiplinlerinin çalışma alanlarına giren ör- Kimya ve kimyanın temel konusu ile ilgili yuka- nekler ve bilim alanları verilmiştir. rıda verilen yargılardan kaç tanesi doğrudur? Bilim alanları ile örnekler eşleştirildiğinde A) 1 aşağıdakilerden hangisi doğru olur? A) 1c, 2a, 3b B) 1c, 2b, 3a D) 1b, 2a, 3c B) 2 C) 3 I. E) 5 C) 1b, 2c, 3a E) 1a, 2c, 3b 6. 3. D) 4 Kimya merkez bilim olarak bilinir. Organik kimya karbon bilefliklerin kimyas›d›r. II. Kimya teknolojisinin gelişmesi insanlara so- I. Organik kimya organik bileflik II. III. runları da beraberinde getirmiştir. Genel olarak organik bileflik dendi¤i zaman C ve H atomlar›ndan oluflmufl bileflikler anlafl›l›r. Karbon bileflikleri genellikle kovalent ba¤l› bilefliklerdir. III. Kimya daha işin başında olan gelişimini tamamlamamış bir bilimdir. Kimya bilimi ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III Organik kimya ve organik bileşikler ile ilgili kavram haritasında verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III 31 Kimya Bilimi Analitik kimya ile ilgili; I. Kimya biliminin belirli bir maddenin kimyasal bileşenlerinin ya da bileşenlerinden bir bölümünün niteliğinin ve niceliğinin belirlenmesini inceleyen koludur. II. Yalnız organik bileşikleri konu alır ve inceler. III. Analitik kimyada kimyasal analiz kalitatif ve kantitatif olmak üzere iki şekilde uygulanır. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II 8. Deneysel kimya Maddelerin kütle, hacim, eylemsizlik ve tanecikli yap›s› ortak özellikleri vard›r. A) Yalnız I D) I ve III D Y 1 2 11. I. Y D 5 D Y Y 3 4 Madde ve özellikleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkışa ulaşılır? A) 1 I. B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 Fizikokimya, organik ya da anorganik sistemleri fizik kanunlarına göre inceleyen bilim dalıdır. II. Biyokimya, karbon ve hidrojen içeren azot, oksijen, halojenler, fosfor ve kükürt de yapısında bulunabilen kimyasal bileşikleri inceleyen bilim dalıdır. III. Farmasotik kimya, kimya ile eczacılığın kesiştiği noktada, organik sentez ve ilaçları geliştirmekle ilgili bilim dalıdır. Kimyanın alt bilim dalları ile ilgili olarak verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) II ve III 32 B) Yalnız II C) I ve III E) I, II ve III B) Yalnız II C) I ve II E) II ve III Anorganik kimya yüzden fazla elementin özellikleriyle ilgilenir. II. Anorganik kimya, sodyum gibi çok tepkime veren metallerden altın gibi soymetallere kadar tüm metalleri konu alır. III. Anorganik kimya, ametalleri inceleme alanına almaz. 6 Maddeler enerjiye dönüflebilir. Enerji madde de¤ildir. Analitik kimya kimya biliminin alt bilim dallarıdır? Masa, s›ra, dolap, bardak, silgi, kalem birer cisim olup madde de¤ildir. Y II. Kavram haritasında verilenlerden hangileri Bofllukta yer tutan kütle ve belli bir eylemsizli¤i olan her fleye madde denir. D Kimyan›n alt bilim dallar› Anorganik kimya C) Yalnız III D I. III. E) I ve III Hava, gazlar, y›ld›zlar, atefl, ›fl›k, enerji madde de¤ildir. 9. 10. ESEN YAYINLARI 7. Anorganik kimya ile ilgili yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III 12. I. B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III Farmasotik kimya ile eczacılar arasında bir bağlantı yoktur. II. Eczacılar, sentetik yarı sentetik veya biyolojik kökenli ilaç hammaddesinin eldesi, fiziksel, biyolojik ve kimyasal ilaçların incelenmesi, değerlendirilmesi, kaliteli ilaç üretimi ve ilaçların saklanması, kullanılması konularında araştırma yapar. III. İlacın üretiminden hastaya ulaştırmasına kadar her aşamada yetkinlik sahibi olan kişilere eczacı denir. Eczacılar ve ilaçla ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 2 ÇÖZÜMLERİ 4. 2. 5. ESEN YAYINLARI 1. 3. 6. 33 Kimya Bilimi 10. 8. 11. ESEN YAYINLARI 7. 12. 9. 34 KİMYA BİLİMİ ALIŞTIRMALAR – 2 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Bilim Alan› Açıklama: Örnek 1. Anorganik kimya a. Organik sentez ve ilaçlar› gelifltirme b. Metal, mineral ve kompleks biçimleri 2. Analitik kimya 3. Farmasotik kimya c. Eser analiz ve kalite kontrol Kimyanın bilim alanları ve çalışma sahasına örnekler verilmiştir. Bilim alanları ile çalışma sahalarının önekleri eşleştirildiğinde hangi seçenek doğru olur? A) 1a, 2b, 3c B) 1b, 2c, 3a C) 1a, 2c, 3b D) 1b, 2a, 3c E) 1c, 2a, 3b 2. Aşağıda verilenlerden hangisi kimya disiplinlerinden (bölümlerinden) biri değildir? A) Farmasotik kimya B) Fizikokimya C) Biyokimya Açıklama: D) Deneysel kimya E) Analitik kimya I. Kimyacılar maddelerin bileşimini ve özelliklerini incelenr. II. Kimyanın uyguladığı bilimsel yöntem sırasında ilk önce deneyler yapar. III. Farmasotik kimya alanı kimya ile eczacılığın kesiştiği noktada, organik sentez ve ilaçların geliştirilmesi ile uğraşır. Kimya, çalışma yöntemi ve kimya alt bilim alanları ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 4. Açıklama: Organik kimya, karbon haricindeki elementler ve bunlar›n oluflturdu¤u bileflikleri inceler. D Y Farmasotik kimya kimyan›n bir örnekteki bileflenlerinin belirlenmesi, ayr›lmas› ve miktarlar›n›n ölçülmesi ile ilgilenir. Kimyay› modern ça¤a tafl›yan kifli Antoine Laurent Lavosier oldu D Y 1 2 Açıklama: ESEN YAYINLARI 3. Y D Biyokimya, bütün canl›lar›n›n yap›s›nda yer alan kimyasal maddeleri ve kimyasal süreçleri inceler. Fizikokimya, kimyasal sistemleri fizik kanunlar›na göre inceleyen bilimdir. D Y D Y 3 4 5 6 Kimya ve alt dalları ile ilgili verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 35 Kimya Bilimi 5. Açıklama: Madensel menşeli ilaçlara kimyevi ilaçlar da denir. Bitkilerden elde edilen ilaçlar; bitkilerin köklerinden, çiçeklerinden ya da kabuklarından yapılırlar. Bütün ilaçlar genel olarak katı halde bulunurlar. İlaçlar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da (Y) olduğuna karar verilerek “D” ve “Y” işaretleri yazıldığında hangi sıralama doğru olur? A) D, D, Y B) D, Y, D D) Y, D, Y 6. I. C) Y, Y, D E) Y, D, D Açıklama: Kimyasal arıtma sistemleri suda çözünmüş veya askıda bulunan maddelerin fiziksel durumunu değiştirerek çökelmelerini sağlamak üzere uygulanan arıtma işlemleridir. II. Arıtma tesisi çıkış suyu alıcı ortama verilmeuzaklaştırılması işlemine dezenfeksiyon denir. III. Biyolojik ve kimyasal arıtma işlemlerinde yeterince giderilmeyen askıdaki maddelerin ve kaloitlerin tutulması işlemine filtrasyon denir. ESEN YAYINLARI den önce, suda bulunan bakteri ve virüslerin Suyun arıtılması işlemlerinin aşamalarında uygulanan bazı işlemler için verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III 7. I. C) I ve II E) I, II ve III Bitkinin beslenmesinde gerekli olan kimyasal elementleri sağlamak için toprağa ilave edilen maddelere gübre denir. II. Gübreler genel olarak yapay ve doğal olmak üzere iki sınıfa ayrılır. III. Doğal gübreler sadece bitkilerden elde edilir. Gübreler ile ilgili yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III 36 B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III Açıklama: 3. BÖLÜM : KİMYANIN SEMBOLİK DİLİ 3.1. ELEMENT KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 3.2. ELEMENTLER 3.3. BİLEŞİKLER Element kavramı tarihsel gelişimi içerisinde değişmiştir. Empedokles’e göre element dört ögeden (toprak, ateş, hava, su) ibaretti. Bu düşünce Plato ve Aristo tarafından geliştirildi. Aristo’ya göre madde, “toprak, ateş, hava ve su” olmak üzere dört ana elementten oluşmaktadır. Bu kabul tamamen düşünceye dayalı madde algısıdır. Aristo her şeye uygun gelen özelliklerin sıcak, soğuk, kuru ve ıslak olarak bulunduğunu varsaymıştır. Aristo’nun tanımladığı madde grupları aşağıdaki gibidir. : toprak ; so¤uk ve kuru, kat› maddeler grubu : atefl ; s›cak ve kuru, atefl maddeler grubu : su ; so¤uk ve ›slak, s›v› maddeler grubu : hava ; s›cak ve ›slak, gaz maddeler grubu Rönesans döneminde Robent Boyle tarafından geliştirilen “kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere element denir” şeklindeki tanım Aristo’nun element kavramına son vermiştir. Rönesans döneminden önce elementler fiziksel özelliklerine göre bazı şekillerle gösterilmektedir. 1808 de John Dalton çemberlerden oluşan sembollerin kullanılmasını önerdi. 1814’te Berzelius elementlerin adlarının, baş harflerini veya ilk iki harfini sembol olarak kullanılmasını önerdi. Berzelius’un önerdiği sistem halen kullanılmaktadır. Altın elementinin tarihsel sembol gelişimi sırasıyla, G Au şeklinde gelişmiştir. En son sembol bugünde kullanılan Berzelius’un geliştirdiği semboldür. Azot: N, Sodyum: Na, Nikel: Ni, Neon; Ne gibi semboller örnek verilebilir. Atomların elektron alıp verilmesi sonucu oluşan katyon ve anyonlar arasında oluşan elektrostatik çekim kuvvetinin oluşturduğu bileşiklere iyonik bileşikler denir. Atomlar katyon haline geçtiğinde adları değişmez. B grubundaki elementler farklı değerlikli iyonlar oluşturabildiği için iyon yükleri Romen rakamları ile isimlerinin arkasına eklenir. Al +3 : Alüminyum iyonu Na+ : Sodyum iyonu + Ca : Kalsiyum iyonu Fe+2 : Demir (II) iyonu Cu+ : Bakır (I) iyonu Pb+4 : Kurşun (IV) iyonu Ametaller elektron alarak anyon haline geçtiğinde, oksijen hariç adlarına ür eki eklenir. Ok–2 – sijen ise oksit (O ), peroksit (O2–2) ve süperoksit (O 2) şeklinde adlandırılır. İyonik bileşikler adlandırılırken önce katyonun adı, sonra anyonun adı yazılır ve okunur. NaBr : Sodyum bromür BaCl2 : Baryum klorür CaI2 : Kalsiyum iyodür Fe(NO3)2 : Demir (II) nitat K2SO4 : Potasyum sülfat Cu2SO4 : Bakır (I) sülfat Ametallerin elektron ortaklığı sonucunda oluşturduğu bileşik kovalent bileşikler denir. Kovalent bileşikler adlandırılırken moleküldeki atom sayıları Latince sayılarla belirtilir. Birinci elementin sayısı ve adı yazılıp okunduktan sonra ikinci atomun sayısı ve iyon halinin adı yazılır ve okunur. N2O3 : Diazot trioksit CO : Karbon monoksit PCl5 : Fosfor pentaklorür N2O : Diazot monoksit SCl6 : Kükürt heksaklorür CF4 : Karbon tetraflorür SO2 : Kükürt dioksit SiO2 : Silisyum dioksit Kimya Bilimi 3.1. ELEMENT KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ Bazı elementlerin sembollerinin tarihsel gelişimi tablodaki gibidir; Düşünür ve filozoflar çok eski zamanlardan beri maddenin yapısını açıklamaya çalışmışlardır. Es- Baz› elementlerin sembolleri Tarih ki Yunan düşünürleri element kavramını geliştirdi- Alt›n ler. Empedokles tarafından başlatılan, Plato ve 1500’ler Aristo’nun geliştirdiği düşünceye göre toprak, ateş, 1600’lar hava ve su maddeyi oluşturan dört elementtir. Bun- 1808 G 1814 Berzelius Au Aurum düşünceye dayalıdır, hiçbir denel gerçeklik temeline oturmayan madde algısıdır. Aristo’ya göre madde çeşitli formlar alabilmektedir. Bu alınan formlarda ba- Pb Plumbum L Bugünkü düşünceye en yakın element tanımı zı temel özelliklere bağlıdır. Bu özellikler dört tanedir. Rönesans döneminde, R. Boyle tarafından yapılmış- Sıcak, soğuk, kuru ve ıslak. Soğuk ve kuru (toprak) tır. Robert Boyle “Kendinden daha basit maddele- katı, sıcak ve kuru (ateş) ateş, sıcak ve ıslak (hava) re dönüşmeyen saf maddelere element denir.” tanı- gaz, soğuk ve ıslak (su) sıvı maddelerini oluşturur. mını yapmıştır. Bu tanımın bazı sakıncaları meydana gelmiştir. Kireç, sodyum hidroksit ve su gibi mad- Atefl deler elementlerine ayrıştırılamadığı için element ka- Dört element ESEN YAYINLARI s›cak so¤uk Hg Hydrargyum 1883 rin oluşturabileceğine inandılar. Bu kabul tamamen Toprak Kurflun 1700’ler ların uygun oranda karıştırılmasıyla diğer maddele- kuru C›va Hava ›slak Su bul edilmiştir. Ayrıca radyoaktifliğin keşfiyle birlikte atomun küçük parçalara ayrılması bu tanımın sakıncalı olduğunu gösterir. Uranyum ve toryum gibi elementlerin atomlarının radyoaktif bozunma ile farklı element atomlarına dönüşmesi, buna örnek olarak gösterilebilir. Eski çağda elementler fiziksel özelliklere dayanarak simgelenmiştir. Aristo’nun dört elementinin sembolleri aşağıdaki gibidir. ÖRNEK I. Eski çağlardaki element tanımına göre element yapısında tek tür atom içermelidir. Toprak So¤uk-kuru Atefl S›cak-kuru Hava S›cak-›slak su So¤uk-›slak II. Kuru ve sıcak eski element tanımına göre toprağın özellikleridir. Simyacılara göre madde birdir. Fakat farklı şekillere dönüşebilir. İnsandaki ruh, can ve beden elementlerinden kükürt, cıva ve tuzla eşleştirilmiştir. Simya ile astroloji de yakın ilişkilidir. Gezegenlerin konumuna göre, gezegenlerle metaller eşleştirmişlerdir. III. Rönesans dönemindeki element tanımına göre eğer bir madde element ise daha basit maddelere dönüşmez, dolayısıyla kireç ve sodyum hidroksit maddeleri elementtir. Element kavramı günümüze gelinceye kadar farklı şekillerde yorumlanmıştır. Element kavramının tarihsel gelişimi ile ilgili yu- Güneş altın Merkür cıva karıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? Ay gümüş Jüpiter kalay A) Yalnız I Mars demir Satürn kurşun 42 D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III Kimya Bilimi ÇÖZÜM Carbon – karbon – C Helios – helyum – He Hydrogen – hidrojen – H Argos – argon – Ar CalX – kalsiyum – Ca Nitrum – azot – N Natrium – sodyum – Na Neos – neon – Ne Cuprum – bakır – Cu Bir elementin bütün özelliklerini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atom iki temel bölümden oluşur. Bu bölümler çekirdek ve enerji katmanlarıdır. Çekirdeği proton ve nötronları oluşturur. – Proton sayısına atom numarası, proton ve nötron sayılarının toplamına ise kütle numa- 3.2. ELEMENTLER rası denir. Kimyanın bugünkü element tanımına göre, tek – Atom numarasına çekirdek yükü de denir. Atomların cinsini proton sayısının oluşturduğu atom numarası belirler. Proton sayısı kimlik özellikeri belirlendiğinden aynı sayıda proton içeren atomların oluşturduğu saf maddeler element olarak tanımlanmaktadır. 116 çeşit element vardır. 92 tanesi doğal olarak tabiatta mevcutken, geri kalanlar ise laboratuvar şartlarında nükleer tepkimeler sonucu yapay olarak elde edilmektedir. Elementler saf maddelerdir. Elementler, hal değişimi sırasında hariç ho- ESEN YAYINLARI cins atomdan oluşan saf maddelere element denir. Atom numarasına eşit sayıda elektron enerji katmanlarında bulunur. Bu tür atomlara nötr atom denir. Bir atom elektron alış verişinde bulunabilir. – Kütle numarasına nükleon sayısı da denir. Bir elementin farklı kütle numaralı atomları olabilir. 16 8O ve 17 8O gibi. 3.3. BİLEŞİKLER Kimyasal bileşikler iki ya da daha fazla farklı element atomunun oluşturduğu saf maddelerdir. Bilim adamları milyonlarca farklı bileşik tanımlamışlardır. mojen maddelerdir. Bileşikler, elementler gibi saf maddelerdir. Bir Elementlerin ayırt edici özellikleri bellidir. element ya da bileşiğin bileşimi ve özellikleri Elementler fiziksel ve kimyasal yöntemlerle verilen bir örneğin her tarafında aynıdır ve bir daha basit maddelere ayrışmazlar. Radyoak- örnekten diğerine değişmez. tif yöntemlerle başka element ya da element- Bileşiklerin ayırt edici özellikleri bellidir. Erime lere parçalanabilirler. ve kaynama noktaları bellidir. Kimlik özellikle- Eskiden elementler fiziksel özelliklerine göre bazı şekilsel sembollerle gösterilmiştir. 1814’te J. J. Berzelius ilk defa elementlerin baş harflerini veya ilk iki harfini sembol olarak kullanmıştır. ri ve ayırt edici özellikleri bileşenlerinin özelliklerinden farklıdır. Fiziksel değişimler süresince, bir kimyasal bileşiğin yapısında hiç bir değişiklik olmaz. Fakat kimyasal değişimlerle onu oluşturan elementlerine ayrıştırılabilir. 43 Kimya Bilimi İYONİK BİLEŞİKLER İki ya da daha fazla atomun oluşturduğu iyonla–2 ra kök denir. Köklerin özel adları bulunmaktadır. SO 4, İyonik bileşikler pozitif ve negatif iyonların elekt- –2 – – CO 3, MnO 4, NO 3 gibi iyonlar birer köktür. rostatik çekim kuvveti ile bir araya gelmesinden oluşur. Genellikle bir metal ve ametalin kimyasal olarak birleşmesi bir iyonik bileşik verir. Metal –1 yüklü iyonlar atomları ametal atomları ile birleştiği zaman, ‹yon bir ya da daha fazla elektron kaybetme, ame- Adland›rma ClO– tal atomlarında bir ya da daha fazla elektron – ClO 2 alma eğilimindedir. Bu elektron aktarımı so- ClO–3 nucu olarak, metal atomu pozitif iyon (kat- – ClO 4 yon) ve ametal atomu negatif iyon (anyon) – HCO 3 haline gelir. –2 yüklü iyonlar – MnO 4 Ca+ : Kalsiyum katyonu Al+3 : Alüminyum katyonu Fe+2 : Demir (II) katyonu +3 Fe : Demir (III) katyonu fosfür sülfür –3 PO 3 fosfit sülfat PO 4 klorat perklorat SO 4 bikarbonat –2 SO 3 sülfit permanganat –2 S2O 3 tiyosülfat –2 –2 dikromat siyanür –2 MnO 4 manganat nitrat –2 HPO 4 hidrojen fosfat nitrit O – O2 süperoksit –2 O2 – H2PO 4 dihidrojen fosfat – ESEN YAYINLARI + Na : Sodyum katyonu P S–2 hidroksit – NO 2 durum adlandırılmalarına yansır. okzalat klorit kromat – – NO 3 rındaki elementler farklı değerlikler alabilir. Bu nitrür –3 –2 C2O 4 –2 Cr2O 7 CN bu +2 ve 3A grubu +3 değerlik alır. B grupla- –3 CrO 4 OH marasından çıkarılabilir. 1A grubu +1, 2A gru- ‹yon Adland›rma N CO–3 – rı yükler baş grupların elementlerinin grup nu- Adland›rma karbonat hipoklorit CH3COO asetat a) Metal atomları katyon haline gelirken aldıkla- ‹yon –2 –3 yüklü iyonlar –3 fosfat oksit peroksit İyonik bileşiklerin adlandırılabilmesi için katyon ve anyonların adlarının bilinmesi gerekir. İyonik bileşikler adlandırılırken, önce katyonun adı, sonra anyonun adı yazılır ve okunur. b) Ametal atomları anyon haline gelirken aldık- Na2SO4 : Sodyum sülfat labilir. 7A grubu –1, 6A grubu –2, 5A grubu CaCO3 : Kalsiyum karbonat –3 değerliklerini alabilir. Ametallerin anyonla- K2O : Potasyum oksit son eki eklenir. AlCl3 : Alüminyum klorür – Cl : Klorür Fe2O3 : Demir (III) oksit FeCl2 : Demir (II) klorür BaS : Baryum sülfür Cu2S : Bakır (I) sülfür CuO : Bakır (II) oksit O–2 : Oksit PbCl4 : Kurşun (IV) klorür O–2 2 : Peroksit O–1 2 : Süperoksit CrO3 : Kurşun (VI) oksit Bi(NO3)3 : Bizmut (III) nitrat ları yükler grupların numaralarından çıkarı- rı adlandırılırken oksijen hariç diğerlerine –ür –2 Br : Bromür –2 : Sülfür –3 : Nitrür S N P–3 : Fosfür Oksijenin anyonları ise oksit olarak adlandırılır. 44 Kimya Bilimi Kaba formül bir bileşik için en basit formül- İyonik bileşikler kristal yapılıdır. İyonik bileşiklerin kristalleri nötrdür. Bileşik formülleri kris- dür; bileşikteki atomları ve bunların bağıl sa- taldeki en küçük hücreyi gösterir. İyonik bi- yılarını gösterir. Kaba formüldeki indisler en leşiklerin formüllerini yazmak için aşağıdaki basit tam sayı oranı şeklinde verilir. öneriler sıralanabilir: CH2O, CH2, CH3, P2O5, NO2 gibi. – Önce pozitif yüklü iyon, sonra negatif yüklü iyon yazılır. Molekül formül bileşiğin gerçek formülüdür. – İyonların yüklerinin mutlak değeri, element Bazı bileşiklerin kaba ve molekül formüleri sembolünün sağ alt köşesine yazılmak üzere aynı olsa da, molekül formülü kaba formülün çaprazlanır. katlarıdır. – Çaprazlanan sayılar arasında sadeleştirme yapılır. – İyonların içinde kökler varsa, kökler parantez içerisine alınır. Parantezin sağ alt köşesine gelen sayı 1 ise parantez kaldırılır. Kalsiyum sülfür Baryum fosfat +3 –2 : Al O : Ca+2S–2 +2 ⇒ CaS –3 : Ba (PO4) Magnezyum nitrür : Mg+2N–3 Demir (II) klorür : Fe+2Cl– ⇒ Ba3(PO4)2 ⇒ Mg3N2 ⇒ FeCl2 Kurşun (IV) klorür : Pb+4Cl–1 ⇒ PbCl4 Kalay (II) bromür : Sn+2Br– ⇒ SnBr2 Sodyum sülfat : Na+(SO4)–2 ⇒ Na2SO4 → C6H12O6 NO2 → N2O4 CH3 → C2H6 CH2 → C4H8 Yapı formülü, bir moleküldeki atomların han- ⇒ Al2O3 ESEN YAYINLARI Alüminyum oksit CH2O gi bağ türleriyle ve hangi atomların birbirine bağlandığını gösterir. H H CH2 → C2H4 → C = C H H CO2 → CO2 → O = C = O H O CH2O → C2H4O2 H – C – C – O – H H KOVALENT BİLEŞİKLER Kovalent (moleküler) bileşiklerde pozitif yük- Molekül yapısında bileşik bağımsız moleküller seltgenme basamağına sahip element hem içeren bileşiktir ve molekülde ametal atomları kova- formül yazımında hem de adlandırmada ön- lent bağlarla bir arada tutulurlar. Molekül yapısında ce yazılır. bileşiği göstermek için, kimyasal formül kulanılır. Kimyasal formül simgelerle gösterilir ve bu formül; – Adlandırmada bağıl atom sayıları ön eklerle belirtilir. Ön eklerde sayıların Latincesi kulla- bileşikte bulunan elementleri nılır. her bir elementin bağıl atom sayısını belirtir. 1 : Mono 6 : heksa 2 : Di 7 : hepta ri) ile gösterilmiş, atomların bağıl atom sayıları alt in- 3 : tri 8 : okta dis şeklinde yazılmıştır. İndiste rakam yoksa, bu 1 an- 4 : tetra 9 : nona lamındadır. 5 : penta SO3 bileşiğinde, elementler sembolleri (simgele- 10 : deka 45 Kimya Bilimi – İlk adlandırılan elementin önüne mono eki ÖRNEK konmaz. Aşağıda kimyasal formülleri verilen bileşikler- CO : Karbon monoksit den hangisi yanlış adlandırılmıştır? NO : Azot monoksit Bileşik —————— A) BaO Adı ——————— Baryum oksit B) Cu2O Bakır (I) oksit C) CO Karbonmonoksit NH3 : amonyak (H3N : trihidrojen mononitrür) D) FeO Demir (II) oksit parantez içerisindeki adlar hiç bir zaman kul- E) ZnO Çinko (II) oksit – Bir çok bileşiğin yaygın adları o kadar yerleşmiştir ki, sisteme bağlı adları hemen hemen hiç kullanılmaz. H2O : su (dihidrojen oksit) lanılmaz. – Kovalent bileşikler adlandırılırken, birinci eleÇÖZÜM mentin atom sayısına karşılık gelen Latince sayı söylendikten sonra birinci elementin adı eklenir. İkinci elementin atom sayısına karşılık gelen Latince sayı söylendikten sonra ikin- N2O3 : Diazot trioksit PCl3 : Fosfor triklorür NF3 : Azot triflorür SF6 : Kükürt heksaflorür PCl5 : Fosfor pentaklorür CS2 : Karbon disülfür SO3 : Kükürt trioksit Hidrojenin yaptığı bazı bileşiklerde hidrojenin sayısı belirten sayılar kullanılmaz. HF : Hidrojen florür H 2S : Hidrojen sülfür HCl : Hidrojen klorür Asitlerin sulu çözeltileri adlandırılırken ametalin adına hidro önceki ve –ik son eki eklenerek kullanılır. 46 HF : Hidroflorik asit HI : Hidroiyodik asit HBr : Hidrobromik asit ESEN YAYINLARI ci elementin iyon adı (oksit, klorür, sülfür gibi) eklenir. KİMYA BİLİMİ 1. ÇÖZÜMLÜ TEST – 3 4. Orta çağda, kendisinden daha basit maddelere X bileşiği suda çözündüğünde Ca+2 ve NO–3 dönüşmeyen saf maddeler element olarak tanım- iyonları oluşmaktadır. lanmıştır. Buna göre; Buna göre; I. I. II. Kalsiyum (II) nitrat olarak adlandırılır. Kireç Bileşik formülü Ca(NO3)2 dir. II. Sodyum hidroksit III. İyonik bağlı bileşiktir. III. Su yargılarından hangileri doğrudur? yukarıda verilen maddelerden hangileri bi- A) Yalnız I linen yöntemlerle ayrıştırılamadığı için orta çağda uzun süre element kabul edilmiştir? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) I, II ve III C) I ve II E) I, II ve III 5. Baz› elementlerin sembolleri Tarih Alt›n C›va Kurflun Au Hg Pb 15. yy 2. Aristo’nun ileri sürdüğü dört element ve nite- 17. yy likleri ile ilgili; I. 19. yy II. Atefl : S›cak ve ›slak III. Su : So¤uk ve ›slak IV. Hava : Islak ve kuru ESEN YAYINLARI Toprak : So¤uk ve kuru Yukarıdaki taloda bazı elementlerin farklı zamanlardaki sembolleri verilmiştir. Buna göre; I. II. Elementlerin sembolleri tarih boyunca değişikliğe uğramıştır. yukarıda verilenlerden hangileri doğrudur? A) I ve II B) I ve III D) I, II ve III Elementler kimya biliminden öncede harflerle gösterilmiştir. C) II ve IV III. Günümüzde elementlerin adlarının harfleri kullanılarak semboller oluşturulmaktadır. E) II, III ve IV yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II 3. B) Yalnız III D) I ve III Elementlerle ilgili olarak yapılan bazı tanımla- C) I ve II E) II ve III malar aşağıdaki gibidir; I. Kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere element denir. II. Tüm maddeler toprak, su, hava ve ateş elementlerinden oluşmuştur. III. Aynı cins atomlardan meydana gelen saf maddelere element denir. 6. Elementin sembolü —————————— 1. 2. 3. Na Ni Ne Elementin adı ————————— a. b. c. Nikel Neon Sodyum Yukarıda verilen elementlerin adları ile sem- Buna göre, bu tanımların kronolojik olarak bolü eşleştirildiğinde aşağıdakilerden hangi- günümüze kadar sıralanışı hangisi olabilir? si doğru olur? A) II, III, I A) 1c, 2a, 3b D) III, II, I B) III, I, III E) I, II, III C) II, I, III B) 1c, 2b, 3a D) 1b, 2a, 3c C) 1b, 2c, 3a E) 1a, 2c, 3b 47 Kimya Bilimi 7. 10. Karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) elementleri arasında oluşan bazı anyonlar ve adları aşağıda verilmiştir. 7 6 5 Anyon —————— I. HCO–3 4 3 2 1 Şekildeki ilgili kutucuklara, 1. Al 4. B 2. Cr 5. Ca 3. C 6. Cl II. CO 3 Karbür III. –2 C2O 4 Okzalat Buna göre, hangi anyonlar için verilen adlandırmalar doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III sembolleri verilen elementlerin adları yazıldığında yukarıdan aşağıya “7” ile gösterilen yerde hangi kelime oluşacaktır? A) Karbon –2 Adı ——————— Bikarbonat B) Kömür D) Kadmiyum 11. I. E) I, II ve III NaNO2 II. Al(NO3)3 C) Kükürt III. Fe(NO3)3 E) Silisyum Bileşiklerinin adları hangisinde doğru olarak 8. Kovalent bileşikler adlandırılırken Latince sayılar kullanılır. 1. mono 3. tri 5. penta 2. di 4. tetra 6. heksa Buna göre aşağıdaki kovalent bileşiklerden hangisi yanlış adlandırılmıştır? Bileşik —————— A) N2O 9. Adı ————————— Diazot monoksit B) NO2 Monoazot dioksit C) CCl4 Karbon tetraklorür D) P2O3 Difosfor trioksit E) SF6 Kükürt heksaflorür Aşağıdaki iyonik bileşiklerden hangisinin adı yanlış olarak verilmiştir? A) Bileşik —————— Al(NO3)3 Adı ——————————— Alüminyum nitrat ESEN YAYINLARI verilmiştir? I ————— A) Sodyum nitrat II ————— Alüminyum nitrit III ————— Demir (III) nitrat B) Sodyum nitrit Alüminyum nitrat Demir (III) nitrat C) Sodyum nitrit Alüminyum nitrat Demir nitrat D) Sodyum nitrat Alüminyum nitrat Demir (III) nitrit E) Sodyum nitrit Alüminyum nitrit Demir nitrat 12. Amonyum katyonunun; I. okzalat II. dikromat iyonları ile oluşturduğu bileşiklerin formülleri hangisinde doğru olarak verilmiştir? I II ————— ————— (NH4)2MnO4 A) NH4CO3 B) (NH4)2CO3 (NH4)2Cr2O7 C) (NH4)2C2O4 (NH4)2CrO4 B) Ca(OH)2 Kalsiyum hidroksit C) Fe(OH)2 Demir hidroksit D) KMnO4 Potasyum permanganat D) (NH4)2C2O4 (NH4)2Cr2O7 E) CrCl3 Krom (III) klorür E) NH4C2O4 (NH4)2Cr2O7 48 KİMYA BİLİMİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 3 ÇÖZÜMLERİ 1. 4. 2. ESEN YAYINLARI 5. 3. 6. 49 Kimya Bilimi 7. 10. 8. ESEN YAYINLARI 11. 9. 12. 50 KİMYA BİLİMİ ALIŞTIRMALAR – 3 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Açıklama: Aristo’ya göre toprak, ateş, hava ve su maddeyi ouşturan dört elementtir. Aristo’nun yukarıda verilen element kavramı düşüncesi ile ilgili; I. Teorik ve deneysel yöntemlerle doğruluğu ispatlanmıştır. II. Tamamen düşünceye ve felsefeye dayanır. III. Simyacılar Aristo’nun element kavramını benimsemiştir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III 2. 6 Açıklama: 5 4 3 2 1 2. Si 3. Al 4. As 5. Zn simgeleri verilen elementlerin adları yazıldığında yukarıdan aşağıya “b” ile gösterilen yerde hangi kelime oluşacaktır? A) Simya B) Kimya C) Krom D) Kalay E) Titan 3. Bileşik —————— 1. NaCrO4 Adı ——————— a. Potasyum manganat 2. K2MnO4 b. Sodyum dikromat 3. Na2Cr2O7 c. Sodyum kromat ESEN YAYINLARI Şekildeki ilgili kutucuklara, 1. Ba Açıklama: Yukarıda verilen bileşiklerin formülleri ile adları eşleştirildiğinde hangisi doğru olur? A) 1c, 2a, 3b B) 1c, 2b, 3a C) 1b, 2a, 3c D) 1b, 2c, 3a E) 1a, 2c, 3b 4. Aşağıda adarı verilen bileşiklerden hangisinin formülü yanlış yazılmıştır? Adı ————————— A) Kalsiyum bikarbonat Açıklama: Formülü —————— Ca(HCO3)2 B) Potasyum dikromat K2Cr2O7 C) Demir (II) kromat Fe2CrO4 D) Bakır (II) nitrat Cu(NO3)2 E) Demir (III) tiyosülfat Fe2(S2O3)3 51 Kimya Bilimi 5. I. Açıklama: Bisülfit – Potasyum iyonu II. Permanganat – Kalsiyum iyonu Yukarıda verilen iyon çiftleri arasında oluşacak kararlı iyonik bileşiklerin formülleri hangisinde doğru olarak verilmiştir? I II ————— ————— A) K2SO3 CaMnO4 KHSO4 CaMNO4 C) KHSO4 Ca(MnO4)2 D) KHSO3 Ca(MnO4)2 E) KHSO3 Ca2MnO4 Cıva elementi bileşiklerinde +1 ve +2 yükseltgenme basamağına sahip olabilir. Bu farklılık sebebi ile bileşikleri adlandırılırken yükseltgenme basamağı (yükü) belirtilmelidir. Bileşik Adı —————— ——————————— Cıva (II) oksit I. Hg2O II. HgCl2 Cıva (II) klorür III. HgSO4 Cıva (I) sülfat Buna göre, yukarıdaki cıva bileşiklerinden hangilerinin adı doğru olarak verilmiştir? B) Yalnız II C)Yalnız III A) Yalnız I D) I ve III E) I, II ve III 7. Alüminyum iyonunun; I. hidroksit Açıklama: II. nitrat III. sülfür ESEN YAYINLARI 6. B) Açıklama: iyonları ile oluşturduğu bileşiklerin bir formülündeki atom sayıları hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) B) C) D) E) 8. I ————— 7 5 7 9 5 II ————— 12 13 13 12 13 III ————— 4 7 5 5 6 Azot (N) ve oksijen (O) arasında farklı bileşikler oluşur. Buna göre, formülleri verilen azot ile oksijenin bileşiklerinden hangisi yanlış adlandırılmıştır? Bileşik Adı —————— ——————————— Diazot monoksit A) N2O B) NO2 Monoazot dioksit C) N2O3 Diazot trioksit D) N2O4 Diazot tetraoksit E) N2O5 Diazot pentaoksit 52 Açıklama: KİMYA BİLİMİ ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 1 Kimya Bilimi 1. Aşağıdakilerden hangisi eski çağ insanlarının 4. buluşlarından değildir? A) Kilden pişirilmiş kap kacak yapımı Simyanın fizik, kimya, biyoloji, astroloji, metalurji, tıp gibi disiplin ve bilimlerle ilişkileri olmuştur. Buna rağmen bilim kabul edilmemiştir. Buna göre simyanın bilim olmamasının nedenleri arasında; B) Seramikten cama geçiş C) Bitkilerden ilaç elde edilmesi I. D) İspirtonun yakıt olarak kullanılması Gençlik iksirinin bulunamaması, II. Bütün maddelerin başı ve sonu kabul edilen felsefe taşının bulunamaması, E) Kimyasal maddelerin ve bitkilerin boyar madde olarak kullanılması III. Bilimsel yöntemle değil de sınama yanılmaya dayanan çalışmalar içermesi yukarıda verilenlerden hangileri sayılabilir? 2. A) Yalnız I Ölümsüz iksirini bulmak için s›nama yan›lma yöntemi ile u¤rafl vermifllerdir. D 5. Safran, kekik, maydanoz gibi bitkileri tedavi amaçl› olarak kullanm›fllard›r. Y D Bulgular›n› deneysel ve bilimsel temele dayand›rm›fllard›r. D Y D Y 1 2 3 4 5 Y 6 koruma, yaşamını sürdürebilme maksadıyla hep arayış içinde olmuştur. İnsanoğlu hayatını devam ettirmek için beslenme ve giyinme maksadıyla avcılık yapmıştır. Temel ihtiyaçlarını karşılayan insanoğlu dış görünümüne de önem verdiğinden cildini ve giysilerini boyamaya başlamıştır. Eski çağ insanları ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlarına (D), yanlış olanları- Simyacıların uğraşları ve yöntemleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkışa ulaşılır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 na ise (Y) işareti konulduğunda hangi sıralama elde edilir? A) D, Y, Y D) D, Y, D E) 6 6. 3. Orta çağda simya ile uğraşan alimler; I. E) I, II ve III İnsanoğlu var olduğu günden beri kendini ESEN YAYINLARI Ucuz madenlerden de¤erli maden olan alt›n elde etmeye çal›flm›fllard›r. C) Yalnız III Y Elektroliz yöntemi ile alt›n cevherinden saf alt›n elde etmifllerdir. D D) I ve II B) Yalnız II Değersiz madenleri altına çevirme, II. Hayatı sonsuz biçimde uzatacak ölümsüzlük iksirini bulma, III. Bütün hastalıkları iyileştirme ve gençleşme I. B) D, D, D C) D, D, Y E) Y, D, Y Eski dönemlerde ticari öneme sahip olan maddelerden biri de tuzdur. II. Tuzun bu derece öneme sahip olması sadece yemeklerin hazırlanmasında kullanılmasıdır. III. Yemekleri tadlandırmak için kullanılan tuz her bölgede oluşmuştur. hedeflerinden hangileri için sınama yanılma yöntemi ile çaba harcamışlardır? Sınama yanılma yoluyla keşfedilen tuz ile ilgili yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I A) Yalnız I D) I ve III 78 B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III D) I ve III B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III Kimya Bilimi 7. 10. I. Eski çağlardan beri tedavi özellikleri bilinen Cabir Bin Hayyan maddeler ile ilgili; II. Ebu Bekir El Razi I. III. İbn-i Sina Göz taşı zehirlenmeden dolayı oluşan rahatsızlıkları gidermek için kullanılmıştır. IV. Pir Sultan Abdal II. Şap yaralar üzerine kapatılan sargılarda kul- V. Ömer Hayyam lanılmıştır. Yukarıda verilenlerden kaç tanesi Türk - İslam III. Mide üşütmelerinde nane, limon kabuğuyla dünyasının ünlü simyacılarındandır? kaynatılarak kullanılmıştır. A) 1 IIV Gaz şişkinliği, sindirim bozukluğu ve iştahsız- C) 3 B) 2 D) 4 E) 5 lık için maydanoz kullanılmıştır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) I ve IV D) I, III ve IV C) II ve III 11. E) I, II, III ve IV Simyac›lar kulland›klar› bütün maddeleri kendi atölyelerinde üretmifllerdir. D 8. Simyac›lar hastal›klar›n tedavisi gibi konularla ilgilenmifllerdir. Eski çağ insanlarının yararına keşfettiği maddeGöz taşı II. Şap III. Mazot gibi maddeler de örnek olarak verilebilir. ESEN YAYINLARI lere tuzun yanında; I. Y D Y 1 2 Yukarıda verilen örneklerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız III D) I ve III Kükürt, alt›n ve c›va simyac›lar›n kulland›klar› elementlere örnek olarak verilebilir. C) I ve II E) II ve III D Yapt›klar› çal›flmalarla sistematik bilgi birikim oluflturmaya gayret göstermifllerdir. Y Dünya tarihinde kabul edilen en önemli simyac›lardan biri Cabir Bin Hayyan’d›r. D Y D 3 4 5 Y 6 Simyacılar ve çalışmalar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduklarına karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? 9. Simyacılar ile ilgili; I. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 Bazıları basit maddeleri altına çevirmek için uğraşmışlardır. II. Yaptıkları çalışmalarda yalnızca modern laboratuvar araç gereçlerine kullanmışlardır. III. Yalnızca Avrupa’da yaşamışlardır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II E) I ve III C) Yalnız III 12. Aşağıdakilerden hangisi simya ile uğraşan insanlar sınama yanılma yoluyla yararını keşfettiği maddelere örnek verilemez? A) Benzin B) Sabun C) Gümüş D) Kükürt E) Kireç 79 KİMYA BİLİMİ ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 2 Kimya Bilimi 1. I. İnsanlık tarihinde özellikle Avrupa ve Ortadoğu’da yüzlerce yıl maddelerin yalnızca toprak, ateş, su ve hava olarak adlandırılan dört temel elementten oluştuğu kabul edilmiştir. 4. Simyac›lar baz› kumafl boyalar elde etmifllerdir. D D Simyac›lar taraf›ndan çeflitli laboratuvar malzemesi ilk defa kullan›lm›flt›r. III. Rönesans döneminde element, “kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere denir.” şeklinde tanımlanmıştır. element kavramının tarihsel gelişimi için yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? B) Yalnız II D) I ve II X Hava So¤uk Y Su 5. 3. D 1 2 3 6 Y 4 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 Maddelerle ilgili işlem yapan insanlar 17. yüzyıla kadar simyacı şekilnde adlandırılmıştır. 18. ve 19. yüzyılda Lavoisier, Proust, Avogad- Eski çağlarda simyacılar tarafından hazırlanan yukarıdaki şemada X ve Y yerine yazılması gerekenler aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) B) C) D) E) Y Y 5 S›cak Toprak X ————— Ateş Hava Toprak Ateş Su D Simyac›lar baz› alafl›mlar›n eldesini gerçeklefltirmifllerdir. D A) 1 ESEN YAYINLARI Kuru Y Simyacıların kimya bilimine katkıları ile ilgili yukarı verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? C) Yalnız III E) I, II ve III 2. Simyac›lar c›va, alt›n, gümüfl, kükürt gibi elementleri keflfetmifllerdir. Simyac›lar kömürden elmas elde etmifllerdir. II. Aristo ve sonrasında bazı simyacılar dört elementin soğuk, sıcak, kuru ve ıslak gibi niteliklerle de ifade edilebileceğini ortaya koymuştur. A) Yalnız I Y ro, Dalton gibi önemli kimyacılar yetişmiştir. Simya çalışmaları denel metoda dayalı şekilde yürütülmüştür. Yukarıda verilen cümlelerden doğru alanları- Y ————— Sıcak Soğuk Soğuk Islak Islak na “D” işareti, yanlış olanlarına “Y” işareti konulduğunda aşağıdaki sıralamalardan hangisi oluşur? A) D, Y, D D) D, Y, Y B) D, D, Y C) Y, D, D E) Y, D, Y Aşağıda verilenlerden hangisi Türk-İslam dünyasında simya ile uğraşan bilginlerden bi- 6. I. Yemek tuzu ri değildir? II. Göztaşı A) Robert Boyle III. Çömlek B) Cabir Bin Hayyan Yukarıdaki maddelerden hangileri antik dö- C) Ebu Bekir El Razi nemde keşfedilen ürünlerdendir? D) İbn-i Sina A) Yalnız I E) İbn-i Rüşd 80 D) I ve III B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III Kimya Bilimi 7. I. 10. Günümüzdeki element kavramı ile ilgili; Deneysel metot çalışmaları sebebiyle ......... .............’a (ya) “kimyanın babası” adı verilmiştir. I. mak üzere dört elementten oluşmuştur. II. Simyanın temel hedeflerinden biri ................ .................. dur (dır). II. Bir elementin özelliklerini taşıyan en küçük birimi atomdur. III. Empedokles’in evreni oluşturan dört öge kavramını geliştirerek yaygınlaştıran bilim adamı ...................... dur (dır). III. Farklı elementlerin atomlarında bulunan proton sayıları aynı olabilir. yargılarından hangileri doğrudur? Yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerlere aşağıdakilerden hangisi getirilirse doğru olur? II ————— Ölümsüzlük iksiri B) Cabir Bin Hayyan Madenleri altına çevirmek B) Yalnız II D) I ve II C) Yalnız III E) II ve III III ————— Aristo 11. I. R. Boyle Maddeleri oluşturan tanecikler yapılarına göre atomlar, moleküller ya da iyonar gibi bö- C) Robert Boyle Madenleri altına çevirmek Aristo D) Cabir Bin Hayyan Ölümsüzlük iksiri Aristo E) İbn-i Rüsd Hastalıkları iyileştirmek Demokritos I. A) Yalnız I Avrupa’da modern kimya çalışmalarının başlangıcı 17. yüzyılın sonları kabul edilir. II. Simya çalışmalarında teorik temeller kullanılarak sistematik bilgi birikimi yapılmıştır. III. Simyacılar modern kimya bilgisi ve yöntemle- lümlere ayrılabilir. II. Teknolojinin gelişmesi ile elementlerin yapısı ile ilgili görüşler değişikliğe uğrayabilir. III. Rönesans döneminde ortaya konan “kendinESEN YAYINLARI 8. I ————— A) İbn-i Sina Bütün maddeler toprak, ateş, hava ve su ol- den daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddelere element denir.” tanıma günümüzde de geçerli bir tanımdır. Günümüzdeki bilgi birikimi dikkate alındığında yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III riyle çalışmışlardır. C) I ve II E) I, II ve III Simya, kimya ve çalışmalar ile ilgili yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II C) Yalnız III E) II ve III 12. Rönesans döneminde bilim insanları, element kavramına yeni yorumlar getirmişlerdir. Bu yorumlar bilimsel temele daha yakındır. Rönesans döne- 9. Robert Boyle I. Kimya II. Antoine Laurent Lavoisier re element denir.” tanımı ortaya konmuştur. III. Buna göre, yukarıdaki paragrafta bırakılan Joseph Proust Yukarıda verilen kavram haritasındaki bilim adamlarından hangilerinin kimya bilimine önemli katkıları olmuştur? A) Yalnız I D) I ve III minde .............. ................ tarafından ”kendinden daha basit maddelere dönüşmeyen saf maddele- B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III boşluğa, aşağıda verilen bilim adamlarından hangileri getirilmelidir? A) Robert Boyle B) Antoine Lavoisier C) Van Halmont D) John Dalton E) Isaac Newton 81 Kimya Bilimi NOTLARIM 88 2. ÜNİTE : ATOM VE PERİYODİK SİSTEM 1. BÖLÜM : ATOM KAVRAMININ GELİŞİMİ 1.1. KİMYANIN TEMEL YASALARI a) Kütlenin Korunumu Kanunu b) Sabit Oranlar Kanunu c) Dalton Atom Modeli d) Katlı Oranlar Kanunu e) Birleşen Hacim Oranlar Kanunu 1.2. ATOM VE ELEKTRİK a) Elektriklenme Deneyimlerinden Atoma b) Faraday Elektroliz Deneyleri ve Atom Altı Parçacıklar c) Elektronun Keşfinin Tarihsel Gelişimi d) Atomun Proton Sayılarının Belirlenmesi 1.3. ATOM ALTI TANECİKLER a) Elektron, Proton ve Nötron b) Atom Numarası, Kütle Numarası ve İzotop Kavramı 2. BÖLÜM : ATOM MODELLERİ 2.1. THOMSON VE RUTHERFORD ATOM MODELERİ 2.2. ATOM SPEKTRUMLARI a) Kesiksiz (Sürekli) Spektrum b) Kesikli (Çizgi) Spektrum 2.3. BOHR ATOM MODELİ 2.4. MODERN ATOM TEORİSİ 3. BÖLÜM : PERİYODİK SİSTEM 3.1. PERİYODİK SİSTEMİN TARİHÇESİ 3.2. MODERN PERİYODİK SİSTEM a) Gruplar ve Periyotlar b) Elementlerin Periyodik Sistemdeki Yerlerinin Belirlenmesi 3.3. PERİYOİK ÖZELLİKLERİN DEĞİŞİMİ a) Metalik ve Ametalik Özellikler b) Atom Yarıçapı c) İyonlaşma Enerjisi d) Elektron İlgisi e) Elektronegatiflik Modern kimya 18. yüzyıldaki buluşlarla başladı. Bu buluşlar Kütlenin Korunumu Kanunu ve Sabit Oranlar Kanunu’nun ortaya konmasını ve giderek Dalton Atom Modeli’nin geliştirilmesini sağladılar. Bununla birlikte, atom yapısının anlaşılmasında en önemli gelişmeler daha çok fizik alanında oldu. Katot ışını araştırmaları, bütün maddelerde bulunan bir temel tanecik ve bir negatif yük birimi olan elektronu keşfine yol açtı. X-ışınları ve radyoaktifliğin bulunması, katot ışını çalışmalarının bir sonucudur. İzotopların keşfi ve modern kütle spektrometresinin geliştirilmesinin kaynağı da yine katot ışınlarıdır. Daha sonra proton ve nötronların keşfi, atom çekirdeğinin yapısı ile ilgili daha bütünleyici tanımlar yapılmasını sağladı. Atomun yapısının açıklamasında elektromanyetik ışıma incelemeleri etkili olmuştur. Beyaz ışığın dağılımı kesiksiz bir spektrum oluşturur. Uyarılmış gaz atomlarında ışığın dağılımı sonucu, renkli çizgiler grubundan oluşan bir çizgi spektrumu, Balmer denklemi ile tamamlanabilen, hidrojen atomunun spektrumudur. Hidrojen atomunun spektrumlarından hareket Bohr Atom Modeli’ni ortaya koymuştur. Heisenberg belirsizlik ilkesi ile temellerine katkı sağlanan modern atom kuramı bugünkü şeklini almıştır. 1. BÖLÜM : ATOM KAVRAMININ GELİŞİMİ 1.1. KİMYANIN TEMEL YASALARI a) Kütlenin Korunumu Kanunu b) Sabit Oranlar Kanunu c) Dalton Atom Modeli d) Katlı Oranlar Kanunu e) Birleşen Hacim Oranlar Kanunu 1.2. ATOM VE ELEKTRİK a) Elektriklenme Deneyimlerinden Atoma b) Faraday Elektroliz Deneyleri ve Atom Altı Parçacıklar c) Elektronun Keşfinin Tarihsel Gelişimi d) Atomun Proton Sayılarının Belirlenmesi 1.3. ATOM ALTI TANECİKLER a) Elektron, Proton ve Nötron b) Atom Numarası, Kütle Numarası ve İzotop Kavramı Kütlenin Korunumu Kanunu’na göre tepkimeden çıkan ürünlerin kütlelerinin toplamı; tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamına eşittir. 1774’te Antoine Lavoisier tarafından ortaya konuldu. Lavoisier’e göre “Doğanın işleyişinde hiçbirşey yoktan var olmaz. Tüm dönüşümlerde madde miktarı aynı kalır.” Lavoisier yanma olayını bugünkü anlamda tanımlamıştır. Sabit Oranlar Kanunu’na göre bir bileşiğin tüm örnekleri aynı bileşime sahiptir. Yani bileşenler kütlece sabit oranlarda birleşir. 1799’da Joseph Proust tarafından ortaya konuldu. Proust, elementler ancak belirli kütle oranlarında birleşerek bileşikleri oluşturabilir. XaYb bileşiğinm a.X şeklinde hesaplanır. de; X kütlece birleşme oranı; mY a.Y Dalton Atom Modeli’ni ortaya koymadan önce Kütlenin Korunumu Kanunu ve Sabit Oranlar Kanunu’nun ortaya konmuş olması, Dalton atom modelinin kabulünü kolaylaştırmıştır. Bu modele göre, elementler atom adı verilen küçük taneciklerden oluşur. Bir elementin bütün atomları şekil, hacim ve kütle bakımından birbirinin aynıdır. Ancak bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır. Bileşikler birden çok elementin atomlarından oluşmuştur. Bir bileşikteki iki elementin atom sayıları oranı bir tam sayı ya da tam sayılı bir kesirdir. Kimyasal tepkimeler yalnızca atomların birbirinden ayrılması, birbiri ile birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir. Atomların yok olmasına ya da oluşmasına yol açmaz. Katı Oranlar Kanunu’na göre, iki element birden fazla bileşik oluşturmak üzere birleşirse, bir elementin belli bir kütlesi ile birleşen diğer elementin farklı kütleleri arasında küçük tam sayılı bir oran vardır. 1806’da John Dalton tarafından ortaya konuldu. Fe2O3 ile Fe3O4 bileşiklerin9 dir. de eşit kütle Fe ile birleşen oksijenin kütleleri arasındaki katlı oran 8 Birleşen Hacim Oranları Kanunu’na göre, aynı sıcaklık ve basınçta gazlar, ancak belirli ve tam sayılı oranda tepkimeye girer. Gazların tepkimeye giren hacimleri arasında belirli ve sabit bir oran vardır. Birleşen hacim oranlar kanunu Gay-Lussac tarafından ortaya konuldu. N2(g) 1 tür. + 3H2(g) → 2NH3(g) tepkimesinde N2 gazının hacminin H2 gazının hacmine oranı 3 Avogadro Hipotezi; Avogadro’nun “Eşit hacimler – eşit sayılar” kuramı ile farklı şekilde ifade edilir. Birincisi, aynı sıcaklık ve basınçta farklı gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda atom veya molekül bulunur. İkincisi; aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit sayıdaki molekülleri eşit hacim kaplar. Bu tanımlara bağlı olarak “Aynı koşullarda gazların molar hacimleri eşittir.” sonucuna ulaşılır. Atom numarası proton sayısıdır. Elementin hangisi olduğunu belirler. Nötral atomlarda elektron sayısı atom numarasına eşittir. Kimyasal değişimlerde elektron sayısı değişir. Kütle numarası proton ve nötron sayıları toplamıdır. Nükleon sayısı da denir. Atom numaraları aynı kütle numaraları farklı atomlara izotop atomlar denir. Atom ve Periyodik Sistem 1.1. KİMYANIN TEMEL KANUNLARI nın bir miktarının kütlesi, toplamına eşit olduğunu görmüştür. Bu ve buna benzer deneyler sonucunda La- Atom modelinin geliştirilmesi bilimsel metoda, sistematik sürece ve bilimsel sorgulamaya iyi bir ör- voisier; aşağıda tanımlanan Kütlenin Korunumu nektir. Bilimsel metot, adımlar dizisi olarak düşünüle- Kanunu’nu ortaya koymuştur. bilir. İlk adım ise, incelemek istenilen materyali tem- Tepkimede çıkan ürünlerin kütlelerinin toplamı; sil eden küçük bir örnek üzerinde ölçümler, gözlem- tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamına eşit- ler yaparak veri toplamaktır. Veri dizilerinde gözlenen tir. Lavoisier, kimi kez kendi adıyla da anılan bu ilke- düzenlilikler, bilimsel kanun olarak formüle edilirler. yi şöyle de dile getirmiştir; Bu gözlemlerin iyice sınırlandırılmış bir özetidir. Örne- Doğanın tüm işleyişinde hiçbir şey yoktan var ol- ğin, yerçekimi kanunu, kütlelenin farklı cisimler üzeri- maz. Tüm dönüşümlerde maddenin miktarı aynı kalır. ne yerçekiminin etkisi ile ilgili ölçümlerin özetidir. İkin- Maddenin yapısındaki değişimleri kimyasal deği- ci adımda hipotezler geliştirmektir; bu da, en temel şim olarak adlandırılır. Kimyasal değişimde, değişim kavramlardan yararlanarak, kanunların mümkün ola- öncesinde maddelerin kütleleri toplamı değişim son- bilen açıklamalarıdır. Gözlem, ayrıntılara dikkatli bir rasındaki kütleleri toplamına eşittir. yaklaşım gerektirir; oysa bir hipotez geliştirmek, önsezi, hayal gücü ve yaratıcılık ister. Örneğin, Dalton, aX(g) + bY(g) → cZ(g) + dL(g) tepkimesinde, ve atomlar hakkında hipotezini formüle edebildi. Bu mX + mY = mZ + mL olmalıdır. muhteşem bir önsezi idi ve diğer insanların dünyamızı yeni bir bakış açısı ile algılamasına yardımcı oldu. Bir hipotez geliştirildikten sonra, bu hipotezi kanıtlayacak deneyler tasarlanır. Deneyler çoğunlukla yaratıcılık ve bazen de iyi bir şans gerektirir. Eğer, tekrarlanan deneylerin sonuçları o konudaki hipotezi destekliyorsa, bu defa da teori olarak formüle edilir ki ESEN YAYINLARI atomları tek tek görmediyse de onları hayal edebildi Yalnız kimyasal tepkimelerde değil, tüm fiziksel değişimlerde kütle korunur. Kütlenin korunmadığı tek olay çekirdek tepkimeleridir. Kimyasal tepkimelerde atom çekirdekleri, dolayısıyla proton ve nötron sayıları değişmez. bu da konunun formal açıklamasıdır. Bir teori, bazen Kimyasal tepkimelerde toplam elektron sayı bir model yardımıyla açıklanabilir; model, incelenen ve toplam yük korunur. cismin basite indirgenmiş şeklidir. Teoriler ve modeller deneylerle test edilmeli ve deney sonuçlarına uymayan kesimlerde gerekli düzeltmeler yapılmalıdır. Atomların cinsi ve sayısı korunur. Bir kimyasal tepkimede giren elementlerin atom sayıları toplamının, çıkan elementlerin atom sayılarının toplamına eşitlenmesi işlemine denkleş- a) Kütlenin Korunumu Kanunu 1774 yılında Antoine Laurent Lavoisier bir deney gerçekleştirmiştir. Lavoisier bir kalay örneği ve hava içeren bir cam balonun ağzını kapatmış ve tartmıştır. Sonra kapalı balonu ısıtmış kalayın tebeşir tozuna benzer bir toz verdiğini görmüştür. Kabı yeniden tartmış ve kütlenin değişmediğini bulmuştur. Yaptığı daha başka deneylerde de beyaz tozun kütlesinin kalay örneğinin kütlesi ile kullandığı hava92 tirme denir. Bir kimyasal tepkimede atomların düzenlenmesi yeniden yapıldığından moleküllerdeki atom sayıları değişebilmektedir. Buna bağlı olarak molekül sayısı ve hacim korunmayabilir. Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK Dalton atom modelinde “Kimyasal tepkimeler; yalnızca atomların birbirinden ayrılması, birbiri ile bir- C2H4(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(g) 1,4 g 4,8 g 4,4 g leşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir; mg atomların yok olmasına ya da oluşmasına yol açmaz” Yukarıdaki tepkimede reaksiyona giren ve oluşan denildiği için, kütlenin korunumu kanunu ile uyum içe- maddelerin kütleleri verilmiştir. risindedir. Buna göre, oluşan H2O(g) nun kütlesi (m) kaç gramdır? A) 6,2 b) Sabit Oranlar Kanunu B) 3,6 C) 2,7 D) 1,8 E) 1,35 1799 da Joseph Proust yaptığı bir açıklamada hep aynı miktar bakırı sülfürik asit ya da nitrik asitte çözüp, sonra soda ya da potas ile karbonat şekiln- ÇÖZÜM de çöktüğünde, daima aynı miktar (kütlede) ürün elde ettiğini belirtmiştir. Bu ve benzeri deneylerde elde ettiği sonuçların sonunda, Sabit Oranlar Kanunu’nu ortaya koymuştur; Bir bileşiğin bütün örnekleri aynı bileşime sahiptir. Yani bileşenler kütlece sabit oranlarda birleşir. ESEN YAYINLARI Sabit oranlar yasası Proust tarafından; Element- ÖRNEK + – +2 2X + 16H + 10Cl → 2Mn + 8H2O + 5Cl2 tepkimesinde X ile gösterilen aşağıdakilerden –2 oluşturabilir. Şeklinde açıklanmıştır. Bileşikler ile karışımların en önemli farklarından biri, bileşik oluşurken sabit oranlar kanununun geçerli olmasıdır. Karışımlar oluşurken böyle bir sınırlama doğru değildir. XaYb bileşiğinde sabit oranlar aşağıdaki gibi he- hangisidir? A) MnO 4 ler ancak belirli kütle oranlarında birleşerek bileşik B) MnO–4 D) MnO2 C) Mn2O3 E) MnO saplanır. m X a.X = m Y b.Y Al2S3 için (Al : 27, S : 32) ÇÖZÜM m Al 2.27 m Al 9 = & = m S 3.32 m S 16 Bir bileşiğin bütün moleküllerinde aynı sayıda atom bulunur. Bütün moleküllerdeki kütlece sabit oranların aynı olması için aynı izotoplardan oluşmaları gerekir. Böyle olduğu varsayılarak sabit oranlarla ilgili işlemler yapılır. Dalton atom modelinde “Bileşikler birden çok elementin atomlarından oluşmuştur. Herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranı bir tam sayı ya da basit tam sayılı kesirdir.” denildiği için sabit oranlarla uyumludur. 93 Atom ve Periyodik Sistem c) Dalton Atom Modeli ÖRNEK N2O3 bileşiği ile ilgili; Dalton’un atom modeli aşağıdaki şekilde özetle- 2 I. Bir moleküldeki atom sayıları oranı tür. 3 7 dir. II. Elementlerin kütleleri arasındaki oran 12 III. N2O3 bileşiğinin kütlesi artırılırsa bileşiğin nebilir: Elementler atom adı verilen çok küçük ve bölünmeyen taneciklerden oluşmuştur. Bir elementin bütün atomları kütle, şekil, hacim ve diğer özellikleri bakımından aynıdır. Fakat bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır. kütlece yüzde bileşimi değişir. yargılarından hangileri doğrudur? (N:14, O:16) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Bir bileşik iki ya da daha çok elementin atomlarından oluşur. Bir bileşikteki iki elementin atom sayıları oranı bir tam sayı ya da basit tam sayılı bir kesirdir. Örneğin, bir atom A ve bir atom B (AB) ya da bir atom A ve iki atom B (AB2) gibi. ÇÖZÜM ÖRNEK 1799 da Proust laboratuvarda bakır karbonat oluştururken her seferinde eşit kütleli bakırdan eşit miktarda bakır karbonat elde etti. Buna göre; I. Sabit oranlar kanunu deneysel verilerin yorumlanmasına dayanır. II. Dünyanın çeşitli ülkelerindeki bilim adamları aynı kütleli bakır ile yapacakları deneylerde aynı sonucu elde ederler. III. Bakır karbonat bileşiğindeki karbon elementinin kütlece yüzde oranı sabittir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI Kimyasal tepkimeler, yalnızca atomların, birbirinden ayrılması, birbiri ile birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir; atomları yok olmasına ya da oluşmasına yol açmaz. Dalton atom modeli atomların yok olmadığını ya da yoktan oluşmadığını söylemekle 1774 te A. Lavoisier tarafından ortaya konulan kütlenin korunumu kanunu destekler. Dalton atom modeli herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranının sabit olduğunu söylemekle 1799 da J. Proust tarafından ortaya konulan sabit oranlar kanunu destekler. Dalton’a göre, bir bileşik oluşturabilmek için belli elementlerin belli sayıda atomlarına gereksinim vardır. Bu fikir J. Proust’un ortaya koyduğu sabit oranlar kanununun uzantısıdır. Dalton atom modeli katlı oranlar kanununu destekler. d) Katlı Oranlar Kanunu Dalton’un maddenin doğasına ilişkin zekice önsezisi kimyanın hızla gelişmesine en önemli itici güç olmuştur. Dalton bir bakıma kimya ve kimyasal çözümlemeyi tanımlayan ilk kişidir. Dalton’a göre kimyanın başlıca işlevi; maddesel parçacıkları birbirinden ayırmak ya da birbiriyle birleştirmektir. Dalton’un sözünü ettiği bu parçacıklar maddenin o zaman bölünmez, parçalanmaz sayılan en ufak ögeleri, yani atomlardır. Dalton yaptığı çalışmalar sonucunda 1806 da Katlı Oranlar Kanunu’nu ortaya koymuştur. 94 Atom ve Periyodik Sistem ÇÖZÜM İki element birden fazla bileşik oluşturmak üzere birleşirse bir elementin belli bir kütlesi ile birleşen diğer elementin farklı kütleleri arasında küçük tam sayılı bir oran vardır. İki bileşiğin katlı oranlar kanununa örnek teşkil etmesi için; İkişer elementten oluşmalıdır. Aynı elementlerden oluşmalıdır. Katlı oran 1 olamaz. Bu nedenden dolayı bileşiklerin basit formülleri aynı olamaz. N2O4 ile NO2 bileşikleri katlı oranlar kanununa örnek ve- e) Birleşen Hacim Oranları 1808’de Gay-Lussac’ın yayınladığı çalışmalar rilemez. Her iki bileşiğin basit formülü NO2 dir. molekül kavramına açıklık getirmiştir. Gay-Lussac gaz halindeki maddelerin yer aldığı tepkimeleri ince- C2H4 ile C5H10 bileşikleri katlı oranlar kanununa leyerek aynı sıcaklık ve basınçta ölçülen gaz hacim- örnek verilemez. Her ikisin de basit formülü CH2 dir. lerinin orantılı olduğunu göstermiştir. Gay-lussac’ın C3H8 ile C2H4 bileşikleri katlı oranlar kanununa ortaya koyduğu Birleşen Hacim Oranları Kanunu örnek verilebilir. Karbon sayısı eşitlenirse; aşağıdaki gibi ifade edilebilir; C3H8/2 ⇒ C6H16 Katlı oran, H atom sayılarının oranı olup olur. 16 4 & 12 3 Hidrojen atom sayıları eşitlenerek karbon kütlele3 çıkar. ri arasındaki oran hesaplanırsa, 4 ESEN YAYINLARI Aynı sıcaklık ve basınçta tepkimeye giren gazla- C2H4/3 ⇒ C6H12 rın hacimleri arasında tam sayılarla ifade edilebilen bir oran vardır. 1811 yılında Amedeo Avogadro “eşit hacimler eşit sayılar” kuramını ortaya koyarak hacim oranlar kanununun anlaşılmasına katkıda bulunmuştur. Avogadro gaz halindeki bir çok elementin tek atomlu olmayıp iki atomlu (N2, O2, H2, ...) olduğunu öne sürdü. Avogadro’nun “eşit hacimler - eşit sayılar” kuramı aşağıdaki gibi tanımlanabilir. ÖRNEK Aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit hacimleri eşit sayıda atom veya molekül içerir. Bu tanı- mX(g) 1. bileflik 14 mın tersi de doğru olur. Aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit sayı- 7 daki atom veya molekülleri eşit hacim kaplar. 2. bileflik P ve T eşitse; 8 16 mY(g) VA n A = olur. VB n B Dalton atom modeli birleşen hacim oranları kanu- Kütlece birleşme oranları verilen iki bileşikten nu ile uyumlu değildir. J. Dalton suyun oluşum denk- birincinin formülü X2Y ise ikinci bileşiğin ba- lemini, sit formülü aşağıdakilerden hangisidir? A) XY C) X2Y3 B) XY2 D) X2Y4 E) X2Y5 2H2(g) + O(g) → 2H2O(g) şeklinde kabul etmeyip, H(g) + O(g) → HO(g) şeklinde kabul eder. 95 Atom ve Periyodik Sistem ÇÖZÜM Dalton’a göre elementlerin tanecikleri tek tek atomlardır. Dalton bu varsayımın ne dereceye kadar doğru olabileceği üzerinde durmamış, bunun yerine “eşit hacimler - eşit sayılar” varsayımını reddetmiştir. ÖRNEK N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) Yukarıda verilen tepkime ile ilgili; I. 1.2. ATOM VE ELEKTRİK Atom sayıları korunmaktadır. II. Molekül sayıları korunmaktadır. a) Elektriklenme Deneyimlerinden Atoma III. Aynı sıcaklık ve basınçta 12 litre azot gazı 36 Sürtünme ile elektriklenmede sürtünen cam, ebo- litre hidrojen gazı ile artansız birleşir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II nit ve kumaş elektrikle yüklenir. Elektrik yüklenen bu cisimlerin tüy, saç ve küçük kâğıt parçalarını çektiği C) Yalnız III gözlemlenmiştir. Bu gözlemde bulunan bilim adamla- E) I, II ve III rı aşağıdaki sonuçlara varmıştır: ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI Sürtünme ile elektriklenmede maddenin kimyasal yapısı bozulmaz. Cevap D ÖRNEK Gay-Lussac’ın ortaya attığı hacim oranlar kanunu, I. Dalton’un katlı oranlar kanununun benimsenmesi, II. Avogadro’nun gaz elementlerin çoğunun molekül olduğunu saptaması, III. Avogadro’nun aynı sıcaklık ve basınçta, “eşit hacimler-eşit sayılar” kuramını ortaya koyması olaylarından hangilerinin katkısıyla tam olarak anlaşılmıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 96 Sürtünmede maddeden diğer maddeye atom geçişi olmaz. Sürtünmede, maddeler arasında atomlarda bulunan daha küçük taneciklerin geçişi olur. Maddelerin elektrik yüklenmeleri iki türdür; Yünlü kumaşa sürtülen ebonit çubuğun elektriklenme türüne negatif elektrik yükü ve ipek kumaşa sürtülen cam çubuğun türüne pozitif elektrik yükü denir. Aynı elektrik yükü taşıyan nesneler birbirini iterken, zıt elektrik yükü taşıyan nesneler birbirini çeker. Atomlar nötrdür. (+) elektrik yüklerinin toplamı, (–) elektrik yüklerinin toplamına eşittir. b) Faraday’ın Elektroliz Deneyleri ve Atom Altı Parçacıklar Michael Faraday çeşitli bileşiklerin çözeltilerinden elektrik akımı geçirerek değişimleri gözlemlemiştir. Bu deneylerde metal iyonlarını, katotta indirgemiş ve metalik hallerini elde etmiştir. Faraday’ın yaptığı deneylerin sonucunda; Katotta belli miktarda madde biriktirmek için daima aynı miktar elektrik yüküne veya bu yükün tamsayılı katlarına ihtiyaç vardır. Atom ve Periyodik Sistem Devreden geçen elektik yükü miktarı ile katot- re, yükü büyük olan tanecik yükü küçük olan tanecik- ta biriken madde miktarı arasında doğru oran- ten daha çok sapar, kütlesi büyük tanecik kütlesi kü- tı vardır. çük olan tanecikten daha az sapar. m = A . I . t şeklinde tanımlanmıştır. Thomson, katot ışınlarını elektrik ve manyetik Farklı elementlerin bileşikleri aynı miktarda alandan oluşan düzenekten geçirmiş ve sapma açı- elektrik yükü ile elektroliz edildiğinde katot- sından yararlanarak elektron için yük/kütle (e/m) ora- larda biriken element kütlesinin atom kütlesi- nını –1,758.10 ne bölümleri arasında sabit tam sayılı bir oran 11 C/kg olarak belirlemiştir. Robert Millikan, bir atomizer tarafından püskür- vardır. tülen çok küçük boyutlu yağ damlacıklarını, X-ışınları sonuçlarına varılmıştır. yardımıyla gaz atomlarından kopardığı elektonlarla Elektroliz deneylerinde elde edilen verilerden ha- yüklemiştir. Daha sonra elektrik akımı uygulanan iki reketle aşağıdaki çıkarsamalar yapılmıştır. levha arasında yüklü yağ damlacıklarının düşmeleri- Elektrik akımı belirli sabit büyüklükte yük bi- ni, düşme hızlarını, düşmelerini engellemek için ge- rimlerinden oluşmaktadır. rekli olan elektrik alanını incelemiştir. Maddeler (atomlar) bu yük birimini veya bu Belli bir alandaki düşme hızlarını inceleyen R. yük biriminin belirli katlarını taşımaktadır. Atomlarda belirli büyüklükteki elektrik yükü ta- Millikan, yağ damlacıklarının yükünü hesaplamıştır. şıyan atom altı tanecikler bulunmaktadır. Bazı yağ damlacıklarına birden fazla elektron yapıştı- c) Elektronun Keşfinin Tarihsel Gelişimi Atomlardaki negatif yüklü taneciklerin varlığı ile ilgili ilk kanıt William Crooks tarafından ortaya kondu. ESEN YAYINLARI ğından bu hesaplamalar sonucu bulunan yük değerlerinin her zaman belli bir yük değerinin tam sayı katları olduğu belirlenmiştir. Robert Millikan’ın yağ damlaları ile yaptığı deney–19 Crooks geliştirdiği tüplerle yaptığı deneylerde, hava- ler sonucunda ölçtüğü elektron yükü –1,6022.10 sı alınmış tüpe konan gazlara yüksek elektriksel geri- C’dir. Millikan, bulduğu bu yük değerini, Thomson’un lim uygulandığında sarı-yeşil renkte ışık elde etmiştir. bulduğu e/m değerinde yerinde kullanarak, elektro- Bu ışınlara daha sonra katot ışınları adı verildi. Işın- nun kütlesini, lar eksi yüklü elektrottan pozitif yüklü elektroda hareket ettikleri için bu ad verilmiştir. e/m = –1,7588.10 1, 6022.10 –19 m Takip eden çalışmalar sonucunda; Katot ışınları gazın cinsine bağlı değildir. Katot ışınları hızla hareket eden negatif yüklü taneciklerden oluşmaktadır. m= 11 c/kg = 1, 7588.10 11 1, 6022.10 –19 & m = 9, 109.10 –31 kg 1, 7588.10 11 şeklinde hesaplamıştır. Bu negatif yüklü taneciklere Stoney’in önerdiği elektron adı verildi. J. J. Thomson, katot ışınlarının elektrik ve manyetik alanlarda sapmalarını inceleyerek elektron için yük / kütle (e/m) değerini bulmuştur. Katot aşınları negatif yüklü taneciklerden oluştuğu için elektrik alanından geçerken (+) yüklü levhaya doğru saparlar. Bu sapmanın açısı; tanecik yükü ile doğru, tanecik kütlesi ile ters orantılıdır. Buna gö- Eugen Goldstain 1886 da yaptığı çalışmalarda Crooks tüplerinde katot ışınları oluşurken meydana gelen pozitif iyonların da ışıma yaptığını belirledi. Daha sonra delikli bir katot levha kullanarak deneyi tekrarladı. Pozitif yüklü ışınlar katotun deliklerinden geçerek doğrusal ışın oluşturdu. Pozitif iyonların oluşturduğu bu ışınlara pozitif ışınlar veya kanal ışınları adı verilir. 97 Atom ve Periyodik Sistem 1898 yılında Wilhelm Wien ve J. J. Thomson ÖRNEK pozitif ışınların elektrik ve manyetik alanda sapma- Sürtünme ile elektriklenme deneylerinde; larını inceleyerek e/m değerlerini hesapladılar. Pozi- I. tif ışınların e/m değerinin maddenin türüne bağlı ol- II. Birbirine sürtülen maddelerin kimlik özellikle- duğu belirlendi. ri değişir. En küçük kütleli olan hidrojen için e/m değe- III. Atomun yapısında, atomu oluşturan tanecik- 7 ri +9,5791.10 C/kg olarak hesaplandı. Bu taneciğe lerin varlığına kanıttır. proton adı verildi. Protonun yükünün elektronun yüküne eşit olmasından hareketle yükü; +1,6022.10 kütlesi 1,6726.10 –27 –19 Bir maddeden diğerine atomların geçişi olur. yargılarından hangileri doğrudur? C, kg olarak hesaplandı. A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II C) Yalnız III E) II ve III d. Atomun Proton Sayılarının Belirlenmesi ÇÖZÜM H. Moseley yaptığı çalışmalar sonucunda elementlerin bir atomundaki proton sayılarını hesapladı. Böylece elementlerin atom numaralarını belirledi. Bu çalışmaları sonucunda Moseley, Elementlerin özelliklerinin bağıl atom kütlelerine bağlı olmadığını, atom numaralarına bağlı olduğunu tespit etti. Periyodik kanunu “Elementlerin özellikleri atom numarasının periyodik bir fonksiyonudur.” şeklinde değiştirdi. Böylece o tarihe kadar atom kütlelerine göre sıralanarak oluşturan Mendeleev’in elementler tablosu değiştirilmiş, günümüzde kullanılan ve elementlerin atom numaralarına göre sıralanmış periyodik sistemi oluşturuldu. Bu çalışmalar sonucunda, bir atomda elektron yükünü dengeleyecek sayıda proton bulunduğu or- ESEN YAYINLARI Elementlerin atom numaralarını doğru bir şekilde belirledi. 1.3. ATOM ALTI TANECİKLER a) Elektron, Proton ve Nötron Atomlar elektronlar, protonlar ve nötronlar denen atom altı, taneciklerden oluşmuşlardır. Proton ve nötronlar, atom çekirdeği denen, birbirine sıkıca bağlı, küçük bir merkezi bölge oluştururlar. Bu atom modeline nükleer atom denir. Tanecik Sembol Yük Kütle (gram) Elektron e– –1 9,109.10–28 Atom kütleleri belirlendiğinde görülmüştür ki ato- Proton p +1 1,673.10–24 mun kütlesi atomdaki protonların toplam kütlesinin iki Nötron n 0 1,675.10–24 taya konuldu. katı kadar ya da daha fazladır. Bu durumu açıklamak için E. Rutherford çekirdekte yüksüz taneciklerin olabileceğini savundu. Yükler proton yüküne göre verilmiştir. SI birim sisteminde bir birim yük, 1,602.10 –19 Coulomb’dur. 1932 yılında James Chadwick yaptığı araştır- Proton ve nötronların kütleleri hemen hemen ay- malarda, atomun çekirdeğinde protonlardan başka, nıdır; fakat protonlar bir birimlik pozitif yük taşıdıkları kütlesi bir protonun kütlesine yaklaşık eşit fakat yük- halde nötronlar yüksüzdür. Bir elektronun kütlesi, pro- süz taneciklerin bulunduğunu belirledi. Bu taneciklere tonun kütlesinden çok daha küçüktür. Elektron bir bi- yüksüz anlamına gelen nötron adı verildi. rimlik negatif yük taşır. 98 Atom ve Periyodik Sistem Kütle Numarası Nükleer atomla ilgili ilk deneysel kanıt, J. J. Thomson’un 1897 yılında ilk atom altı tanecik keşfet- Bir çekirdekteki proton ve nötronların toplam sa- mesidir. Thomson katot ışınlarının negatif taneciklerin yısına atomun kütle numarası denir. demeti olduğunu kanıtladı. Kütle numarası A harfi ile temsil edilir. Elektronlar negatif elektrik yükü taşırlar, ama ato- Kütle numarası element sembolünün sol üst köşesine yazılır. mun toplam yükü, sıfırdır. Bu nedenle her atom, negatif yükleri nötraleştirecek kadar pozitif yük içerme- Nötron ve protonlar çok benzer taneciklerdir ve ikisi birden, nükleon şeklinde tanımlanır. Kütle numarasına nükleon sayısı da denir. lidir. Pozitif yükün atomun neresinde bulunduğu tartışması yıllarca sürdü. Yirminci yüzyılın başında pek çok bilim adamı atomları puding içindeki üzüm tane- 32 lerin dağılımına benzeterek, pozitif yüklü, jölemsi bir S nın kütle numarası 32 dir. madde içinde dağılmış elektronlar olarak düşündüler. İzotoplar 1908’de yapılan bir deney sonucunda, bu modelin geçerliliği kalmadı. Bu deney sonucunda atomun küçük, Belli bir elementin atom numaraları aynı, fakat yoğun, pozitif bir merkeze sahip olduğu ve bu merkez kütle numarası farklı olan atomlarına o elementin izo- çevresinin büyük ölçüde boşluk olduğuna karar ve- topları denir. rildi. Geliştirilen yeni modelde bir atomdaki elektron- Bir elementin tüm izotoplarının atom numara- lar çekirdek diye tanımlanan yoğun merkez etrafında tu ile kıyaslanırsa, bu hacim çekirdekten yaklaşık 10 5 kat daha büyüktür. Bir atomdaki elektronların negatif yükü, çekirdeğin pozitif yükü ile tam olarak dengelenir. ESEN YAYINLARI adeta bir bulut gibi dağılmışlardır. Çekirdeğin boyu- ları aynıdır. Çekirdek etrafındaki elektron sayıları aynıdır. Çekirdek içindeki nötron sayıları farklıdır. Aynı elementin izotopları aynı sayıda proton ve aynı sayıda elektron içerdiklerinden, fiziksel ve kimyasal özellikleri temelde aynıdır. İzotop atomlar arasındaki kütle farkı oldukça büyükse bu durum, bazı fiziksel özelliklerde b) Atom Numarası, Kütle Numarası, İzotop Kavramı Atom Numarası Bir atomun çekirdeğindeki protonların sayısına o elementin atom numarası denir. Atom numarası Z ile gösterilir. Atom numarası elementin kimliğini belirler. Atom numarası element sembolünün sol alt köşesine yazılır. 16S nin atom numarası 16 dır. Atom numaralarını ilk kez doğru olarak ölçen Henry Moseley’dir. Atom numarasına çekirdek yükü de denir. S nin çekirdek yükü +16 dır. gözlenebilir farklara, kimyasal özelliklerde de az da olsa bazı değişimlere neden olur. Hidrojen izotopları örnek verilebilir. 1 2 1H, 1H ve 3 1H 2 Hidrojenin 1H olan izotopuna döteryum denil2 diği için 1D ile gösterilmektedir. Döteryumun 8O ile oluşturduğu D2O ağır su olarak adlan- dırılır. 3 Hidrojenin 1H olan izotopuna trityum denildiği 3 için 1T ile gösterilmektedir. Radyoaktiftir. İzotop atomları olan elementin ortalama atom kütlesi, atom kütleleri ve izotopların doğadaki bolluk yüzdeleri dikkate alınarak hesaplanır. 99 Atom ve Periyodik Sistem Ortalama atom kütlesi = İzobar Atomlar M 1 .Y1 + M 2 .Y2 + ... 100 Atom numaraları farklı, kütle numaraları aynı M = Atom kütlesi olan atomlara izobar atomlar denir. Y = İzotopun bolluk yüzdesi Klor elementinin 35 Cl %75 ve 37 40 19K, Cl %25 izo- 40 20Ca ve 40 18Ar atomları örnek verilebilir. topları bulunmaktadır. Cl elementinin ortalama atom kütlesi; İzoton Atomlar 35 . 75 + 37 . 25 Ortalama atom Kütlesi = 100 Atom numaraları farklı, nötron sayıları eşit olan atomlara, izoton atomlar denir. = 35,5 olarak belirlenir. 32 16S, ve 30 14Si gibi atomlar örnek verilebilir. İzoton atomların tek ortak noktaları, nötron sayı- ÖRNEK larının eşit olmasıdır. Bir elementin izotop atomları için; I. 31 15P Nükleon sayısı II. Saf haldeki özkütlesi III. Çekirdekteki nötron sayısı yukarıda verilenlerden hangileri farklıdır? A) Yalnız I B) Yalnız II ÖRNEK E) I, II ve III ESEN YAYINLARI D) I ve III C) I ve II ÇÖZÜM Atom ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur? A) İzotop atomlar farklı elementlerin atomlarıdır. B) 28 Si atomu ile 30Si atomu aynı kimyasal özel- likler gösterir. C) ÖRNEK 63 Cu ve I. 65 27 D) Bir elemente ait tüm atomlar özdeştir. Cu atomları için; E) Atomun hacminin büyük bir kısmını çekirdek Çekirdek yükleri aynıdır. oluşturur. II. Bazı fiziksel özellikleri farklıdır. III. Aynı elementle oluşturdukları bileşiklerin formülleri aynıdır. yukarıda hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve II ÇÖZÜM 100 Al atomu ile 27Si atomu izotondur. B) Yalnız II ÇÖZÜM C) Yalnız III E) I, II ve III ATOM VE PERİYODİK SİSTEM 1. ÇÖZÜMLÜ TEST – 1 Na2CO3(k) + 2HCl(s) → 2NaCl(k) + CO2(g) + H2O(s) 21,2 g ?g 23,4 g 8,8 g 4. 3,6 g I. 7 X 11 Yukarıda verilen tepkime ile ilgili; II. Y 16 44 I. III. 11,2 6,4 Z Harcanan HCl nin kütlesi 14,6 gramdır. II. Homojen bir tepkimedir. Yukarıdaki tabloda, III. Ağzı açık bir kapta gerçekleştirilirse, kütlede azalma olur. Fe + S ⎯→ FeS tepimesi sırasında kullanılan ve oluşan madde yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III D) I ve III 2. Demir (gram) Kükürt (gram) FeS (gram) miktarları üç arklı deney için verilmiştir. C) I ve II Buna göre, tablodaki X, Y ve Z değerleri han- E) I, II ve III gi seçenekte doğru verilmiştir? A) B) C) D) E) C2H5 – MgCl + HCl → X + MgCl2 2X + aO2 → bCO2 + cH2O X ——— 4 4 3 3 4 Y ——— 28 28 28 26 26 Z ——— 17,2 17,6 17,6 17,2 17,6 denkleşmiş olarak verilen denklemdeki X’in ESEN YAYINLARI formülü ve a sayısı aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? X ——— A) C2H6 a ——— 7 B) C2H6 3 C) C2H4 6 D) C3H4 8 E) CH3 7 5. 1799’da Proust laboratuvarda bakır karbonat oluştururken her seferinde eşit kütleli bakırdan eşit kütlede bakır karbonat elde etti. Buna göre, Proust’un saptadığı sabit oranlar kanunu ile ilgili; I. Bileşikte bakırın kütlece birleşme yüzdesi sabittir. II. Başka bileşiklerle deney yapıldığında benzer sonuçlar oluşmaz. III. Deneysel verilerin yorumlanması ile ortaya konmuştur. yargılarından hangileri doğrudur? 3. “Doğanın tüm işleyişinde hiçbir şey yoktan var ol- A) Yalnız I maz. Tüm dönüşümlerde maddenin miktarı aynı D) I ve III kalır.” ifadesi ile ilgili olarak; I. Kütlenin korunumu kanununun ifade edilmesidir. II. Antoine Lavoisier tarafından ortaya konmuştur. III. Gazların yer aldığı tepkimeler için geçerli değildir. 6. Buna göre, 42 gram oksijenle yeterince azot A) Yalnız I A) 24,5 D) I ve III 101 E) I, II ve III E) I, II ve III kullanıldığında en fazla kaç gram diazot trioksit oluşur? C) I ve II C) I ve II N Diazot trioksit bileşiğinde kütlece birleşme O 7 dir. oranı 12 yargılarından hangileri doğrudur? B) Yalnız II B) Yalnız II D) 61,75 B) 47,5 C) 57 E) 66,5 Kimya Bilimi 7. I. 10. Dalton’un atom modeli Y(gram) II. Lavoisier’in kütlenin korunumu kanunu 6 III. Proust sabit oranlar kanunu 4 1. bileflik 2. bileflik Yukarıda verilen kanun ve modellerin ortaya konuluş tarihlerine göre; ilk bulunandan en 1 son bulunana doğru sıralanışı hangi seçenekB) II, III, I D) III, I, II X(gram) X ve Y elementlerinden oluşan iki bileşiğin yapı- te doğru verilmiştir? A) I, III, II 3 sındaki X ve Y kütlelerinin değişimi grafikteki gi- C) II, I, III bidir. E) III, II, I 2. bileşiğin formülü X3Y ise 1. bileşiğin basit formülü aşağıdakilerden hangisidir? B) X2Y A) XY 8. D) X3Y4 Bir bileflikte birleflen elementlerin kütlece oranlar› sabittir. D Y D 11. S ve O atomları arasında SO2 ve SO3 bileşikleri Y Sabit oranlar Bilefli¤in kütlece kanunu deneysel yüzde bileflimi, bileflik miktar›ndan verilerin yorumlanmas›na etkilenmez. dayan›r. D Y D Y 1 2 3 4 D Y 5 6 Sabit oranlar kanunu ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 2 oluşur. Sabit oranlar kanunu, kütlenin korunumu kanunu ile uyum içerisindedir. C) 3 Buna göre; I. ESEN YAYINLARI Ayn› bilefli¤in tüm moleküllerinde ayn› say›da atom bulunur. Aynı miktar S ile birleşen SO2 bileşiğindeki O miktarının SO3 bileşiğindeki O miktarına ora2 tür. nı 3 II. Aynı miktar O ile birleşen SO3 bileşiğindeki S miktarının SO2 bileşiğindeki S miktarına ora2 tür. nı 3 III. Eşit kütlede O ile oluşturulan SO2 ve SO3 bileşiklerinden SO3 ün kütlesi daha fazladır. yargılarından hangileri doğrudur? D) 4 E) 5 A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II 9. I. E) II ve III maktadır. 7 gram N ve 16 gram O nun birleştiği II. C2H4 – C5H10 birinci bileşiğin basit formülü NO2 dir. III. CO2 – CO Yukarıda verilen madde çiftlerinden hangileri katlı oranlar kanununa uyar? D) I ve II C) Yalnız III 12. Azot ve oksijen arasında iki farklı bileşik oluş- H2O – H2S A) Yalnız I C) XY3 E) X3Y2 B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III 14 gam N ile 40 gram O nun birleştiği ikinci bileşiğin basit formülü nedir? B) N2O A) NO D) N2O4 C) N2O3 E) N2O5 102 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ÇÖZÜMLÜ TEST – 1 ÇÖZÜMLERİ Atom ve Periyodik Sistem 1. 4. 2. ESEN YAYINLARI 5. 6. 3. 103 Atom ve Periyodik Sistem 7. 10. 11. ESEN YAYINLARI 8. 9. 12. 104 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ALIŞTIRMALAR – 1 Atom ve Periyodik Sistem Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenini kısa bir şekilde açıklayınız. A) NH2 0,64 B) N2H4 0,64 C) N2H4 0,32 D) NH3CI 0,32 E) N2H4 0,16 2. I. 3. XY2 bileşiğinde Elementler, atoma adı verilen ve parçalanmayan çok küçük içi dolu kürelerden oluşur. II. Aynı elemente ait bütün atomlar kütle, şekil ve hacim bakımından aynıdır. III. Bileşikler, iki ya da daha çok element atomunun belirli ve basit sayısal oranlarda birleşmesi ile oluşur. Dalton atom modeline ait yukarıdaki önermelerden hangilerinin doğru olmadığı bugün bilinmektedir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III mX 7 kütlece birleşme oranı dir. mY 16 mX Buna göre, X2Y3 bileşiğinde kütlece birmY leşme oranı nedir? A) 4. Açıklama: NH4Cl + NH3 + NaOH → X + NaCl + H2O 1,02 g 0,34 g 0,8 g ? g 1,16 g 0,36 g Yukarıda verilen kimyasal tepkimenin denkleşmiş hali ve tepkimedeki maddelerin kütleleri verilmiştir. Buna göre, X’in molekül formülü ve kütlesi nedir? Formülü Kütlesi ————— —————— I. 7 4 B) 7 8 C) 7 12 D) 7 16 E) Açıklama: ESEN YAYINLARI 1. Açıklama: 7 20 Avogadro’nun çalışmaları ile atomları bir arada tutan kuvvetlerin bulunduğu, yani kimyasal bağın varlığı ilk defa saptanmıştır. II. Katlı oranlar, sabit oranlar ve kütlenin korunumu kanunları atomun varlığına önemli kanıtlardır. III. Atomun varlığını bilimsel olarak öne süren ilk atom modeli olan Dalton atom modeli; katlı oranlar, sabit oranlar ve kütlenin korunumu kanunu ile uyum içindedir. Kimya biliminin temel kanunları ve Dalton atom modeli ile ilgili yukarıda verilen yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 105 Atom ve Periyodik Sistem D) I ve III 6. E) I ve III I. Gay-Lussac’ın birleşen hacim oranlar kanunu II. Lavoisier’in kütlenin korunumu kanunu III. Proust’un sabit oranlar kanunu Dalton’un atom ve bileşik ile ilgili görüşleri yukarıdaki kanunlardan hangileri ile tam uyum içinde değildir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II 8. E) I, II ve III 2H2S(g) + 3O2(g) → 2SO2(g) + 2H2O(g) Yukarıda ölçümleri aynı koşullarda gerçekleşen H2S gazının yakılması tepkimesiyle ilgili; I. 2 litre H2S gazı ile 3 litre oksijen gazı birleşmiştir. II. 15 litre oksijen gazı ve yeterince H2S gazından en azla 10 litre SO2 gazı oluşur. III. Girenlerin toplam hacmi, oluşan gazların toplam hacminden küçüktür. yargılarından hangilerine ulaşılamaz? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II 7. Açıklama: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) denklemi verilen tepkime ile ilgili; I. Azot, hidrojen ve amonyak gazlarının hacim oranları (1:3:2) şeklindedir. II. Girenlerin aynı koşullardaki hacimleri toplamı ürünlerin aynı koşullardaki hacimleri toplamına eşittir. III. Dalton’a göre bu tepkimede hacim oranları (1:1:1) şeklinde olmalıydı. yargılarından hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II 106 Açıklama: E) II ve III m gram X elementi sırasıyla 4,8 gram ve 2,4 gram Y ile birleşerek iki saf bileşik oluşturmaktadır. Buna göre, birinci bileşiğin basit formülü XY3 ise, ikinci bileşiğin basit formülü nedir? B) XY2 C) X3Y2 A) X3Y D) X3Y Açıklama: ESEN YAYINLARI 5. E) X2Y3 Açıklama: 3. BÖLÜM : PERİYODİK SİSTEM 3.1. PERİYODİK SİSTEMİN TARİHÇESİ 3.2. MODERN PERİYODİK SİSTEM a) Gruplar ve Periyotlar b) Elementlerin Periyodik Sistemdeki Yerlerinin Belirlenmesi 3.3. PERİYOİK ÖZELLİKLERİN DEĞİŞİMİ a) Metalik ve Ametalik Özellikler b) Atom Yarıçapı c) İyonlaşma Enerjisi d) Elektron İlgisi e) Elektronegatiflik Triadlar Kuralı: Alman kimyacı J. W. Döbereiner bazı elementlerin benzer özelliklerine göre üçerli gruplar halinde sınıflandırılabileceğini önermişti. Hazırladığı gruplarda ikinci elementin atom kütlesinin diğer iki elementin atom kütlelerinin aritmetik ortalaması olduğunu ortaya koymuştur. De Chancourtois: İlk periyodik sistemi oluşturdu. Birbirine benzeyen kimyasal ve fiziksel özelliklerden yola çıkarak elementleri sınıflandırmıştır. Bir silindirin çevresini 16 eşit birime böldükten sonra atom ve iyonları geliştirdiği kütle formülüne göre silindirin üzerine yerleştirmiştir. Her yedi elementte bir, elementlerin özelliklerinin tekrarlandığını fark etmiştir. Oktav Kanunu: J. A. Newlands, o zamana kadar keşfedilen elementleri atom kütlelerinin artış sırasına göre sıralamıştır. Herhangi bir elementin kendisinden sonra sekizinci elementle benzer özellikte olduğuna tanık olmuştur. Bu uyumlu gruba müzik notalarından hareketle oktav kanunu adını vermiştir. Dimitri Mendeleev ve J. Lother Mayer elementleri artan atom kütlelerine göre sıralamış ve bazı elementler arasında periyodik özellikler olduğunu belirlemişlerdir. Grup ve periyot kavramı bu düşünceyle başlamıştır. Mendeleev’e göre periyodik kanunu; “Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atomların kütlelerinin periyodik bir fonksiyonudur.” Henry Moseley x-ışınları spektrumlarını kullanarak elementlerin atom numaralarını belirlemiştir. Periyodik Kanunu; “Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numaralarının periyodik bir fonksiyonudur.” şeklinde değiştirmiştir. Modern periyodik sistem atom numaralarına göre oluşturulmuştur. 18 düşey sütun, 7 yatay sıradan oluşmaktadır. Yatay satırlara periyot, düşey sütunlara grup denilmektedir. Bir gruptaki elementlerin özellikleri birbirine benzer. Bir elementin katman elektron dizilimi yapıldığında, katman sayısı elementin bulunduğu periyot numarasını, değerlik elektron sayısı ise grup numarasını verir. Atom numaraları (21-30), (3948) ve (72-80) olan elementler B gruplarını, diğerleri ise A gruplarını oluşturur. A gruplarına baş gruplar, B gruplarındaki elementlere ise geçiş elementleri denir. Bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe atom yarıçapı azalırken, iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi ve elektronegatiflik artar. Elementlerin metalik özellikleri azalırken, ametalik özellikleri artar. 8A grubuna soygazlar veya asal gazlar denir. Sahip oldukları elektron dizilimleri kararlı olmalarını sağlamaktadır. Tepkimeye girme eğilimleri olmadığı için asaldırlar. Bir grupta yukarıdan aşağıya inildikçe atom yarıçapı artarken iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi ve elektronegatiflik azalır. Elementlerin metalik özellikleri artarken, ametalik özellikleri azalır. Bir gruptaki elementlerin değerlik elektron sayıları eşittir. Bir gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri birbirine benzer. Bu özelliğe uymayan elementler (H, B gibi) bulunmaktadır. Atom ve Periyodik Sistem 3.1. PERİYODİK SİSTEMİN TARİHÇESİ John Newlands benzer fiziksel özelliklere göre elementleri 11 gruba ayırmıştır. 19. yüzyılın başlarında kimyasal çözümleme yöntemlerindeki gelişmeler bilinen elementlerin sayısı- Elementleri atom kütlelerinin artışına göre sı- nı arttırmış, bu elementlerin fiziksel ve kimyasal özel- ralamıştır. liklerine ilişkin geniş bir bilgi birikimi sağlamıştır. Bu- Sekizinci element birinciyle, dokuzuncu ele- lunan element sayısındaki artışla birlikte elementle- ment ikinciyle benzer özellik göstermiştir. rin özelliklerini temel alarak elementlerin sınıflandır- Bu durumu müzik notalarındaki sisteme ben- ma ihtiyacı doğmuştur. zeten Newlands Oktav Kuralı olarak adlandırmıştır. 3. oktavdan sonra sistem işlemediği için bilim Johann Wolfgang Döbereiner benzer kimyasal adamlarınca benimsenmemiştir. özelliklerine göre elementleri üçerli gruplar halinde sınıflandırmıştır. Bu gruplarda ortadaki elementin atom kütlesi Julius Lothar Meyer ve Dimitri Mendeleev ele- yaklaşık diğer iki elementin atom kütlelerinin mentleri bilinen atom kütlelerine göre sıralamışlardır. aritmetik ortalamasıdır. D. Mendeleev elementleri atom kütlelerine göre sıralandığında düzenli olarak yinelenen özellikler göster- İlk sistematik gruplandırma girişimidir. nilmektedir. Gruplara örnek olarak (Ca, Sr, Ba), (Cl, Br, I) ve (S, Se, Te) örnek verilebilir. ESEN YAYINLARI Bu üçerli gruplandırmaya triadlar kuralı de- diğini tespit etti. Elementeri artan atom kütlelerine göre ve özellikleri biririne benzeyenler alt alta gelecek şekilde sıraladı. Elementlerin modern sisteme en yakın sınıflandırılmasıdır. Elementlerin özellikleri belli aralıklarla (peri- A.E. Bequyer De Chancourtois birbirine benzeyen kimyasal ve fiziksel özelliklerinden yola çıkarak elementleri sınıflandırmıştır. Oluşturulan ilk periyodik sistemdir. Bir silindirin çevresini 16 eşit birime ayırarak elementleri ve iyonları bu düşey sütunlara yerleştirmiştir. yodik) tekrar etmektedir. Elementleri 12 periyot ve 8 grup olarak düzenlemiştir. Mendeleev periyodik tabloda bazı yerleri boş bırakmıştır. Bu kutulara gelmesi gereken elementlerin özelliklerini belirtmiştir. Elementler daha sonra bulunmuştur. Mendeleev periyodik kanunu “Elementlerin fizik- Kendi geliştirdiği kütle formülüne göre elementleri sütunlara yerleştirmiştir. Silindir üzerinde benzer özellikteki elementlerin alt alta geldiğini gözlemlemiştir. Her yedi elementte bir, elementlerin özelliğinin tekrarlandığını fark etmiştir. 130 sel ve kimyasal özellikleri atom kütlelerinin periyodik bir fonksiyonudur.” şeklinde tanımlamıştır. Fakat bazı elementler (Ni, Co, Ca, K, I, Ar) elementlerin kütlelerine göre sıralanma kurallarına uymamıştır. Bu düzensizliğin nedeni olarak atom kütlelerinin yanlış hesaplandığına bağlamıştır. Daha sonra yapılan hesaplamalarda yanlışlık olmadığı tespit edilmiştir. Atom ve Periyodik Sistem ÇÖZÜM 3.2. MODERN PERİYODİK SİSTEM 1932 yılında Henry Moseley elektronlarla bombardıman ettiği atomların yaydığı X-ışınlarının dalga boylarından faydalanarak elementlerin atom numaralarını belirledi. Moseley, yaptığı çalışmalar sonucunda elementlerin özelliklerinin atom kütlesine değil, atom numarasına bağlı olduğunu belirledi. Periyodik kanunu; “Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numaralarının periyodik bir fonksiyonudur.” şeklinde değiştirdi. Bunun sonucunda elementler atom numaralarına göre sıralanmıştır. Eşit atom kütleli elementlerin sorun oluşturmasının önüne geçilmiştir. Basit bir periyodik tabloda elementlerin sembolleri, atom numaraları ve kütle numaraları bulunur. Bununla birlikte elementlerin erime ve kaynama noktaları, yükseltgenme basamakları, iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi, elektronegatiflik gibi fiziksel ve kimyasal özelliklerin belirtildiği ayrıntılı periyodik tablolalarda bulunmaktadır. ESEN YAYINLARI Günümüzde yaygın olarak kullanılan modern periyodik sistem, elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin bir fonksiyonu olarak ortaya çıkmıştır. Elementler atom numaralarına göre dizildiklerinde belli aralıklarla elementlerin özellikleri arasında periyodik bir tekrar sözkonusudur. ÖRNEK Newlands’a göre elementler atom kütlelerinin artış sırasına göre dizildiklerinde sekizinci element birinciye, dokuzuncu element ikinciye benziyor ve bu ilişki bu şekilde devam ediyordu. Newlands’ın bu durumu açıklamak için tanım- ÖRNEK De chancourtois, Newlands, Lother Meyer periyodik sistemlerini oluştururken artan atom kütlelerini esas almışlardır. Buna rağmen artan atom kütlelerine göre elementleri sıralayan D. Mendeleev’in periyodik sistemi kabul görmüştür. ladığı kanunun adı aşağıdakilerden hangisidir? A) Triadlar Kuralı B) Oktav Kanunu C) Periyodik Kanun D) Oktet Kuralı E) Dublet Kuralı Bunun nedenleri; I. Benzer özellikteki elementlerin alt alta yazılarak gruplar oluşturulması, II. Henüz keşfedilmemiş elementlerin tahmin edilerek yerlerinin boş bırakılması, ÇÖZÜM III. İstenen özellikteki bir elementin periyodik tabloda kolay bulunması özelliklerinden hangileri ile açıklanabilir? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III 131 Atom ve Periyodik Sistem a) Gruplar ve Periyotlar b) Elementlerin Periyodik Sistemdeki Yerlerinin Belirlenmesi Modern periyodik sistemde elementler artan Elementlerin periyodik sistemdeki yerleri temel atom numaralarına göre yatay satırlar ve düşey sü- hal elektron dizilimleri ile belirlenir. İyonların ve uya- tunlar halinde düzenlenmiştir. rılmış atomların elektron dizilimleri bu amaçla kulla- Periyodik sistemdeki yatay satırlara periyot nılamaz. denir. Periyodik sistemde 7 tane periyot bulunur. Periyotlar enerji düzeylerini (katmanları) Katman (temel enerji düzeyi) sayısı periyot temsil etmektedir. numarasını belirler. İlk periyotta 2 element bulunmaktadır. 13X : 2)8)3) : 3. periyot 20Y : 2)8)8)2) : 4. periyot 37Z : 2 ) 8 ) 18 ) 8 ) 1 ) : 5. periyot Altıncı periyotta 32 element bulunuyor. 55Cs : 2 ) 8 ) 18 ) 18 ) 8 ) 1 ) : 6. periyot Yedinci periyot tamamlanmamıştır. 88Ra : 2 ) 8 ) 18 ) 32 ) 18 ) 8 ) 2 ) : 7. periyot İkinci ve üçüncü periyotlarda 8 element bulunuyor. Dördüncü ve beşinci periyotta 18 element bulunuyor. Periyodik sistemdeki sütunlara grup denir. Periyodik sistemde elementlerin dış katmanındaki elektron sayısı onların grup numara- şan adlandırmada 18 grup bulunmaktadır. Di- sını verir. ğer adlandırmada ise elementler A ve B ol- ESEN YAYINLARI IUPAC’ın önerdiği yalnız rakamlardan olu- 3Li : 2)1) : 1A grubu 14Si : 2)8)4) : 4A grubu 16S : 2)8)6) : 6A grubu Gruplar değerlik elektron sayılarını gösterir. 35Br : 2 ) 8 ) 18 ) 7 ) : 7A grubu Bir gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri 33As : 2 ) 8 ) 18 ) 5 ) : 5A grubu 31Ga : 2 ) 8 ) 18 ) 3 ) : 3A grubu 38Sr : 2 ) 8 ) 18 ) 8 ) 2 ) : 2A grubu mak üzere iki grup türüne ayrılmaktadır. 8 tane A grubu ve 8 tane B grubu bulunmaktadır. B gruplarını oluşturan elementler 10 sütundan oluşmuştur. birbirine benzer. Gruplardan bazılarının özel adları vardır. Bu adlar genellikle gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri ile ilişkilidir. Atom numaraları (21-30), (39-48) ve (72-80) olan elementlerinin son iki katmanındaki Grup 1A Özel ad› Alkali metaller Aç›klama elektron sayıları toplanır, duruma göre 8 ve- Oksitleri ve hidroksitleri bazik oldu¤u için ya 18 çıkarılarak grup numaraları bulunur. Bu elementlere geçiş elementleri denir. B grupla- 1A Toprak alkali metaller Oksitler ve hidroksitleri bazik oldu¤u ve toprakta bol olduklar› için 3A Toprak elementler Toprakta bol bulunduklar› için 7A Halojenler Metallerle tuzlar› oluflturduklar› için 8A Asal gazlar Soygazlar da denir. Tepkime verme e¤ilimleri olmad›¤› için rı olarak adlandırılır. 21Sc :2 )8)9)2) Grup numarası : (9 + 2) – 8 = 3B 25Mn :2 ) 8 ) 13 ) 2 ) Grup numarası : (13 + 2) – 8 = 7B 29Cu :2 ) 8 ) 17 ) 2 ) Grup numarası : (17 + 2) – 18 = 1B 132 Atom ve Periyodik Sistem ÇÖZÜM Modern atom teorisindeki elektron dizilimine (orital elektron dizilimi) göre oluşturulan periyodik sistemdeki bir çok karakter katman elektron dağılımı ile açıklanamamaktadır. B gruplarının grup numaraları sağlıklı olarak orbital elektron dağılımları kullanılarak belirlenebilir. ÖRNEK Periyodik sistem ile ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır? A) En az element birinci periyotta bulunur. B) Her periyot bir alkali metalle başlar, bir soygazla sonlanır. C) Elementler periyodik sisteme artan atom numaralarına göre yerleştirilmiştir. D) Gruplar A ve B olmak üzere iki türdür, A gruplarına baş grup A ve B gruplarına geçiş ele- birbirine benzer. ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI mentleri denir. E) Aynı grupta bulunan elementlerin özellikleri ÖRNEK X element atomunun kütle numarası 33 ve nötron sayısı 17 dir. Buna göre, X elementinin periyodik sistemdeki periyot ve grubu aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir? X elementinin Periyodu Grubu ————— ———— A) 3 5A ÖRNEK B) 2 7A C) 2 6A D) 3 7A E) 3 6A ÇÖZÜM Aşağıda atom numaraları verilen elementlerden hangisi 35Br ile benzer kimyasal özellik gösterir? A) 9X B) D) 19K 13Y C) E) 15P 16S 133 Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK Elementler periyodik sistemdeki yerlerine göre metaller, yarımetaller, ametaller ve soygazlar olarak Mendeleev geliştirdiği periyodik sistemdeki 8. gruba soy gazları yerleştirmiştir. sınıflandırılabilir. Metaller periyodik sistemin büyük bir kısmını kaplar. A gruplarının sol tarafında yer alan Henry Moseley, periyodik sistemde elementlerin atom kütlesi yerine atom numarasına göre, düzenlenmesini önerdi. elementler metaldir (H ve B hariç), ametaller periyodik sistemin sağ tarafında yer alır. Sol tarafta sadece hidrojen bulunur. 1A, 2A ve 3A gruplarında yer alan Modern periyodik sistemde 7 periyot, 18 grup bulunur. elementler (H ve B hariç) metaldir. B gruplarında yer alan elementlerin tamamı metaldir. Periyodik sistemin tarihsel gelişimi ve modern periyodik sistem ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlarına “D” yanlış olanlarına ise “Y” işareti yazıldığında hangi sıralama elde edilir? A) D, D, D D) Y, Y, D B) D, Y, D Yarımetaller, metaller ile ametaller arasında yer almaktadır. Bor (B), silisyum (Si), germanyum (Ge), antimon (Sb), tellür (Te), polonyum (Po) ve astatin (At) elementleri yarımetaldir. Bu elementler metallere benzer ve bazen metaller gibi davranırlar. Ancak, C) Y, D, D aynı zamanda bazı ametal özelliklerine de sahiptirler. E) Y, D, Y 8A grubu soygazlardır. Soy gazların atomları, ÇÖZÜM q bir atomun değerlik kabuğunda bulunabilecek maksimum sayıda elektrona sahiptir. Bu miktar helyumda ESEN YAYINLARI iki ve diğer soygazlarda sekizdir. Günümüzde kullanılan periyodik tablo ile ilgili aşağıda verilen yargılardan hangisi yanlıştır? A) Modern periyodik sistem olarak adlandırılır. ÖRNEK B) A gruplarında yer alan elementlerin tümü me- Periyodik sistem ile ilgili; I. ÖRNEK taldir. Elementler artan atom kütlelerine göre sıralanır. C) Artan atom numaralarına göre periyotlar ve II. Aynı grupta bulunan elementlerin kimyasal özellikler birbirine benzer. D) Aynı gruptaki elementlerin değerlik kabuğun- III. Yatay satırların periyot, düşey sütunlara grup denir. yargılarından hangileri doğrudur? E) Periyotlarda bulunan element sayıları farklıdır. A) Yalnız I D) II ve III ÇÖZÜM 134 B) Yalnız II gruplar halinde elementler yerleştirilmiştir. dan eşit sayıda elektron vardır. C) Yalnız III E) I, II ve III ÇÖZÜM Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK taller azdır. 8A grubu ise soy gazlardır. Metaller ve ametaller genel olarak çapraz basamaklar halinde Günümüzde kullandığımız modern periyodik birbirinden ayrılırlar. Bu aradaki bazı elementler ya- sistem ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi rımetal olarak adlandırılır. Yarı metaller, metallere yanlıştır? benzer ve bazen metaller gibi davranırlar. Ancak, ay- A) Aynı periyottaki elementlerin en dış katmanın- nı zamanda bazı ametal özelliklerine de sahiptirler. daki elektron sayıları farklıdır. B) Aynı gruptaki elementlerin en dış katmanındaki elektron sayıları eşittir. C) IUPAC’a göre üçüncü düşey sütun olan 3B grubu 3. grup olarak adlandırılır. D) Her periyotta en az bir metal bulunur. Mavi renkli olanlar metalleri, yeşil olanlar ametal- E) Üçüncü periyotta yalnızca A grubu elementleri leri, turuncular yarımetalleri ve mor olanları ise soy- bulunur. gazları göstermektedir. Bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe ÇÖZÜM elementlerin metalik özelliği azalır, ametalik ESEN YAYINLARI özelliği ise artar. Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe elementlerin metalik özelliği artar, ametalik özelliği azalır. 8A grubu elementleri soygazdır. B gruplarında tüm elementler ve B gruplarına bağlı olan Lantanitler ve aktinitler metaldir. A gruplarında grup numarası, periyot numarasından büyük olan elementler ametaldir. Grup numarası, periyot numarasına eşit veya daha küçük oanlar ise metaldir. Bu dağılımda yarımetaller paylaşılmış olur. 31Ga 3.3. PERİYODİK ÖZELLİKLERİN DEĞİŞİMİ a) Metalik ve Ametalik Özellikler Metaller ısı ve elektriği iyi iletir, dövülebilir, tel haline getirilebilir ve oldukça yüksek erime noktalarına sahiptir. Genel olarak, ametaller ısı ve elektriği iletmez, dövülemez katılardır. Diğer taraftan bir kısım ametaller de oda koşullarında gaz halindedir. Periyodik sistemdeki elementlerin çoğunluğu metaldir. Periyodik sistemin sağ tarafında yer alan ame- : 2 ) 8 ) 18 ) 3 ) : 4. periyot 3A grubunda bulunan bir metaldir. 83Bi : 2 ) 8 ) 18 ) 32 ) 18 ) 5 ) : 6. periyot 5A grubunda bulunan bir metaldir. b) Atom Yarıçapı Bir atomun çekirdeğinden en dışaki elektrona kadar olan mesafedir. Komşu olan iki metal atomunun çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına metalik yarıçap denir. 135 Atom ve Periyodik Sistem Aynı cins iki atomun aralarında bağ olmaksı- + e– zın birbirine yakın olduğu anda çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına Van der Waals F– (133 pm) F(71 pm) yarıçapı denir. + e– Kovalent bağla bağlanmış iki atomun çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına kova- Cl (99 pm) Cl– (181 pm) lent yarıçap denir. Elektron sayıları eşit olan anyonlarda atom İyonik bağla bağlanmış iyonların çekirdekle- numarası büyük olanın yarıçapı daha kü- ri arasındaki uzaklıktan ölçülür. İyonlar eş- çüktür. değer büyüklükte olmadığından iyon yarıçapı iyonlar arasındaki uzaklığın yarısı değildir. Örneğin; Uzaklık katyon ve anyon arasında uygun şe- 7N –3 > 8O–2 > 9F–1 olur. kilde bölüştürülerek ayrı ayrı hesaplanır. İyoPeriyodik sistemin aynı grubunda yukarıdan nik bileşiklerin yapısındaki katyon ve anyonların yarıçapına iyon yarıçapı denir. aşağıya inildikçe atom yarıçapı artar. Grup içinde aşağı doğru inildikçe proton, nötron ve elektron sayı- a) Bir atom elektron vererek katyon oluşturur- ları artar. Katman sayısı da artar. Proton sayısının ar- ken atom yarıçapı azalır. Bir katyonun ya- tışı çekirdeğin çekim gücünü artırsa da katman sayı- rıçapı, nötr atomun yarıçapından küçüktür. çekim gücü değişmediğinden elektron başına düşen kuvveti artar. Buna bağlı olarak atom yarıçapı azalır. Periyodik sistemin aynı periyodunda soldan sağa doğru gidildikçe atom yarıçapı küçülür. Aynı enerji katmanına dolan elektron sayısı ve bukim kuvveti artışından dolayı atom yarıçapı ve atom Na+ (102 pm) hacmi azalır. + e– Mg(160 pm) ve hacim azalır. na paralel olarak proton sayısı arttığı için, oluşan çe- + e– Na(186 pm) sı artışı daha etkilidir. Katma sayısı arttığı için yarıçap ESEN YAYINLARI Bir atom elektron verdiğinde çekirdeğin Atomun yarıçapını ve atomun hacmini, çekirdekteki yük yoğunluğu ve toplam elektron sayısı belirler. Mg+2 (72 pm) Azal›r Not : 1 pm = 10–12 m’dir. Katyonların elektron sayıları eşit ise atom numarası büyük olanın iyon yarıçapı daha küçüktür. Bundan dolayı çapı 11Na + 12Mg +2 nin yarı- Atom yar›çap› Artar nin yarıçapından küçüktür. r r r r b) Bir atom elektron olarak anyon oluştururken yarıçapı artar. Bir anyonun yarıçapı nötr atomun yarıçapından büyüktür. Elektron aldığında çekirdeğin çekim gücü değişmediğinden elektron başına düşen çekim kuvveti azalır, yarıçapı ve hacmi artar. 136 Kovalent yar›çap (O2) r1 r1 Metalik yar›çap› (Ag) r r Na+ Cl– ‹yonik yar›çap (NaCl) Van der waals yar›çap (He) Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK c) İyonlaşma Enerjisi Gaz halde bulunan nötr bir atomdan, bir elekt- X : 3. periyot 2A ron uzaklaştırmak için gereken enerjiye iyonlaşma Y : 4. periyot 2A enerjisi denir. Z : 3. periyot 6A Bir atomdan kaçıncı elektron koparılıyorsa iyonlaşma enerjisi o ismi alır. Periyodik sistemde yerleri belirtilen X, Y ve Z elementlerinin atom çapları aşağıdakilerden Gaz halindeki nötr bir atomdan bir elektron hangisinde doğru karşılaştırılmıştır? uzaklaştırmak için gerekli enerji miktarına bi- A) X > Y > Z B) Y > X > Z D) Y > Z > X rinci iyonlaşma enerjisi denir. C) X > Z > Y a) Birinci iyonaşma enerjisi 1.İE şeklinde E) Z > X > Y gösterilir. İE1 şeklinde de ifade edilebilir. b) Birinci iyonlaşma enerjisi, periyodik sistemin bir periyodunda soldan sağa doğru giÇÖZÜM dildikçe genellikle artar. 2A ve 5A grupları kendisinden sonrakilerden daha büyüktür. 1.İE1A < 1.İE3A < 1.İE2A < 1.İE4A < ESEN YAYINLARI 1.İE6A < 1.İE5A < 1.İE7A < 1.İE8A şeklinde sıralanır. 8A iE1 5A 2A 1A 4A 7A 6A 3A Atom numaras› ÖRNEK Aşağıda verilen taneciklerden hangisinin yarıçapı en büyüktür? A) 11Na + D) B) 12Mg+2 –2 8O 2. periyotta yer alan elementlerin 1. iyonlaşma enerjilerinin sıralanması verilmiştir. E) C) 9F– 10Ne c) Birinci iyonlaşma enerjisi, periyodik sistemin bir grubunda yukarıdan aşağıya doğru inildikçe azalır. Gaz halindeki +1 yüklü iyondan ikinci elektro- ÇÖZÜM nu uzaklaştırmak için gerekli enerji miktarına ikinci iyonlaşma enerjisi denir. İkinci iyonlaşma enerjisi İE2 veya 2.İE ile gösterilebilir. İkinci iyonlaşma enerjisi, birinci iyonlaşma enerjisinden daha büyüktür. Gaz halindeki +2 yüklü iyondan üçüncü elektronu koparmak için gerekli enerji miktarına üçüncü iyonlaşma enerjisi denir. 137 Atom ve Periyodik Sistem Bir sonraki iyonlaşma enerjisi her zaman için bir önceki iyonlaşma enerjisinden daha büyüktür. Azot atomunun 6. iyonlaşma enerjisi, 5. iyonlaşma enerjisinin 5,5 katından fazla. Bu nedenle aşırı artış olmuştur. Azotun değerlik elektron sayısı 5 tir. Azot İE1 < İE2 < İE3 < İE4 ... elementinin 5A grubundadır. Örneklerden anlaşılacağı gibi aşırı artış noktala- Bir elementin değerlik katmanında bulunan tüm elektronlar uzaklaştırılınca atomun yarıçapı çok küçülür. Atom kararlı hale geçer. Yeniden elektron uzaklaştırmak için bir önceki iyonlaşma enerjisine göre aşırı artışla enerji gerekir. Bu artış bir öncekinin 3,5 katından fazla olur. İE2 —— İE3 —— 520 7300 Be 899 Al belirlenebilmektedir. Uygulama A gruplarındaki elementler için yapılabilmektedir. İE4 —— İE5 —— 11815 – – 1757 14850 21005 – 577 1817 2745 11580 1482 3. periyotta bulunan X elementinin ilk 6 iyon- Si 786 1577 3232 4356 16090 laşma enerjileri; 786, 1580, 3232, 4356, 16090, S 999 2252 3357 4556 7004 19805 kj/mol olarak verilmiştir. Li Bu aşırı artış noktasından yararlanılarak bir elementin değerlik katmanındaki elektron sayısı, grup numarası gibi nicelikleri belirlenebilir. Çünkü, bir ele- ÖRNEK ESEN YAYINLARI İE1 —— rı tespit edilerek elementlerin hangi grupta olduğu Buna göre, X elementi ile ilgili; I. Periyodik sistemin 4A grubundadır. II. Atom numarası 14 tür. III. 1. iyonlaşma enerjisi 15P ninkinden büyüktür. mentin değerlik elektronları bitince atom daha kararlı yargılarından hangileri doğru olur? bir yapıya ulaşır. Bu durumda iyonlaşma enerjisinde A) Yalnız I artış normal artıştan çok fazla olur. Bu artıştan önceki D) I ve III iyonlaşma enerjisi sayısı elementin değerlik elektron sayısını, dolayısıyla grup numarasını verir. İE2 İE3 İE4 İE5 İE6 İE1 ——— ——— ——— ——— ——— ——— C : 1086 2352 4620 6222 37831 47826 Karbon elementinin İE5 değerli bir öncekinin 6 katıdır. Bu nedenden dolayı öncesindeki 4 iyonlaşma enerjisi değerlik katmanındaki elektron sayısını gösterir. Karbonun değerlik elektron sayısı 4 tür. Grup numarası 4A dır. İE2 İE3 İE4 İE5 İE6 İE1 ——— ——— ——— ——— ——— ——— N : 1402 2856 4578 7475 9444 53266 138 ÇÖZÜM B) Yalnız II C) I ve II E) II ve III Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK c) Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe elektron ilgisi genellikle azalır. X : Soygaz 9F Y : Alkali metal : 2. periyot 7A grubu : –328 kj 17Cl Z : Halojen : 3. periyot 7A grubu : –349 kj Örnekten anlaşılacağı gibi Cl nin elektron ilgisi F ninkinden fazladır. T : Toprak elementi 3. periyotta bulunan X, Y, Z ve T elementlerinin Genellikle artar (8A hariç) grup adları verilmiştir. Buna göre, bu elementlerin 1. iyonlaşma Elektron ilgisi enerjilerin karşılaştırılması aşağıdakilerden Genelikle azal›r hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) X > Z > T > Y B) X > Z > Y > T C) X > T > Y > Z D) X > Y > Z > T E) Y > T > Z > X ÖRNEK I. Atom yarıçapı II. Ametalik özellik ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI III. Elektron ilgisi Yukarıdakilerden hangileri periyodik sistemin bir periyodunda soldan sağa doğru gidildikçe artar? A) Yalnız I B) Yalnız II D) II ve III C) Yalnız III E) I, II ve III ÇÖZÜM d) Elektron İlgisi Gaz halindeki bir atomun bir elektron alması sırasında oluşan enerji değişimidir. F(g) + e– ⎯→ F–(g) + 328 kj 328 kj F(g) nin elektron ilgisini ifade eder. – – Cl(g) + e ⎯→ Cl (g) + 349 kj 349 kj Cl(g) nin elektron ilgisini ifade eder. a) Atom çapı azaldıkça genellikle elektron alma sırasında açığa çıkan enerji miktarı artar. b) Bir periyotta sodan sağa doğru gidildikçe elektron ilgisi (açığa çıkan enerji miktarı) genellikle artar. Bu tanımlamaya 8A grubu dahil değildir. e) Elektronegatiflik Bir atomun kimyasal bir bağdaki elektronları kendine doğru çekebilme yeteneğine elektronegatiflik denir. Elektronegatiflikte, iyonlaşma enerjisi ve elektron ilgisinde olduğu gibi enerji alınıp verilmez. Elektronegatiflik göreceli bir kavramdır. Bir bağı oluşturan atomların birbirine göre elektronları çekme eğilimini gösteren bir sayıdır. 139 Atom ve Periyodik Sistem ÖRNEK En yüksek elektronegatiflik F elementine ait olup 4 tür. Elektronegatiflik: EN = Periyodik sistemin 3. periyodunda yer alan, k [ ‹E + E‹ ] şeklinde hesaplanmaktadır. 2 Na Mg Al Si P S Cl 18Ar elementler ile ilgili; İE = İyonlaşma enerjisi, Eİ – elektron ilgisi ve I. k sabit bir değerdir. Elektronegatifliği en düşük olan Na, en yüksek olan Ar’dır. II. Mg ile Cl nin oluşturacağı bileşikte elektron Periyodik sistemdeki değişimi aşağıdaki gibi- kazanma eğilimi gösterirken, Mg elektron dir; kaybetme özelliği gösterir. III. Na, Mg, Al metal, Si yarımetal, P, S, Cl ame- a) Bir periyodunda soldan sağa doğru gidil- tal ve Ar soygazdır. dikçe elektronegatiflik artar (8A hariç) En yüksek elektronegatifliğe sahip olan ele- yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? mentler periyodik sistemin sağ üst köşe- A) Yalnız I sinde bulunan halojenler, oksijen, azot, kü- B) Yalnız II D) II ve III C) Yalnız III E) I, II ve III kürttür. ÇÖZÜM b) Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru inildiklikleri en düşük olan elementler ise periyodik sistemin sol alt köşesinde bulunur. artar (8A hariç) ESEN YAYINLARI çe elektronegatiflik azalır. Elektronegatif- Elektronegatiflik azal›r Bir atom yüksek elektron ilgisi ve yüksek iyonlaşma enerjisine sahipse, bir bileşik oluştururken elektron kazanır. Hem elektron ilgisi hem de iyonlaşma enerjisi düşükse elektron kaybetme eğilimi gösterir. Bu iki değer yeri- f) Elementlerin Asitlik ve Bazlık Özelliklerinin Değişimi Elementlerin asitlik bazlık özellikleri değişimi oksit ve hidroksitler üzerinde yapılabilir. ne elektronegatiflik kullanılmaktadır. Elektro- a) Genel olarak metal oksitler ve metal hid- negatifliği yüksek olan element bileşik oluş- roksitler bazik özellik gösterir. Bazı metal tururken elektron kazanma eğilimi gösterir- oksitler, su ile tepkimeye girerek metal hid- ken, elektronegatifliği düşük olan element ise roksitleri oluşturur Oluşan metal hidroksit- elektron kaybetme eğilimi gösterir. ler suda çözündüğünde sulu ortama OH iyonu verirler. En aktif metal olan fransiyum 0,7, en aktif ametal olan flor 4 elektronegatiflik değerine Na2O(k) + H2O(s) → 2NaOH(suda) sahiptir. NaOH(Suda) → Na+(suda) + OH–(suda) 140 – Atom ve Periyodik Sistem 2. Periyodik sistemin bir grubunda yukarıdan Aynı gruptaki elementlerin hidroksit bileşiklerinde, yukarıdan aşağıya doğru inildik- aşağıya doğru inildikçe; çe bazlık kuvveti artar. Hidroksiti oluşturan a) Atom numarası, çekirdek yükü ve elektron elementin atom yarıçapı artar, elektrone- sayısı artar. gatifliği azalır. Bu durumda suda çözündü- b) Kütle numarası ve nötron sayısı artar. – ğünde daha çok OH iyonları oluşturur. c) Elementlerin metalik özelliği artar, ametal- b) Genel olarak ametal oksitler ve ametal hid- lik özelliği azalır. roksitler asidik özellik gösterir. Molekülün- d) Elementlerin asitlik özelliği azalır, bazlık de bir tane O atomu bulunduran CO, NO, özelliği artar. N2O bileşikleri nötrdür. SO2, NO2, CI2O3, e) Atom yarıçapı ve hacim artar. P2O5 gibi oksitler asidiktir. f) İyonlaşma enerjisi azalır. Bir periyotta sodan sağa doğru gidildikçe elementlerin oksitlerinin ve hidroksitlerinin g) Elektron ilgisi genellikle azalır asidik özelliği artarken bazik özelliği azalır. h) Elektronegatiflik azalır. Na2O, MgO bazik oksit, Al2O3 amfoter oksit, SiO2, P2O3, SO2, Cl2O7 ise asidik ok- ÖRNEK sitlerdir. Aynı dağılım hidroksitleri için de Asidik özelli¤i artar. Bazik özelli¤i artar. Oksitlerin ve hidroksitlerin asitlik bazik özelli¤i ESEN YAYINLARI geçerlidir. Soygaz olmadıkları bilinen ve aynı grupta bulunan X ve Y elementlerinden X in yarıçapı daha büyük ise; I. Y nin proton sayısı, X inkinden daha fazladır. II. X in hidroksitinin bazik özelliği, Y nin hidroksitininkinden fazladır. g) Periyodik Özelliklerin Değişimi III. X in Z ile oluşturduğu bileşikteki bağ elektronlarını çekme gücü, Y nin Z ile oluşturduğu bileşikteki bağ elektronlarını çekme gücünden fazladır. 1. Periyodik sistemin bir periyodunda soldan sa- yargılarından hangileri doğrudur? ğa doğru gidildikçe; A) Yalnız I D) I ve III a) Atom numarası, çekirdek yükü, elektron B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III sayısı artar. b) Kütle numarası ve nötron sayısı genellikle ÇÖZÜM artar. c) Elementlerin metalik özelliği azalır, ametalik özelliği artar. d) Elementlerin asitlik özelliği artar, bazlık özelliği azalır. e) Atom yarıçapı ve hacmi azalır. f) İyonlaşma enerjisi (1.İE) genellikle artar. g) Elektron ilgisi genellikle artar. h) Elektronegatiflik artar. 141 Atom ve Periyodik Sistem 1A GRUBU ELEMENTLERİ 2A GRUBU ELEMENTLERİ 1. Elektron dizilimlerinde son katmanlarında bir 1. Elektron diziliminde son katmanlarında iki elektron bulunmaktadır. elektron bulunmaktadır. 2. Hidrojen dışındaki elementler metal olduğu 2. Tamamı metalerden oluşan 2A grup element- için 1A grubu, alkali metaller olarak bilinir. leri toprak alkali metaller olarak adlandırılır. 3. Değerlik elektron sayısı 1 olduğundan bileşik 3. Değerlik elektron sayısı 2 olduğundan bile- oluştururken kolaylıkla +1 yüklü iyona dönü- şik oluştururken son katmanındaki elektronla- şürler. rı vererek +2 yüklü iyonlara dönüşürler. 4. Kolaylıkla yükseltgenebilirler, indirgen özellik gösterirler. 1A grubu metalleri en aktif metal- 4. 1A grubu kadar olmasa da kolaylıkla yükselt- lerdir. genebilirler. Bu nedenle aktif metallerdir. 5. Aktif metaller oldukları için su ve asitlerle tep- 5. Asitlerle ve suyla (Be ve Mg hariç) tepkime kime vererek H2 gazı açığa çıkarırlar. Na(k) + H2O(s) → NaOH(aq) + K(k) + HCl(aq) → KCl(aq) vererek H2 gazı açığa çıkarırlar. 1 H 2 2(g) 6. Erime noktaları alkali metallerinkinden yük- 1 + H2(g) 2 sektir. 7. Ametallerle iyonik bağlı bileşikler oluştururlar. Grupta aşağıya doğru gidildikçe erime nokta- 8. Aktif olduklarından doğada saf elementleri ları düşer. 7. Çok aktif olduklarından doğada saf metal halinde bulunmazlar. 8. Ametallerle iyonik bağlı bileşik oluştururlar. ESEN YAYINLARI 6. Erime noktaları en düşük metal grubudur. halinde bulunmazlar. 7A GRUBU ELEMENTLERİ ÖRNEK 1. Özel adları halojenlerdir. Atom numaraları soygazlardan 1 fazla olan elementler ile ilgili; I. Bileşiklerinde sadece (+1) değerlik alırlar. II. Bulundukları periyottaki en büyük atom yarıçaplı elementlerdir. III. Toprak alkali metaller olarak bilinirler. D) I ve III B) Yalnız II 3. Flor sadece –1 değerlik alırken diğerleri (–1) ve (+7) değerliklerini alabilir. Aradaki değerleri de alabilirler. 4. En aktif ametallerdir. Yükseltgen özellik gösterirler. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 2. Değerlik elektron sayısı 7 dir. C) I ve II E) II ve III 5. Saf halde iken ikişer atomlu moleküller halinde bulunurlar. 6. Mol kütleleri arttıkça erime noktaları yükselir. ÇÖZÜM 142 7. Metallerle tuzları oluştururlar. ATOM VE PERİYODİK SİSTEM 1. I. ÇÖZÜMLÜ TEST – 3 4. De chancourtois II. Döbereiner Modern periyodik sistem ile ilgili; I. Elementlerin atom numaraları esas alınarak oluşturulmuştur. III. Newlands II. Periyot ve grup sayısı birbirine eşittir. Periyodik sistemin gelişimine katkıda bulunan bilim adamlarının yaptıkları çalışmaların yanlış önceliklerine göre sıralanması nasıldır? A) II, III, I B) II, I, III D) I, II III III. Aynı periyottaki elementler benzer kimyasal özellikler gösterirler. ifadelerinden hangileri doğrudur? C) I, III, II E) III, I, II A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II 2. C) Yalnız III E) II ve III Mendeleev, periyodik sistemdeki elementlerin atom numaralar›na göre dizilmesi gerekti¤ini ilk öneren kiflidir. Y D Mendeleev’in periyodik sisteminde elementler periyot ve gruplara ayr›lmaktad›r. Y 1 2 D Mendeleev’in periyodik sisteminde elementler artan atom kütlelerine göre s›ralanm›flt›r. D Y D Y 3 4 5 6 Mendeleev’in periyodik sistemi ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 B) 3 C) 4 D) 5 Proton sayısı elektron sayısına eşittir. II. Elektron sayısı çekirdek yüküne eşittir. Y Mendeleev’in periyodik sisteminde ayn› düfley sütundaki benzer kimyasal özellik gösterir. Nötr bir atom ile ilgili olarak; I. E) 6 III. Elektron sayısı nötron sayısına eşittir. ESEN YAYINLARI D 5. Mendeleev’in periyodik sisteminde bir çok elementin yeri bofl b›rak›lm›flt›r. yukarıda verilen ifadelerden hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III 6. C) I ve II E) I, II ve III Soygazlar›n Keflfedilmemifl I. Mendelev II. yerini bofl baz› elementlerin b›rakmamas› periyodik yerini bofl b›raksistemi büyük bir m›flt›r. eksikliktir. III. 3. I. Newlands II. Moseley b. Triadlar kuralı III. Debereiner c. Oktav Kanunu Yukarıda verilen elementlerin sınıflandırılması ile ilgili çaba harcayan bilim adamları ile çalışmaları eşleştirildiğinde hangisi doğru olur? A) Ib, IIc, IIIa Elde etti¤i düfley s›ralardaki elementlerin kimyasal özellikleri benzerdir. a. Modern periyodik sistem B) Ib, IIa, IIIc D) Ic, IIa, IIIb C) Ia, IIc, IIIb E) Ic, IIb, IIIa Mendeleev’in periyodik sistemi ile ilgili yukarıda verilen kavram haritasındaki ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III 143 Atom ve Periyodik Sistem 7. 10. +1 yüklü iyonun elektron dizilişi bilinmektedir. F Cl Ar Al K Buna göre, X atomu için aşağıdakilerden hangisi kesin olarak bilinmez? Fe A) Atom numarası B) Periyodik sistemdeki periyot ve grubu C) Değerlik katmanındaki elektron sayısı Periyodik tabloda verilen elementler ile ilgili D) –1 yükü iyonunun elektron sayısı aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? E) Çekirdekte bulunan nötron sayısı A) Atom numarası en büyük olan Fe’dir. B) F ile Cl nin kimyasal özellikleri birbirine benzer. 11. X, Y ve Z elementlerinden, C) Al nin değerlik katmanında 3 elektron vardır. D) K ile Fe elementleri aynı bloktadır. 1. bilgi: X ile Y’nin yörüne sayıları eşittir. E) Ar nin değerlik katmanı dolu olduğundan asal 2. bilgi: Y ile Z nin değerlik elektron sayıları aynıdır. gazdır. 3. bilgi: Bu elementlerin atom yarıçapları X > Y > Z dir. Periyodik sistem ile ilgili; I. B grubu elementlerine geçiş elementleri (metaller) denir. II. Birinci periyotta 1H ve 2He olmak üzere iki element bulunmaktadır. ESEN YAYINLARI 8. Buna göre, bu elementlerin periyodik cetveldeki yerleri aşağıdakilerden hangisi gibidir? A) B) Z X Y Y C) X Y Z D) III. 2 ve 3. periyotlarda yalnızca B grubu ele- E) Y Z Z X X Y X Z mentleri bulunur. yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) I, II ve III )1) Y:2)7) Z:2)8)1) 12. X : 2 Temel hal katman elektronu dizilimleri verilen 9. 16S I. ve 34 X, Y ve Z elementleri için, S atomları için; Periyodik sistemdeki yerleri aynıdır. II. Nötron sayıları aynıdır. III. +6 değerlikli iyonlarının elektron sayıları aynıdır. yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III 144 B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III I. Birinci iyonlaşma enerjilerinin büyükten küçüğe doğru sıralanışı X, Y, Z şeklindedir. II. X ve Z elektrik akımını iletir, Y ise iletmez. III. Z2O bileşiğinin sulu çözeltisi baziktir. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) I ve II E) II ve III ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ÇÖZÜMLÜ TEST – 3 ÇÖZÜMLERİ 4. 2. 5. ESEN YAYINLARI 1. 3. 6. 145 Atom ve Periyodik Sistem 7. 10. ESEN YAYINLARI 11. 8. 12. 9. 146 ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ALIŞTIRMALAR – 3 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Periyodik sistem ile ilgili; Açıklama: I. Elementlerin özelliklerini belli periyotlarla tekrar etmesi, “periyodik sistem” adının verilmesinde etkili olmuştur. II. Elementler atom numaralarının artışına göre soldan sağa ve yukarıdan aşağıya doğru dizilmiştir. III. En uzun periyodunda 18 element bulunmaktadır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 2. I. 3Li II. 12Mg – III. 16S 19K Açıklama: – 9F – 20Ca A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 3. I. 9F, 17Cl , 35Br elementlerinin oluşturdukları, F2, Cl2 ve Br2 moleküllerindeki kovalent yarıçapları rBr > rCl > rF dir. II. 11Na , 19K ve 12Mg atomlarının oluşturduğu NaCl, KCl ve MgCl2 bileşiklerinde katyonların iyon yarıçapları, rNa+ > rK+ > rMg+2 dir. 2 2 ESEN YAYINLARI Yukarıda verilen element çiftlerinin hangilerinde birinci elementin atom yarıçapı ikinci elementin atom yarıçapından büyüktür? Açıklama: 2 III. Katı halde bulunan 10Ne, 18Ar, 36Kr elementlerinin Van der Waals yarıçapları rKr > rAr > rNe dir. Atom yarıçapı ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 4. X elementinin ilk altı iyonlaşma enerjileri kj/mol olarak verilmiştir. Açıklama: 1086, 2350, 4620, 6220, 38000, 47232 X in temel hal elektron diziliminde 2 katman olduğuna göre; I. Atom numarası 6 dır. II. Periyodik sistemin 2. periyot 6A grubundadır. III. Metaller ile iyonik bileşik oluşturur. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III 147 Atom ve Periyodik Sistem 5. Element Lityum Sodyum Potasyum Atom kütlesi 6,9 23 ? Açıklama: J. W. Döbereiner’in oluşturduğu sınıflandırmadan bir grup verilmiştir. Buna göre; I. Elementleri özelliklerindeki benzerliklere göre üçerli gruplar halinde sınıflandırmıştır. II. Bu sınıflandırmaya tiadlar kuralı denilmektedir. III. Potasyumun bu sınıflandırmadaki atom kütlesi 39,1 dir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 6. Modern periyodik sistem ile ilgili; 7. Periyodik sistemin 4. periyodu için, aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Bu periyottaki element sayısı 18 dir. B) Bu periyotta yalnızca A grupları bulunur. C) Elektron diziliminde en yüksek temel enerji düzeyi 4 tür. D) İlk elementi 19K metali, son elementi 36Kr soygazıdır. E) Bu periyotta metaller, yarımetaller, ametaller ve soygazlar bulunur. 8. Atomların yarıçapları atom bağ yaptığında değişir. Buna göre; I. Atom yarıçapının değişim nedeni genel olarak elektronlar ve çekirdeğin etkileşimidir. II. Atom elektron vererek bileşik oluşturduğunda çekirdeğin çekim gücü arttığından atom yarıçapı küçülür. III. Atom elektron aldığında çekirdeğin elektron başına uyguladığı çekim gücü azaldığından atom yarıçapı büyür. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 148 ESEN YAYINLARI Elementlerin bazı özellikleri periyodik olarak tekrarlanır. II. Elementler atom numaralarına göre değil, atom ağırlıklarına göre dizilir. III. Yatay satırlara periyot düşey sütunlara ise grup denir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: I. Açıklama: Açıklama: ATOM VE PERİYODİK SİSTEM 1. ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 1 4. Bir kimyasal tepkimede tepkimeye giren madde- İki element aralarında birden fazla bileşik oluştu- lerin kütleleri toplamı, tepkime sonucunda oluşan ruyorsa, elementlerden birinin sabit miktarı ile bir- maddelerin kütleleri toplamına eşittir. leşen, diğer elementin değişen miktarları arasında Buna göre, basit tam sayılı, katlı bir oran vardır. Al(k) + 3NaOH ⎯→ Na3AlO3(k) 1,35g 6g 7,2g 3 + H2(g) 2 mg Buna göre; I. CaO – MgO tepkimesinde elde edilen hidrojen gazının II. CO – CO2 kütlesi kaç gramdır? III. C2H4 – C5H10 A) 0,15 B) 0,3 C) 0,7 D) 1,2 E) 1,35 bileşik çiftlerinden hangileri katlı oranlar kanununa uyar? A) Yalnız I 2. D) I ve II Bir bilefli¤i oluflturan elementlerin kütleleri sabit bir oran vard›r. D Y Sabit oranlara göre bir bileflikteki elementlerin kütlece yüzde bileflimi de sabittir. D Y 5 6 5. E) II ve III Bileflik kütlesi (gram) 11 ESEN YAYINLARI D 1. bileflik 2. bileflik 7 0 3 X’in kütlesi (gram) D Y D Y X ve Y elementlerinin oluşturduğu iki ayrı bileşi- 1 2 3 4 ğin kütlesinin X in kütlesiyle değişimi grafikteki gibidir. Sabit oranlar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 3. C) Yalnız III Y Sabit oran bilefli¤in Bir bilefli¤in molekül formülünde atom hangi yolla elde edilsay›s›lar› aras›nda mifl olmas›na ba¤l› sabit bir oran olarak de¤iflir. vard›r. Sabit oranlar kanunu ile Dalton atom modeli uyum içerisindedir. B) Yalnız II B) 2 C) 3 D) 4 Buna göre, 1. bileşiğin formülü XY2 ise 2. bileşiğin basit formülü nedir? A) X2Y5 D) X2Y E) 5 B) X2Y4 C) X2Y3 E) XY Atom kütlesi 27 olan Al ile atom kütlesi 32 olan S nin oluşturduğu Al2S3 bileşiği ile ilgili; I. m Al 9 kütlece birleşme oranı dır. mS 16 II. Kütlece %36 Al içermektedir. 6. 8 hacim X2 gazı ile 6 hacim Y2 gazı tepkimeye sokulduğunda 4 hacim bileşik oluşuyor ve 6 hacim X2 gazı artıyor. Buna göre, oluşan bileşiğin formülü aşağıda- III. Atomca %64 S içermektedir. yargılarından hangileri doğru olur? kilerden hangisidir? A) Yalnız I A) XY3 D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III B) X2Y3 D) XY2 C) XY E) X2Y5 153 Atom ve Periyodik Sistem 7. Aşağıdaki tepkimelerden, I. Mg(k) 10. Joseph Louis Gay-Lussac, gazlar arasındaki 1 + O2(g) ⎯→ MgO(k) 2 kimyasal tepkimelerdeki hacimler arasındaki oranı ifade eden Fransız kimyacıdır. 1 II. CO(g) + O2(g) ⎯→ CO2(g) 2 3 III. KClO3(k) ⎯→ KCl(k) + O2(g) 2 Dalton’a göre, herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranı bir tam sayı ya da basit tam sayılı kesirdir. hangilerinde ürünler ile girenler arasında be- NO2 ve SO2 bileşikleri arasında katlı oranlar lirli hacim kanunu uygulanabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III kanunu ispatlanır. C) Yalnız III Kimyasal kanunlar ile ilgili yukarıda verilen E) II ve III ifadelerin doğru olanına “D”, yanlış olanına “Y” yazıldığında aşağıdaki sıralamalardan 8. I. ..................’e göre “Doğanın tüm işleyişinde hiç bir şey yoktan var olmaz ve tüm dönüşümlerde maddenin miktarı aynı kalır.” hangisi oluşur? A) Y, Y, D D) D, D, Y II. “Bir bileşiği oluşturan elementlerin birleşen miktarları arasında sabit bir oran vardır.” Buna .................. kanunu denir. Kimyanın temel kanun ve maddeleriyle ilgili yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerlere aşağıdaki kelime gruplarından hangisi yazılırsa doğru olur? 9. I ————— A) R. Boyle II ——————— Sabit B) Proust C) D) E) I. 11. E) D, Y, D Katl› oranlar kanunu Frans›z kimyac› Andoine Laurent Lavoisier taraf›ndan ortaya at›lm›flt›r. ESEN YAYINLARI III. ..................’a göre bir elementin bütün atomları birbirinin aynısıdır. Ancak bir elementin atomları diğer bütün elementlerinden farklıdır. C) Y, D, Y B) Y, D, D I. Katl› Oranlar Kanunu II. III. Katl› oranlar kanunu ile Dalton atom modeli uyum içindedir. Katl› oranlar kanunu basit formülleri ayn› olan bilefliklere uygulanamaz. III ———— Proust Katlı oranlar kanunu ile ilgili olarak kavram Katlı Dalton haritasında verilen ifadelerden hangileri doğ- Lavoisier Sabit Dalton rudur? Dalton Kütlenin Korunumu Lavoisier Lavoisier Proust A) Yalnız I Dalton B) Yalnız II D) I ve II C) Yalnız III E) II ve III C2H4 – C6H12 12. Aralarında katlı oranlar bulunan iki bileşik ile II. C3H8 – C6H12 ilgili; III. C2H2 – C6H6 I. Basit formülleri IV. CH4 – C3H4 II. Elementlerin kütlece yüzde oranları V. C2H6 – C6H6 III. Toplam atom sayıları Yukarıda verilen bileşik çiftlerinden kaç tane- niceliklerinden hangileri kesinlikle farklıdır? si katlı oranlar kanununa uyar? A) Yalnız I A) 1 154 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III ATOM VE PERİYODİK SİSTEM 1. ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 2 Şişirilmiş bir plastik balon saça sürtüldüğünde kü- 4. Thomson, elektriksel ve manyetik alanlar›n fliddetinden yararlanarak elektronun e/m oran›n› hesaplam›flt›r. çük kâğıt parçalarını kendine çekebilmektedir. Buna göre, balon ile ilgili; I. Elektriksel yükü olan parçacıklar içerir. D II. Mıknatıs özelliği vardır. Thomson’un elektronun yük/kütle oran›n› ölçümü s›ras›nda kullan›lan katot cinsi e/m oran›n› de¤ifltirir. III. Elektrik akımını iletir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II 2. C) Yalnız III D E) I ve III Anot Katot S›v› NaCl Elektrik yükü iyonlar tarafından taşınmaktadır. ESEN YAYINLARI den bir miktar elektrik akımı geçirildiğinde katotta II. Atom kendinden küçük yüklü parçacıkları içermektedir. D Y 5 6 Millikan’›n ya¤ damlas› deneyinde, ya¤ damlac›klar›n üzerindeki yükün –1,602.10–19 katlar› oldu¤u hesaplanm›flt›r. D Y D 1 2 3 Y 4 Elektronun kütle ve yükünün bulunması için yapılan çalışmalar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? Platin elektrotların kullanıldığı elektroliz devresin- I. Millikan’›n ya¤ damlas› deneyinde ya¤ damlac›klar› birden fazla elektron yakalayabilir. Y Thomson elektronlar›n özelliklerini belirlemede, e/m oran› ölçüm koflullar›na ba¤l› de¤ildir. Na(k), anotta Cl2(g) oluşuyor. Bu olayla ilgili; Y A) 1 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 III. Katotta toplanan atom sayısı, anotta toplanan atom sayısına eşittir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III 5. E) I, II ve III Bir ebonit çubuk yünlü kumaşa sürtüldüğünde statik elektrik yükü oluşur. Bu olay sırasında aşağıdakilerden hangisinin alış verişi gerçekleşir? A) Atom 3. Thomson, Crooks’un katot ışınlarına elektrik ala- B) İyon D) Elektron nı uygulandığında, katot ışınlarının elektriksel C) Proton E) Nötron alanda (+) levhaya doğru saptıklarını gözlemlemiştir. Buna göre, Thomson’un deneyinde katot ışınları ile ilgili; I. Negatif yüklü parçacıklar içerir. II. Elektriksel veya manyetik alan yokluğunda doğrusal bir yol izler. III. Hızla akan katyonlardan oluşmaktadır. yargılarından hangileri çıkarılabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III 6. Bir elementin absorsiyon spektrumu için; I. Sınırlı sayıda renkli çizgiden oluşur. II. Her element için karakteristiktir. III. Işığın sürekli spektrumu üzerindeki karanlık çizgilerden oluşur. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III 155 Atom ve Periyodik Sistem 7. Dalton’un atom teorisinde atom maddenin en küçük taneciği olarak kabul edilmiştir.Buna göre; 10. William Crooks’un vakumlu tüpte katot ışınları oluşturması, II. J. J. Thomson’un katot ışınlarına elektrik alanı uygulayarak elektron için yük/kütle oranını belirlemesi, III. Rutherford’un alfa tanecikleri ile yaptığı deneyde atomun çekirdeğini keşfetmesi İki farklı element aynı çizgi spektrumuna sahip olabilir. I. Hidrojen atomunun çizgi spektrumunda görünür bölgede 4 çizgi bulunur. Hidrojenin çizgi spektrumunda, görünür bölgede dalga boyu en yüksek olan çizgi mordur. Çizgi spektrumla ilgili yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlarına “D”, yanlış olanlarına “Y” yazıldığında aşağıdaki sıralamalardan hangisi elde edilir? deneylerinden hangileri Dalton’un atom teorisinin hatasını ortaya çıkarır? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III 8. I. A) D, Y, D C) Yalnız III D) Y, Y, Y E) I, II ve III Beyaz ışığın oluşturduğu spektrum ......... dir. B) kesikli kesiksiz çizgi spektrum C) kesiksiz kesikli sürekli spektrum D) kesiksiz kesikli çizgi spektrum E) atomik sürekli sürekli spektrum ESEN YAYINLARI III —————————— çizgi spektrum E) D, D, Y I. III. Bir elementin ........., o elementi tanımanın en pratik yollarından biridir. I II ———— ———— A) emisyon kesikli C) Y, Y, D 11. Rutherford atom modeline göre; II. Isıtılmış bir gaz atomunun oluşturduğu spektrum ......... dır. Spektum ile ilgili yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerlere aşağıdaki kelime gruplarından hangisi getirilirse doğru olur? B) Y, D, Y Atomun çekirdeği dışında kalan ve çekirdek hacmine oranla çok büyük olan kısmı boşluktur. II. Pozitif yükün büyüklüğü farklı atomlar için farklıdır ve yaklaşık atom kütlesinin yarısına eşittir. III. Atom, negatif elektronların içinde yüzdüğü, pozitif bir küre gibi düşünülebilir. yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III 12. Aşağıda verilenlerden hangisi Bohr atom modelinin varsayımlarından biri değildir? 9. I. Çekirdek kavramı ilk olarak Thomson atom modeliyle ortaya atılmıştır. II. Rutherford atom modeli elektronların neden çekirdeğe düşmediği sorusuna yanıt bulamamıştır. III. Thomson’a göre elektronlara ve pozitif yüklü taneciklere atomun her tarafında rastlanabilir. Thomson ve Rutherford atom modelleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I D) I ve II 156 B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III A) Elektron, çekirdekteki protonun etkisinde kalarak çekirdek etrafında dairesel yörüngelerde dönerler. B) Hidrojen atomunda elektronun bulunabileceği belli sayıda yörünge vardır. C) Her yörüngenin belirli bir enerjisi vardır. D) Atomda elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu bölgelere orbital denir. E) Dışarıdan enerji alan temel haldeki atomun elektronları daha yüksek enerji düzeyine geçerek uyarılır. NOTLARIM 194 4. BÖLÜM : ZAYIF ETKİLEŞİMLER 4.1. VAN DER WAALS ETKİLEŞİMLERİ a) Dipol – Dipol Etkileşimleri b) İyon - Dipol Etkileşimleri c) London Kuvvetleri 4.2. HİDROJEN BAĞI a) Hidrojen Bağının Maddenin Fiziksel Özelliklerine Etkisi b) Zayıf Etkileşimler ve Maddenin Kaynama Noktaları Kopması veya oluşması sırasında çevre ile 40 kJ mol–1 den daha az enerji alış-verişi yapılan etkileşimlerdir. Moleküller arası fiziksel bağlardır. Bu bağların oluşması ya da kırılması sırasında maddenin kimlik özellikleri değişmez. Zayıf etkileşimler maddenin fiziksel hallerinden ve fiziksel özelliklerinden sorumludur. Erime noktası, kaynama noktası, özkütle, sertlik, suda çözünürlük gibi özellikler, bu etkileşim tarafından belirlenir. Zayıf etkileşimler Van der Waals bağları ve hidrojen bağlarıdır. Van der Waals bağları; dipol-dipol bağı, iyon-dipol bağı ve indüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol kuvvetlerinden oluşur. Dipol-dipol bağı, molekülleri polar olan moleküler bileşiklerin molekülleri arasında oluşur. + – Kısmi pozitif (δ ) ve kısmi negatif (δ ) kutuplar arasındaki çekim kuvvetleridir. Molekülleri polar olan bütün moleküler bileşikler oluşturur. HCl, H2S, HBr, CO gibi maddelerin molekülleri arasında oluşur. İyon-dipol bağı, iyonik bir bileşiğin, molekülleri polar olan bir çözücü ile karıştırılması so+ – nucu oluşur. Çözünmeyi sağlayan kuvvetlerdir. NaCl suda çözündüğünde Na ve Cl iyonları su molekülleri arasında iyon-dipol bağları oluşur. İndüklenmiş dipol- indüklenmiş dipol bağı, kendiliğinden ve indüklenmiş dipollerle oluşan moleküller arası kuvvetlerdir. London kuvvetleri denir. Bir moleküldeki değerlik elektronların kendiliğinden veya bir etki sonucu bir tarafa yığılmasıyla oluşan geçici (indüklenmiş) dipoller arasında oluşur. Bütün moleküler bileşikler, elementel moleküler ve soygazlar oluşturur. Tek başına etkin olduğu maddeler, molekülleri apolar olan elementler, bileşikler ve soygazlardır. Polar moleküllere sahip bileşiklerde diğer kuvvetlerle bir arada bulunur. Moleküldeki toplam elektron sayısı arttıkça molekülün polarlanabilirliği artar, London kuvvetleri artar. Aynı kapalı formüllere sahip hidrokarbonlarda dallanma arttıkça molekülün polarlanabilirliği azalır, London kuvvetleri azalır ve bileşiğin erime kaynama noktası azalır. Bu kurallar ametaller ve soygazlar için de geçerlidir. Hidrojen bağı, bir atoma kovalent bağlı bir hidrojen atomunun, aynı molekülde ya da komşu molekülde kuvvetli ametal bir atoma da bağlanması ile oluşan molekül dışı çekim kuvvetidir. F, O, N atomlarının H atomuna direk bağlı olduğu polar moleküllü bileşikler oluşturur. Moleküller arası etkileşimin en kuvvetlisidir. Hidrojen bağı oluşturan maddeler suda çözünür, erime ve kaynama noktaları yüksek olur. İki molekül arasında oluşan hidrojen bağı sayısı arttıkça erime ve kaynama noktaları yükselir. H2O, HF, NH3, CH3OH, C2H5OH, CH3COOH gibi bileşikler oluşturur. Kimyasal Türler Arası Etkileşimler ZAYIF ETKİLEŞİMLER 4.1. VAN DER WAALS BAĞLARI Kalıcı dipol ve indüklenmiş dipola sahip olan kimyasal türlerin kendi aralarında ve diğer türler arasında yaptığı her türlü fiziksel bağ (hidrojen bağı hariç) Van der Waals bağıdır. Kimyasal türleri birbirinden ayırmak için yaklaşık 40 kJ mol –1 den daha az enerji gerekiyorsa türler ara- sında zayıf etkileşim meydana gelmiş kabul edilir. Bazı zayıf etkileşim örnekleri aşağıda verilmiştir. VAN DER WAALS BA⁄LARI –1 Ar(s) + 6,4 kJ mol → Ar(g) CH4(s) + 8,1 kJ mol–1 → CH4(g) Dipol-dipol ba¤lar› ‹yon-dipol ba¤lar› ‹ndükenmifl dipol ba¤lar› C2H5OH + 39,2 kJ mol–1 → C2H5OH(g) Bir kimyasal türün tanecikleri bir bütün olarak ne- Suyun molekülleri arasındaki hidrojen bağının gücünden dolayı hal değişim enerjisi 40 kJ mol –1 gatif ve pozitif kutuplar bulunduruyorsa buna dipol de- denir. Dipol içeren kimyasal türler polar tanecikler di- ğerini aşmaktadır. pol içermeyen kimyasal türler apolar tanecikler ola–1 H2O(s) + 43,9 kJ mol rak adlandırılırlar. → H2O(g) Kalıcı dipol: Kimyasal türlerin kendi yapılarından Fiziksel hal değişimlerinde madde düşük enerjili kaynaklanan anlık değişmeyen ve üzerlerinde sürekli hali tercih eder. Bu da daha kararlı hali tercih etmek- bulunan dipoller kalıcı dipol olarak adlandırılır. Elekt- tir. Katı hal sıvı halden, sıvı hal de gaz halden daha Buna göre; Gaz ⎯→ Sıvı ⎯→ Katı yönündeki hal değişimlerinde madde dışarı ısı verir. 100 °C deki su buharı 100 °C ta sıvı hale geçtiğinde, H2O(g) → H2O(s) + 43,9 kJ mol–1 denklemde de gösterildiği gibi 43,9 kJ mol–1 enerji dışarı verir. Maddenin hal değişimlerinde, Katı ⎯→ Sıvı ⎯→ Gaz yönünde ise dışarıdan ısı alınır. C2H5OH(s) + 39,2 kJ mol–1 → C2H5OH(g) örneğinde görüldüğü gibi etil alkolün 1 molü buharlaşırken 39,2 kJ mol –1 enerji alır. Hal değişimi ve çözünme gibi fiziksel bağların rol aldığı değişimlerde maddelerin kimliğinde bir değişme olmaz. Bu nedenle enerji değişimi kimyasal bağa göre çok daha küçüktür. 216 ronegatif değerleri farklı atomlar arasında oluşan kimESEN YAYINLARI kararlıdır. yasal bağ polardır. Yani bağdaki atomlardan bir kısmı kısmi pozitif (+δ) ve diğer kısmi negatif (–δ) yüklüdür. Polar kovalent bağ yapmış iki atomlu moleküller kalıcı dipole sahiptir. HF, HCl, CO, NO, ICI gibi moleküller kalıcı dipole sahiptir. İkiden fazla atomdan oluşan molekül üzerindeki kısmi negatif ve pozitif kutupları birbirini etkisizleştirmiyorsa molekül üzerinde dipol oluşur. H2O, SO2, H2S, NH3 gibi moleküller kalıcı dipole sahiptir. Geçici dipol: Bir kimyasal türdeki elektronlar herhangi bir anda kendiliğinden veya dışarıdan yapılan bir etki ile herhangi bir bölgede yığılabilir. Bunun sonucunda tanecik geçici dipole sahip olur. Bu şekilde oluşan dipol geçici dipol veya indüklenmiş dipol olarak adlandırılır. İndüklenmiş dipoller geçici ve anlıktır. Kalıcı dipolü olan moleküller ve iyonlarda da indüklenmiş dipoller oluşur. Kalıcı dipollere sahip taneciklerde pozitif ve negatif yüklerin büyüklüğü ne kadar fazla olursa polarite o kadar büyük olur. Kimyasal Türler Arası Etkileşimler c) London Kuvvetleri İndüklenmiş dipollerin polaritesini ise tanecikteki elektron sayısı ve geometrik şekli etkiler. Apolar atom veya moleküllerde, birbirine yaklaş- Apolar bir tanecikte ne kadar çok elektron malarından kaynaklanan geçici dipoller oluşur. Bu ge- varsa indüklenmiş dipolün polaritesi o kadar çişi dipoller arasında indüklenmiş dipol-indüklen- büyük olur. miş dipol çekim kuvvetleri oluşur. Bu kuvvetler apolar tanecikleri sıvı ve katı halde bir arada tutar. İndüklenmiş dipol-indüklenmiş dipol çekim kuv- a) Dipol-Dipol Bağları (Kuvvetleri) vetleri ilk defa Fritz London tarafından açıklanmıştır. Kalıcı dipole sahip polar kimyasal türler birbirleri- Bu nedenle bu tür bağlara London kuvvetleri denir. + ne yaklaştığında birinin kısmi pozitif (δ ) ve diğerinin London kuvvetleri moleküller arası etkileşim- – kısmi negatif (δ ) kutbu arasında elektrostatik çekim lerin en zayıfıdır. kuvveti oluşur. Bu çekim kuvvetine dipol-dipol ba- Eğer farklı maddelerin tanecikleri arasında ğı adı verilir. oluşan London kuvvetleri her bir maddenin Aynı yüklere sahip kısmı kutuplar birbirini iter. kendi tanecikleri arasındaki London kuvvet- Bu da oluşan dipol-dipol bağını zayıflatır. lerinden daha güçlü ise maddeler birbiri içe- Dipol-dipol bağları, kimyasal bağların yakla- risinde çözünür. Apolar maddeler birbiri içe- şık %1 i kadar kuvvetlidir. risinde çözünür. Örneğin I2 katısı apolar olan CCl4 sıvısında çözünür. Tanecikleri dipol-dipol bağı yapabilen maddeH2S, CO, HCl, HBr gibi tanecikler dipol-dipol bağı oluşturur. b) İyon-Dipol Bağları (Kuvvetleri) Negatif iyonlar ile dipolün pozitif kutbu arasın- ESEN YAYINLARI ler birbirinde genellikle çözünür. 4.2. HİDROJEN BAĞI F, O, N atomlarına bağlanmış olan H atomlarının komşu moleküllerdeki bağ yapmamış elektron çiftlerine uyguladığı çekim kuvvetine hidrojen bağı adı verilir. HF, NH3, H2O gibi hidrojenin aktif ametallerle da ve pozitif iyonlar ile dipolün negatif kutbu arasın- (F, O, N) oluşturduğu bileşiklerin molekülleri arasında da elektrostatik çekim kuvveti oluşur. Buna iyon-di- görülen, Van der Waals ve dipol-dipol çekimlerinden pol bağı denir. kuvvetli bir bağ türüdür. Her su molekülü diğer dört NaCl, KCl, Ca(NO3)2 gibi iyonik bileşikler suda moleküle hidrojen bağıyla bağlanır. çözününce oluşan çözeltide bu tür etkileşimler vardır. +δ +δ +δ +δ + hidrojen ba¤› –δ – + – + + – + – – + – – + + – + – + – + Sodyum Sodyum iyonu iyonu Kendi molekülleri arasında hidojen bağı oluşan +δ +δ NaCl kristalleri NaCl kristalleri +δ farklı moleküller arasında da hidrojen bağı oluşur. – –δ –δ Örneğin H2O molekülleri arasında ve C2H5OH molekülleri arasında hidrojen bağları oluşur. Buna Klor Klor iyonu iyonu göre H2O ile C2H5OH molekülleri arasında da hidrojen bağı oluşur. 217 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler Hidrokarbonlarda mol kütlesi aynı olan bileşiklerde, dallanma arttıkça moleküller arasındaki London kuvvetleri zayıflar, kaynama noktası düşer. a) Hidrojen Bağının Maddenin Fiziksel Özelliklerine Etkisi Hidrojen bağının varlığı o bileşiğe benzer bileşiklere göre, erime noktası, kaynama noktası, yoğunluk, viskozite gibi özellikerinden artmasına sebep olur. CH3 | CH3 – CH2 – CH – CH3 Hidrojen bağı Van der Waals bağlarının tümünden kuvvetlidir. Kendi molekülleri arasında hiddojen bağı oluşan farklı moleküller arasında da hidrojen bağı oluşur. Hidrojen bağının oluşması birbiri içinde çözünmeyi artırır. CH3 | CH3 – C – CH3 | CH3 Bir maddenin molekülleri arasındaki hidrojen bağı sayısı arttıkça kaynama noktası yükselir. Bundan dolayı H2O nun kaynama noktası HF nın kaynama noktasından yüksektir. CH2 – CH2 | | OH OH nin kaynama noktasından küçüktür. Nedeni hidrojen bağıdır. Bir maddenin dipol-dipol bağları ne kadar kuvvetliyse maddenin erime ve kaynama noktaları da o kadar yüksektir. Apolar taneciklerde elektron sayısı arttıkça London kuvvetleri daha güçlü olur. Dolayısıyla maddenin kaynama noktası daha yüksek olur. CF4, CCl4, CBr4 ve CI4 dikkate alındığında CI4 ün kaynama noktasının en yüksek olması bundan dolayıdır. F2, Cl2, Br2 ve I2 sırasında kaynama noktasının yükselmesinin nedeni London kuvvetleridir. 218 t3 t1, t2 ve t3 kaynama noktaları ise, t3 > t1 > t2 olur. Nedeni London kuvvetleridir. Zayıf etkileşimler maddelerin fiziksel özelliklerini etkiler. Bu nedenle maddelerin fiziksel özelliklerine bakılarak sahip oldukları zayıf etkileşimler karşılaştırılabilir. CH3CH2OH ın kaynama noktası, t2 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 b) Zayıf Etkileşimler ve Kaynama Noktası Sıcaklık arttıkça kimyasal türler arasındaki her türlü bağ zayıflar. ÖRNEK ESEN YAYINLARI En güçlü etkileşim hidrojen bağıdır. Hidrojen bağı > Dipol-dipol bağı > London kuvetleri C2H6O genel formülüne sahip C2H5OH ın kaynama noktası, CH3 – O – CH3 ün kaynama noktasından yüksektir. Nedeni hidrojen bağıdır. t1 Periyot numaras› I. II. III. H2S – HCl Dipol - dipol CH2 – CH2 ile H2O | OH Grup numaras› | OH C2H4 ile CH4 Hidrojen London kuvvetleri Kimyasal türler arasında en etkin etkileşim türleri verilmiştir. Hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III ÇÖZÜM C) I ve II E) I, II ve III KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER 1. I. II. ÇÖZÜMLÜ TEST – 4 CH3 – O – CH3 OH 4. | III. CO2 CH2 – CH2 Yukaıdaki moleküllerin Van der Waals çekim- III. CH3 – CH2 – OH leri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisin- Bileşiklerinin kaynama noktaları arasındaki de doğru olarak verilmiştir? ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru veril- (1H, 6C, 8O, miştir? A) I > II > III B) II > III > I D) II > I > III 2. CH4 II. SO3 OH | I. 16S) A) I > III > II C) III > II > I B) II > I > III D) II > III > I E) I > III > II C) III > I > II E) III > II > I Aşağıda bazı maddeler ve içerisine atıldıkları çözücüler verilmiştir. Çözücü ———— H2O II. I2 CCl4 III. C2H6 H2O 5. Buna göre, hangilerinde maddelerin karşısındaki çözücüde çözünmesi beklenir? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) I, II ve III Sıvı halde H2O molekülleri arasında; I. ESEN YAYINLARI I. Madde ——— NaCl Metalik bağ II. Dipol-dipol etkileşimi III. Hidrojen bağları yukarıda verilenlerden hangileri bulunmaz? (1H, 8O) A) Yalnız I 3. I. Durum —————————— Sezyum erime noktası sodyumun erime noktasından küçüktür. Neden ———————— Sezyumun atom çapı daha büyük olup metalik bağın gücü sodyumunkinden zayıftır. II. H2S oda koşullarında gaz, H2O ise sıvıdır. H2O molekülleri arasında hidrojen bağı bulunmaktadır. III. I2 oda koşullarında katı, F2 ise gazdır. I2 molekülleri arasındaki London bağları daha güçlüdür. B) Yalnız II D) I ve II 6. C) Yalnız III E) II ve III X, Y ve Z halojenleri için; 1. bilgi : Y nin elektron verme eğilimi en fazladır. 2. bilgi : Z nin atom yarıçapı X inkinden büyüktür. bilgilerine göre, bu elementlerin hidrojen ile oluşturduğu moleküllerin polarlık sırası aşa- Atomlar ve moleküller arasındaki bağlarla ilgili yukarıdaki durumlardan hangileri karşısında verilen nedenle doğru açıklanmıştır? miştir? (55Cs, A) HX > HY > HZ B) HX > HZ > HY C) HY > HX > HZ D) HZ > HY > HX 11Na, 53I, 9F) A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III ğıdakilerden hangisinde doğru olarak veril- E) HY > HZ > HX 219 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 7. 8O ile 9F atomlarının oluşturduğu OF2 bileşiği 10. C2H5OH sıvısı ile H2O sıvısı karıştırıldığında; için; I. I. II. Homojen karışım oluşur. O – F bağları polar kovalenttir. II. Moleküleri arasında hidrojen bağı bulunur. Oluşan karışımın elektrik akımını çok iyi iletir. III. Molekülleri kalıcı dipole sahiptir. III. Tanecikleri arasında Van der Waals çekimleri oluşur. yargılarından hangileri doğrudur? yargılarından hangileri yanlıştır? (1H, 6C, 8O) A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III A) Yalnız I C) Yalnız III B) Yalnız II D) I ve II E) II ve III 11. I. C) Yalnız III E) I ve III Elektron hareketi ile elektriği iletir. II. Molekülleri arasında yalnızca London kuvvetleri etkindir. III. Suda hidrojen bağı oluşturarak çözünür. 8. Etil alkol : CH3 — CH2 — O H Etilen : C=C H H Yukarıda X, Y ve Z maddelerinin bazı özellikleri H verilmiştir. Buna göre X, Y ve Z maddelerinin aşağıdaki- H lerden hangisindeki gibi olabilir? noktasından daha yüksektir. Kaynama noktalarının farklı olması; I. Hidrojen bağları II. London kuvvetleri III. Dipol-dipol kuvvetleri ESEN YAYINLARI Etil alkolün kaynama noktası, etilenin kaynama X ———— A) Na Y ———— CH4 Z ———— CH3OCH3 B) Cu H2S CH3CH2OH C) Cl2 CO2 CH3CH2OH D) S CO2 HF E) Zn CH4 CH3OH hangilerinin farklı olmasıyla açıklanabilir? 12. 1. bilgi : Atomlar arası bağları polardır. (1H, 6C, 8O) A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III 2. bilgi : Molekülleri arasında yalnızca London kuvvetleri etkindir. Yukarıda verilen bilgiler; I. N H H H H 9. I. II. CH3OH B H II. C3H8 III. III. NaCl H H Cl Yukarıdakilerden hangilerinin suda iyi çözün- açık formülleri verilen maddelerden hangileri mesi beklenir? (1H, 6C, 8O, için doğru olur? 11Na, 17Cl) A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 220 A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER ÇÖZÜMLÜ TEST – 4 ÇÖZÜMLERİ 4. 2. 5. ESEN YAYINLARI 1. 3. 6. 221 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 10. 7. ESEN YAYINLARI 8. 9. 11. 12. 222 KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER ALIŞTIRMALAR – 4 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. I. CH3 — CH2 — CH3 II. OH OH OH | | | CH2 — CH — CH3 Açıklama: OH | III. CH3 — CH2 — CH2 Bileşiklerinin kaynama noktaları arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) II > III > I B) II > I > III D) III > I > II 2. C) I > III > II E) I > II > III Aşağıda bazı maddeler ve içerisine atıldıkları çö- Açıklama: zücüler verilmiştir. Çözücü ———— CCl4 II. CH3OH III. C2H6 H2O CCl4 Buna göre, hangilerinde maddelerin karşısındaki çözücüde çözünmesi beklenir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II 3. I. ESEN YAYINLARI I. Madde ——— CH3OH E) II ve III C2H6 Açıklama: II. CCl4 III. CO2 Yukaıdaki moleküllerin Van der Waals çekimleri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? (1H, 6C, 8O, 17Cl) A) III > II > I B) II > III > I C) II > I > III D) III > I > II E) I > III > II 4. Sıvı halde HCl molekülleri arasında, I. Açıklama: Metalik bağ II. Dipol-dipol etkileşimi III. Hidrojen bağı yukarıda verilenlerden hangileri bulunmaz? (1H, 17Cl) A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III 223 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 5. 5B, 6C, 7N atomlarının hidrojenle oluşturdukları, Açıklama: I. BH3 II. CH4 II. NH3 moleküllerinden hangileri kalıcı dipole sahiptir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III OH 6. | E) II ve III OH Açıklama: | Glikol : CH2 – CH2 Etil alkol : OH | CH2 – CH3 Glikol (C2H5(OH)2) ve etanol (C2H5OH) ün kaynama noktalarının farklı olması, I. Hidrojen bağları II. London kuvvetleri III. Dipol-dipol bağları hangilerinin farklı olmasıyla açıklanabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III 7. E) I, II ve III I. HF II. C2H6 III. KNO3 Yukarıdakilerden hangilerinin suda iyi çözünmesi beklenmez? (1H, 9F, 6C, 19K, 7N, 8O) A) Yalnız II B) Yalnız III D) I ve III 8. C) Yalnız III A) B) C) D) E) 224 Y ———— BH3 HCl HCl H2S HCl Açıklama: C) I ve II E) II ve III X : Elektron hareketi ile elektriği iletir. Y : Moleküleri arasında London kuvvetleri ve dipol-dipol etkileşimleri etkindir. Z : Suda hidrojen bağı oluşturarak çözünür. Yukarıda X, Y ve Z maddelerinin bazı özellikleri verilmiştir. Buna göre, X, Y ve Z maddeleri aşağıdakilerden hangisi olabilir? X ———— Cu Na S2 Bronz Lehim ESEN YAYINLARI (1H, 6C, 8O) Z ———— CH3OH HCN C2H5OH HF CH3OCH3 Açıklama: KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER 1. ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 1 Kimyasal türler ile ilgili; I. Na+, Al+3, Cl– + NH 4, II. CrO–2 4, 4. tek atomlu iyonlara, SO–2 4, çok atomlu iyonlara örnektir. 1. 8O 2. 16S ve 8O 3. 19K ve 17Cl ve 8O •CH3, •NO2, •ClO, ... radikallerinde bağ ya- Yukarıda verilen atom çifleri arasında oluşan pımında kullanılabilecek paylaşılmamış birer bağlar ile ilgili; elektron bulunduğundan çok aktiftir. I. II. 2. de oluşan bağlar hem kovalent hem iyonik özellik gösterir. III. (+) yüklü iyonlara anyon, (–) yüklü iyonlara katyon denir. III. 3. de oluşan KCl iyonik bağlı bileşiktir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III 1. de oluşan bağlar %100 kovalenttir. yargılarından hangileri doğrudur? C) I ve II A) Yalnız I E) I, II ve III B) Yalnız II D) I ve III 2. I. C) Yalnız III E) I, II ve III Kimyasal türler arasında geçrekleşen güçlü ve zayıf etkileşimlerin nedeni daha düşük enerjili olabilme isteğidir. 5. II. Kimyasal türlerin yapısını bozarak birbirinkJ mol –1 veya daha yüksek ise o etkileşimin güçlü etkileşim olduğu kabul edilir. III. Kimyasal bağlar oluştuğunda veya koptuğun- ESENYAYINLARI YAYINLARI ESEN den ayırmak için verilen enerji yaklaşık 40 CaO katısı ile ilgili; I. Kristalli yapıya sahiptir. II. Elektrik akımını iyi iletir. III. Ca ve O arasında elektronların ortak kullanımı ile oluşmuştur. yargılarından hangileri doğrudur? (20Ca , 8O) da maddenin kimliğinde değişiklik olmaz. A) Yalnız I Kimyasal türler arası etkileşimler ile ilgili yuka- D) I ve II rıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II CO–2 3 , SO3 , E) II ve III C) Yalnız III CaF2, NaF ve AlF3 bileşiklerinden, 1. İyonik karakteri en yüksek olma •CH3 2. Erime noktası en büyük olma Yukarıda formülleri verilen maddelerin sınıflandırılması aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? CO–2 3 ————— A) İyon C) Yalnız III E) I, II ve III 6. 3. B) Yalnız II •CH3 özelliklerine sahip olanlar aşağıdaki seçeneklerden hangisinde doğru verilmiştir? (9F , 11Na, 13Al, 20Ca) SO3 ————— İyon ————— İyon B) İyon molekül radikal B) NaF CaF2 C) Radikal İyon İyon C) CaF2 AlF3 D) Molekül İyon Radikal D) NaF AlF3 E) Radikal Molekül Molekül E) AlF3 NaF 1 ————— A) NaF 2 ————— NaF 247 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 7. Kimyasal türler 10. I. Etkileflim türü II. Bir atomun elektron yakalaması, I. H2O – C2H5OH a) London kuvvetleri II. CH4 – CCl4 b) ‹yon-dipol etkileflimi III. Ca+2 – H2O c) Hidrojen ba¤› Buğdaydan un elde edilmesi, III. Kalsiyum sandoz tabletlerinin suda çözünmesi, IV. Su buharının yoğunlaşması Yukarıda bazı kimyasal türler ve karşılarında bu Yukarıda verilen olaylardan hangileri kimya- türler arasında oluşan en baskın etkileşimler ve- sal bir değişimdir? rilmiştir. A) Yalnız II Kimyasal türler ile etkileşim türleri arasındaki D) I, II ve III eşleştirme hamgi seçenekte doğru verilmiştir? A) Ic, IIa, IIIb B) Ic, IIb, IIIa D) Ib, IIc, IIIa B) I ve IV C) II ve III E) II, III ve IV C) Ia, IIc, IIIb E) Ib, IIa, IIIc 11. Aşağıdaki tabloda X, Y ve Z gazlarının bazı özel- 8. I. likleri ve havanın yoğunluğu verilmiştir. Kimyasal bağı oluşturan atomların elektronegatiflikleri arasıdaki fark büyüdükçe bağın Gaz Yo¤unluk (1 atm, 25 °C) II. Kimyasal bağı oluşturan atomların elektrone- X 1,48 X(g) + O2(g) + ›s› → XO2(g) gatiflikleri arasındaki fark büyüdükçe bağın Y 0,08 2Y(g) + 1 O2(g)→Y2O(g)+›s› 2 Z 1,88 Tepkime vermez. Hava 1,28 – iyonik karakteri artar. III. Alaşımları bir arada tutan kuvvet metalik bağdır. Kimyasal türler arasındaki etkileşimler ile ilgi- ESEN YAYINLARI polarlığı artar. Q2 ile tepkime li verilen ifadelerden hangileri doğrudur? Buna göre, hangileri yangın söndürücü ola- A) Yalnız I rak kullanılabilir? B) Yalnız II D) I ve III C) Yalnız III E) I, II ve III A) Yalnız X B) Yalnız Y D) X ve Y 9. C) Yalnız Z E) Y ve Z Aşağıdaki tabloda verilen bazı moleküller ve bu moleküller arasındaki bağ türleri eşleştirilmiştir. Moleküller Ba¤ türleri 12. Aşağıda bazı değişimler ve karşılarında değişim türü verilmiştir. Değişim —————————— Sütten yoğurt oluşması Değişim türü —————— Kimyasal I. X–Y Dipol-dipol II. Z–T Hidrojen ba¤› I. III. Q–L London kuvvetleri II. Yumurtanın haşlanması Fiziksel III. Yağmurun oluşması Kimyasal Buna göre, bu molekülleri arasındaki bağların kuvvetlerine göre sıralanışı aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? A) I > III > II B) II > I > III D) I > II > III 248 C) II > III > I E) III > I > II Buna göre, hangilerinin değişim türleri doğru verilmiştir? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİMLER 1. ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 2 4. N2, O2, H2O Radikaller dimerelementel mole- I. Kimyasal II. leflerek kararl› moleküller oluflküllere örnek türler turabilirler. verilebilir. Mg(k) Mg(k) H+ Cl– H2O(s) HCl(suda) H2O(s) 1. kap 2. kap III. Kimyasal türler atom, molekül, iyon ve radikallerdir. Şekilde verilen kapların birincisinde oda sıcaklığında HCl çözeltisi, ikincisinde aynı sıcaklıkta saf su bulunuyor. Kaplara aynı sıcaklıkta birer parça Mg(k) atılıyor. 1. kapta gaz çıkışı gözlenirken 2. kapta değişiklik gözlenmiyor. Buna göre; I. H2O(s) molekülleri ile Mg parçaları arasında etkileşim olmuyor. II. Mg metal atomları ile HCl molekülleri etkileşerek yeni kimyasal türler oluşturmaktadır. III. Deneydeki kimyasal türler arasındaki etkileşimler sırasında Mg metal atomlarının çekirdeğe en yakın olan elektronları etkileşir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III Kimyasal türler ile ilgili kavram haritasında verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III 2. C) Yalnız III E) II ve III Çekirdekler arası uzaklığın çok azaldığı durumlarda itme kuvvetleri çekme kuvvetlerini aşar. İtme kuvvetlerinin çekme kuvvetlerinden baskın olduğu durumlarda kimyasal türler bir araya gelemez, bağımsız türler olarak kalırlar. Güçlü ve zayıf etkileşimler ve oluşan kuvvetler ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden doğru 5. I. 11Na da aşağıdaki sıralamalardan hangisi oluşur? II. 16S A) D, Y, D III. 20Ca olanlara “D” ve yanlış olanlara “Y” yazıldığın- B) D, Y, Y D) Y, Y, Y 3. ESENYAYINLARI YAYINLARI ESEN Zayıf etkileşimler sonucunda yeni moleküller oluşabilir. C) Y, Y, D 2. O N O 6. Yukarıda açık formülü verilen C2H4Cl2 bileşiği A) 3. iyonik radikaldir. ile ilgili; B) 1. ve 2. kararlı ve düşük enerjili, 3. ise kararsız I. C) 1. ve 2. moleküler radikallerdir. D) 2. de yer alan •NO2 radikalleri dimerleşerek N2O4 oluşturabilir. E) 1. de verilen •NO oksijene tepkime verebilir. 8O H Cl | | H – C – C – Cl | | H H Yukarıda verilen kimyasal türler ile ilgili aşa- ve yüksek enerjilidir. ve 9F şan bileşiklerden hangileri iyonik bağlıdır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 1. N O ğıdakilerden hangisi yanlıştır? ve 17Cl Yukarıda verilen element çiftleri arasında olu- E) D, D, Y + 3. [ N ] ve C – H bağı %100 kovalent bağdır. II. C – Cl bağı polar kovalenttir. III. Molekül apolar bir moleküldür. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 249 Kimyasal Türler Arası Etkileşimler 7. Aşağıda bazı kimyasal türler ve karşılarında bu 10. Metalik aktifli¤i yüksek olan metallerin erime noktalara düflüktür. türler arasında oluşan en baskın etkileşimler verilmiştir. Buna göre hangisi yanlıştır? Kimyasal türler ———————— A) HCl – H2O 8. D Etkileşim türleri ———————— Dipol - dipol B) NaCl – H2O İyon - dipol C) CH3OH – H2O Hidrojen bağı D) H2S – CH3CH2OH London kuvvetleri E) I2 – CCl4 London kuvvetleri Metalik ba¤›n sa¤laml›¤› metalin atom yar›çap› artt›kça azal›r. D Değişim türü —————— Kimyasal Fiziksel III. Yağlı boyanın kuruması Fiziksel Buna göre, hangi değişim türü doğru verilmiştir? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) Yalnız III E) II ve III Y 5 6 Metalik ba¤›n sa¤laml›¤› metallerin de¤erlik elektron say›s› att›kça artar. D Y D Y 1 2 3 4 A) 1 ESEN YAYINLARI II. Ağaç yapraklarının sararması D Metalik bağlar ve özellikleri ile ilgili verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? Aşağıda bazı değişimler ile karşılarında değişim I. Y Metaller elektron denizinde yüzen katyonlar olarak tan›mlanabilir. türü verilmiştir. Değişim ———————————— Beton harcının sertleşmesi Y Metal kat› halden s›v› hale geçti¤inde metalik ba¤ yok olur. 11. B) 2 C) 3 D) 4 E) 6 I. O C O II. O F F III. Cl Cl Yukarıda verilen maddelerden hangilerinin molekülleri arasında dipol-dipol etkileşimi vardır? A) Yalnız I D) I ve II 9. Sabit hacimli bir kapta, 1 CO(g) + O2(g) → CO2(g) + ısı 2 I. Buna göre; Tepkimede redoks olayı gerçekleşmiştir. II. CO de C atomu indirgendir. III. Kaptaki özkütle değişmemiştir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III 250 B) Yalnız II C) Yalnız III E) I ve III 12. Bağların oluşum mekanizması temelinde sınıflandırılması ile ilgili; tepkimesi gerçekleşiyor. I. B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III İyonik, kovalent ve metalik bağlar güçlü etkileşimlerdir. II. Van der Waals ve hidrojen bağları zayıf etkileşimlerdir. III. Güçlü etkileşimler hidrojen ve dipol-dipol bağlarıdır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III 4. ÜNİTE : MADDENİN HALLERİ 1. BÖLÜM : MADDENİN FİZİKSEL HALLERİ 1.1. MADDENİN HALLERİ 1.2. SUYUN DOĞADAKİ DÖNGÜSÜ 1.3. LPG, LNG VE SOĞUTUCU GAZLAR a) LPG nedir? b) LNG nedir? c) Soğutucu Gazlar 1.4. HAVADAN AZOT VE OKSİJEN ELDESİ 2. BÖLÜM : GAZLAR 2.1. MADDENİN GAZ HALİ 2.2. GAZLARIN SIKIŞMA VE GENLEŞME ÖZELLİĞİ 2.3. GAZLARIN BASINÇ, HACİM, MOL SAYISI VE SICAKLIK İLİŞKİSİ 2.4. GAZ KANUNLARI a) Boyle – Mariotte Kanunu b) Charles Kanunu c) Gay – Lussac Kanunu d) Avogadro Kanunu e) Birleştirilmiş Gaz Denklemi f) İdeal Gaz Denklemi 2.5. a) 2.6. GAZLARIN KİNETİK TEORİSİ Graham Difüzyon Kanunu ATMOSFER VE BİZ a) Kuru Havanın Bileşimi b) Atmosferin Canlılar İçin Önemi c) Atmosferi Kirleticiler d) Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu 3. BÖLÜM : SIVILAR 3.1. SIVILAR VE ÖZELLİKLERİ 3.2. SIVILARIN YÜZEY GERİLİMİ 3.3. ADHEZYON VE KOHEZYON KUVVETLERİ 3.4. VİZKOZİTE 3.5. BUHARLAŞMA, KAYNAMA VE YOĞUNLAŞMA 4. BÖLÜM : KATILAR 4.1. ERİME, NOKTA VE SÜBLİMLEŞME 4.2. KATI TÜRLERİ a) Amorf Katılar b) Kristal Katılar Bir gazın basıncı, sıcaklık, hacim ve miktarı ile tanımlanır. Gaz basıncı genellikle cıva olan sıvı bir sütun tarafından uygulanan basınç ile karşılaştırılarak ölçülür. Atmosfer basıncı bir cıva barometresi, diğer gaz basınçları manometre ile ölçülür. Basınç çeşitli birimlerle ifade edilir. En yaygın basit gaz yasaları; gaz basıncı ve hacmi ile ilgili Boyle Yasası, gaz hacmi ve sıcaklığıyla ilgili Charles Yasası, hacim ve gaz miktarı ile ilgili Avogadro Yasası’dır. Basit gaz yasaları, ideal gaz denkleminde birleştirilebilir: PV = nRT. Bu eşitlik, diğer değişkenler bilindiği zaman, herhangi bir değişken için çözülebilir. Aynı zamanda bu eşitlik mol kütlesi ve gaz yoğunluklarının belirlenmesine de uygulanabilir. İdeal gaz denkleminin diğer kullanım alanları, bir kimyasal tepkimede gaz ürünler ve girenlerinin hesaplanması, gaz karışımlarının tanımlanmasıdır. Kinetik kuram, moleküllerin hız kareleri ortalamasının kare kökü, sıcaklık, bir gazın molar kütlesi ve ortalama öteleme kinetik enerjisi ve Kelvin sıcaklığı arasında bir ilişki kurar. Aynı zamanda, kinetik kuramda gazların yayılma ve dışa yayılma, onların molar kütleleri ile ilişkilendirilebilir. Gerçek gazlar genellikle sadece yüksek sıcaklık ve düşük basınçlarda ideal davranır. 1. BÖLÜM : MADDENİN FİZİKSEL HALLERİ 1.1. MADDENİN HALLERİ 1.2. SUYUN DOĞADAKİ DÖNGÜSÜ 1.3. LPG, LNG VE SOĞUTUCU GAZLAR a) LPG nedir? b) LNG nedir? c) Soğutucu Gazlar 1.4. HAVADAN AZOT VE OKSİJEN ELDESİ Moleküller arası etkileşimlerin en önemli sonuçlarından birisi, gerçek gazların sıvılaştırılabilmeleridir. Düşük sıcaklıklarda, gaz molekülleri çok yavaş hareket ederler ki, moleküller arası etkileşimler sonucu, her molekül diğer moleküllere tutunur ve serbest hareket yeteneğini kaybeder. Sıcaklık, maddenin kaynama noktasının altına kadar düşürüldüğünde, gaz sıvı haline yoğunlaşır; moleküller birbirlerinden kaçamayacak kadar yavaş hareket ederler ve gazın tamamı, aralarındaki çekim kuvvetleriyle bir arada tutulan bir molekül yığını haline gelir. Bu sıvılaşma demektir. Bir gazı sıvılaştırmanın en basit yolu, maddeyi kaynama sıcaklığından daha düşük sıcaklıkta tutulan bir banyo içerisine daldırmaktır. Aseton gibi, düşük donma noktalı bir sıvıya katı karbondioksit ilave edilerek –77 °C’a kadar düşük sıcaklıklara inilebilir. Gazlar, molekül hızı ile sıcaklık arasındaki ilişkiden yararlanılarak sıvılaştırılabilirler. En düşük ortalama hız, en düşük sıcaklığa karşı geldiğinden, molekülleri yavaşlatmak, gazı soğutmaya eşdeğerdir. Moleküller, aralarındaki etkileşimler kullanılarak yavaşlatılabilir. Bir gaz genleştiğinde, moleküller birbirlerinden uzaklaşacaktır; bundan dolayı, bir gazın hacmi artırılığında moleküller birbirlerinden ayrılacağı için ortalama hızları düşer. Diğer bir ifadeyle, gerçek gazlar genleşirken soğur. Bu konuyu ilk defa çalışan bilim adamları, James Joule ve William Thomson’ın anısına bu gözleme Joule - Thomson Olayı denilir. Joule - Thomson Olayı, gazları sıvılaştırmak için bazı ticari soğutucularda kullanılmaktadır. Sıvılaştırılarak gaz sıkıştırılır ve küçük bir delikten genleşmesi sağlanır. Genleşen gaz soğur, soğuyan gaz daha önceden sıkıştırılmış gazı soğutur. Gaz, sürekli sıkıştırılır ve dolaştırılırsa sonunda sıvı hale dönüşünceye kadar sıcaklık düşer. Gaz, hava gibi bir karışımsa, oluşan sıvıyı bileşenlerine ayırmak için destile edilebilir. Atmosferden ksenon, kripton, argon, neon, oksijen ve azotu ayırmak için bu teknik kullanılır. Atmosfer, sıcaklık-yükseklik kesiti ve içerdiği gazlar bakımından farklılıklar gösteren bir kaç bölgeden oluşur. Atmosferin yer yüzüne yakın bölümünün ana bileşenleri azot, oksijen ve argondur. Bu gazlar, sıvı havanın ayrımsal damıtılmasıyla ayrılabilirler. Havada az miktarlarda bulunan diğer önemli bileşenler karbon dioksit, karbon monoksit ve argon dışındaki diğer soy gazlardır. Maddenin Halleri 1.1. MADDENİN HALLERİ Buzdolabından küp şeklinde Maddenin gaz hali, belli bir şekle ve belli bir hacme sahip olmayan halidir. Bu nedenle içine konduk- Buz ları kabın hem şeklini hem hacmini alırlar. Tanecikle- bir buz parçası aldığımızı ve kapalı bir kabın içine koyduğumuzu dü- ri arasındaki boşluk çoktur. Bu yüzden tanecikler bir- şünelim. Başlangıçta buz kendi şeklini korur. Bu dav- birinden bağımsız olarak hareket ederler. Birbirlerinin ranış bir katının davranışıdır. Bir katı içinde bulundu- arasına girebilirler. Gazlar sıkıştırılabilir. Tanecikler ğu kabın şekli ne olursa olsun kendi şeklini muhafaza arası boşluk olduğundan aralarındaki çekim kuvveti de azalır. Maddenin en düzensiz halidir. Gazlar sıvılar eder. Katı maddenin özelliklerini özetleyebiliriz. gibi akışkandır. Hem titreşim hem de öteleme hare- Maddenin belirli bir şekli ve belirli bir hacmi olan keti yapabilirler. Maddenin enerjisi en yüksek halidir. halidir. Katı maddelerin atom veya molekülleri arasındaki boşluk yok denecek kadar azdır. Tanecikler arası çekim kuvvetinin en fazla olduğu haldir. Atom ve moleküller arasında bir düzenlilik vardır. Öteleme hareketi yapamazlar. Atomlar titreşim hareketi yaparlar. Maddenin enerjisi en az olan halidir. ÖRNEK Buzdolabından alıp bir kaba rakılırsa, sıcaklığı yükselmeye başlar. Buzun erime sıcaklığına Bir maddenin katı, sıvı ve gaz halleri X, Y ve Z Buz olarak belirtilmiştir. Bu haller ise ilgili bazı bilgiler Su ulaşınca, buz erimeye başlar. Buz erirken, kabın dibinde kenarlara doğru sular akmaya başlar. Kabın en dip kısmını işgal eder ve onun şeklini alır. Sıvı, katı ile gaz arasındaki madde halidir. Belirli bir hacme sahiptir, ancak, belirli bir şekli yoktur. Sıvı ESEN YAYINLARI konulan buz parçası oda içinde bı- aşağıdaki gibidir. Yalnız Y akıcılık özelliğine sahip değildir. X ve Y sıkıştırılamazken, Z sıkıştırılabilmektedir. Buna göre; X, Y ve Z halleri için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? tanecikleri arasındaki boşluklar katılarınkinden fazlasıvılar sıkıştırılamaz. Katılardan daha düzensizdir. Sı- X ———— A) Katı vı taneciklerinin birbirine uyguladığı çekim kuvveti ka- B) Sıvı Katı Gaz tılardan daha azdır. Tanecikler birbirleri üzerinden ka- C) Katı Gaz Sıvı yarak öteleme hareketi yaparlar. Tanecikler aynı za- D) Sıvı Gaz Katı manda titreşim hareketi yaparlar. Sıvılar akışkandır. E) Gaz Katı Sıvı dır. Ancak, tanecikler arası boşluk çok olmadığından Buzdolabından küp şeklinde bir buz parçası alıp koyduğumuz kapalı kap oda sıcaklığında bekletilince önce eriyerek sıvılaşmıştır. Suyun bir kısmı buharlaşarak su buharı olur. Su buharı kabın her tarafına hemen dağılır. Kaba takılan bir piston yardımıyla, çok az bir kuvvetle gazı daha küçük bir hacme sıkıştırmak mümkündür. 260 ÇÖZÜM Y ———— Sıvı Z ———— Gaz Maddenin Halleri oksidasyon ile azalır. Suda serbest halde bulunan H+ 1.2. SUYUN DOĞADAKİ DÖNGÜSÜ iyonu derişimine suyun pH’sı denir ve pH değişimleri canlıların solunum gibi biyokimyasal aktiviteleri üzerine etkilidir. Boşlukta yer kaplayan ve kütlesi olan tüm varlıklara madde denir. Canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için ortamlarından madde alıp vermek zorundadır. Canlı ve cansız çevre arasında maddelerin alınıp verilmesine madde döngüsü (madde çevrimi, ekolojik döngü) denir. Maddenin litosfer, hidrosfer ve atmosfer arasında sadece fiziksel değişime uğramasına hidrolojik döngü adı verilir. Su atmosfer, kara ve deniz arasında sürekli bir şekilde hareket halindedir. Bitkiler fotosentez için güneş ışığı dışında su, karbondioksit, azot, fosfor vb. gibi anorganik maddelere gereksinim Suyun doğadaki döngüsü duyarlar. Bu anorganik maddeler bitkileri yiyen otobur Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri hidrografik faktör olarak tanımlanabilir. Hidrosfer yeryüzünün %71’ine yakın bölümünü örtmüş durumdadır. Suyun doğada katı, sıvı ve gaz şeklinde atmosfer, okyanus ve karalar arasında dolaşmasına hidrolojik dolaşım denir. Sucul ortamdaki sıcaklık değişimleri ve bölge- ESEN YAYINLARI hayvanların vücutlarında toplanır, onlardan da etobur hayvanların dokularına geçer. Anorganik maddelerin cansız ortamdan alınıp canlılar arasında aktarıldıktan sonra tekrar cansız ortama eklenmesi biyokimyasal madde döngüsü olarak tanımlanır. Canlılar ile jeolojik çevrelerini kapsayan ve kimyasal değişim sonucu oluşan maddelerin dolaşımı so- sel değişimler uzak mesafelerde izlenir. Yüzey ge- nucu biyokimyasal döngüler oluşur. Böylece canlıla- rilimi sayesinde su yüzeyinde küçük ve hafif canlı- rın gereksinim duyduğu ancak sınırlı miktarda bulu- lar yaşamlarını devam ettirirler. Suların içerdikleri as- nan birçok elementin tekrar kullanımı mümkün olur. kı madde miktarına bağlı olarak berraklığı azalır. Ge- Ekosistem hizmetleri insanoğlunun, sosyal ve nelde sular %4’den fazla askı yükü içerdiklerinde ber- ekonomik gelişimi ve yaşamsal faaliyetleri için hayati raklığını kaybederler. Sudaki askı madde suyun op- önem taşımaktadır. Sanayinin ihtiyaç duyduğu mal ve tik özelliğini bozarak ışık şiddetini ve ışığın su içinde- hizmetlerin yanı sıra şehirde, kırsalda ve bireysel ola- ki yayılışını azaltarak bitkiler ve fazla ışığa gereksi- rak yaşayan insanlar için gerekli olan mal ve hizmet- nim duyan hayvanların ölmelerine neden olur. Suda- leri üretmektedir. Bunun en yaygın örneği olarak iç- ki çözünmüş gazların kaynağını su ve atmosfer ara- me suyu verilebilir. Ekosistem hizmetlerinin insan ya- sındaki alışveriş oluşturur. Suyun üst tabakasında çö- şamını destekleyen en önemli unsurlardan biri olması zünen bu gazlar daha derinlere iner. Ekolojik yönden ve insan mühendisliğinin doğanın insanlara sunduğu etkin role sahip gazların başında oksijen, karbon dioksit, hidrojen sülfür ve metan gelir. Sucul ekosistemlerde oksijen; fotosentez, su yüzeyinin atmosferle ilişkisi, akıntı ve rüzgârların etkisi ile artar, solunum ve bu ekosistem hizmetlerinin yerini alabilecek hizmetleri üretme yeteneğinin çok sınırlı olması ekosistem hizmetlerinin insanlara sunduğu hizmetlerin değerini daha da artırmaktadır. 261 Maddenin Halleri ÖRNEK LPG, normal şartlar altında gaz fazında bulunur. Hidrolojik döngü ile ilgili; Fakat basınç altında ve sıvı halde saklanır. Taşıma I. Bize temizlenmiş yeni su kaynağı sağlar. ve depolama için sıvı hale getirilen LPG, gaz fazında II. Karalar, denizler ve atmosferde sürekli su ola- tüketilir. Yanıcı ve patlayıcı özelliğe sahiptir. Suda çok az çözünür. Renksiz ve kokusuzdur. Bu nedenle gaz rak dengeli miktarda su bulunmasını sağlar. III. Su sürekli olarak denizlerden atmosfere, ka- kaçağı durumunda fark edilebilmesi için merkaptan- ralara ve tekrar denizlere döngü içindedir. lar veya kükürt bileşenleriyle kokulandırılır. Merkaptanlar, petrol rafinerilerinde bir süreçte oluşan ve kos- yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II tik soda ile yıkanarak ayrılan, keskin kötü kokulu, sül- C) Yalnız III für içeren organik bileşiklerdir. E) I, II ve III LPG’nin hava içinde %2 ile %9 arasında bulunması patlama riskini doğurur. ESEN YAYINLARI ÇÖZÜM LPG, ülkemizde ticari olarak; Miks LPG (%30 propan ve %70 bütan), propan (%95 ve üzeri saflıkta) ve otogaz olarak piyasaya sürülür. b) LNG Nedir? Doğal gaz, atmosfer basıncında, –162 °C’ye kadar soğutulduğunda yoğunlaşarak sıvı faza geçer ve “Sıvı Doğal Gaz (LNG)” olarak adlandırılır. Doğal gazın hacmi, gaz fazından sıvı faza geçerken yaklaşık 600 kat küçülür. Bu sayede yüksek miktardaki doğal gaz, düşük basınçlar altında hacmi 600 kez küçültülerek sıvı halde saklanabilmektedir. Bu durum, do1.3. LPG, LNG VE SOĞUTUCULAR a) LPG Nedir? ğal gazın boru hatları ile taşınmasının teknik ve ekonomik anlamda mümkün olmadığı yerlere, gemi ve kamyon tankerler ile nakliyesini uygun hale getirmek- Sıvılaştırılmış petrol gazı (Liquified Petroluem tedir. LPG’nin sıvı fazında özgül ağırlığı 0,46 kg/l’dir. Gaz) anlamına gelen LPG, bütan ve propan gazları Yani ağırlığı suyunkine göre yaklaşık yarısıdır. Hac- karışımıdır. LPG, petrolün rafinerilerde işlenmesiyle mi 1 m3 olan bir kaba doldurulan LPG’nin ağırlığı 460 ya da doğal gaz yataklarında üretilir. Dünyada doğal kg’dır. Gaz yoğunluğu 0,76 kg/m3 tür. LNG renksiz, gaz üretimindeki artışa bağlı olarak LPG üretimi de her yıl ortalama %2 oranında artış gösterir. 262 kokusuzdur. Zehirli değildir ve korozif özelliği yoktur. Maddenin Halleri LNG’nin gaz halinin hava içinde karışım oranı %5 Yukarıda verilen özellikler, uygulama ve çalış- ile %15 arasında yanıcı ve parlayıcıdır. LNG, esas ma şartlarının durumuna göre değişeceği gibi her za- olarak %90 civarında bir oranda metandan, CH4, olu- man bu özelliklerin hepsini yerine getirmek mümkün şur. olmayabilir. Genel kaide olarak bir soğutucu akışkanMetan haricinde etan (C2H6), propan (C3H8), bü- lığı aranması gereken özelliklerin hepsini birden her tan (C4H10) ağırlık olmak üzere diğer hidrokarbonları şart altında yerine getirebilen bir soğutucu akışkan da ihtiva eden bir yakıt türü olan LNG, sıvılaştırma iş- madde mevcut değildir. Bilhassa emniyet ve güvenlik lemi esnasında içindeki oksijen, karbondioksit, kükürt yönünden iyi olan, ayrıca iyi bir ısıl özelliğine de sa- bileşenleri ve sudan arındırıldığı için boru hattı do- hip olan soğutucu akışkan madde için yapılan araş- ğal gaza göre daha saf ve yüksek verimli bir yakıttır. tırmalar florokarbon soğutucu akışkanın bulunmasını sağlamıştır. c) Soğutucu Gazlar Alkil halojenür ailesinden olan florokarbon, metan Bir soğutma çevriminde ısının bir ortamdan alınıp (CH4) veya etan (C2H6) içerisindeki hidrojen atomla- başka bir ortama nakledilmesinde ara madde olarak rından bir ya da bir kaçının yerine sentez yoluyla klor, yararlanılan soğutucu akışkanlardır. Akışkanlar, ısı flor veya brom atomları yerleştirmek suretiyle elde har halden sıvı hale dönüşerek sağlar. Bu durum bil- metandaki 4 hidrojen yerine 2 klor ve 2 flor bağlan- hassa buhar sıkıştırma çevrimlerinde geçerlidir. masıyla oluşan diklodiflor metan, CCl2F2, (bu madde- Soğutucu akışkanların, yukarıda tarif edilen görevleri ekonomik ve güvenilir bir şekilde yerine getirebilmesi için bazı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olması gerekir. Genellikle soğutucu akışkanların şu özelliklere sahip olması istenir; ESEN YAYINLARI alışverişini genellikle sıvı halden buhar haline ve bu- edilmektedir. Florokarbonlardan en sık rastlananlar; ye Freon12 denir ve R12 olarak gösterilir) ve yine metandaki 3 hidrojen yerine 1 klor ile 2 flor atomu bağlanması ile oluşan diflorklor metan, CHClF2, (Freon 22 veya R22) soğutcu akışkanlardır. Soğutucuların çalışma prensibi, belirli bir basınç Buharlaşma ve sıvılaşması uygulanabilir ba- altında bulunan sıvı haldeki akışkanın istenilen sıcak- sınçlar altında olmalıdır. lıkta buharlaştırılması ve buhar halden tekrar sıvı ha- Buharlaşma sıcaklığı mümkün olduğunca dü- le dönüştürülmesidir. Çevrim malzemesi olarak kulla- şük olmalıdır. nılan gaz bir kompresör aracılığıyla emilip sıkıştırıla- Kimyasal olarak ayrışmamalı, yanmamalı, zehirli olmamalı ve metal yüzeylerle reaksiyona girmemelidir. rak sıvılaştırılır. Sıkıştırma sırasında açığa çıkan ısı bir fan yardımıyla atmosferik çevreye verilir. Bu sıvı daha sonra genleşme valfı tarafından üzerindeki basıncı düşürülmesi ile bulunduğu ortamdan ısı çekerek Çevreyi kirletmemesi gereklidir. gaz haline dönüşür. Bu esnada bulunduğu ortamdan Düşük güç ile çalışabilmelidir. ısı çektiği için ortam sıcaklığını da düşürmüş olur. So- Maliyeti düşük olmalı ve kolay temin edilebilmelidir. ğutma akışkanı kompresör tarafından emilerek çevrim aynı şekilde tekrarlanır. İçinde geçtiği boru vs. paslandırmamalıdır. Soğutma makinalarında önceleri amonyak ve En çok kullanılan soğutucu akışkanların ba- karbondioksit kullanılmıştır. Günümüzde ise freon şında Freon 12, Freon 22, Freon 134a gelir. kullanılmaktadır. 263 Maddenin Halleri ÖRNEK Dünyayı saran bu hava örtüsü hem bizi zararlı Aşağıdaki özelliklerden hangisi soğutucu ışınlardan korur, hem de yaşam için gerekli olan bazı akışkanlara ait değildir? kimyasal maddelerin ana kaynağıdır. Yeryüzünden itibaren ilk 12 km kalınlığındaki ta- A) Kimyasal olarak zehirli ve yanıcı olmamalıdır. baka, atmosferin yaklaşık kütlece %90’ını içerir. Aşi- B) Metallerle tepkimeye girmemelidir. na olduğumuz havanın bu tabakasına troposfer de- C) Uygulanabiir basınç altında buharlaşmamalı nir. Hava olayları bu bölgede meydana gelir. Tropos- ve sıvılaşmamalıdır. ferin sıcaklığı deniz seviyesinden yükseğe çıkıldıkça D) 1 atmosfer basınçta mümkün olduğunca dü- sürekli olarak azalarak yaklaşık 220 K’e kadar düşer. şük kaynama noktasına sahip olmalıdır. Yeryüzünden yaklaşık 12–55 km arasındaki böl- E) Maliyeti düşük olmalı ve kolay temin edilebil- geye stratosfer denir. Sıcaklık 12-25 km arasında, melidir. 220 K’de hemen hemen sabit kalırken 50 km’de yaklaşık 280 K değerine ulaşır. Atmosferin bu ince tabakasındaki atomlar ile güneşten gelen ultraviole ışıma arasında ekzotermik tepkimeler olması, bu bölgenin sıcaklığının artmasına neden olur. Ozon tabaka- ÇÖZÜM sı bu tepkimeler sonucunda oluşur. Stratosferin ötesinde atmosfer çok incedir ve yoğunluk litrede mikESEN YAYINLARI rogram hatta giderek nanogram mertebesine düşer. Mezosferde (55-80 km arası), sıcaklık düzenli olarak 180 K’e kadar düşer. Termosfer ya da iyonosfer denen, sonraki tabakada sıcaklık yaklaşık 1500 K’e yükselir. Atmosferin bu tabakası pozitif ve negatif iyonlar, serbest elektronlar, nötr atomlar ve moleküller içerir. Azot gazı ve oksijen gazı sıvılaştırılmış havanın damıtılmasından elde edilir. Sıvılaştırılan hava damı1.4. HAVADAN AZOT VE OKSİJEN ELDESİ Genellikle atmosferi oluşturan maddeleri belirt- tıldığında kaynama noktası düşük olan azot gazı ayrılır, geriye oksijen gazı kalır. mekte “hava” sözcüğü kullanılır. Hava az miktarda arDam›tma kulesi gon, karbon dioksit ve diğer az miktardaki maddelerin yanında, bol miktarda azot ve oksijen gazlarını içeren bir gaz karışımıdır. Deniz seviyesinde kuru hava bileHava ak›m› şimi aşağıdaki tabloda verilmiştir. B‹LEfi‹M Mol kütlesi g mol–1 hacimce % kütlece % Azot, N2 28,02 78,09 75,52 Oksijen, O2 32,00 20,95 23,14 Argon, Ar 39,95 0,93 1,23 Karbon dioksit, CO2 44,01 0,03 0,05 Bileflen Azot gaz› Kompresör So¤utucu birimi Genleflme vanas› Hava ak›m› Argon gaz› Hava girifli Filtre S›v› oksijen S›v› hava Havanın ortalama kütlesi, 28,97 g mol–1 dir. Havadaki su buharının yüzdesi, nemlilik ile değişir. 264 Sıvı havanın ayrımsal damıtılması basit gösterimi Maddenin Halleri ÖRNEK Temiz hava kompresöre beslenir ve soğutma biriminde soğutulur. Soğuk hava genleşme vanasından Günlük hayatımızda kullanılan, geçirilir ve sıvılaşıncaya kadar soğutulur. Sıvı hava, I. içindeki CO2 ve hidrokarbonlardan arındırmak için sü- II. Klima zülür ve daha sonra damıtılır. Sıvı hava damıtma ko- III. Buzdolabı lonunun üst tarafına gönderilir. Burada en uçucu bi- Çamaşır makinesi cihazlarından hangilerinin çalışma sistemin- leşen olan azot ortamdan ayrılır. Kolonun ortaların- de Joule-Thomson olayı etkilidir? da argon gaz haline geçerek ayrılır. En az uçucu bile- A) Yalnız I şen olan sıvı oksijen kolunun dibinde toplanır. Azot, ar- B) Yalnız II D) I ve III gon ve oksijenin kaynama noktaları, sıra ile –195,6 °C, C) Yalnız III E) II ve III –185,5 °C ve –182,8 °C’dir. Azot gazı, bazı kimyasal bileşiklerin ve bir kısım cihazların üretiminde inert atmosfer olarak kullanılır. ÇÖZÜM Petrol üretiminde basınç gazı olarak kullanılır. Metal işlemlerinde ve soğutucularda (gıdaların hızlı dondurulması) kullanılır. Azot, atmosferde en bol bulunan element olmasışılık, atmosferin ana bileşenlerinden biri de olan oksijen, yer kabuğunda çok fazladır. Gerçekte, oksijen katı yer kabuğunda %45,5 oranda, en çok bulunan elementtir. ESEN YAYINLARI na karşın, yer kabuğunda çok az bulunur. Buna kar- Oksijen kimyanın temel elementidir. Oksijen genellikle bileşikleri şeklinde bulunması ve kullanılmasına karşın, oksijen gazının kendisi önemli ticari kimya- Oksijenin bir allotropu olan ozon, keskin kokuya sal maddedir. Demir ve çelik üretiminde, diğer metal- sahiptir ve solunum yoluyla alındığında öldürücü etki lerin üretimi ve yapımında (kesme ve kaynak, kimya- yapabilir. Ozonun özellikleri oksijenden çok farklıdır. sal üretim ve diğer yükseltgenme işlemleri, suyun te- O mizlenmesi, roket yakıtlarının yakılması, tıbbi cihaz- O larda ve petrol rafinesinde kullanılır. Laboratuvarda oksijen elde etmek için kullanılan yöntemlerden biri suyun elektrolizidir. Az miktarda baz veya asit ilave edilmiş saf su elektroliz edilirse O O O O Lewis yapısından da anlaşılacağı gibi ozonun moekül yapısı açısaldır. Bu açı nedeniyle ozon UV ışınları soğurabilir. anotta, çok saf oksijen gazı elde edilir. Diğer bir yön- Ozon, mavi renkli bir gaz olup atmosferin yük- temde ise oksijen, potasyum kloratın MnO2 katalizör- sek katmanlarında (stratosfer) bulunur. Güneş ışın- lüğünde ısıtılması ile elde edilir. Bu olayın tepkime larının, şimşeğin veya yüksek gerilim kaynaklarının denklemi aşağıdaki gibidir. elektriksel enerji sağlaması sonucunda O2 molekül- 2KClO3(k) MnO 2 ›s› lerinden oluşur. 2KCl(k) + 3O2(g) 265 MADDENİN HALLERİ 1. ÇÖZÜMLÜ TEST – 1 Gazların hızlı genleştirilmesi işlemi ile ilgili; I. 4. I. Bir gazın hızlı bir şekilde genişletirildiğinde mosfer, okyanus ve karalar arasında dolaş- sıcaklığının düşmesine Joule-Thomson olayı masına hidrolojik dolaşım denir. etkilidir. II. Ekolojik yönden etkin role sahip gazların başında oksijen, karbon dioksit, hidrojen sülfür II. Moleküller arasındaki uzaklık artar, moleküllerin ortalama hızları düşer. ve metan gelir. III. Moleküller arası çekim kuvvetlerinin yenilmesi için gereken enerjiyi moleküller kendi özısılarını kullanarak karşılar. III. En büyük ekosistem okyanuslardır. Ekosistem ve suyun ekolojik önemi için yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II A) Yalnız I C) Yalnız III Soğutucu akışkanlar ile ilgili; I. 5. 1 atm’de mümkün olduğunca yüksek kaynama noktasına sahip olmalıdır. II. Uygulanabilir basınç altında sıvılaşmalı ve buharlaşmalıdır. III. Kimyasal olarak zehirli ve korozif olmamalıdır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) II ve III C) I ve II C) I ve II E) II ve III Atmosferin ekolojik açıdan önemi ile ilgili; I. Atmosferin yeryüzü ile direk ilişkili tabakasına troposfer denir. II. Troposfer yeryüzü ile ilişkili olup en fazla oksijen gazı içerir. III. Atmosfer güneşten gelen zararlı ışınların yeryüzüne gelmesini ve yerdeki radyasyonun uzaya kaçmasını büyük ölçüde engeller. E) I, II ve III yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III 3. B) Yalnız III D) I ve III E) I, II ve III ESEN YAYINLARI 2. Suyun doğada katı, sıvı ve gaz şeklinde at- B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III 1 atm bas›nç ve 25 °C s›cakl›kta buhar halinde olmal›d›r. D Y Kaynama noktalar› düflük, kritik s›cakl›klar› yüksek olmal›d›r. ‹deal gaza en yak›n maddelerdir. D Y Canl›lara karfl› zehir etkisine sahip olmal›d›r. Uygulanabilir bas›nçla s›v›laflabilmelidir. D Y D Y 1 2 3 4 D Y 5 6 6. I. Su sürekli olarak denizlerden atmosfere, karalara ve tekrar denizlere döngü içerir. II. Suyun hidrolojik döngüsü suyun karalarda azalmasına, denizde artmasına neden olmaktadır. III. Suyun hidrolojik döngüsü bize temizlenmiş Soğutucu akışkanların sahip olması gereken yeni su kaynağı sağlar. özellikleri ile ilgili verilen ifadeleri doğru (D) Suyun hidrolojik döngüsü ve sonuçları ile yu- ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek iler- karıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? lendiğinde hangi çıkışa ulaşılır? A) 1 266 B) 2 C) 3 D) 4 A) Yalnız II E) 5 D) I ve III B) Yalnız III C) I ve II E) II ve III Maddenin Halleri 7. X : Belirli bir şekli ve belirli bir hacmi vardır. 10. Maddenin belirli bir flekle ve belirli bir hacme sahip olmayan halidir. Y : Tanecikleri arasında boşluk çoktur, tanecikler birbirinden bağımsız hareket ederler. D Z : Belirli bir hacime sahiptir, ancak belirli bir X, Y ve Z maddenin fiziksel halleridir. Z ————— Gaz B) Sıvı Gaz Katı C) Katı Gaz Sıvı D) Katı Sıvı Gaz E) Gaz Katı Sıvı Maddenin sıvı hali için; I. Tanecikleri arasındaki boşluklar katı halindekinden daha fazladır. II. Katılardan daha düzenlidir. III. Taneciklerinin birbirine uyguladığı çekim kuvveti katılardan daha azdır. IV. Belirli bir şekilleri yoktur. V. Hacimleri dolduruldukları kabın hacmine göre değişir. ifadelerinden kaç tanesi yanlıştır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 Maddenin gaz halinin tanecikleri aras›ndaki çekim kuvveti azd›r. D Maddenin gaz halinde tanecikler birbirinden ba¤›ms›z olarak hareket ederler. D Y D Y 1 2 3 4 Y 5 6 Maddenin gaz hali için yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verilerek ilerlendiğinde hangi çıkış noktasına ulaşılır? A) 1 ESEN YAYINLARI 8. Y D X, Y ve Z ile ilgili aşağıdaki sınıflandırmalardan hangisi doğrudur? Y ————— Katı Maddenin gaz hali s›k›flt›r›labilir, ›s›t›l›p geniflletilebilir. Maddenin gaz halinde tanecikleri aras›ndaki boflluk en azd›r. şekli yoktur. X ————— Sıvı A) Y B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 11. Aşağıdakilerden hangisi soğutucularda soğutma işlemlerinde kullanılan gazların özelliklerinden biri olamaz? A) Normal basınçta kaynama noktası yüksek olmalıdır. B) Ucuz ve kolay temin edilebilir olmalıdır. E) 5 C) Yanıcı, patlayıcı ve zehirli olmamalıdır. D) Kimyasal yönden aktif olmamalıdır. E) Uygulanabilir basınç altında sıvılaşmalı ve 9. Maddenin halleri buharlaşmalıdır. Örnekler I. Kat› Tafl, demir, tahta, tuz II. S›v› Su, ya¤, mazot, k⤛t III. Gaz Hava, oksijen, LPG, LNG Yukarıdaki tabloda maddenin hallerine örnekler verilmiştir. 12. LPG ile ilgili; I. Sıvılaştırılmış petrol gazdır. II. Propan ve bütan gazlarının oluşturduğu karışımın sıvılaştırılmış halidir. Verilen örneklerin hangilerinde hatalı örnekler III. Hava içinde %2 ile %9 arasında bulunması patlama riskini doğurur. vardır? yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) II ve III 267 B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 1 ÇÖZÜMLERİ 1. 4. ESEN YAYINLARI 2. 5. 3. 6. 268 Maddenin Halleri 7. 10. ESEN YAYINLARI 8. 11. 9. 12. 269 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR – 1 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenini kısa bir şekilde açıklayınız. LPG ile ilgili olarak; I. Normal şartlar altında sıvıdır. II. Renksiz ve kokusuzdur. III. Yanıcı ve patlayıcı özelliğe sahiptir. yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: 2. LNG ile ilgili olarak aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Sıvılaştırılmış doğal gazdır. B) LNG, bütan ve propan gazlarının karışımıdır. C) Doğal gazın hacmi, gaz fazından sıvı faza geçerken yaklaşık 600 kat küçülür. D) Renksiz, kokusuz, zehirli değildir, korozif özelliği yoktur. E) Hava içindeki karışım oranı %5 ile %15 arasında yanıcı ve parlayıcıdır. Açıklama: 3. Klima sistemleri ile ilgili; I. Soğutma çevrimi kullanarak bir ortamdan ısı çeker. II. Ortamın fazla nemini alır. III. Ortama taze hava sağlar. yargılarından hangileri doğru olabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 4. Soğutucu akışkanlar ile ilgili; I. Bugün için amonyak ve karbondioksit kullanılmaktadır. II. Buharlaşması ve sıvılaşması uygulanabilir basınçlar altında olan gazlar kullanılır. III. Kimyasal olarak ayrışmayan, yanmayan ve zehirli olmayan gazlar kullanılır. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III E) I, II ve III Açıklama: 5. Maddenin s›v› S›v› tanecikler I. II. hale belirli bir S›v› aras›ndaki Madde flekle sahip dezay›f çekim ¤ildir, bulundu¤u kuvvetlerinden kab›n fleklini al›r. dolay› damlalar III. oluflturur. S›v›lar belirli bir hacme sahiptir. Açıklama: Sıvı maddeler için yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 270 ESEN YAYINLARI 1. Maddenin Halleri Oksijenin kaynama noktası –185,5 °C ve azotun kanama noktası –195,6 °C’dir. Buna göre, hava sıvılaştırılarak damıtıldığında; I. İlk olarak azot gazı kaynayarak ayrılır. II. Ayrımsal damıtma kolonun alt kısmında sıvı azot toplanır. III. Oksijen gazının tümü buharlaşır ve ayrımsal damıtma kolonun üst kısmına doğru yükselerek oradan alınır. yargılarından hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 7. Atmosferdeki su yağışlar (yağmur, kar ve dolu) ile kara ve denizlere düşer. Karalara gelen su birkaç şekilde su döngüsüne katılır. Karalara gelen su; I. Yüzeyden buharlaşır ve direkt olarak tekrar atmosfere geçer. II. Dere ve nehirlerden göl ve denizlere akar. III. Toprak altına doğru sızar ve toprak altı su akuferlerini oluşturur. yargılarından hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 8. Açıklama: Açıklama: ESEN YAYINLARI 6. Açıklama: Maddenin halleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Gaz hali maddenin en düzensiz halidir. B) Maddenin gaz halinde tanecikler birbirinden maksimum uzaklıktadır. C) Sıvı halde bulunan maddenin hacmi, içine konuldukları kapların hacmine daima eşittir. D) Katı halde bulunan maddelerin tanecikleri öteleme hareketi yapamaz. E) Maddenin sıvı ve gaz hali akışkandır. Açıklama: 9. Tanecikler öteleme hareketi yapabilen X maddesi için aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur? A) Sıkıştırılabilir. B) Akışkandır. C) Suda çözünür. D) Belirli bir hacmi yoktur. E) Sıvı haldedir. 271 NOTLARIM 272 2. BÖLÜM : GAZLAR 2.1. MADDENİN GAZ HALİ 2.2. GAZLARIN SIKIŞMA VE GENLEŞME ÖZELLİĞİ 2.3. GAZLARIN BASINÇ, HACİM, MOL SAYISI VE SICAKLIK İLİŞKİSİ 2.4. GAZ KANUNLARI a) Boyle – Mariotte Kanunu b) Charles Kanunu c) Gay – Lussac Kanunu d) Avogadro Kanunu e) Birleştirilmiş Gaz Denklemi f) İdeal Gaz Denklemi 2.5. a) 2.6. GAZLARIN KİNETİK TEORİSİ Graham Difüzyon Kanunu ATMOSFER VE BİZ a) Kuru Havanın Bileşimi b) Atmosferin Canlılar İçin Önemi c) Atmosferi Kirleticiler d) Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu Belirli bir şekli ve belirli bir hacmi olmayan maddenin haline gaz denir. Gazların molekülleri arasındaki uzaklık fazla olduğundan sıkıştırılabilir. Isıtılan gazlar genleşir. Genleşme katsayısı gazlar için ayırt edici değildir. Gazların molekülleri daima hareket halindedir. Moleküller doğrusal hareket ederler. Moleküllerin çarpışmaları sonucunda yönleri değişir. Basınç, hacim, sıcaklık ve mol sayısı gazların temel özellikleridir. Gaz kanunları bu temel özellikleri arasındaki bağıntıları ortaya koyar. Miktar ve sıcaklığı sabit olan gazın hacmi azaltıldığında basıncı artar. Buna Boyle - Mariotte Kanunu denir. n ve T sabit iken basınç, hacim ile ters orantılıdır. P1 . V1 = P2 . V2 (n ve T sabit) Sabit basınç altında belirli miktar gazın hacmi, mutlak sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişir. Buna Charles Kanunu denir. V1 V2 (n ve P sabit) = T1 T2 Sabit hacimli bir kap içindeki belli miktar gazın basıncı mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Buna Gay - Lussac Kanunu denir. P1 P2 (n ve V sabit) = T1 T2 Aynı koşullarda gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda molekül bulunur. Bu gözlem Avogadro Hipotezi olarak bilinir. V1 n 1 = (P ve T eşit) V2 n 2 273 3 Maddenin Halleri 2.1. MADDENİN GAZ HALİ 2.2. GAZLARIN SIKIŞMA VE GENLEŞME ÖZELLİĞİ Maddeler doğada değişik fiziksel hallerde bulu- Gazların molekülleri ya da atomları arasındaki nabilir. Bunlar katı, sıvı, gaz halidir. Maddenin dör- uzaklık fazla olduğundan gazlar sıkıştırılabilir. düncü hali plazma olarak alınmaktadır. Bir katıda atomlar ya da moleküller birbirine çok yakındır. Bazen de kristal diye bilinen çok düzenli bir yapıda bulunurlar. Bir katının belli bir CO2 gaz› şekli vardır. CO2 gaz› CO2 gaz› ve s›v›s› Bazı gazlar sıkıştırıldığında belirli bir basınçtan Bir sıvıdaki atom ya da moleküller genellikle bir katınınkine göre sonra sıvılaşırlar. Basınç ve sıcaklık etkileri kullanı- birbirinden çok daha uzaktırlar. Bu larak moleküleri birbirine yaklaştırılan gazların mo- atom ya da moleküllerin hareketliliği lekülleri arasındaki çekme kuvvetleri artmaya başlar. sıvıya en önemli ayırt edebilme Çekim kuvvetlerinin fazla olduğu durumlarda gaz sı- özelliği olan akış yeteneğini verir. Sıvılar bulunduğu vı hale geçer. Molekülleri arasında etkileşim olan ve kabın tabanını kaplar ve kabın şeklini alırlar. moleküllerin birbirinden etkilendiği gazlara gerçek gazlar denir. Bir gazda atomlar ya da moleküller arasındaki uzaklık bir sıvıgaz daima bulunduğu kabı doldurmak üzere genleşir. Koşullara bağlı olarak, bir madde yalnız bir halde görülebilir ya da iki veya üç halde de olabilir. Buz ESEN YAYINLARI nınkinden çok daha büyüktür. Bir He gaz› He gaz› He gaz› parçası erirken katı ve sıvı bir arada bulunur. Mutlaka He gazı bulunan kaba basınç uygulanarak piston buharlaşacağından, buzun erimesi sırasında buz, su aşağı indirildiğinde He gazının hacmi azaldığı halde sıvılaşmadığı, gaz halde kaldığı gözlemlenir. Bu du- ve buhar bir arada bulunur. Gazların bazı özellikleri herkesçe bilinir. Gazlar rumda He atomları arasındaki çekim kuvvetlerinin yok bulundukları kabın şeklini alacak şekilde genişler, di- denecek kadar az olduğu sonucuna varılır. Molekül- ğer bir gaz içinde yayılır ve her oranda karışırlar. H2 leri ya da atomları arasında etkileşim olmadığı kabul ve CH4 gazları gibi bazı gazlar yanıcıdır. Diğer taraf- edilen gazlar ideal gaz denir. tan, helyum ve neon gibi bazı gazlar kimyasal tepkimeye duyarsızdır. gaz olarak nitelenir. Doğada bulunan gazların hiçbir Gazların fiziksel davranışını dört özellik belirler; gaz miktarı, hacmi, sıcaklık ve basınç. Bunlardan üçü bilindiği takdirde, diğeri genellikle hesaplanabilir. Özellik Kat› S›v› Gaz Kab›n fleklini Kab›n fleklini al›r. al›r. Belirli bir flekli Var Yo¤unluk Maksimum Düflük Minimum Ak›c›l›k Yok Ak›c› Ak›c› Titreflim Titreflim ve öteleme Titreflim, öteleme ve dönme Yüksek Maksimum Tanecik hareketi Potansiyel Düflük enerji 274 CO2 gazı gerçek gaz, He gazı ise ideale yakın ideal gaz değildir. Ancak gerçek gazlar yüksek sıcaklık ve düşük basınçta idealliğe yaklaşır. Bir gazın sabit basınç koşulunda sıcaklığı artırılırsa gaz genleşir ve hacmi artar. sürtünmesiz piston sürtünmesiz piston ›s› t1 CO2(g) sürtünmesiz piston ›s› t2 CO2(g) t3 CO2(g) Maddenin Halleri Aynı sıcaklık ve basınçta tüm gazların eşit ha- t1 < t2 < t3 tür. Isıtılan gazın sıcaklığı artarken hacmi de artar. Sıcaklığın artmasıyla gazların hacim- cimlerinde eşit sayıda atom ya da molekül bu- lerinde meydana gelen bu değişime ısıl genleşme lunur. denir. Aynı sıcaklık artışına rağmen hacmi en fazla Aynı sıcaklık ve basınçta gazların eşit mol sa- artan gaz idealliğe daha yakındır. yıları eşit miktarda hacim kaplar. Gazların sıkışabilme ve genleşme özelliği 1 atmosfer basınç ve 0 °C sıcaklık koşulunda gazların tanecikleri arasında boşluk olması 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. ve birbirinden bağımsız hareket etmelerinden 1 atmosfer basınç ve 25 °C sıcaklık koşulun- kaynaklanmaktadır. Gazların sıkıştırılabilme da 1 mol gaz 24,5 litre hacim kaplar. özelliği gaz molekülleri arasındaki boşlukla- Avogadro hipotezi ve sonuçları ile ilgili yukarıda rın, moleküllerin kendi hacimleri yanında çok verilen kurallar kullanılarak maddenin kütlesi, molekül büyük olduğunu göstermektedir. sayısı, mol sayısı vb. hesaplanabilir. Gazların bulundukları kabın her tarafına ya- a) Tanecik sayısı verilen gazın mol sayısı he- yılmaları onların sürekli hareket halinde olma- saplanabilir. larının bir sonucudur. Gaz molekülleri doğru- n = mol sayısı sal ve zigzaglı hareket ederler. Çarpışınca- N = verilen tanecik sayısı çarpışma sonucunda yönleri değişir. Bu hare- NA = Avogadro sayısı ketler devamlı ve gelişigüzeldir. 23 NA = 6,02.10 Moleküllerin doğrusal ve zigzaglı hareketlerine Brown Hareketi adı verilmiştir. Moleküller iki çarpışma arasında doğrusal hareket ederler. ESEN YAYINLARI ya kadar doğrusal hareket eden moleküllerin, n= N NA ÖRNEK 3,01.10 22 tane CH4 molekülü kaç moldur? 23 (Na = 6,02.10 ) A) 0,02 B) 0,05 D) 0,04 C) 0,2 E) 0,5 ÇÖZÜM 2.3. GAZLARIN BASINÇ, HACİM, MOL SAYISI VE SICAKLIK İLİŞKİSİ Gazların fiziksel davranışını dört özellik belirler: gaz hacmi, miktarı, sıcaklık ve basınç. MOL SAYISI 23 6,02.10 tane atom ya da molekül içeren mad- b) Normal koşullarda (1 atm, 0 °C) hacmi verilen gazın mol sayısı hesaplanabilir. V = verilen hacim (litre) de miktarına 1 mol denir. Kinetik teori gaz molekül- VA = 1 mol gazın NK’daki hacmi, 22,4 litre lerini, kütlesi olan ama hacmi olmayan nokta küreler n = mol sayısı olarak tanımlar. Bu kürelerin miktarı Avogadro hipotezi ile hesaplanabilir. n= V V ( n= (1 atm, 0 °C) VA 22, 4 275 Maddenin Halleri ÖRNEK Bu birimlerin tümü birbirine çevrilebilir. Mol sa- Normal koşullarda 5,6 litre hacim kaplayan yısının hesaplanması ile ilgili işlemler basit orantılar CO2 gazının mol sayısı kaçtır? kullanılarak yapılabilir. A) 0,025 B) 0,04 D) 0,4 C) 0,25 HACİM E) 0,5 Gazların molekülleri birbirinden uzak ve bağımsız hareket etmektedir. Bu nedenden dolayı, gazlar ÇÖZÜM bulundukları kabın hacmini doldurur. Gazın hacmini ifade ederken gazın sıcaklığı ve basıncın da ifade edilmesi gerekir. Gazın hacmi cm3, m3, dm3, l, ml ile ifade edilebilir. 3 1 dm = 1 litre 1 litre = 1000 ml 1 litre = 1000 cm 3 1 cm3 = 1 ml 3 1 m = 1000 litre ESEN YAYINLARI c) Kütlesi verilen gazın mol sayısı hesaplanabilir. m = verilen kütle (g) MA = mol kütlesi (g/mol) n = mol sayısı n= m MA Basıncın sabit ve 1 atm olduğu koşulda sıcaklık 0 °C ise 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. Pistonlu kap veya esnek kap için basınç sabit olabilir. SICAKLIK Gazların özellikleri belirtilirken sıcaklığın da belirtilmesi gerekir. Sıcaklık, gazların özelliklerini etkiler. Sıcaklık arttıkça gaz taneciklerinin kinetik enerjisi artar. Moleküllerin ortalama kinetik ÖRNEK enerjisi mutlak sıcaklıkla doğru orantılı artar. 13,2 gram N2O gazının mol sayısı kaçtır? Or. KE (C = 12, O = 16) A) 0,3 B) 0,15 D) 0,02 ÇÖZÜM C) 0,03 E) 0,025 S›cakl›k (°C) 0 °C’de de belli bir kinetik enerjisi olan moleküllerin sıcaklığı artırıldığında şekildeki değişim elde edilir. Sıcaklık arttıkça gaz tanecikleri daha hızlı hareket eder. Gaz moleküllerinin ortalama hızı mutlak sıcaklığın karekökü ile doğru orantılıdır. 276 Maddenin Halleri Sıcaklık birimleri Celsius (°C), Fahrenheit (F), Gazlar kinetik teoriye göre kaba homojen dağıldığı için hem kabın çeperine hem de birbirine kuvvet uygular. Reaumer (R) ve Kelvin (K)’dir. Kelvin = Celsius + 273 Kapalı bir kapta sabit sıcaklıkta bulunan bir miktar gaz bulunduğu kabın her noktasına aynı basınç uygular. T = 273 + °C R F – 32 C = = 80 180 100 bağıntılarıyla birbirine dönüştürülebilirler. Gazın basıncı birim hacimdeki taneciğin sayısı, hızı ve çarpma sayısı ile orantılır. Sıcaklık termometre ile ölçülür. a) Hava bir gaz karışımıdır ve yeryüzüne bir basınç uygular. Bu basınca açık hava basıncı veya atmosfer basıncı denir. Kelvin sıcaklık birimine mutlak sıcaklık denir. Sıfır Kelvin değerine mutlak sıfır denir. Or. KE Or. KE Atmosfer basıncı barometre ile ölçülür. P=h.d Bofl S›cakl›k (K) 0 0 A c›va S›cakl›k (°C) cıva cinsinden c›va A noktası –273 °C olup 0 Kelvine karşılık gel- Gazların moleküllerinin serbest hareketlerinden dolayı hem birbirlerine hem de bulundukları kabın çe- ESEN YAYINLARI mektedir. A noktasına mutlak sıfır da denir. BASINÇ P = h cmHg olur. h Kullanılan sıvının cinsi değiştirilirse bu durumda tüpdeki yükseklik değişir. Sıvının yüksekliğini belirlemek için, P1 = P2 olacağından, h1 . d1 = h2 . d2 formülü kullanılarak ikinci sı- perlerine çarparlar. Bu çarpmalar sonucunda kuvvet vının cam borudaki yüksekliği hesaplanabilir. meydana gelir. Çarpmalar sonucu oluşan bu kuvvete Cıva yerine su kullanılırsa, gazın basıncı denir. Basınç, birim yüzeye etki eden dik kuvvettir. Basınç = Kuvvet F dir. ( P= Alan S –2 Basınç birimleri Nm , Paskal, bar, atm, cmHg ve mmHg’dir. 1 Paskal = 1 N = 1 kg m–1 s–2 m2 hcıva . dcıva = hsu . dsu ile hesaplanabilir. 76 . 13,6 = hsu . 1 hsu = 1033,6 cm olur. Deniz seviyesinden yükseklere çıktıkça havanın uyguladığı basınç her 10,5 m de 1 mmHg azalır. Bu durum belirli bir yüksekliğe kadar devam eder. 1 bar = 105 Paskal 1 atm = 760 mmHg 1 atm = 101325 Pa Gaz moleküllerinin iki çarpışma arasında ortalama olarak aldığı mesafeye ortalama serbest yol denir. Gazlar temas ettikleri tüm yüzeylere basınç uygular. b) Kapalı kaplardaki gazların basıncı manometre ile ölçülür. Manometreler U şeklindeki bir borunun içine cıva konularak oluşturulur. Borunun bir ucu basıncı ölçülmek istenilen gazın bulunduğu kaba bağlanırken diğer ucu açık ya da kapalıdır. Manometreler eşit kollu terazi gibi çalışır. İki tür manometre vardır. 277 Maddenin Halleri Kapalı uçlu manometre Bofl ÖRNEK Y gaz› X gaz› Po=1 atm X gaz› X gaz› h h c›va Şekilde manometrenin bulunduğu yerde açık ha- Açık hava manometre Po X gaz› Y gaz› c›va c›va PX = PY + Pc›va Po 19 cm 38 cm c›va PX = h cm Hg Y gaz› va basıncı 1 atm’dir. Po Buna göre, X gazının basıncı kaç atm’dir? A) 0,25 Z gaz› B) 0,50 D) 0,80 h C) 0,75 E) 1,25 h ÇÖZÜM c›va PX = Po – h c›va P Y = Po c›va PZ = Po + h ESEN YAYINLARI ÖRNEK Po=1 atm Ar gaz› 57 cm 2.4. GAZ KANUNLARI c›va Gazlar ile ilgili hesaplamalarda dört nicelikten yaŞekildeki kapta 25 °C’de Ar gazı bulunmaktadır. rarlanılır. Bunlar basınç, hacim, sıcaklık ve mol sayı- Açık hava basıncı 1 atm’dir. sıdır. Gaz kanunları bu nicelikler arasındaki bağıntı- Buna göre, Ar gazının basıncı kaç atm’dir? ları ortaya koyar. A) 0,15 B) 0,20 D) 0,75 C) 0,25 E) 1,25 a) Boyle - Mariotte Kanunu Miktarı ve sıcaklığı sabit olan bir gazın hacmi ÇÖZÜM azaltıldığında birim hacimdeki molekül sayısı artar. Birim zamanda birim alana çarpan molekül sayısı artar. Bundan dolayı basınç artar. Sabit sıcaklıkta belli miktar gazın basıncı, hacmiyle ters orantılıdır. Bu kanuna Boyle-Mariotte Kanunu denir. P.V=k⇒ P\ 1 (n ve T sabit) V P1 . V1 = P2 . V2 (n ve T sabit) 278 Maddenin Halleri Bas›nç ÇÖZÜM P.V (n ve T sabit) Hacim (n ve T sabit) 1 V P d (n ve T sabit) Hacim (n ve T sabit) P Boyle-Mariotte Kanunu, gazların kinetik modeli ile uyum halindedir. Bir gazın hacim azaltılarak sıkıştırıldıkça, moleküller daha küçük bir hacme toplanır. Kabın içi daha fazla kalabalık olur. Belli zamanda kabın yüzeylerine daha fazla molekül çarpar. Yüzeylere çarpan molekül sayısı artığı için basınç artar. Bir gazın hacmini değiştirmek için; 1. Gazın bulunduğu kaptan başka bir kaba aktarılması, 2. Gazın içinde bulunduğu kabın başka bir kap ile birleştirilmesi, 3. Pistonlu bir kaptaki gazın hacminin piston kullanılarak değiştirilmesi kullanılabilir. ESEN YAYINLARI Moleküllerin ortalama hızı, moleküllerin ortalama kinetik enerjisi, toplam molekül sayısı ve çarpışma şiddeti değişmez. ÖRNEK A X gaz› 2 litre B M Bofl b) Charles Kanunu Sıcaklığı artırılan moleküllerin ortalama kinetik enerjisi ve ortalama hızı artar. 3 litre Şekildeki birleşik kapların birincisinde X gazı bu- Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. lunmaktadır. İkinci kap ise boştur. Sabit sıcaklıkta M musluğu açılarak yeterli süre bekleniyor. Buna göre; I. X moleküllerinin % 60’ı B kabına geçer. II. X moleküllerinin ortalama hızı artar. III. X gazının son basıncının ilk basıncına oranı 3 olur. 5 Or . KE ∝ T ⇒ KE = 3 kT dir. 2 Moleküllerin ortalama hızı mutlak sıcaklığın karekökü ile orantılıdır. Or y \ T & KE = 1 my2 dir. 2 yargılarından hangileri doğru olur? υ = moleküllerin ortalama hızıdır. A) Yalnız I m = molekül kütlesidir. B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III 279 Maddenin Halleri ÖRNEK Bu durumda kabın yüzeylerine birim zaman- Po daki çarpan molekül sayısı ve çarpmanın şid- ‹deal piston detinin artması gerekir. Bu durumda basınç artar. Ancak, piston veya esnek kap iç ve dış 1 mol X gaz› basıncı eşit tuttuğu için hacim artar. – Basınç değişmez. Şekilde verilen kapta bulunan 1 mol X gazı ideal – Hacim, mutlak sıcaklıkla doğru orantılı artar. piston ile dengededir. Gazın sıcaklığı 27 °C’tır. – Moleküllerin ortalama hızı hacim oranın- Sıcaklık 327 °C’ta çıkarılıyor. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi yanlış da artmaz. olur? Bu durumda birim alana, birim zamanda çarpan A) Birim hacimdeki molekül sayısı yarıya düşer. molekül sayısı azalır. Ancak çarpışmanın şiddeti ar- B) Moleküllerin ortalama hızı iki katına çıkar. tar. Bu nedenden dolayı basınç değişmez. C) Özkütle yarıya düşer. Sabit basınç altında belirli miktar gazın hac- D) Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi iki katına mi, mutlak sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişir. çıkar. Buna Charles Kanunu denir. E) Birim zamandaki çarpışma sayısı azalır. ESEN YAYINLARI V = k (n ve P sabit) V ∝ T (n ve P sabit) T V1 V2 (n ve P sabit) = T1 T2 V (n ve P sabit) d T T 1 V V T (n ve P sabit) (n ve P sabit) T (n ve P sabit) Grafikte sıcaklık birimi T V Celcius’tur. A noktası ise –273 °C’tır. A noktasına mutlak sıfır noktası denir. 0 Kelvin’e karşılık gelmektedir. 280 A 0 t °C ÇÖZÜM MADDENİN HALLERİ 1. ÇÖZÜMLÜ TEST – 2 İdeal pistonlu 4 litrelik bir kapta basıncı 38 cm Hg 4. Buna göre, aynı sıcaklıkta kabın hacmi 8 litre- 2 atm 2 litre N2 ye çıkarıldığında N2O gazının basıncı kaç at- I. olan bir miktar N2O gazı vardır. mosfer olur? A) 1,50 B) 1,0 D) 0,25 M 1 atm 1 litre O2 Po II. Şekildeki kaplarda bulunan N2 ve O2 gazlarının sıcaklıkları eşittir. Sabit sıcaklıkta birleşik kabın musluğu açıldığında, II. kaptaki ideal piston sağa doğru hareket ediyor. C) 0,50 E) 0,20 Sıcaklık sabit tutulduğuna göre, ideal pistonlu kabın hacmi kaç litre artmıştır? 2. m gram X gazının mutlak sıcaklığı rılıyor. A) 5,0 3 katına çıka2 D) 2,5 Basınç sabit kaldığına göre, V B) 4,0 C) 3,5 E) 2,0 5. V ‹deal piston d He gaz› P II III bu olayla ilgili yukarıda verilen grafiklerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III Şekildeki sistem deniz kenarında dengede iken aynı sıcaklıkta, pistonlu kap deniz seviyesinden daha yüksek bir yere götürülüyor. T(K) C) I ve II ESEN YAYINLARI T(K) I Kaptaki He gazının, I. Hacim II. Yoğunluk E) I, II ve III III. Atomların ortalama hızı niceliklerinden hangileri azalır? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II 3. Po 6. 8 litre 4,2 atm N2 C) Yalnız III E) I ve III M 2 litre bofl ‹deal piston CO2(g) B A Şekildeki kapta 25 °C sıcaklıkta CO2 gazı bulun- Şekilde verilen A kabında 4,2 atm basınçta azot maktadır. gazı bulunmaktadır. B kabı ise boştur. Sabit sı- Bu gazın sıcaklığı artırıldığında; caklıkta kaplar arasındaki M musluğu açıldığında I. B kabına N2 gazı dolmaktadır. II. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi azalır. Buna göre, sistem dengeye geldiğinde A ka- III. Yoğunluk azalır. bındaki basınç kaç atmosferdir? yargılarından hangileri yanlıştır? A) 3,36 B) 3,15 D) 1,05 C) 2,8 E) 0,84 P.V değeri büyür. A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) I ve III 281 Maddenin Halleri 7. 10. V Y(g) M ‹deal piston Sabit basınç altında ideal pistonlu bir kapta 400 ml hacimde bulunan SO 2 gazının sıcaklı- Buna göre, bu olayla ilgili çizilen aşağıdaki grafiklerden hangisi yanlıştır? B) Mol say›s› C) Birim hacimdeki molekül say›s› ğı 27 °C’dir. Gazın hacmini 720 ml yapabilmek için gazın Yo¤unluk sıcaklığı kaç °C olmalıdır? A) 267 Zaman Hacim D) E) Bas›nç B) 285 Sabit sıcaklıkta piston aşağıya itilerek hacim 2,1 V litreye indirilirse basınç ne olur? 8 P 3 C) 7P D) 8P 9. Y gaz› P0 Y gaz› ‹deal piston E) 10P ESEN YAYINLARI M Şekildeki hareketli pistonlu kapta CH4 gazının hacmi 2,8 V, basıncı 6P’dir. B) Hacim (litre) 0 gazının sıcaklık-hacim grafiği yukarıdaki gibidir. Buna göre, argon gazının –73 °C’ta hacmi kaç litredir? A) 90 D) 750 C) 120 D) 140 E) 150 12. Sabit basınç altında ideal hareketli pistonlu Da¤ bir kap içerisinde bulunan m gram X gazı için, Aynı sıcaklıkta bu kap dağın başına çıkarıldığında kaptaki Y gazının basıncı 57 cm Hg olduğuna göre, dağın tepesinde gazın hacmi kaç cm3 tür? 282 B) 100 Hacim (litre) C) 600 S›cakl›k (°C) İdeal hareketli pistonlu bir kapta bulunan argon Hareketli sürtünmesiz pistonlu kap içerisinde bulunan bir miktar Y gazının deniz kenarında ölçülen basıncı 1 atmosfer ve hacmi 450 cm3 tür. B) 500 77 ‹deal piston Deniz kenar› A) 300 E) 540 210 Zaman 2,8 V A) 3P D) 480 Molekül say›s› Zaman CH4 C) 420 Hacim 11. 8. M SO2(g) Şekildeki pistonlu kapta bir miktar Y gazı bulunmaktadır. Sabit sıcaklıkta piston yukarı doğru çekilerek Y gazının hacmi iki katına çıkarılıyor. A) P0 E) 900 I Hacim (litre) S›cakl›k (K) II Hacim (litre) S›cakl›k (°C) III S›cakl›k (K) yukarıdaki grafiklerden hangileri çizilebilir? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 2 ÇÖZÜMLERİ 1. 4. 2. ESEN YAYINLARI 5. 3. 6. 283 Maddenin Halleri 7. 10. ESEN YAYINLARI 11. 8. 12. 9. 284 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR – 2 Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. A) 0,8 2. B) 1,5 B) 65 D) 2,5 E) 4 C) 75 D) 80 Açıklama: E) 100 Yandaki ideal pistonlu ‹deal piston sistemde 10 °C’deki 44 44 g M gram N2O gazının sıcakN2O(g) lığı 20 °C’a çıkarılıyor. Buna göre; I. Gaz hacmi iki katına çıkar. II. Basınç değişmez. III. Ortalama kinetik enerji artar. yargılarından hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III 4. C) 2 Sabit basınçlı bir kapta –73 °C sıcaklıktaki He gazının hacmi 8 litre olarak ölçülüyor. Sıcaklık 127 °C’a çıkarıldığında hacmindeki artış yüzde kaç olur? A) 50 3. Açıklama: Belli bir miktar N2 gazının 20 litre hacimdeki pistonlu kapta basıncı 0,5 atm’dir. Aynı sıcaklıkta piston aşağı itilerek hacim 5 litreye düşürülürse basınç kaç atm olur? E) I, II ve III Sabit basınç altındaki bir miktar gazın hacmi Açıklama: ESEN YAYINLARI 1. Açıklama: ile mutlak sıcaklığı doğru orantılıdır. Sabit basınç altındaki bir miktar gazın sıcaklığı azaldıkça molekülleri arasındaki uzaklık azalır. 0 Kelvin sıcaklıktaki madde gaz olarak bulunabilir. Yukarıda verilen ifadelerden doğru olanlara “D” ve yanlış olanlara “Y” yazılırsa hangi sıralama elde edilir? A) D, D, Y B) D, Y, D C) D, Y, Y D) Y, D, D E) D, D, D 5. Sabit sıcaklıkta bir miktar argon gazı, 3 litrelik bir kapta 2 atm basınç yapmaktadır. Gazın hacmi 12 litreye çıkarıldığında, basınç kaç atm olur? A) 0,25 B) 0,5 C) 1 D) 1,25 Açıklama: E) 4 285 Maddenin Halleri 6. Açıklama: Gazların hacmi ile ilgili üç grafik şöyledir: Hacim Hacim 0 (n ve T sabit) Bas›nç I 0 (n ve P sabit) II Hacim Mutlak s›cakl›k 0 (n ve P sabit) –273 S›cakl›k (°C) III ideal davranıştaki gazlar için bu grafiklerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III 7. E) II ve III Şekildeki kapta bir miktar X gazı bulunmaktadır. İdeal piston (a) noktasından (b) noktasına getiriliyor. Buna göre, X gazının; I. Moleküllerin ortalama hızı II. Sıcaklık değeri III. Birim hacimdeki tanecik sayısı niceliklerinden hangileri artar? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III Açıklama: a M X(g) b c ESEN YAYINLARI D) I ve II C) Yalnız III E) II ve III Açıklama: 8. X gaz› 42 cm c›va 30 cm h h Po X gaz› c›va Po fiekil – I fiekil – II Açık basıncının 70 cm Hg olduğu ortamda Şekil I deki tüp aynı sıcaklıkta Şekil II’deki konuma getiriliyor. Buna göre, tüpteki cıvanın yüksekliği olan h kaç cm’dir? (Po = 70 cm Hg) A) 5 286 B) 10 C) 12 D) 15 E) 20 Maddenin Halleri c) Gay-Lussac Kanunu ÇÖZÜM Sabit hacimli bir kapta bulunan bir miktar gazın sıcaklığı artırıldığında, sıcaklıkla doğru orantılı olan moleküllerin ortalama kinetik enerjisi ve kinetik enerjiye bağlı olan moleküllerin ortalama hızı artar. Moleküllerin ortalama hızı arttığı için birim zamanda kabın yüzeylerinin birim alanına çarpan molekül sayısı ve çarpışmanın şiddeti artar. Bundan dolayı basınç artar. Sabit hacimli bir kap içindeki belli miktar gaÖRNEK zın basıncı mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Buna Gay-Lussac Kanunu denir. bofl X(g) P ∝ T (n ve V sabit) P = k (n ve V sabit) T 19 cm a c›va P1 P2 (n ve V sabit) = T1 T2 ESEN YAYINLARI Şekildeki X gazının sıcaklığı 273 °C’ye çıkarılıyor. 1 P P T P b 0 °C Buna göre; I. Son basınç 0,5 atm’dir. II. Manometrenin sağ kolunda b noktasından itibaren cıva 19 cm yükselir. III. Manometrede kollar arasındaki cıva seviye- 0 (n ve V sabit) T 0 (n ve V sabit) T 0 (n ve V sabit) Or. KE d leri farkı 38 cm olur. T yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? P A) Yalnız I B) Yalnız III D) I ve III 0 (n ve V sabit) T 0 (n ve V sabit) T –273 0 C) I ve II E) II ve III t °C ÇÖZÜM ÖRNEK Sabit hacimli bir kapta 127 °C’ta bulunan m gram He gazının basıncı 0,5 atm’dir. He gazının kütlesi değiştirilmeden basıncını 1,5 atmosfere çıkarabilmek için sıcaklık kaç °C’ta çıkarılmalıdır? A) 1200 B) 927 D) 746 C) 819 E) 546 287 Maddenin Halleri ÖRNEK Sabit hacimli bir kaptaki N2 gazının sıcaklığı –23 °C’den 27 °C’ye yükseltildiğinde gazın ilk basıncının son basıncına oranı kaç olur? A) V n V 5 6 B) 3 4 C) 2 3 D) 1 3 E) (P ve T sabit) 2 5 n (P ve T sabit) d n (P ve T sabit) n 1 atm basınç ve 0 °C sıcaklık koşul normal koşullar denir. Normal koşullarda (NK’da) 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. Bu önerme tüm gazlar için doğrudur. ÇÖZÜM 1 atm basınç ve 25 °C sıcaklık koşullarına oda koşulları denir. Oda koşullarında 1 mol gaz 24,5 litre hacim kaplar. Bu önermede tüm gazlar için doğrudur. ÖRNEK İdeal hareket eden piston ile dengede olan 8 gram CH4 gazının hacmi V litredir. Buna göre; d) Avogadro Kanunu Bir gazın bir molünün kapladığı hacme molar hacim denir. Aynı koşullarda bütün molar hacimlerin, gazın cinsine bağlı olmaksızın birbirine eşit olduğu deneylerle ispatlamıştır. Basıncın ve sıcaklığın sabit olduğu koşullarda bir gazın miktarı artırılırsa hacim artar. Basıncı ve sıcaklığın sabit olduğu koşulda hacim, mol sayısı ile doğru orantılıdır. V ∝ n (P ve T sabit) V = K (P ve T sabit) n V1 n 1 (P ve T sabit) = V2 n 2 Aynı koşullarda gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda atom ya da molekül bulunur. Bu gözlem Avogadro Hipotezi olarak bilinir. Bu hipotez (kanun) aşağıdaki şekilde de ifade edilebilmektedir. “Aynı koşullarda gazların eşit sayıdaki atom ya da molekülleri eşit miktarda hacim kaplar.” 288 8 gram CH4 M I. 4 gram CH4 azı ilavesi II. 4 gram O2 gazı ilavesi III. 1 gram He gazı ilavesi ESEN YAYINLARI 1808 yılında Gay-Lussac gazların tepkimeleri ile ilgili çalışmalarının sonuçlarını yayımlamıştır. Gay-Lussac, gazların tepkimelerinde reaksiyona giren gazların hacimleri arasında basit bir oran olduğunu ortaya koymuştur. Bundan 3 yıl sonra 1811 yılında Amedeo Avogadro, sabit basınç ve sıcaklıkta farklı gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda atom ya da molekül olduğunu ortaya koymuştur. Böylece Boyle, Charles ve Gay-Lussac’ın çalışmalarını tamamlamıştır. ‹deal piston V yukarıdaki işlemlerden hangileri yapıldığında son hacim 1,5 V olur? (H : 1, He : 4, C : 12, O : 16) A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III ÇÖZÜM C) Yalnız III E) I, II ve III MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 3 1. 4. M Ne(g) Maddenin Halleri bofl CO2(g) 330 K b 0 °C 38 cm a Şekildeki sabit hacimli kapta 330 Kelvin sıcaklık- c›va ta 5 atm basınçla Ne gazı vardır. Kap soğutulduğunda basınç 4 atm’ye düştü- Manometreye bağlı kapta 0 °C’ta bir miktar CO2 ğüne göre, gazın son sıcaklığı kaç °C’dır? A) –73 B) –33 C) –13 D) –9 gazı bulunuyor. CO2 gazının sıcaklığı 273 °C’ye çıkarılıyor. E) 13 Buna göre; I. Sağ kolda cıva b noktasından itibaren 19 cm yükselir. II. Son basınç 0,75 atm olur. III. Manometrede kollar arasındaki cıva seviyesi farkı 76 cm’dir. yargılarından hangileri doğrudur? 2. A) Yalnız I Sabit hacimli bir kapta bulunan bir miktar X gazının sıcaklığı artılıyor. Buna göre, aşağıda verilen grafiklerden han- B) Bas›nç S›cakl›k (K) D) C) Bas›nç Bas›nç S›cakl›k (°C) E) P T S›cakl›k (K) C) Yalnız III E) I ve III ESEN YAYINLARI D) I ve II gisi doğru olur? A) B) Yalnız II 5. Kapalı sabit hacimli kapta –23 °C’ta bulunan Ne gazının basıncı 40 cm Hg dir. Or. KE Ne gazının sıcaklığı 100 °C artırılırsa kaptaki son basınç kaç cm Hg olur? S›cakl›k (K) A) 50 S›cakl›k (°C) 6. 3. 27 °C’ta sabit hacimli bir kapta 1,8 atm basınçta m gram X gazı vardır. B) 56 C) 60 D) 76 E) 96 Oda koşullarında ideal pistonlu bir kapta 0,4 gram He gazı bulunmaktadır. Aynı koşullarda 12,8 gram X gazı He gazının Gazın sıcaklığı 450 Kelvin’e çıkarıldığında son 2 katı hacim kapladığına göre, X gazının mol basınç kaç atm olur? kütlesi kaçtır? A) 2,4 B) 2,6 C) 2,7 D) 3,0 E) 3,6 A) 32 B) 40 C) 48 D) 64 E) 96 289 Maddenin Halleri 10. 7. 1 mol Y(g) X2(g) CH4 3,2 g 7,6 g V, T V, T Şekilde verilen sabit hacimli kapta 1 mol Y gazı bulunmaktadır. Gazın sıcaklığı 27 °C’dir. Şekildeki kapların birincisinde 3,2 g CH4 gazı, Gazın sıcaklığı 927 °C’ye yükseltilirse; ikincisinde 7,6 g X2 gazı bulunmaktadır. Gazların I. sıcaklıkları, hacimleri ve basınçları eşittir. Moleküllerin ortalama hızları iki katına çıkar. –1 Buna göre, X’in mol kütlesi kaç g mol ’dir? II. Moleküllerin ortalama kinetik enerjileri dört katına çıkar. (H : 1, C : 12) III. Gazın basıncı dört katına çıkar. A) 16 B) 19 C) 20 D) 32 E) 38 yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) II ve III 8. M 27 °C C) I ve II E) I, II ve III Sabit hacimli bir kapta 477 °C’ta bir miktar H2S gazı 1,2 atm basınç yapmaktadır. Gazın basıncının 0,4 atm olması için sıcaklığı A) –77 9. B) –73 C) –23 D) –13 E) 27 ESEN YAYINLARI kaç °C’a düşürülmelidir? 11. 12,8 gram SO2 gazının 8 litre hacim kapladığı koşullarda 8 gram CH4 gazı kaç litre hacim kaplar? (H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) A) 20 B) 25 C) 30 D) 35 E) 40 7 gram azot gazının 7 litre hacim kapladığı koşullarda; I. 3,2 gram CH4 gazı 12. 177 °C sıcaklıkta 1,8 atm basınç yapan sabit ha- II. 32 gram SO2 gazı cimli bir kaptaki X2 gazının sıcaklığı 27 °C’ye dü- III. 17,6 gram CO2 gazı yukarıda kütleleri verilen gazların kapladıkları hacim değerleri aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? (H : 1, C : 12, N : 14, O : 16, S : 32) I (litre) ———— A) 5,6 II (litre) ———— 14 III (litre) ———— 11,2 B) 2,8 14 22,4 C) 5,6 28 5,6 D) 11,2 5,6 11,2 E) 2,8 14 11,2 290 şürülüyor. Buna göre, I. Kabın çeperlerinin birim yüzeyine birim zamanda çarpan molekül sayısı azalır. II. Gazın moleküllerinin kabın çeperlerine yaptıkları çarpmanın şiddeti azalır. III. Son basınç 1,2 atm olur. yargılarından hangileri doğru olur? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 3 ÇÖZÜMLERİ Maddenin Halleri 1. 4. ESEN YAYINLARI 2. 5. 6. 3. 291 Maddenin Halleri 7. 10. ESEN YAYINLARI 8. 9. 11. 12. 292 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR – 3 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. A) 15 2. B) 12 C) 9 D) 6 E) 4 Açıklama: 15 litrelik sabit hacimli bir kapta bulunan 127 °C taki NO2 gazının basıncı 2 atm’dir. Gaz basıncını 2,5 atm yapmak için, gazın sıcaklığı kaç °C arttırılmalıdır? A) 100 3. Açıklama: Sabit hacimli bir kapta –23 °C sıcaklıkta F2 gazının basıncı 7,5 atm’dir. Sıcaklık 127 °C’a çıkarılırsa kaptaki gaz basıncı kaç atm olur? I. B) 105 C) 110 D) 120 E) 140 Fe3O4(k) Açıklama: II. C2H5OH(s) D) I ve II 4. 16 gram XO3 gazının NK’daki hacmi 4,48 litredir. Buna göre, X atomunun mol kütlesi kaçtır? (O : 16) A) 8 5. B) 12 C) 16 D) 32 B) 77 C) 47 D) –13 B) P 0 t(°C) D) –273 t(°C) 0 E) P 0 C) P t(°C) Açıklama: E) –23 Hacmi sabit tutularak ısıtılan bir miktar gazın basıncı (P) ile sıcaklığı (t °C) arasındaki grafik nasıl olmalıdır? A) Açıklama: E) 80 Sabit hacimli bir kapta bulunan belirli miktar gazın basıncı mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Kapalı bir kapta bulunan bir gazın 227 °C sıcaklıkta basıncı 1 atm olduğuna göre, bu gazın basıncının 380 mm Hg’ya düşmesi için bu sıcaklığı kaç °C’ye düşürülmelidir? A) 127 6. E) II ve III ESEN YAYINLARI III. C2H4(g) Yukarıdaki maddelerden hangilerinin 1 molü NK’da 22,4 litre hacim kaplar? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III Açıklama: P t(°C) 0 P –273 0 t(°C) 293 Maddenin Halleri 7. 3,2 gram CH4 gazının 40 litre hacim kapladığı sıcaklık ve basınçta 6,4 gram SO2 gazı kaç litre hacim kaplar? (H: 1, C: 12, O: 16, S: 32) A) 20 B) 22,4 C) 32 8. D) 44,8 Açıklama: E) 80 Açıklama: III II I Belli bir miktar ideal gaz için yukarıdaki grafik çiziliyor. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Sabit sıcaklıkta basınç-hacim ilişkisini I. gösterir. B) Sabit sıcaklıkta PV–P ilişkisini II. gösterir. C) Sabit hacimde P–T ilişkisini II. gösterir. D) Sabit basınçta d–T ilişkisini I. gösterir. E) Sabit basınçta V–T ilişkisini III. gösterir. CH4 M ‹deal piston Po V1 C2H4 M V2 Yukarıda verilen kaplar aynı dış basınç ve aynı sıcaklık koşulunda bulunuyor. Kaplardaki gazların kütleleri eşit olduğuna V göre, 1 hacim oranı kaçtır? (H: 1, C: 12) V2 7 7 4 4 2 B) C) D) E) A) 2 4 3 5 3 10. Sabit basınçlı bir kapta –23 °C’ta bir miktar Ar gazı vardır. Gazın sıcaklığı kaç °C’a çıkarılırsa gazın hacmi %25 artar? A) 27 B) 39,5 C) 47,5 Açıklama: D) 312,5 E) 352 11. Sabit basınçlı bir kapta 527 °C’ta bir miktar He gazının hacmi 12 litredir. Gazın sıcaklığı 27 °C’a düşürüldüğünde kabın hacmi kaç litre olur? A) 10 B) 6 C) 4,5 D) 3,5 E) 2,5 12. 12 gram C3H4 gazının 18 litre hacim kapladığı koşullarda, 2 gram He gazı kaç litre hacim kaplar? (H: 1, C: 12, He: 4) A) 3 B) 12 C) 24 D) 28 E) 30 294 Açıklama: ‹deal piston ESEN YAYINLARI Po 9. Açıklama: Açıklama: Maddenin Halleri ÖRNEK e) Birleştirilmiş Gaz Denklemi Gaz yasalarının bir kısmını tekrarlayalım. Bir gölün tabanında bulunan hava kabarcığının Boyle - Mariotte Kanunu; P1.V1 = P2.V2 sıcaklığı 17 °C, basıncı 4 atm ve hacmi 5,8 cm 3 tür. Bu hava kabarcığı basıncın 1,5 atm ve sıcak- (n ve T sabit) lığın 27 °C olduğu su yüzeyine çıkıyor. V V Charles Kanunu; 1 = 2 (n ve P sabit) T1 T2 Hava kabarcığının yüzeydeki son hacmi kaç P P Gay - Lussac Kanunu; 1 = 2 (n ve V sabit) T1 T2 A) 4 3 cm ’tür? B) 8 C) 12 D) 16 E) 20 Yukarıda görüldüğü gibi gaz kanunları açıklanırÇÖZÜM ken basınç, sıcaklık ve hacim ile beraber gazın miktarı (mol sayısı) çoğu kez sabit tutulmuştur. Bir gazın ya da farklı gazların farklı koşullardaki karşılaştırılmaları yapılacağı zaman tek bir eşitliğe ihtiyaç duyulur. Birleştirilmiş gaz denklemi Boyle-Mariote, Charles ve Gay-Lussac’ın gaz kanunlarından elde edilmiştir. P1 .V1 P2 .V2 (n sayısı sabit) = T1 T2 Gazın ya da gazların mol sayıları da değişiyorsa yukarıdaki denklem, P1 .V1 P2 .V2 = n 1 .T1 n 2 .T2 ESEN YAYINLARI Bu denkleme genel gaz denklemi ya da birleştirilmiş gaz denklemi denir. ÖRNEK M 8 litre H2(g) 0,5 atm şeklinde yazılabilir ve kullanılabilir. 2 litre bofl II I ÖRNEK Bir miktar ideal bir gaz 2 atm basınç ve 277 °C’ta 15 litre hacim kaplamaktadır. Aynı miktardaki gaz 1 atm basınç ve 2 °C sıcaklık koşullarında kaç litre hacim kaplar? A) 10 ÇÖZÜM B) 15 C) 20 D) 30 E) 45 I. kapta 0,5 atm basınç yapan H2 gazının sıcaklığı –23 °C’dir. II. kap boştur. Kaplar arasındaki musluk açıldıktan sonra sıcaklık 77 °C’ye çıkarılıyor. Buna göre, H2 gazının son basıncı kaç atm olur? A) 0,56 B) 0,8 C) 1,12 D) 1,4 E) 2,8 ÇÖZÜM 295 Maddenin Halleri f) İdeal Gaz Denklemi ÇÖZÜM (n ve T sabit) P.V = k . P1 . V1 = P2 . V2 Boyle-Mariotte Kanunu (n ve P sbt) P P P = k, 1 = 2 Gay-Lssac Kanunu T T1 T2 (n ve T sbt) V V V = k, 1 = 2 Charles Kanunu T T1 T2 (P ve T sabit) V n V = k, 1 = 1 Avogadro hipotezi n V2 n 2 Yukarıda verilen kanunlara ideal gaz kanunları denir. Bu kanunlara uygun gazlara ise ideal gaz denir. ÖRNEK Yukarıdaki ideal gaz denklemleri birleştirilerek; 27 °C’de sabit hacimli kapta bulunan azot gazı- P.V=n.R.T nın basıncı 4 atm’dir. Kaba 112 gram azot gazı denklemi elde edilir. Bu denkleme ideal gaz eklenip sıcaklık 400 K’e çıkarılıyor. denklemi denir. “0 °C’de ve 1 atm basınçta 1 mol gaz Son durumda azot gazının basıncı 12 atm ol- 22,4 litre hacim kaplar” ifadesi kullanıldığında R’nin de- duğuna göre, başlangıçta kapta bulunan azot ğeri ortaya çıkar. gazı kaç moldür? (N : 14) P.V=n.R.T R= 1 .22, 4 atm . litre 1. 273 mol . K R= 22, 4 atm . . mol–1 . K–1 olur. 273 ESEN YAYINLARI 1 atm 22,4 litre = 1 mol . R . 273 K ÇÖZÜM –1 –1 R = 0,082 atm . . mol . K olur. Basınç ve hacim birim değerleri değiştirildiğinde R sabitinin değerleri de değişir. –1 –1 R = 62,364 Torr . . mol . K R = 8,3145 Pa . m3 . mol–1 . K–1 R = 8,3145 J . mol–1 . K–1 ÖRNEK 273 °C’de 1,6 gram CH4 gazının bulunduğu kabın hacim 2,24 litredir. Buna göre, CH4 gazının basıncı kaç atm’dir? (H: 1, C: 12, R= 22, 4 atm . . mol–1 . K–1) 273 A) 0,1 C) 1,0 296 B) 0,2 D) 2,0 A) 1,2 E) 2,5 B) 2,4 C) 3,2 D) 4,6 E) 5,4 Maddenin Halleri ÖRNEK ÖRNEK I. 0 °C sıcaklıkta 4,48 litrelik bir kapta 2 atm basınç yapan X gazının kütlesi 16 gramdır. –1 II. Buna göre, X gazının mol kütlesi kaç g mol dir? A) 4 B) 16 C) 32 D) 40 Düşük basınç ve yüksek sıcaklık değerlerinde gazlar ideal gibi davranır. PV oranı 1’e eşit olan gazlar idealdir. RT III. Gazlar üzerine uygulanan basınç artırıldıkça gazlar ideallikten uzaklaşır. E) 80 Gerçek ve ideal gaz kavramları ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri doğrudur? ÇÖZÜM A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III ÇÖZÜM ÖRNEK 11,2 0 273 546 T(K) ESEN YAYINLARI P.V (atm. ) 22,4 Yukarıdaki grafik X gazının PV – T ilişkisini göstermektedir. Grafikteki verileri sağlayan X gazının kütlesi 16 gram olduğuna göre, X gazı aşğıdakilerden hangisi olabilir? (He: 4, H: 1, C: 12, O: 16, S: 32) ÇÖZÜM 297 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 4 Maddenin Halleri 1. 4. Hacim (litre) sabit tutularak sıcaklığı artırılıyor. 11,2 8,4 Bu olay ile ilgili; 5,6 P.V n 2,8 0 İdeal davrandığı kabul edilen X gazının miktarı 16 32 48 64 P.V P.V Kütle (g) T 2 atm basınç altında 0 °C’de bulunan X gazının T kütle-hacim grafiği verilmiştir. I II III verilen grafiklerden hangileri doğrudur? Buna göre, ideal gaz davranışı gösteren X ga- A) Yalnız I zının mol kütlesi aşağıdakilerden hangisinde B) Yalnız II D) I ve III n C) I ve II E) I, II ve III doğru olarak verilmiştir? 2. B) 32 C) 48 D) 64 E) 80 Kapalı bir kapta bulunan N2 gazının kütlesi 56 gram, basıncı 76 cm Hg, sıcaklığı 127 °C’dir. Bu kaba 2 gram H2 gazı gönderildikten sonra sı- ESEN YAYINLARI A) 16 5. O2 gazının mol sayısı 2 katına çıkarılırken, hacmi yarıya düşürülüyor. caklık 327 °C’ye çıkarılıyor. Buna göre, O2 gazının son basıncı kaç Kaptaki son basınç kaç atm olur? (N :14, H: 1) A) 1,25 3. B) 2,25 C) 2,50 D) 2,75 Sabit sıcaklıkta bir kapta 1,5 atm basınç yapan atm’dir? E) 3,0 A) 2,0 B) 2,5 C) 3 D) 4,5 E) 6 Kütleleri, hacimleri ve moleküllerinin ortalama yayılma hızları eşit olan CH4 ve SO2 gazları için; I. SO2’nin mutlak sıcaklığı, CH4’ün 4 katıdır. II. Basıncı eşittir. 6. Sabit basınçlı bir kapta 27 °C’ta 12 gram H2 gazı vardır. Kabın sıcaklığı 227 °C’a çıkarılıp, kaptaki III. Yoğunlukları eşittir. H2 gazının bir kısmı dışarıya alındığında hacmin yargılarından hangileri doğrudur? değişmediği gözleniyor. Buna göre, kaç gram H2 gazı kaptan dışarıya (H: 1, C: 12, O: 16, S: 32) A) Yalnız I D) I ve III 298 B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III çıkarılmıştır? (H : 1) A) 1,2 B) 2,4 C) 4,8 D) 6 E) 7,2 Maddenin Halleri 7. 10. 410 ml’lik bir kapta bulunan CO2 gazının sıcaklı- Sabit basınçlı bir kapta sıcaklık artırılarak bir N2O4’ün, ğı 27 °C, basıncı 3 atm’dir. N2O4(g) ⎯→ 2NO2(g) Buna göre, kapta bulunan CO2 gazı kaç gram- tepimesine göre, ayrışması sağlanıyor. dır? (C: 12, O: 16) Bu olayla ilgili, A) 2,2 Bas›nç (atm) I Hacim (litre) II Zaman B) 8,8 C) 11 D) 13,2 E) 22 Yo¤unluk (g/litre) III Zaman Zaman grafiklerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) Yalnız III E) II ve III 11. Bas›nç (atm) 2 1 0 0 °C’ta 32 gram CH4 bulunan sabit basınçlı bir kabın sıcaklığı 546 °C’a çıkarılıp kaba 8 gram H2 gazı eklendiğinde son hacim 36 litre oluyor. Buna göre, kabın başlangıçtaki hacmi kaç litredir? (H: 1, C: 12) A) 4 B) 5 C) 8 D) 12 E) 18 ESEN YAYINLARI 8. 273 S›cakl›k (°C) Sabit hacimli bir kapta bulunan 4 gram He gazının basıncının sıcaklıkla değişimi grafikteki gibidir. Buna göre, kabın hacim kaç litredir? (He : 4) A) 2,8 B) 5,6 C) 11,2 D) 22,4 E) 33,6 Po=76 cm Hg 9. X(g) h K 12. İdeal davranışta olduğu kabul edilen X gazının sabit basınç altında özkütlesini azaltmak için; c›va Şekildeki manometreye bağlı K kabında 0 °C’de hacmi 4,48 litre olan 0,3 mol X gazı vardır. Buna göre, manometrenin kollarındaki cıva seviyeleri farkı kaç cm’dir? A) 19 B) 38 C) 57 D) 76 E) 114 I. Sıcaklığı düşürmek (kütle sabit) II. Kütlesini artırmak (sıcaklık sabit) III. Sıcaklığını artırmak (kütle sabit) işlemlerinden hangilerinden yararlanılabilir? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III 299 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 4 ÇÖZÜMLERİ Maddenin Halleri 4. 1. 5. ESEN YAYINLARI 2. 6. 3. 300 Maddenin Halleri 10. 7. 11. ESEN YAYINLARI 8. 12. 9. 301 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR – 4 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Açıklama : 2,8 litrelik bir kapta bulunan 7,5 gram X gazının 0 °C’ta basıncı 2 atm’dir. Buna göre, X gazı aşağıdakilerden hangisidir? –1 –1 (R = 0,082 atm.L.mol .K , H = 1, C = 12, N = 14, O = 16) A) C2H4 B) CO2 C) NO E) N2O3 D) NH3 2. 273 K sıcaklıkta ve 0,25 atm basınçta 27,3 litre hacim kaplayan ideal X gazı oda koşullarında kaç litre hacim kaplar? Açıklama : A) 7,45 B) 8,65 C) 9,50 D) 10,25 E) 12,75 Po = 1 atm 3. Açıklama : V X(g) M Şekildeki pistonlu kapta 25 °C’de, V litrelik hacminde, 1 mol ideal davranıştaki X gazı bulunmaktadır. Aşağıdaki işlemlerden hangisi uygulandığında gazın basıncı değişmeden kalır? A) Sıcaklık ve hacmi değiştirmeden mol sayısını yarıya indirmek B) Mol sayısı ve hacmi değiştirmeden sıcaklığı yarıya indirmek C) Sıcaklığı değiştirmeden kaba aynı gazdan 1 mol eklemek ve hacim iki katına çıkarmak D) Mol sayısını değiştirmeden sıcaklığı iki katına çıkarmak ve hacmi yarıya indirmek E) Mol sayısını ve sıcaklığı değiştirmeden hacmi iki katına çıkarmak Bas›nç (atm) 4. Açıklama : 2 1 0,5 0 2,8 5,6 11,2 Hacim (litre) 0 °C sıcaklıkta bulunan 4 gram X gazının sabit sıcaklıktaki basınç-hacim grafiği şekildeki gibidir. Buna göre, X gazı aşağıdakilerden hangisi gibi olabilir? (H: 1, He: 4, C: 12, O: 16, S: 32) A) H2 302 ESEN YAYINLARI 1 atm B) CH4 C) He D) SO2 E) O2 Maddenin Halleri 5. Açıklama : Gaz halindeki belli miktar maddeye; I. Sabit hacimde sıcaklığın artırılması II. Sabit sıcaklıkta basıncın artırılması III. Sabit basınç ve sabit sıcaklıkta eşit kütlede gaz ilave edilmesi işlemlerinden hangileri uygulandığında o maddenin molekülleri arası uzaklığının azalması beklenmez? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III 6. E) I, II ve III Şekilde verilen kaptaki P0 X gazı ideal piston ile dengededir. X(g) Açıklama : ‹deal piston M Kap bulunduğu ortamdan alınarak, I. Aynı basınçta, daha soğuk, III. Aynı sıcaklıkta, havası boşaltılmış ortamlardan hangilerine götürülürse, X gazının hacmi artar? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II C) Yalnız III E) II ve III ESEN YAYINLARI II. Aynı sıcaklıkta yükseltisi daha fazla, Açıklama : 7. 273 °C sıcaklık ve 2 atm basınç yapan 8,4 gram X gazının hacmi 4,48 litredir. Bileşiğin genel formülü CnH2n olduğuna göre, formüldeki n sayısı kaçtır? (H: 1, C: 12) A) 2 8. C) 4 D) 5 E) 6 NO gazının 2,24 atm basınç ve 0 °C sıcaklıkta yoğunluğu kaç g/litre’dir? (N: 14, O: 16) A) 6 9. B) 3 B) 5 C) 4 D) 3 E) 2 11,2 litrelik bir kapta 0,8 gram He gazının sıcaklığı 273 °C olduğuna göre, basıncı kaç atm’dir? (He : 4) A) 2 B)1,6 C) 1,2 D) 0,8 Açıklama : Açıklama : E) 0,32 303 Maddenin Halleri 2.5. GAZLARIN KİNETİK TEORİSİ a) Graham Difüzyon Kanunu Bir maddenin başka bir madde içinde dağılması- Gazların davranışları ile ilgili basit yasaları açıklamak için 19. yüzyılın ortalarında gazların kinetik na difüzyon denir. Aynı sıcaklık ve basınçta gazla- teorisi denen bir kuram ortaya atılmıştır. rın yayılma hızları molekül kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır. Bu kurama göre; yx \ 1. Gazların tanecikleri sürekli olarak, gelişi güzel 1 ⇒ υx = Gazın difüzyon hızı MAx MA = Gazın molekül kütlesi x ve doğrusal harekete sahiptir. Gazlar çok küçük, çok sayıda taneciklerin bir araya gelme- Aynı sıcaklıkta bulunan farklı gazların mole- siyle oluşmuşlardır. küllerinin ortalama kinetik enerjileri eşittir. Sı- 2. Gazların molekülleri birbirinden çok uzakta- caklıklar eşit olan X ve Y gazları için, dırlar. Gazların moleküllerinden oluşan özha- 2 2 1 1 M x . yx = M y . yy 2 2 cim çok küçük olup yok kabul edilebilir. yx = yy 3. Moleküller birbirleri ile bulundukları kabın çeperleri ile çarpışırlar. Bu çarpışmalar çok hız- My Mx Graham difüzyon kanununu ifade eden bu lıdır ve moleküller arası çarpışmalar çok az- formüldür. Graham difüzyon kanununa göre: dır. şan zayıf kuvvetler dışında, hiçbir kuvvet olmadığı kabul edilir. Yani, bir molekül diğerlerinden bağımsız olarak hareket eder ve etkilenmez. ESEN YAYINLARI 4. Moleküller arasında, çarpışma sırasında olu- Farklı gazların aynı sıcaklıkta yayılma hızlarının oranı mol kütelerinin oranının karekökü ile ters orantılıdır. Aynı sıcaklıkta molar kütlesi küçük olan gazlar daha hızlı hareket eder. Mol kütlesi arttıkça moleküllerin ortalama hızı azalır. 5. Bağımsız moleküller çarpışma sonucu ener- Aynı sıcaklıkta H2 gazının moleküllerinin orta- ji kazanabilirler ya da kaybedebilirler. Ancak, lama hızı, O2 gazının moleküllerinin ortalama moleküllerin tümü gözönüne alındığında, sa- hızından büyüktür. bit sıcaklıkta toplam enerji sabittir. Gaz moleküllerinin ortalama hızı sıcaklıkta ar- Gazların molekülleri arasında esnek çarpışma olduğu kabul edilir. Moleküllerin kendi aralarında ve tar. Moleküllerin ortalama hızı, mutlak sıcaklığın karekökü ile doğru orantılıdır. υx ∝ kabın yüzeyleriyle yaptıkları çarpışmaları sonucunda T moleküllerin ortalama kinetik enerjisi değişmez. Mo- Gaz moleküllerinin kapalı bir kaptan küçük leküllerin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla bir delik aracılığıyla dışarı çıkışlarına efüzyon denir. Difüzyon için geçerli olan formül- doğru orantılıdır. Ek ∝ T ler efüzyon içinde geçerlidir. Gazların efüzyon Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi maddenin sırasında bir kabı boşaltırken harcadıkları za- miktarına, hacmine ve basınca bağlı değildir. Bu faktörlerin değiştirilmesi moleküllerin ortalama kinetik enerjisini etkilemez. Kinetik teori varsayımlarına uyan gazlara ideal gaz denir. Bu varsayımlara yakın bir farkla uyan gazlara da ideale yakın gazdır tanımlaması yapılır. 304 man ile efüzyon hızları ters orantılıdır. y1 = y2 M2 (P ve T eşit) M1 y1 t 2 (P ve T eşit) = y2 t 1 t = zaman Maddenin Halleri Aynı sıcaklık ve basınçta, aynı sayıda mole- ÖRNEK küller eşit miktarda hacim kaplayacağından Sabit hacimli kapalı bir kapta 1 mol CH4 gazı bu- mol kütlesi yerine özkütle kullanılabilir. y1 = y2 M2 y ⇒ 1= M1 y2 lunmaktadır. Kaba aynı sıcaklıkta 1 mol SO2 gazı ilave ediliyor. d2 (P ve T eşit) d1 Buna göre; I. Birim zamandaki toplam çarpışma sayısı artar. II. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi değişmez. III. CH4 gazına ait moleküllerin ortalama hızı azalır. yargılarından hangileri doğrudur? (H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) ÖRNEK A) Yalnız I X cm CH4(g) B) Yalnız II D) II ve III He(g) 105 cm C) I ve II E) I, II ve III ÇÖZÜM Şekildeki cam tüpe aynı zamanda CH4 ve He Buna göre, tüpün uzunluğu 105 cm ise CH4(g)’ün gönderildiği uçtan itibaren kaç cm sonra karşılaşırlar? (H : 1, He : 4, C : 12) A) 15 B) 25 C) 30 D) 35 E) 70 ESEN YAYINLARI gazları gönderiliyor. ÖRNEK İdeal pistonlu bir kapta 1 mol Ne gazı bulunmaktadır. Gazın mutlak sıcaklığı iki katına çıkarılıyor. ÇÖZÜM Buna göre; I. Basınç 2 katına çıkar. II. Ne taneciklerinin ortalama hızı 2 katına çıkar. III. Gazın hacmi değişmez. ifadelerinden hangileri doğru olur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) I, II ve III ÇÖZÜM 305 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 5 Maddenin Halleri 1. 4. Molekül say›s› 1 2 1 2 X(g) T1 T2 T3 Y(g) 0 500 1000 1500 2000 Moleküllerin h›z› (ms–1) Şekildeki musluklar açıldığında X gazı 1 ucundan 2 ucuna t saniyede giderken, Y gazı 1 ucundan 2 Bir gaz örneğine ait T1, T2 ve T3 sıcaklığında ucuna 2t saniyede gidiyor. molekül sayısı - molekül hızı değişimine ait grafik yukarıda verilmiştir. Buna göre, X ve Y gazları ile ilgili; Buna göre; I. I. II. Molekül kütleleri eşitse, TX = 2TY’dir. T1 sıcaklığı T2 ve T3’ten küçüktür. Sıcaklık aynı ise MX = 2MY’dir. III. X’in mutlak sıcaklığı Y’nin mutlak sıcaklığının II. T1 sıcaklığında moleküllerin ortalama hızı da- iki katı ise 2MX = MY’dir. ha büyüktür. yargılarından hangileri doğrudur? III. T1, T2 ve T3 sıcaklıklarında moleküllerin orta- A) Yalnız I lama kinetik enerjileri eşittir. D) I ve II B) Yalnız II D) I ve II 2. Aynı sıcaklıkta C) Yalnız III E) II ve III X gazının ortalama ESEN YAYINLARI yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I 5. A B C) Yalnız III E) I ve III C D E F G He(g) hızı, CH4(g) Y’ninkinden küçük Z’ninkinden büyüktür. Şekildeki gibi altı çeşit parçaya bölünmüş cam Buna göre; X, Y ve Z’nin mol kütleleri aşağı- borunun karşılıklı uçlarından aynı sıcaklıkta He(g) dakilerin hangisinde doğru karşılaştırılmıştır? ve CH4(g) gönderiliyor. A) X > Y > Z Bu gazların molekülleri ilk önce hangi nokta- B) Z > X > Y D) Y > X > Z C) Z > Y > X da karşılaşırlar? (H : 1, He : 4, C : 12) E) Y > Z > X A) B 3. B) Yalnız II B) C C) D D) E E) F Aşağıdaki ifadelerden hangisi gazlar için önerilen kinetik teoride yer almaz? A) Gazlar, sürekli gelişigüzel hareket eden taneciklerden oluşur. B) Gaz molekülleri sonsuz küçük boyuttadır. C) Gaz molekülleri çarpışana kadar doğrusal hareket eder. D) Moleküller arasındaki itme ve çekme kuvvetleri olmadığı kabul edilir. E) Moleküllerin birbirleriyle ve kabın çeperleriyle çarpışmaları sonucunda toplam enerji artar. 306 6. Aynı sıcaklıkta eşit kütleli SO2 ve SO3 gazlarına ilişkin; I. Mol sayısı II. Molekül sayısı III. Ortalama hız niceliklerinden hangileri SO2 için daha büyüktür? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III Maddenin Halleri 7. Aynı sıcaklıkta aşağıdaki gazlardan hangisi- 10. nin difüzyon hızı en büyüktür? (H : 1, C : 12, N : 14, O : 16, S : 32) B) CH4 C) O2 A) N2 D) SO2 He SO2 Ne CH4 SO3 Aynı sıcaklıkta bulunan bu gazlardan difüzyon hızı en büyük olan, en küçük olandan kaç E) NH3 kat daha hızlıdır? (He : 4, Ne : 20, H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) A) 2 B) 2 C) 2 2 D) 2 5 E) 4 8. N2(g) N2O(g) t °C t °C 11. Gaz taneciklerinin davranışını açıklayan teoriye gazların kinetik teorisi denir. Şekilde verilen kapların hacimleri ve gazların mol Gazların kinetik teorisine göre aşağıdaki yar- sayıları eşittir. gılardan hangisi yanlıştır? Bu gazların; A) Gaz moleküllerinin arasındaki boşluklar gaz Moleküllerin ortalama kinetik enerjileri II. Molekülerin ortalama hızları III. Birim zamanda birim yüzeye çarpan molekül sayısı nicelikleri için aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur? I ———— A) Aynı II ———— Aynı III ———— Farklı B) Aynı Farklı Aynı C) Aynı Farklı Farklı D) Farklı Farklı Farklı E) Farklı Farklı Aynı taneciklerinin boyutuna göre çok fazladır. ESEN YAYINLARI I. B) Gaz tanecikleri birbirleriyle esnek çarpışma yaşar. C) Gazlar bulundukları kabın her noktasına homojen dağılır. D) Bir moleküldeki toplam elektron sayısı arttıkça gazlar idealliğe yaklaşır. E) Aynı sıcaklıkta tüm gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri aynıdır. 12. Aşağıda özellikleri ve bulundukları koşullar verilen gazlardan hangisi ideale en yakındır? (H : 1, He : 4, C : 12) 9. Çok küçük bir delikten 1 litre O2 gazı 800 saniyede yayıldığına göre, aynı koşullardaki 1 litre Gaz ———— A) He Basınç (atm) —————— P Sıcaklık (°C) —————— 2T H2 gazı kaç saniyede yayılır? (O : 16, H : 1) B) H2 2P T A) 200 C) H2 P 2T D) CH4 2P 2T E) He 2P T D) 1600 B) 250 C) 400 E) 3200 307 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 5 ÇÖZÜMLERİ Maddenin Halleri 4. 1. ESEN YAYINLARI 2. 5. 3. 6. 308 Maddenin Halleri 7. 10. 11. ESEN YAYINLARI 8. 9. 12. 309 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR – 5 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. X cm M Açıklama : M He SO2 160 cm Verilen sistemde sıcaklıkları aynı olan He ve SO2 gazları, uzunluğu x cm olan dereceli silindirin iki ucundan M musluklar açılarak aynı anda difüzyona bırakılıyor. He gazı 160 cm yol aldığında SO2 gazı ie karşılaştığına göre, dereceli silindirin uzunluğu (x) kaç cm’dir? (He: 4, S: 32, O: 16) B) 200 C) 240 D) 280 E) 300 2. I. 3. Aynı sıcaklıktaki eşit kütleli He, CH4 ve SO2 gazları ile ilgili; I. Yayılma hızı en küçük olan SO2 gazıdır. II. Mol sayısı en fazla olan CH4 gazıdır. III. İdeale en yakın olan gaz He gazıdır. yargılarından hangilerini doğrudur? (H : 1, He : 4, C : 12, O : 16, S : 32) Gaz moleküllerinin bir delikten boşluğa yayılmasına .................. denir. II. Kinetik teori varsayımlarına uygun davranan gazlara .................. denir. III. Aynı sıcaklıktaki gazların difüzyon hızlarını belirleyen nicelik ................ ................. denir. Yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerlere aşağıdaki terim gruplarından hangileri getirilirse doğru olur? I II III ———— ————— ————— A) Efüzyon İdeal gaz Mol kütlesi B) Difüzyon İdeal gaz Mol kütlesi C) Efüzyon Gerçek gaz Sıcaklık D) Difüzyon Gerçek gaz Mol kütlesi E) Efüzyon İdeal gaz Sıcaklık Açıklama : ESEN YAYINLARI A) 180 Açıklama : A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 4. Aynı sıcaklık ve basınçtaki gazlar ile ilgili; I. Moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri eşittir. II. Hacimleri arasındaki oran, molekül sayıları arasındaki orana eşittir. III. Eşit hacimlerinin kütleleri arasındaki oran molekül kütleleri arasındaki orana eşittir. genellemelerinden hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 310 Açıklama : Maddenin Halleri 5. Açıklama : Aşağıdakilerden hangisi kinetik teorinin varsayımlarından biri değildir? A) Gaz tanecikleri bulundukları kabın çeperleriyle ve birbirleriyle esnek çarpışma yaparlar. B) Aynı sıcaklıktaki farklı gazların ortalama kinetik enerjileri aynıdır. C) Aynı kaptaki tüm gaz moleküllerinin herhangi bir andaki hızları birbirine eşittir. D) Gaz tanecikleri arasındaki çekme-itme kuvvetleri yok sayılacak kadar küçüktür. E) Kapalı bir kaptaki gaz taneciklerinin hacmi kap hacminin yanında ihmal edilebilir. 6. CH4 27 °C O M X cm M Açıklama : SO2 t °C X cm Şekildeki düzenekte musluklar açıldığında her iki gaz O orta noktasında karşılaştıklarına göre SO2 gazının sıcaklığı kaç °C’dir? (H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) 7. B) 227 C) 327 D) 727 E) 927 X ve Y gazları için aşağıdaki bilgiler veriliyor. 1. bilgi: X ve Y gazların aynı koşullardaki difüzyon y hızları x = 2 2 dir. yy ESEN YAYINLARI A) 127 Açıklama : 2. bilgi: X’in mol kütlesi 4 g/mol’dür. Buna göre, Y gazının 0,2 molü kaç gramdır? A) 1,6 8. C) 6,4 D) 12,8 E) 16 Aynı sıcaklıkta SO2 gazının iki katı hızla yayılan gaz aşağıdakilerden hangisidir? (H : 1, C : 12, N : 14, O : 16) A) CH4 9. B) 3,2 B) O2 C) CO2 D) NO2 Açıklama : E) SO3 Gazlar için; I. Gaz tanecikleri sürekli hareket halindedir. II. Aynı sıcaklıktaki gazların ortalama kinetik enerjileri eşittir. III. Aynı sıcaklıktaki gazların moleküllerinin ortalama hızları eşittir. ifadelerinden hangileri kesinlikle doğrudur? Açıklama : B) Yalnız II C) Yalnız III A) Yalnız I D) I ve II E) I, II ve III 311 Maddenin Halleri 2.6. ATMOSFER VE BİZ şir. Bunların dışında Ne, He, CH4, Kr, H2, N2O, Xe, O3, SO2, NO2, NH3, CO ve I2 gazlarını da içermek- Atmosfer, yerçekimi ile yeryüzeyinin üzerinde tu- tedir. tulan çok değerli bir gaz tabakasıdır. 300 km kalınlığında olmasına rağmen, yeryüzünün büyüklüğüne b) Atmosferin Canlılar İçin Önemi göre çok incedir. Hava genellikle kuru değildir. Hacimce %4’e va- Uzayda, yeryüzü bir basketbol topu büyüklüğün- ran miktarda su buharı içerir. Bu su buharı, su çevri- de kalacak kadar uzağa gidilirse, atmosfer, ancak 1 minde nemli rol oynar; okyanustaki su buharlaşır, su mm kalınlığında görüldüğü ortaya konmuştur. buharı ile yüklü hava kara üzerine gelir; havadaki buhar yoğunlaşarak bulutları oluşturur ve bulutlar da ya- Bu ince narin tabaka hayatımız için çok önem- ğışa neden olur. Kara üzerine düşen yağış da göl- li olup, bizi zararlı ışınlardan korurken, oksijen, azot, ler, nehirler ve yeraltı suları sisteminden geçerek ok- karbondioksit ve su buharı gibi hayatımız için gerekli yanuslara döner. Havanın su buharı içeriği genellikle olan kimyasal maddeleri sağlamaktadır. bağıl nem terimi ile ifade edilir. Geçmişte, atmosfer çok büyük bir değiştirilemez Bağıl nem, su buharı kısmi basıncının, aynı sı- olarak düşünülürken; insanların ateşi kullanmayı öğ- caklıkta suyun buhar basıncına oranıdır ve yüzde ile rendiklerinden beri, zehirli gaz ve egzoz dumanla- verilir. rı rastgele içine bırakılmaktadır. Şimdi insanoğlunun tedir. Değişiklikler küçük, fakat birikimleri yıllarca sürmekte olup, bazıları yaşamı tehdit edecek kadar çok önemlidir. ESEN YAYINLARI yaptığı bazı etkinliklerin, atmosferi etkilediği bilinmek- Su buharının kısmi basıncı Bağıl nem : ————————————— . 100 Suyun buhar basıncı Normalde suyu ticari kimyasal madde olarak alamayız, ama yaşam için vazgeçilmez olan bir kimyasal maddedir. Yeryüzündeki taze su, atmosfer vasıtasıyla deniz suyundan gelir. Bu denli önemli olan te- a) Kuru Havanın Bileşimi miz su atmosfer üzerinden gelir. Azot ve oksijen kim- Genellikle, atmosferi oluşturan maddeleri belirt- yasal maddelerin eldesinde yaygın olarak kullanı- mekte “hava” sözcüğü kullanılır. Hava, az miktarda lan maddeler arasındadır. Bu gazlarla birlikte argon argon, karbon dioksit, az miktarda diğer gazlar ya- ve diğer soygazlar, sıvı havanın ayrımsal damıtma- nında bol miktarda azot ve oksijen gazlar içeren bir sı ile elde edilir. gaz karışımıdır. Dünyayı saran bu hava örtüsü canlıları zararlı ışınlardan korur hem de yaşam için gerekli olan bazı kimyasalların ana kaynağıdır. Molar kütle Bileflim g mol–1 %hacim neş ışınlarından koruyan ozonu, atmosfer sağlar. Te- Bileflim %kütle Azot, N2 28,02 78,09 75,52 Oksijen O2 32,00 20,95 23,14 Argon, Ar 39,95 0,93 1,23 Karbon dioksit, CO2 44,01 0,03 0,05 Havanın ortalama mol kütlesi 28,97 g.mol–1 dir. Havadaki su buharının yüzdesi, nemlilik olarak deği312 için çok önemlidir. Nefes almamız için oksijeni, bitkilerin besinlere dönüştürdüğü azotu, bizi zararlı gü- Deniz seviyesinde kuru hava bileşimi, Bileflen Sonuca bağlanacak olursa atmosfer; hayatımız miz su atmosfer üzerinden sağlanır. Bir çok kimyasalın sentezinde kullanılan azot ve oksijen sıvı havanın damıtılmasından elde edilir. c) Atmosfer Kirleticiler Tozlar, zehirli gazlar, sera gazları, ozon tüketen gazlar ile oluşan atmosfer kirliliğine hava kirliliği denir. Hava kirliliği kaynaklarına göre üçe ayrılabilir. Maddenin Halleri a. Isınma amaçlı, düşük kalorili ve kükürt oranı yüksek kömürlerin yaygın olarak kullanılması b. Sayısı hızla artan motorlu taşıtlardan çıkan ezoz gazları, hava kirliliğinde önemli bir faktör oluşturmaktadır. c. Sanayi tesislerinin kuruluşunda yanlış yer seçimi, çevre korunması açısından gerekli tedbirlerin alınmaması, uygun teknolojinin kullanılmaması, enerji üreten yakma ünitelerinde vasıfsız yakıtların kullanılması hava kirliliğine neden olan etkenlerin başında gelmekterir. cağı, kutuplardaki buzulların bir kısmının eriyeceği, denizin seviyesinin yükseleceği tahminleri yapılmaktadır. Hava kirliliğine neden olan gazlar; amonyak, azot oksitler, karbon monoksit, karbon dioksit, kükürt oksitler, hidrojen sülfür, hidrojen florür vb. dir. ÖRNEK I. Hava kirliliğine neden olurlar. II. Fosil yakıtlarının yakılması sonucunda açığa çıkarlar. III. İnsan sağlığına olumsuz etki ederler. Hava kirliliğinin önemli kaynakları: Taşıtların egzoz gazları Enerji santralleri Bazı özellikleri verilen gaz çifti aşağıdakiler- Baca gazları den hangisidir? Orman yangınları A) NO2 – CO Volkanlar Kum fırtınaları D) O2 – N2 Demir-çelik fabrikaları Petrol rafinerileri Çimento fabrikaları Soğutma cihazlarında kullanılan soğutucu C) H2O – CO2 E) CO2 – N2 ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI Kimyasal üreten fabrikalar B) O2 – CO2 akışkanlar Tarımsal faaliyetler Hava kirlenmesi atmosferin bileşimini değiştirebilir. İnsan sağlığı üzerinde olumsuz etki eder, cilt ve gözlerin tahrişine, astım, solunum yolu hastalıklarına yol açar. Solunum sistemine etki ederek vücuda oksijen girmesini engeller. Kalp ve damar hastalıklarının oluşmasına neden olur. Metallerde paslanma, aşırı aşınma ve renk değişikliğine, kalker, kum taşları, kiremit ve boyaların bozulmasına, toprağın asitlenerek verimsizleşmesine neden olur. ÖRNEK I. Egzoz gazları II. Sera gazları III. Tozlar Yukarıdakilerden hangileri hava kirliliğine ne- Hava kirlenmesinin bir başka tehlikeli sonucu at- den olur? mosferin yüksek katmanlarında bir karbon dioksit ta- A) Yalnız I bakası oluşmasıdır. Fosil yakıtların yanmasıyla açığa çıkan karbon dioksitin oluşturduğu bu tabaka, yeryüzünden yansıyan güneş ışınlarını dünya dışına çık- B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM masını engelleyerek atmosferin ısınmasına yol açar. Sera etkisi denen bu olgu dünyanın sıcaklığının artmasına neden olmaktadır. Bunun sonucunda iklim özelliklerinin değişeceği, bazı bölgelerin çoraklaşa313 Maddenin Halleri d) Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu ÖRNEK Bir kapta 22 gram CO2, 8 gram He ve 1 gram H2 Bir gaz karışımında toplam basınç, karışımdaki her bir gazın kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Bu- gazı vardır. na Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu denir. Kaptaki He gazının kısmi basıncı 4 atm oldu- Bir kapta A, B, C, ... gazları varsa, ğuna göre, toplam basınç nedir? a) PT = PA + PB + PC + ... (H : 1, C : 12, O : 16, He : 4) b) nT = nA + nB + NC + ... A) 5 c) XA = d) PA = PT . C) 7 D) 8 E) 9 nA , XA = Mol kesiri nT nA ⇒ PA = PT . XA nT ÇÖZÜM PB = PT . nB ⇒ PB = PT . XB nT PC = PT . nC ⇒ PC = PT . XC nT İdeal gaz karışımında bir gazın kısmi basıncının toplam basınca oranı ile kısmi hacmin toplam hacme oranı birbirine ve mol kesrine eşittir. PA VA = = X A olur. PT VT Bir kimyasal tepkimede elde edilen gazların su üzerinde toplanması yöntemi karışımlardaki gazları saf olarak elde etmek için kullanılır. Gazın su üzerinde toplanması için, Gazın su ile tepkime vermemesi O 2 Gaz H2O H2O 3 O 2 2(g) zının kısmi basıncı kaç atm’dir? (H: 1, He: 4) A) 0,2 ÇÖZÜM Su buharının basıncı sıcaklığa bağlıdır. KClO3(k) → KCl(k) + Bir kapta 2 gram He ve 6 gram H2 gazı bulunKaptaki basınç 1,4 atm olduğuna göre, H2 ga- Dalton’un kısmi basınçlar kanunu, su üzerinde toplanan gazların basıncının hesaplanmasında da kullanılır. KClO3(k) ÖRNEK maktadır. Gazın suda çözünmemesi gerekir. PT = Pgaz + PH ESEN YAYINLARI PA = A gazının kısmi basıncı 314 B) 6 B) 0,35 C) 0,7 D) 0,84 E) 1,2 MADDENİN HALLERİ 1. I. ÇÖZÜMLÜ TEST – 6 4. Yeryüzünden ve denizlerden buharlaşan su I. yaklaşık %78 azot, %21 oksijen bulunur. III. Termik santrallerde oluşan atık gazlar III. O3 gazının incelmesi veya delinmesi güneş- Yukarıda verilen maddelerden hangileri hava ten gelen mor ötesi (uv) ışınlarının canlı ya- kirliliğine neden olabilir? B) Yalnız III D) II ve III Atmosferin üst katmanında ozon gazı bulunur. II. Atmosferin deniz seviyesindeki bileşiminde II. Endüstride oluşan atık gazlar A) Yalnız II şamı olumsuz etkilemesine neden olur. C) I ve II Atmosferin yapısı ve atmosfer kirliliği ile ilgili E) I, II ve III yukarıdaki yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III D) I ve III 5. I. C) I ve II E) I, II ve III Azot gazı Atmosferin gaz dengesinin bozularak CO2 gazı- II. Oksijen gazı nın artması, bir tabaka oluşturması sera etkisine III. Otomobillerden çıkan egzoz gazları neden olmaktadır. IV. Ozon tüketen gazlar Bunun sonucunda; I. Kutuplarda sıcaklık artarak buz kütleleri azalır. II. Deniz seviyesine yakın şehirler su altında kalır. III. Yeryüzünde bazı bölgeler çoraklaşır. ESEN YAYINLARI 2. Maddenin Halleri V. Orman ve petrol yangınlarının çıkardığı, duman, ısı ve CO2 Yukarıda verilen gazlar ve maddelerden kaç tanesi hava kirliliğine neden olmaz? yukarıdakilerden hangileri meydana gelebilir? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 C) Yalnız III E) I, II ve III 6. I. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının yaygınlaştırılması II. Sanayi kuruluşlarının bacalarına filtreler yerleştirilmesi III. Demir yolu ve deniz yolu taşımacılığı yerine karayolu taşımacılığının yaygınlaştırılması IV. Yeşil alanlar artırılmalı ve orman yangınları 3. I. Deterjanlar önlenmeli II. Fosil yakıtlar V. Ozon tabakasına zarar veren gazlar içeren III. Tarımda kullanılan ilaçlar deodorant ve spreylerin kullanımının yasak- Yukarıda verilenlerden hangileri hava kirleticileri arasında sayılmaz? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II lanması Yukarıdakilerden kaç tanesi hava kirliliğine C) Yalnız III E) II ve III karşı alınacak önlemler sayılabilir? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 315 Maddenin Halleri 7. 10. Kapalı bir kapta eşit kütleli CO2, C3H8 ve N2O Kapalı bir kaptaki H2 ve CH4 gazlarının bir karışı- gazları vardır. mı 900 mm Hg basınç yapıyor. Kaptaki CH4 gazının kısmi basıncı 100 mm Bu gazlar ile ilgili; Hg olduğuna göre, gazların kütleleri arasında I. hangi ilişki vardır? (H : 1, C : 12) II. N2O gazının molekül sayısı en azdır. A) mH = 2mCH 2 C) mH = mCH 2 4 4 E) 2mH = mCH 2 8. m CH 4 B) mH = 2 8 III. Atom sayısı en fazla olan C3H8 gazıdır. m CH 4 D) mH = 2 4 A) Yalnız I yargılarından hangileri yanlıştır? D) I ve II E) II ve III 2 gram He gazı karışımı vardır. C2H4 gazının kısmi basıncı 100 mm Hg oldu- (H: 1, C: 12, O: 16, S: 32) D) 0,25 E) 0,2 ESEN YAYINLARI Karışımda kaç mol CH4 gazı vardır? C) 0,4 C) Yalnız III 11. Kapalı bir kapta 0,2 mol C2H4, 13,2 gram CO2 ve caklıkta 4 litrelik bir kapta 2,8 atm basınç yapıyor. B) 0,6 B) Yalnız II 4 Eşit kütlede CH4 ve SO2 gazları karışımı 0 °C sı- A) 0,8 Üçüncünün de kısmi basınçları eşittir. ğuna göre; I. CO2(g)’ün kısmi basıncı 150 mm Hg’dir. II. Toplam basınç 500 mm Hg’dir. III. He gazının kısmi basıncı 150 mm Hg’dir. yargılarından hangileri doğrudur? (He : 4, C : 12, O : 16) A) Yalnız I 9. CH4(g) D) I ve III M He(g) B) Yalnız II C) I ve II E) II ve III Şekildeki sabit hacimli kapta bulunan CH4 ve He gazlarının küteleri eşittir. Buna göre, CH4 ve He gazlarıyla ilgili; I. Yoğunlukları aynıdır. II. Taneciklerinin ortalama kinetik enerjileri aynıdır. 12. Bir kapalı kaba 1,806.10 23 tane H2 molekülü, 32 gram SO2 gazı ve x gram NO gazı konuyor. Kap- III. Kısmi basınçları eşittir. taki toplam basınç 7,2 atm’dir. yargılarından hangileri doğrudur? Karışımdaki H2 gazının kısmi basıncı 1,8 atm (H : 1, He : 4, C : 12) ise kapta kaç gram NO gazı vardır? A) Yalnız I D) II ve III 316 B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III 23 (Avogadro sayısı = 6,02.10 , N: 14, S: 32, O: 16) A) 4 B) 2,4 C) 7,2 D) 9 E) 12 MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 6 ÇÖZÜMLERİ Maddenin Halleri 1. 4. 5. ESEN YAYINLARI 2. 6. 3. 317 Maddenin Halleri 7. 10. 8. ESEN YAYINLARI 11. 9. 12. 318 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR – 6 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. Aşağıda verilen sebeplerden hangisi ekolojik hayatı bozacak olanlardan biri değildir? A) O2 gazı üreten okyanusların kirlenmesi B) Rüzgâr ve güneş enerjisi gibi alternatif enerji kaynaklarının kullanılması C) Araçların ve fabrikaların havayı kirleten gazlar üretmesi D) Atmosferde bulunan CO2 gazı miktarının artması E) Ormanların yangınlarla ve diğer şekillerde tahrip olması Açıklama : 2. Tarım ilaçlarının kontrolsüzce kullanımı zamanla insan sağlığı açısından büyük tehlikeler ortaya çıkarır. Açıklama : Fosil yakıtların kullanılması, sanayi tesislerinde baca gazları için filitreleme yapılmaması ve motorlu taşıtların yoğun olarak kullanılması hava kirliliğine yol açan en önemli sebeplerdir. Çevre kirliliğinin azalması için kirletici atıkların filitrasyonu ve daha temiz enerji kaynaklarının kullanımının yaygınaştırılması gereklidir. Çevre kirliliği, sebepleri ve ortadan kaldırılması için yapılması gerekenler ile ilgili ifadelerden doğru olanlara “D” ve yanlış olanlara “Y” yazıldığında hangi sıralama oluşur? ESEN YAYINLARI 1. A) D, D, D B) Y, D, D C) D, D, Y D) Y, D, Y E) D, Y, D 3. I. Ormanlarda oluşan yangınlar II. Kırağı ve çiy oluşumu Açıklama : III. Toprak kaymaları Yukarıdakilerden hangileri hava kirliliğine neden olmaz? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III E) I, II ve III 4. I. Oksijen gazı II. Sera gazları III. Egzoz gazları Yukarıdaki gazlardan hangileri atmosfer kirliliğine neden olur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III E) I, II ve III Açıklama : 319 Maddenin Halleri Yeryüzünden atmosfere yansıyan güneş ışınlarının bir kısmı atmosferde bulunan CO2 ve sera gazları gibi gazlar tarafından engellenir. Bu gazların hepsine “sera gazları” denir. Sera gazlarının atmosferdeki miktarı arttıkça; I. Yeryüzünün ortalama sıcaklığı artar. II. Uzun vadede yeryüzü ikliminin değişmesine neden olabilir. III. Buzulların erimesine ve deniz seviyesine yakın yerleşim alanların su altında kalmasına neden olabilir. yargılarından hangilerini doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama : 6. Sabit sıcaklıkta M musluğu açıldığınM H2(g) 1 atm da ve yeterli süre N2 beklendiğinde H2 2V, T gazının kısmi ba3V, T sıncı 2,4 atm olduğu tespit ediliyor. Buna göre; I. Son basınç 2,8 atm’dir. II. H2 gazının musluk açılmadan önceki basıncı 4 atm’dir. III. N2 gazının son basıncı 0,2 atm’dir. yargılarından hangilerini yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I ve III Açıklama : 7. Kapalı bir kaptaki CH4 gazının basıncı 2 atm’dir. Bu kaba aynı sıcaklıkta CH4 gazının kütlesinin kaç katı O2 gazı eklenirse basınç 8 atm olur? (H : 1, C : 12, O : 16) 3 8 A) B) 3 C) 4 D) E) 6 2 3 Açıklama : 8. Kütleleri eşit olan SO3 ve O2 gazları karışımının toplam basıncı 350 mm Hg’dır. Buna göre, SO3 gazının kısmi basıncı kaç mm Hg’dir? (O : 16, S : 32) A) 50 B) 100 C) 175 D) 200 E) 250 Açıklama : 9. 0 °C’de 5,6 litrelik kapta bulunan SO2 gazının basıncı 380 mm Hg’dir. Aynı sıcaklıkta kaba 11 gram CO2 gazı eklendiğinde toplam basınç kaç atm olur? (C: 12, O: 16) Açıklama : A) 1,5 320 B) 1,25 C) 1,20 D) 1,0 E) 0,75 ESEN YAYINLARI 5. 4. BÖLÜM : KATILAR 4.1. KATILAR VE ÖZELLİKLER 4.2. KATI TÜRLERİ a) Amorf Katılar b) Kristal Katılar 4.3. KATI TÜRLERİ Maddenin katı, sıvı ve gaz durumlarına maddenin halleri denir. Maddenin halleri arasındaki geçişlere ısı eşlik eder. Bir maddenin hali değişmeden sıcaklığın değişmesi halinde ısı değişimi, Q = m . c . ∆t ile hesaplanır. c, öz ısıdır. 1 gram maddenin sıcaklığını 1 °C artırmak için gerekli ısı miktarıdır. Hal değişimi sırasındaki ısı değişimi ise, Q = m . L ile hesaplanır. L, hal değişim ısısıdır. 1 gram maddenin erimesi ya da kaynaması için gerekli olan ısı miktarıdır. Erime ısısı (Le) ve buharlaşma ısısı (Lb) farklıdır. Bir maddenin katı halden sıvı hale geçmesine erime, bu sıradaki sıcaklığına erime noktası denir. Tersine donma ve donma noktası denir. Bir maddenin sıvı halden gaz (buhar) hale geçişine buharlaşma, tersine ise yoğunlaşma denir. Bir maddenin katı halden sıvı hale geçmeden gaz hale geçmesine süblimleşme gazdan katıya geçişine kırağılaşma (ters süblimleşme) denir. Bir sıvının gaz fazındaki moleküllerinin uyguladığı basınca buhar basıncı denir. Açık bir kapta ısıtılan sıvının buhar basıncının açık hava basıncına eşit olduğu durumdaki buharlaşmasına kaynama, bu sıradaki sıcaklığına ise kaynama noktası denir. Erime, donma ve kaynama noktaları ayırt edici özelliklerdir. Bir sıvı birim zamanda gaz faza geçen molekül sayısına buharlaşma hızı denir. Sıvının cinsi, sıcaklık, sıvının yüzey alanı, dış basınç, havanın nem oranı ve rüzgâr buharlaşma hızını etkiler. Maddenin en az enerjili ve en düzenli hali olan katının şekli ve hacmi belirlidir. Katı halde tanecikler birbirine çok yakın olduklarından sıkıştırılamaz. Her katı az da olsa enerji içerdiğinden, katı tanecikleri sadece titreşim hareketi yapar. Katılar amorf katılar ve kristal katılar olmak üzere ikiye ayrılır. Atom veya molekülleri belli bir geometrik kalıba göre değil, rastgele istiflenmiş katılara amorf katılar denir. Düzenli tekrar eden birimlerden oluşmayan amorf katıların erime sıcaklıkları sabit değildir ve bu katılar belli bir sıcaklık aralığında zamanla yumuşayarak akıcılık kazanırlar. Amorf katılar, sertlikleri dışındaki özellikleri bakımından sıvılara benzerlik gösterir. Cam, plastik, lastik, tereyağı, ruj, pamuk, yün gibi katılar amorf katılara örnek verilebilir. Atom, iyon veya molekülleri belli bir geometrik kalıba göre dizilmiş kararlı yapıdaki katılara kristal katı denir. Kristal katılar, birim hücre olarak tanımlanan düzenli tekrar eden yapıların bir araya gelmesiyle oluşur. Katıların büyük çoğunluğu kristal yapıdadır. Kristal katılar; iyonik kristaller (NaCl, CsCl, CaO), kovalent kristaller (elmas, grafit, kuvars), moleküler kristaller (buz, kuru buz, I2, SO2(k)), metalik kristaller (Au, Zn, Cr, Pb)’den oluşur. Maddenin Halleri 4.1 KATILAR VE ÖZELLİKLERİ şımından düzenli olarak ısı çekilirse, sıvı sabit bir sıcaklıkta donar. Bir katıda atomlar ya da moleküller birbirine çok yakındır. Bazen de kristal diye bilinen çok düzenli bir S›cakl›k (°C) yapıda bulunurlar. Katıların belirli bir şekli ve belirli bir hacmi var- S›cakl›k (°C) X t1 t3 t4 t 1 dır. 2 3 Katı haldeki maddeler, sıvı ve gaz haldeki 1 Zaman 0 X kat›s›n›n ›s›nma e¤risi maddelere göre daha düzenli bir yapıya sahiptir. 3 Y Zaman 2 0 Y s›v›s›n›n so¤uma e¤risi t1 : X katısının erime noktası Katılardaki tanecikler bulundukları yerde sa- t4 : Y sıvısının donma noktası dece titreşim hareketi yaparlar. Sıvılar gibi katılar da buharlaşır. Ancak katılar- Katıyı oluşturan tanecikler (atom, iyon veya da moleküller arası kuvvetler çok büyük olduğundan moleküller), sıvı ve gaz haldeki maddelere belli bir sıcaklıkta sıvılar kadar uçucu değildirler. Mo- göre birbirine daha kuvvetli bağlıdır. leküllerin katı halden doğrudan buhar hale geçmesine süblimleşme denir. Süblimleşmenin tersine, mo- maddelere göre genellikle birbirine daha çok lekülün buhar halden katı hale geçmesine kırağılaş- yakındır. ma adı verilir. Süblimleşme ve kırağılaşma eşit hızda Sıcaklıkla genleşme katsayısı, esneklik kat olduğu zaman katı ve buhar arasında dinamik den- sayısı, erime noktası, özkütle, çözünürlük öz ısı gibi özellikler katılar için ayırt edicidir. ESEN YAYINLARI Katıyı oluşturan tanecikler, sıvı ve gaz haldeki ge vardır. 6 KATI 1 3 4.2 ERİME, DONMA VE SÜBLİMLEŞME Kristal bir katı ısıtıldıkça katının yapısında atomSonunda, bu titreşimlerin kristal yapısını bozacağı bir 2 1. Erime 2. Buharlaşma, kaynama sıcaklığa ulaşılır. Atomlar ya da moleküller birbirinin 3. Donma üzerinden kayar. Katı belli biçimini kaybeder ve sıvıya 4. Yoğunlaşma, yoğuşma dönüşür. Bu olaya erime ve erimenin oluştuğu sıcaklığa erime noktası denir. Erimenin tersine, bir sıvının katıya dönüşmesine donma ya da katılaşma, donmanın olduğu sıcaklığa donma noktası denir. Bir katının erime noktası ile sıvının donma noktası aynıdır. Bu sıcaklıkta katı ve sıvı birarada dengede bulunur. GAZ 4 5 a) Erime ve Erime Noktası lar, iyonlar veya moleküller daha şiddetli titreşirler. SIVI 5. Süblimleşme 6. Kırağılaşma 1. İşlemde maddenin potansiyel enerjisi ve düzensizliği artar. Buzun erimesi sırasınca hacim azalırken, diğer maddelerde hacim artar. Bu erirken öz- Eğer dengedeki katı-sıvı karışımına düzenli bi- kütle artarken, diğer maddelerde özkütle azalır. En- çimde ısı verilirse, bir yandan katı erirken sıcaklık sa- dotermiktir. Verilen enerji potansiyel enerjiye dönüşe- bit kalır. Ancak tüm katı eridikten sonra sıcaklık yük- rek moleküller, atomlar veya iyonlar arasındaki bağ- selmeye başlar. Tersine, dengedeki bir katı-sıvı karı- ların gevşetilmesinde harcanmaktadır. 342 Maddenin Halleri ÖRNEK 3. İşlemde Maddenin potansiyel enerjisi ve düzensizliği azalır. Suyun donması sırasında hacim ar- Katısının sıvısında yüzdüğü bilinen saf X sıvısı ile ilgili; I. Dış basınç arttığında donma noktası düşer. II. Tanecikeri arasındaki boşluk katı halde daha fazladır. III. Katı halinin düzensizliği sıvı halinin düzensizliğinden azdır. yargılarından hangileri doğrudur? tar, özkütle azalır. Diğer maddeler donarken hacim azalır, özkütle artar. Donma ekzotermiktir. Tanecikler birbirine yaklaşarak aradaki etkileşimler güçlenirken dışarıya ısı açığa çıkar. Bir maddenin erime noktası, a. Maddenin cinsine bağlıdır. Tanecikler arası etkileşimlerin kuvveti erime noktasını belirler. A) Yalnız I b. Dış basınç erime noktasını etkiler. Dış basınç B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) I, II ve III arttığında maddelerin erime noktaları yükseÇÖZÜM lir. Su ve suyun yapısındaki maddelerin erime noktası düşer. c. Maddenin safsızlığı etkiler. Bir karışımın erime noktası, saf maddenin erime noktasından daha düşük olur. d. Madde miktarı ve ısı kaynağın gücü erime ESEN YAYINLARI noktasını etkilemez. ÖRNEK S›cakl›k (°C) t2 t1 0 a b Zaman (dk) ÖRNEK I. Tanecikleri birbiri üzerinden kayarak hareket ederler, akışkandır. II. Tanecikleri sadece titreşim hareketi yapar. III. Tanecikleri titreşim, öteleme ve dönme hareketi yapar. X katısına ait sıcaklık-zaman grafiği yukarıda verilmiştir. Yukarıdaki bilgilerin her biri maddenin hallerinden birini temsil etmektedir. Buna göre; I. Erime noktası t1 dir. II. a – b değerleri arasında homojen görünümlüdür. III. 0 – a arasında taneciklerin kinetik enerjisi artar. Buna göre, maddenin halleriyle ilgili bilgilerden düzensizliği en az olandan en fazla olana doğru sıralanışı aşağıdakilerden hangisinde verilmiştir? A) I, II, III D) I, III, II yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II C) Yalnız III E) II ve III B) II, I, III C) II, III, I E) III, I, II ÇÖZÜM ÇÖZÜM 343 Maddenin Halleri 4.3 KATI TÜRLERİ KRİSTAL KATILAR Sıcaklık yeterince düşük olduğu zaman hemen Kristal katılarda atom, iyon veya moleküller dü- hemen tüm maddeler katılaşır. Bir katının yapısı, zenli bir şekilde istiflenmiştir. Serttir, sıkıştırılamaz ve atomları, iyonları veya molekülleri sıkıca istiflenmiş belirgin geometrik şekilleri vardır. Bu türden katılara halde, bir arada tutan kuvvetlerin cinsine bağlıdır. kristal katılar denir. Katılar kristal ve amorf olarak sınıflandırılır. Kris- Kristal katılar kararlı bir yapıya sahiptir. Ka- tal bir katıda atomlar, iyonlar veya moleküller, düzenli rarlılık iyonik bağlar, kovalent bağlar, Van der bir şekilde istiflenir. Amorf bir katıda ise atomlar, iyon- Waals kuvvetleri, hidrojen bağları ve bunların lar veya moleküller, tereyağı, lastik ve camda olduğu bileşimi ile sağlanır. gibi, gelişigüzel istiflenmiştir. Kristal katılar, belirgin, Metaller, iyonik bileşikler, kovalent katılar ve düzgün yüzeylere sahiptir ve bu yüzeyler, kenarların- moleküler katılar gibi doğadaki maddelerin da, belli açılarla birleşir. Bu yüzeyler düzenli atom yı- çoğu kristal haldedir. ğınları şeklindedir. Amorf katıların, erimedikçe veya Kristal katılar serttir. Fakat her sert madde kesilmedikçe belirli bir şekilleri yoktur. kristal katı değildir. Amorf ve kristal katılar aşağıdaki gibi sınıflandı- Kristal katıların yapısı ve ayırt edici özellikleri rılabilir. tanecikleri bir arada tutan çekim kuvvetlerine bağlıdır. AMORF KR‹STAL ‹yonik Kristaller NaCl CaS Kovalent Kristaller Grafit Elmas Moleküler Kristaller Buz ‹yot Metalik Kristaller Gümüfl Bak›r ESEN YAYINLARI KATILAR a) İyonik Kristaller İyonları belli bir düzene göre istiflenmesi ile oluşan katılar. NaCl, CaO, MgF2, SrCl2, CsCl gibi. AMORF KATILAR Bazı tür katılar sert ve sıkıştırılamaz olmalarına rağmen belli geometrik şekilleri yoktur. Bu tür katılara şekilsiz anlamına gelen amorf katılar denir. Tanecikleri gelişigüzel ve düzensiz istiflenmiştir. Kesildiği zaman veya eritildiği zaman belli bir şekilleri olabilir. Bunun dışında şekilleri yoktur. Belirli bir erime noktaları yoktur, belli bir sıcaklık aralığında yumuşayarak sıvı faza geçiş yaparlar. Yumuşamanın başladığı sıcaklığa camsı ge- İyonik kristallerde bir iyon, zıt yüklü iyonlar ile çevrilir. Kaç tane zıt yüklü iyonlar ile çevrili olmasına koordinasyon sayısı denir. NaCl’de koordinasyon sayısı 6, CsCl’de koordinasyon sayısı 8’dir. İyonik kristallerde birimler tekrarlanarak devam eder. İyonik katılar, iyonlar bir arada tutan güçlü etkileşimlerden dolayı yüksek erime noktasına sahiptir. İyonik katılar elektiği iletmez. Ergimiş halleri ve sulu çözeltileri elektriği iletir. çiş sıcaklığı denir. NaCl(k) : Elektriği iletmez. Amorf maddeler de sert olma dışındaki özel- NaCl(s) : Elektiği iletir. likler açısından sıvıya benzer. NaCl(aq) : Elektiği iletir. 344 Maddenin Halleri c) Kovalent Kristaller ÖRNEK Kristal yapılı bir katının bazı özellikleri aşağıda verilmiştir. 1. Bilgi: Farklı türde atomların belli oranda birleşmesi ile oluşmuştur. Elmas 2. Bilgi: Sıvı hali ve sulu çözeltisi elektriği iletir. Kuvars Kovalent katılarda atomlar kovalent bağlarla üç Buna göre; I. İyonik II. Kovalent III. Moleküler boyutlu ağ yapısında bir arada bulunmaktadır. Elmas, grafit, SiC, SiO2 örnek verilebilir. Erime noktaları yüksektir. kristal türlerinden hangileri olabilir? A) Yalnız I Grafit B) Yalnız II D) I ve III Grafit hariç, sertlikleri yüksek olan maddelerdir. C) Yalnız III Grafitin yapısında pi bağı bulunduğundan E) II ve III elektrik akımını iletir. Grafitte zayıf Van der Waals bağları bulunur ÇÖZÜM (katmanlar arasında). Kurşun kalem, daktilo şeritlerinde, elektrik elektronikte, boya, çelik, motor döküm endüstrisinde kullanılır. ESEN YAYINLARI Elmas, çok sağlam bir yapıya sahiptir ve do- b) Moleküler Kristaller Van der Waals kuvvetleri ğal maddelerin içinde en serttir. Bu özellikleri sayesinde diğer bütün maddeleri çizebilir, ideal bir aşındırıcıdır. Şeffaf olan ve elektrik iletkenliği olmayan elmas, iyi bir ısı iletkenidir. Cam yapımında kullanılan kumun ana bileşe- veya hidrojen bağları tarafından bir arada tutulan atom ve- ni olan kuvars, silisyim dioksitten (SiO2) olu- ya moleküllerden oluşan katı- şur. Kuvars ve silikatlar doğada bol miktarda lardır. Buz ve yaygındır. Buz, SO2 katısı, CO2 katısı, I2 katısı örnek verilebilir. Buz hidrojen bağı, SO2 dipol-dipol d) Metalik Kristaller etkileşim, CO2 ve I2 ise Van der Waals çekim kuvvetlerince bir arada tutulmaktadır. Buzdaki moleküller hidrojen bağı tarafından bir arada tutulmaktadır. Buz eridiğinde hidrojen bağlarının bir kısmı kırılır. Moleküler katılarda tanecikler kristal yapının izin verdiği ölçüde sık istiflenmiştir. Van der Waals bağları ve hidrojen bağları, Çinko Demir Krom Bak›r Metallerin değerlik elektronları atom çekirdiğince kuvvetli tutulmadıklarından katı içinde her yöne kolaylıkla akabilen elektron denizi oluşturmaktadır. Metal iyonik ve kovalent bağlarla karşılaştırıldığın- atomların oluşturduğu katyonlar elektron denizi içeri- da oldukça zayıf olduğundan bu tür kristaller sinde düzenli bir şekilde yerleşmiştir. çabuk bozulur. Katyonlarla elektron bulutu arasında oluşan Erime ve kaynama noktaları düşüktür. Bazı metalik bağlardaki elektronlar tüm kristal bo- moleküler katılar yumuşaktır. yunca dağılmıştır. 345 Maddenin Halleri ÖRNEK Metalik bağ, metallere sertlik ve dayanıklılık sağlar. Amorf katılar periyodik tekrar eden birim hücrelerden oluşur. Metalik bağ elektronlarının sayısı arttıkça metallerin sertliği ve dayanıklılığı artar. Belirli bir erime noktası olmayan cam, kâğıt, tereyağı, mum gibi katılar amorf katılara örnek verilebilir. Metalik bağ elektronlarının tüm kristal boyunca dağılmış olması metallere elektrik ve ısıyı Amorf katılar ısıtılırken yumuşamanın başladığı sıcaklığa camsı geçiş sıcaklığı denir. iletme özelliği sağlar. Elektron denizi metallere, metalik parlaklık sağlar. Katılar ile ilgili yukarıda verilen cümlelerin Metalik bağ, metallere işlenebilirlik özelliği doğru olanlarına “D” ve yanlış olanlara “Y” yazıldığında hangi seçenek elde edilir? sağlar. A) D, D, D D) Y, D, Y ÖRNEK 1. Bilgi: Amorf Katılar; Cam, pamuk, mum, naylon, plastik, yün, tereyağı, helva, ruj. 2. Bilgi: Kristal katılar; Sofra tuzu, elmas, ku- ÇÖZÜM vars, çinko, buz, kuru buz (CO2), I2 grafit, CaO. Buna göre; I. Amorf ve kristal katılarda tanecikler sadece titreşim hareketi yapar. II. Kristal katılarının belirli bir erime noktaları yoktur. III. Kristal katılar tekrar eden düzenli birimlerden oluşur. yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III D) I ve III ÇÖZÜM 346 C) I ve II E) I, II ve III ESEN YAYINLARI Yukarıda amorf ve kristal katılara örnek verilmiştir. B) Y, Y, D C) Y, D, D E) D, Y, Y MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 8 4. 1. I. Maddenin Halleri Elmas, grafit gibi kristallerde karbon atomları arasında oluşan bağ türüne ....................... denir. Cam sürahi Yemek tuzu K⤛t I II III II. Metal atomların birim hücreler oluşturarak istiflenmesi ile oluşan katı türüne ................... denir. Yukarıdaki katılardan hangileri amorf katıdır? A) Yalnız I B) Yalnız III D) I ve III III. Erime noktaları düşük olan katı, sıvı ve gazların düşük sıcaklıklarda oluşturdukları kristal C) I ve II türüne ............................ denir. E) I, II ve III Katı türleri ile ilgili yukarıda verilen cümlelerde boş bırakılan yerleri doldurmak için aşağıda verilen kelime gruplarından hangisi uygundur? 2. Kovalent katılardan elmas elektriği iletirken, grafit elektriği iletmez. Kristal yapısındaki iyonlar arası uzaklık arttıkça, iyonik kristalin erime noktası yükselir. ken, sıvılaşınca iyonlar serbest hareket edebildiği için sıvı elektriği iletir. Katı maddeleri için yukarıda verilen ifadelerin doğru olanlarına “D” ve yanlış olanlarına “Y” ESEN YAYINLARI İyonik kristaller katı halde elektriği iletmez- 5. B) Y, Y, D D) Y, D, Y II III —————— ——————— Metalik kristal İyonik kristal B) İyonik bağ İyonik kristal C) Kovalent bağ Metalik kristal Molekül kristal D) Kovalent bağ İyonik kristal E) Hidrojen bağı Metalik kristal Molekül kristal I. Moleküler kristal Metalik kristal C6H12O6(k) II. CO2(k) yazıldığında hangi sıralama elde edilir? A) Y, Y, Y I ————— A) Kovalent bağ III. H2O(k) C) Y, D, D Yukarıdaki moleküler kristaller hangi seçe- E) D, Y, D nekte artan erime noktalarına göre sıralanmıştır? A) II, III, I B) II, I, III D) I, III, II 3. Madde C) III, I, II E) III, II, I Kat› ya da kristal türü I. CsCl ‹yonik kristal II. Kuvars Amorf kat› III. Elmas Kovalent kristal Yukarıdaki tabloda verilen bazı katı maddelerin kristal ya da katı türleri verilmiştir. 6. İyonik kristaller ile ilgili; I. Kristal örgüsünü oluşturan örgü noktalarında pozitif ve negatif iyonlar bulunur. II. Pozitif yüklü metal ile elektron denizi arasında oluşan güçlü elektrostatik çekimleri içeriler. Tabloda verilen maddelerden hangilerinin ka- III. Zıt yüklü iyonlar arasındaki çekim kuvvetlerinden dolayı erime noktaları çok yüksektir. tı ya da kristal türü doğru verilmiştir? yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III D) I ve II B) Yalnız II E) I ve III C) Yalnız III 347 Maddenin Halleri 7. Kovalent kristaller için; I. 10. Bir katı aynı basınçta sıvılaşmadan gaz hale geçebilir. Yapısında pozitif ve negatif iyonu içerirler. II. Oldukça yumuşak ve şekillendirilebilir bir yapıları vardır. Bu durum için; I. III. Erime ve kaynama noktaları genellikle yüksektir. II. Süblimleşme olayıdır. III. Tanecikler düzensiz hale geçer. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II 8. Isı alarak gerçekleşebilir. yargılarından hangileri doğrudur? C) Yalnız III A) Yalnız I E) I ve III B) Yalnız II D) II ve III C) I ve III E) I, II ve III Saf bir katı maddenin miktarı artırıldığında; I. Aynı dış basınçtaki erime noktası II. Aynı dış basınçta ve aynı ısı kaynağı ile erime süresi 11. Rastgele ve gelişigüzel yığınlar oluşturan sı- III. Aynı dış basınçta erimesi için gereken ısı miktarı kıştırılamayan katılara amorf katılar denir. niceliklerin hangileri değişmez? çük yapı birimine birim hücre denir. B) Yalnız II D) II ve III C) Yalnız III E) I, II ve III ESEN YAYINLARI A) Yalnız I Bir kristalin tüm özelliklerini gösteren en küİyonik kristallerin erime ve kaynama noktaları, moleküler kristallere göre oldukça düşüktür. Katı türleri ve özellikleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru olanlarına “D” ve yanlış olanlarına “Y” yazıldığında hangi sıralama el- 9. S›cakl›k (°C) 106 de edilir? X A) Y, Y, D B) Y, D, D D) D, D, Y 46 C) D, Y, D E) D, Y, Y 30 0 Is›(J) Arı X maddesinin ısıtılmasına ait grafik yukarıdaki gibidir. Buna göre, aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? (Po = 1 atm) A) Oda koşullarında X maddesi katıdır. B) 46 °C X’in normal erime noktasıdır. 12. Cu2O katısı ile ilgili; I. Amorf katıdır. II. İyonik kristal katıdır. III. Kovalent kristal katıdır. C) 46 °C ve 106 °C aralığında madde sıvıdır. yargılarından hangileri yanlıştır? (29Cu, D) X sıvısının kaynama ısısı 106 °C’dır. A) Yalnız I E) 110 °C’de X maddesi tamamen buhardır. 348 D) I ve II B) Yalnız II E) I ve III 8O) C) Yalnız III MADDENİN HALLERİ ÇÖZÜMLÜ TEST – 8 ÇÖZÜMLERİ Maddenin Halleri 1. 4. 5. ESEN YAYINLARI 2. 6. 3. 349 Maddenin Halleri 7. 10. 8. ESEN YAYINLARI 11. 9. 12. 350 MADDENİN HALLERİ ALIŞTIRMALAR – 8 Maddenin Halleri Aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevabınızın nedenlerini kısaca açıklayınız. 1. Madde 1. Çinko Kristal türü ‹yonik kristal 2. 3. 4. 5. Buz Sezyum klorür Grafit Bronz Kovalent kristal ‹yonik kristal Moleküler kat› Metalik kristal Açıklama: Yukarıdaki tabloda madde ve kristal türü eşleştirmelerinden kaç tanesi yanlıştır? B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 2. Elmas, kuvars ve grafit ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Elmas ve kuvars sert ve kırılgan, grafit ise yumuşak ve kırılgandır. B) Oda koşullarında elmas ve grafit iletken, kuvars iletken değildir. C) Grafit kristali, zayıf etkileşimlerle birbirine bağlı altıgen tabakalardan oluşur. D) Kuvars, grafit ve elmas kovalent kristal yapılı katılardır. E) Elmas ısıyı iyi ileten bir katı maddedir. 3. I. Belirli erime noktaları vardır. II. Atom ya da molekülleri gelişi güzel istiflenmiştir. III. Sıkıştırılabilirler. Yukarıdaki yargılardan hangileri amorf katılar için doğru, kristal katılar için yanlıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 4. Metalik kristallerin özellikleri ile ilgili; I. Kendilerine özgü parlaklıkları vardır. II. Kolay tel ve levha haline gelebilirler. III. Isı ve elektriği iyi iletirler. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 5. Moleküler kristaller için; I. Erime ve kaynama noktaları genellikle yüksektir. II. Yapısında anyon ve katyon iyonlar bulunur. III. Yumuşak ve kırılgan bir yapıları vardır. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III Açıklama: ESEN YAYINLARI A) 1 Açıklama: Açıklama: Açıklama: 351 Maddenin Halleri 6. Metalik kristaller elektrik akımını oldukça iyi iletir. Moleküler kristallerde atom ya da moleküller arasında sürekli kovalent bağlar oluşur. Kovalent kristallerde bir ağ örgü vardır. Katı türleri ve özellikleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru olanlarına “D” ve yanlış olanlarına “Y” yazıldığında hangi sıralama doğrudur? A) D, Y, Y B) D, Y, D C) Y, D, D D) Y, D, Y E) D, D, Y Açıklama: 7. m gram saf bir katının ısıtılması ile ilgili sıcaklıkısı değişimini gösteren grafik, Açıklama: S›cakl›k (°C) t 2 Q1 Q2 Is›(J) şekildeki gibidir. Buna göre; I. Katı maddenin öz ısısı Q Joule’dur. II. 2. bölgede madde katı-sıvıdır. III. Madde miktarı 2 m olduğunda erime noktası 2t olur. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III ESEN YAYINLARI 1 8. İyonik kristal katılar için; I. İyonlar arasında elektrostatik çekim kuvveti vardır. II. Erime noktaları yüksektir. III. İletken değildir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Açıklama: 9. I. Açıklama: Bütün katıların belli bir geometrik şekilleri bulunur. II. Katılar kristal ve amorf olmak üzere ikiye ayrılır. III. Katı maddelerin tanecikleri sıvılar ve gazlara göre daha düzenli bir yapıya sahiptir. Katılar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 352 MADDENİN HALLERİ 1. ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 1 Maddenin gaz hali için; I. 4. M M İçine konuldukları kabı doldururlar. II. Kendi aralarında ve içine dolduruldukları kabın iç çeperlerine esnek çarpışma yaparlar. CO2 C3H8 t °C 2t °C III. Aynı kaptaki taneciklerin ortalama hızları birbirine eşittir. Şekildeki özdeş kaplarda eşit atom sayılı CO2 ve C3H8 gazları vardır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II Buna göre; E) I, II ve III I. Ortalama kinetik enerjileri eşittir. II. C3H8 gazı moleküllerinin ortalama hızı daha büyüktür. III. CO2 gazının basıncı daha fazladır. 2. yargılarından hangisi yanlıştır? Taneciklerinin aras›nda zay›f etkileflimler olup birbirleriyle çarp›flmazlar. A) Yalnız I Y ‹çine konulduklar› kab›n tüm çeperlerine ayn› bas›nc› yaparlar. Birim hacimdeki tanecik say›s› maddenin kat› ve s›v› hallerine göre azd›r. D Y D 1 2 Y Difüzyon ve efüzyon davran›fllar›n› gösterirler. D 3 B) Yalnız II D) I ve II S›k›flt›r›labilme özelli¤i vard›r. Y D Y 4 5 6 ESEN YAYINLARI D (H: 1, C: 12, O: 16) 5. E) I ve III Bir miktar gazın 77 °C’ta hacmi 40 litredir. Sabit basınç koşulunda sıcaklık 147 °C’ye çıkarılıyor. Buna göre; I. Moleküllerin ortalama hızı artar. II. İçinde bulunduğu kabın birim yüzeyine birim zamanda çarpan molekül sayısı artar. Gazlar ile ilgili yukarıda verilen ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar verile- III. Hacim, başlangıç hacminin %20 oranında artar. reki lgili yönde ilerlendiğinde hangi çıkış nok- yargılarından hangileri doğru olur? tasına ulaşılır? A) 1 B) 3 A) Yalnız I C) 4 D) 5 E) 6 B) Yalnız III D) I ve III Aşağıdakilerden hangisi atmosfer kirliliğini V litre Ne önlemek için yapılmış önleme çalışmalarından biri olamaz? A) Oto yollarını geliştirmek ve yaygınlaştırmak B) Elektrikli otomobilleri geliştirmek C) Rüzgâr enerjisini elektrik enerjisine çeviren santraller geliştirmek C) I ve II E) I, II ve III Po 6. 3. C) Yalnız III ‹deal piston M Bir miktar Ne gazının sıcaklığı 27 °C iken şekildeki ideal sürtünmesiz piston dengededir. Sabit basınç koşulunda sıcaklık 27 °C’den 47 °C ye çıkarılıyor. D) Jeotermal santraller kurmak Gazın hacmi 4 litre arttığına göre, ilk hacmi kaç litredir? E) Güneş enerjisi ile ısıtılan sular kullanmak A) 16 B) 32 C) 56 D) 60 E) 64 357 Maddenin Halleri 7. 10. Bofl S›cakl›k (°C) Buhar bas›nc› (mm Hg) 0 4,58 X(s›v›) 1. Kap 2. Kap Şekilde verilen 1. kaptaki X sıvısının yarısı sabit sıcaklıkta aynı ortamdaki 2 kaba aktarılıyor. 30 31,85 II. X’in buharlaşma hızı I. III. X’in donma noktası II. 0 °C – 10 °C arasında buhar basıncı artışı A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III Sıcaklık arttıkça suyun buhar basıncı artar. 10 °C – 20 °C arasındakinden küçüktür. III. 30 °C’de %20 bağıl nem varsa su buharının olur? 30 °C’deki kısmi basıncı 6,37 m Hg’dir. C) Yalnız III yargılarından hangileri doğrudur? E) II ve III B) Yalnız II C) Yalnız III A) Yalnız I D) I ve III E) I, II ve III Aşağıda verilen tanımlardan hangisi yanlıştır? B) Viskozite Sıvıların akmaya karşı göstediği direnç C) Yüzey gerilimi Aynı moleküller arası çekim kuvvetleri Naftalin buharının naftalin katısı oluşturması II. Etil alkol sıvı maddesinin donması III. Kuru buz (CO2)un gaz faza geçmesi verilen değişimlerden hangilerinde ortama ısı verilir? A) Yalnız I D) I ve III 358 I. Deniz seviyesinin yükselmesine neden olabilir. II. Mevsimlerin özelliklerinin değişmesine neden olabilir. III. Atmosferdeki CO2 gazı miktarının artması sera etkisi yapar. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 12. Hava Balon Sıvısı ile dinamik dengede olan buharın basıncı Madenin hal değişimi ile ilgili; I. 11. Sera etkisi ile ilgili; Bir sıvının yüzey alanını artırmak için gereken enerji D) Adhezyon kuvvetleri E) Buhar basıncı Tanım —————————— Çözücünün yüzey gerilimini düşürmeyen madde ESEN YAYINLARI Kavram ———————— A) Yüzey inaktif madde 9. 17,54 Buna göre tablo ile ilgili; X’in kaynama noktası niceliklerinden hangisi 2. kapta daha büyük 8. 9,21 20 Tabloda farklı sıcaklıklardaki suyun buhar basıncı verilmiştir. Buna göre; I. 10 M Yukarıdaki kapalı kapta patlama sınırına kadar şişirilmiş lastik balon konulmuştur. Buna göre; I. Kaptaki havanın boşaltılması II. Balon dışındaki havanın aniden ısıtılması III. Kaba gaz eklenmesi işlemlerinden hangileri yapılırsa balon patlar? B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II E) I ve III C) Yalnız III MADDENİN HALLERİ 1. ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 2 Eşit kütledeki X ve Y gazlarının aynı sıcaklık- 4. Po = 1 atm ta ve farklı kaplardaki basınçlarının eşit olma6 litre bofl sı için; I. 3 litre CO2 a Hacimlerinin, 38 cm b II. Molekül kütlelerinin, c›va III. Moleküllerindeki atom sayılarının Sabit sıcaklıkta 3 litrelik kabı dolduran CO2 gazı- niceliklerinden hangilerinin eşit olması gerekir? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II nın basıncı manometredeki gibidir. Bu kabı 6 lit- C) Yalnız III relik kaba birleştiren vana açılıyor. E) I, II ve III Sıcaklık değişmediğine göre, cıva seviyesi nasıl değişir? A) a kolunda 38 cm daha yükselir. B) b kolunda 38 cm yükselir. 2. Po = 73 cm Hg M C) Her iki kolda eşit seviyede olur. D) a kolunda 19 cm yükselir. 32 g O2(g) E) b kolunda 76 cm yükselir. h mm 0 °C c›va Şekildeki kapta 0 °C’ta 32 gram O2 gazı vardır. Açık hava basıncı 73 cm’dir. Kabın hacmi 22,4 litre olduğuna göre, mamometrenin U borusundaki h yüksekliği kaç ESEN YAYINLARI 5. He gaz› Şekildeki sabit hacimli kapta bulunan ideal davra- mm’dir? (O : 16) A) 15 B) 20 M nışta He gazının 0 °C’de basıncı 2 atm’dir. C) 30 D) 730 E) 760 Kütlesi sabit tutularak basıncı 2,5 atmosfere çıkarmak için sıcaklık kaç °C’ta çıkarılmalıdır? A) 614,25 3. 0,2 atm N2(g) B) 341,25 D) 70,50 C) 136,50 E) 68,25 M T Kelvin Açık hava basıncının 0,8 atm olduğu koşullarda bulunan şekildeki kabın mutlak sıcaklığı yarıya düşürülürken M musluğu açılıyor. hangisi doğru olur? Moleküllerin A) B) C) D) E) Azalır Özkütle ————— Artar Artar Azalır Azalır Artar 7 gram X2 gazı için normal koşullarda basınç-hacim çarpımı (P.V) 5,6 atm. ’dir. Buna göre; Musluk açık iken N2 gazının son durumu için Basınç ————— Artar Artar Azalır Artar 6. ortalama KE —————— Artar Azalır Azalır Artar Artar I. X’in atom kütlesi 7 akb’dir. II. 7 gram X2 gazı 0 °C ve 0,5 atm basınçta 11,2 litre hacim kaplar. III. Avogadro sayısı kadar X2 molekülü 28 gramdır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III 359 Maddenin Halleri 7. 10. S›cakl›k (°C) Madde X 40 Benzen 100 400 58,9 C›va Is›(J) 1 gram X sıvısının sıcaklık-ısı grafiği yukarıda verilmiştir. 0,0017 Metanol 122,7 Su 23,80 Bazı sıvı maddelerinin 25 °C’deki buhar basınçları verilmiştir. Buna göre; Buna göre X ile ilgili; X sıvısının ısınma ısısı 5 J/g °C’dir. II. X’in buharlaşma ısısı 300 J/g’dir. I. III. X sıvısının donma sıcaklığı 20 °C’tir. II. Tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri en yüksek olan cıvadır. yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III Viskozitesi yüksek olan X sıvısının viskozitesini düşürmek için; I. Kaynama noktası en küçük olan metanoldür. III. Benzen ve etanolün kaynama noktaları suyunkinden düşüktür. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 8. 94,6 Etanol 20 I. Buhar bas›nc› (mm Hg) Sıcaklığı yükseltmek 11. Aşağıdakilerden hangisi hava kirliliğine neden olan zehirli gaz üreten yerlerden değildir? III. İçinde yüzey aktif bir madde çözmek işlemlerinden hangileri yapıldığında sonuç vermeyebilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I ve III ESEN YAYINLARI II. Soğutmak A) B) C) D) E) Rüzgâr enerjisi santralleri Kimyasal madde fabrikaları Aktif volkanlar Akaryakıt tüketen otomobiller Petrol rafinerileri 12. 9. Madde X –35 21 Y 35 186 Z 12 78 Buna göre, standart koşullarda (1 atm, 25 °C) X, Y ve Z’nin fiziksel halleri için hangisi doğrudur? E) 360 Sıvı Gaz M H2O(s›v›) kaynama noktaları verilmiştir. X Y —————— —————— Katı Gaz Sıvı Katı Gaz Katı Gaz Sıvı ‹deal piston Ar(g) H2O(g) Tabloda X, Y ve Z’nin normal basınçtaki erime ve A) B) C) D) Po Erime noktas› Kaynama noktas› (°C) (°C) Z —————— Sıvı Gaz Sıvı Katı Katı Şekildeki kapta t °C’ta su, su buharı ve argon gazı bulunmaktadır. Piston aşağıya itilerek gaz fazının hacmi yarıya indiriliyor. Buna göre; I. Toplam basınç iki katına çıkar. II. Argon gazının basıncı iki katına çıkar. III. Su miktarı artar. yargılarından hangileri doğru olur? (Ar gazı ideal ve suda çözünmez.) A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III MADDENİN HALLERİ 1. ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ – 3 4. Po = 1 atm M M 8 gr X(g) 1 atm 27 °C 1 g H2(g) c›va atm basınç ve 27 °C sıcaklık koşulunda 1 gram Hg gazı bulunuyor. İkinci kapta 1,5 atm basınç, 127 °C sıcaklık koşullarında O2 gazı bulunmaktadır. Açık hava basıncı 1 atm olduğuna göre, X gazının formülü aşağıdakilerden hangisi olabilir? (He : 4, H : 1, C : 12, O : 16, S : 32) B) CH4 C) SO2 1,5 atm 127 °C m g O2(g) Şekildeki kapların hacimleri eşittir. Birinci kapta 1 Şekilde verilen manometreye bağlı kabın hacim 8,2 litredir. 127 °C’de 8 gram X gazının basıncı manometredeki gibidir. A) He M D) O2 İkinci kaptaki O2 gazı kaç gramdır? (O : 1, O : 16) E) SO3 A) 8 B) 9 C) 12 D) 16 E) 18 M 2. 0 °C’de çelik kap içerisinde bulunan ideal davranışlı He gazının basıncı 819 mm Hg’dir. Gazın sıcaklığı 1 °C yükseltilirse basınç kaç mm Hg artar? A) 1 B) 3 C) 4 D) 5 ESEN YAYINLARI He(gaz) 5. 27 °C’deki bir miktar gazın kütlesi %20 hacmi %80 artırıldıktan sonra sıcaklığı 177 °C’ta çıkarıldığında basıncı nasıl değişir? E) 6 A) Değişmez B) % 20 artar C) % 30 artar D) % 50 artar E) 2 katına çıkar Po 3. X(g) ‹deal piston M 10 °C Sürtünmesiz ideal pistonla dengede olan X gazının sıcaklığı bir miktar artırılıyor. Sıcaklık 10 °C artırılan X gazı için aşağıdakilerden hangisi doğru olur? A) Basınç ————— Değişmez Özkütle ————— Azalır Ortalama kinetik enerji ——————— Artar B) Artar Azalır Değişmez C) Değişmez Artar Artar D) Değişmez Azalır Değişmez E) Azalır Değişmez Artar 6. Aynı sıcaklık ve basınçta CO2, N2O ve C3H8 gazlarının eşit kütleleri için; I. Atom sayıları II. Molekül sayıları III. Özkütleleri niceliklerinden hangileri farklıdır? (C : 12, O : 16, N : 14, H : 1) A) Yalnız I D) II ve III B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III 361 Maddenin Halleri 7. 1. Bilgi : Bir sıvının birim zamanda buharlaşan 10. 70 cm Hg dış basınçta açık kapta ısıtılan saf su molekül sayısına buharlaşma hızı denir. 85 °C’de kaynamaktadır. 2. Bilgi : Buhar halindeki molekülerin oluşturdu- Suyun kaynama noktasını artırmak için; ğu basınca, sıvının buhar basıncı denir. I. Yukarıda verilen bilgilere göre, aşağıdakiler- II. 76 cm Hg dış basınçta açık kapta ısıtmak den hangisi bir sıvının hem buhar basıncını III. 68 cm Hg dış basınçta açık kapta ısıtmak hem de buharlaşma hızını değiştirir? işlemlerinden hangileri yapılabilir? A) Bulunduğu kabın yüzeyi B) Rüzgâr A) Yalnız I C) Sıcaklık D) Dış basınç Aynı ortamda düdüklü tencerede ısıtmak B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) I, II ve III E) Sıvının miktarı 11. Fosil yakıtlarının yaygın olarak kullanılması 8. S›v› madde S›cakl›k (°C) Yüzey gerilimi (J/m2) X 25 8.10–4 Y 25 7,2.10–4 Z 50 5,8.10–4 ile ilgili; I. II. Doğada CO2 miktarının artmasına neden olur. III. Küresel ısınmada etkili olur. yukarıda verilen yargılarından hangileri doğ- Tabloda verilen bilgilere göre X ve Y sıvıları I. X’in sıcaklığı artırılırsa yüzey gerilimi azalır. II. Y’nin 25 °C’deki yüzey gerilimi 50 °C’deki X’in yüzey geriliminden küçüktür. rudur? ESEN YAYINLARI ile ilgili; Doğal dengeyi olumsuz yönde etkiler. A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) I, II ve III III. Y’nin 25 °C’deki tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri X’in 25 °C’deki tanecikleri arasın- P 12. P dakinden küçüktür. b yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız I D) I ve III B) Yalnız II C) Yalnız III b V 2a fiekil 1 E) I, II ve III V a fiekil 2 Şekil 1, ideal gaz ile dolu bir kaptaki basınç-hacim grafiğidir. 9. Aşağıda verilen özelliklerden hangisi sıvılar Şekil 1’den Şekil 2’deki grafiğin elde edilebil- için yanlıştır? mesi için; A) Bulundukları kabın bölümünün şeklini alırlar. B) Yüksek basınç ile sıkıştırılabilirler. C) Tanecikleri öteleme ve titreşim hareketlerini yapar. D) Uygulanan basıncı her yöne eşit miktarda iletir. E) Belirli bir hacmi ve özütlesi vardır. 362 I. Kap ısıtılmalıdır. II. Kap soğutulmalıdır. III. Kaptan gaz kaçırılmalıdır. yargılarından hangileri uygulanabilir? A) Yalnız I D) I ve II B) Yalnız II C) Yalnız III E) II ve III