Maddenin Yapısı ve Özellikleri
advertisement
ÜNİTE 1 içe ilir rir b ola olabi ab lir ili i ç e r e b i l i r arasında oluşur r ir r bil mla ola ato ns ı ci ayn iç er ir arasında oluşur at om la r düze n için de sı ralan ır ol ilir fa rk lı rir içe ci ns gösterilir olab içerir iyon oluşturur içerir 2. grup içerir 7. grup 8. grup Soy Gazlar ur luş le o işiy ver alış 1. grup gösterilir MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ 1 Giriş Etkinlikleri Atomun boyutu Orta büyüklükte bir köpek Yandaki resimler dizisini inceledikten sonra atomun büyüklüğü hakkındaki düşüncelerinizi öğretmeninizle ve arkadaşlarınızla tartışınız. Tartışmanın sonuçlarını defterinize not ediniz. Ünite sonunda sonuçları kısa bir tartışma ile gözden geçiriniz. Tırnak Sabun molekülü (50 atomdan çok) Bütün atomların çapı 1 nanometreden küçüktür. Virüs Bakteri Toplu iğne başı Kılcal damarlar Kırmızı kan hücresi (Alvuyar) A B Mum yanarken A ve B noktalarında değişimler meydana geliyor.Söz konusu değişimler sizce ne tür değişimlerdir. Arkadaşlarınızla tartışınız ve düşüncelerinizi not alınız. Ünite sonunda notlarınızı tekrar gözden geçiriniz. Bir demir çiviyi demirin özeliğini gösteren en küçük parçalara bölseydiniz ne elde ederdiniz? Su gibi diğer maddeleri de özeliklerini gösteren en küçük parçalara bölmeniz mümkün olsaydı aynı sonucu elde eder miydiniz? Arkadaşlarınızla tartışınız, not alınız ve notlarınızı ünite sonunda yeniden gözden geçiriniz. 2 Maddenin Yapısı ve Özellikleri MADDENİN YAPISI VE ÖZELİKLERİ Atomlar çok çok küçük olduklarından kimse onları çok güçlü bir mikroskopla bile göremez. Elektron mikrografikleri milyonlarca atomun birleşerek meydana getirdiği büyük molekülleri gösterir. Elektron mikrografikleri Büyük Çin Setti'nin uzaydan çekilmiş fotoğrafına benzetilebilir. Fotoğrafta Çin Setti duvarını görebilirsiniz; fakat duvarı meydana getiren taşları göremezsiniz. Grafitin elektron mikrografiğinden düzgün örgülü yapıya sahip karbon atomlarının varlığı anlaşılır. Büyük Çin Setti Yaklaşık 2400 yıl önce eski Yunanlı filozof Democritus bir madde sonsuza dek küçük parçalara bölünürse en sonunda o maddenin en küçük parçacığının elde edilebileceğini ileri sürdü. Atom adı Yunanca bölünemeyen anlamına gelen ”atomos”tan gelir. Democritus'un görüşü metaller gibi basit maddelerin yapılarının açıklanmasında günümüzdeki modern atom teorisi ile uyuşur. Diğer eski Yunanlı filozoflardan Plato ve Aristo o dönemde Demecritus'un fikrini kabul etmemişlerdi. Gerçekten de eski yunanlı bilim insanlarının o dönemde atom hakkında herhangi bir deney yapmadan fikir ileri sürmeleri günümüz bilim insanlarına çok etkileyici gelmektedir. Daha sonraları ise bilim, atom konusunda 2000 yıl gibi uzun bir süre bilim insanlarının gündemi dışında kaldı ta ki İngiliz bilim insanı John Dalton (1766-1844) ileri sürdüğü atom teorisini açıklayıncaya kadar. Ünitede geçmişten günümüze kadar ortaya çıkan atom teorilerini ve atomun yapısı hakkındaki bilgileri öğrenerek atomların elektron alarak, vererek veya ortaklayarak meydanagetirdiği yapılar hakkında bilgi sahibi olacağız. 3 Demir çivi demir atomlarından oluşur. Demecritus 1 SON ÜÇ ASIRDA ATOM FİKRİ Çekirdeğin etrafındaki elektronlar Dalton, eski Yunanlı filozof Democritus'un fikrinden yola çıkarak yaptığı deneyler sonucunda atomu içi boş bir küreye benzetmişti. Günümüzde kimya derslerinde kullandığımız katlı Çekirdeği proton ve nötronlar oluşturur. oranlar kanununu ve sabit oranlar kanununu kullanarak 1807'de Atom Teorisini ileri sürdü. 400 BC Demecritus tüm maddelerin Teori, elementler ve bileşikler hakkında John Dalton atomlardan yapıldığını ileri sürdü. aşağıdaki bilgileri içermekteydi. atom modeli Tüm maddeler atomlardan oluşur. ! Aynı cins elementlerin atomları 1807 John Dalton atom teorisi aynı cins ! elementlerin atomları aynıdır. Farklı birbiriyle tamamen aynıdır. cins elementler birleşince bileşikleri oluşturur. ! Farklı cins elementlerin , atomları da 1897 J.J. Thomson elektronu buldu. farklıdır. ! Kimyasal tepkimelerde atomlar bir 1909 Ernest Rutherford protonu keşfetti. bütün olarak davranır. Atomlar J.J. Thomson parçalanamaz ve yeniden oluşturulamaz. atom modeli Ernest Rutherford çekirdeği keşfetti. 1911 ! Atomlar belirli oranlarda birleşerek bileşikleri oluştururlar. Bohr elektronların çekirdeğin Dalton'dan sonra J.J.Thomson atomla ilgili 1913 Niels etrafında belirli enerji seviyelerinde hareket ettiğini ileri sürdü. teorisinde (1897) elektronu keşfetti ve atomun pozitif bir küreden oluştuğunu ve elektronların 1932 James Chadwick nötronların varlığını ispatladı. bu küre içerisinde gelişigüzel dağıldığını ileri sürdü. Teorisini açıklarken de atomu üzümlü bir Bohr atom keke, elektronları ise bu kek içerisinde modeli gelişigüzel dağılmış üzümlere benzetti. Oxford üniversitesinde J.J. Thomson'ın asistanı olan Ernest Rutherford, Thomson'ın teorisini desteklemek için yaptığı deneyde atomun bir çekirdeğinin olduğunu keşfetti. Çekirdeğin ve atomun çapını kıyaslamak için de ünlü benzetmesini yaptı. Bir bezelye tanesi bir atomun çekirdeği olarak kabul edilirse ve bir stadyum ortasına yerleştirilirse, tribünlerde dolaşan sinekler de atomun hacmini belirleyen elektronlar olarak kabul edilebilir. Rutherford modeli merkezinde çekirdek bulunan elektronların gezegenler gibi dolandığı bir daire gibi de düşünülebilir. Günümüzde kullanılan 1913 yılında Danimarkalı fizikci Niels Bohr atom modelinde elektronların atom modeli çekirdeğin etrafında belirli enerji seviyelerinde haraket ettiğini ileri sürdü. Bohr Modeli, aynı yörüngede birden çok gezegen bulunan güneş sistemine benzetilebilir.1932yılında ise James Chadwick nötronların varlığını ispatladı. Günümüzde kabul edilen Modern Atom Teorisi ise atomu elektron bulutuna benzetmektedir. Bu durum lambanın etrafında gelişigüzel dönen sineklerin oluşturduğu bir küreye benzetilebilir. Eski atom modelleri günümüzde geçerli olan birçok ilkeyi içerdiğinden halen kullanılır. Örneğin kitabımızda atom modeli, Bohr Atom Modeline göre çizilmiştir ve ünitede göreceğimiz iyon oluşumunu da kolayca açıklayan modeldir. 4 Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.1 A - Atomun İçi ve Dışı Bir elementin diğerine göre farklı özelikler göstermesinin nedeni nedir? Yüzyıllardır biliminsanları atomun en küçük parçacık olduğunu düşünüyordu. Daha sonraları ise atomun temel tanecikleri olan proton, nötron ve elektronlar keşfedildi. Her elementin kendine özgü proton, nötron ve elektron sayıları vardır. Böylece her element bir diğerine göre farklı özelikler gösterir. Helyum atomu Sodyum atomu Potasyum atomu Proton Sayısı 2 11 19 Nötron Sayısı 2 12 20 Elektron Sayısı 2 11 19 proton ve nötronlar çekirdekte bulunur. M L K çekirdek elektronlar belirli enerji seviyelerinde bulunur. elektron bulutu Atom Elektronun kütlesi çekirdekte bulunan proton ve nötronların kütlesine oranla yok denecek kadar azdır. Bir atomun kütlesini hemen hemen çekirdek oluşturur. Çekirdekteki parçacıklar arasında başka yerde göremediğimiz özel çekim kuvvetleri vardır. Çekirdek ve elektronların bulunduğu enerji seviyeleri(katmanlar) arasında çok büyük bir boşluk vardır. Aşağıdaki tablo, atomu meydana getiren parçacıkların yük ve kütlesini gösterir. Tanecik Proton Nötron Elektron Yük +1 0 -1 Kütle (Atom kütle birimi) 1 1 0(1/1840) Proton ve nötronların kütlesi hemen hemen aynıdır. Elektronlar o kadar hafiftir ki kütlesini sıfır kabul edebiliriz. Yaklaşık 1840 tane elektronun kütlesi bir nötron veya protonun kütlesine denk gelir. 1-Atomun temel tanecikleri hangileridir? 2-Atomun çekirdeğinde hangi parçacıklar bulunur? 3-Elektronlar atomun neresinde bulunur? Araştır: Proton, nötron ve elektronların gerçek kütlesini araştırınız. Bir önyargıyı kırmak atomu parçalamaktan güçtür. 5 Biliyor muydunuz? Atomlar yalnızca proton nötron ve elektronlardan meydana gelmez. Bilim insanları bu parçacıkları oluşturan en az 37 parçacığın varlığından söz ediyor. Bunlardan bazıları lepton-lar, kuarklar, fotonlar, bozonlar, gravitonlardır. 1 1.1 B - Elektronların Dizilişi Protonların ve nötronların atomun merkezi olan çekirdekte, elektronların ise çekirdek etrafında belli enerji seviyelerinde (katmanlarda) dönerek hareket ettiklerini biliyoruz. Atom çekirdeğine en yakın olan elektronların enerjisi en düşük, çekirdekten en uzak olan elektronların enerjileri ise en yüksektir. Elektronlar, çekirdeğe en yakın katmandan başlayarak , en uzak katmana doğru yerleşir. Başka bir ifade ile elektronlar en düşük enerji seviyesinden en yüksek N enerji seviyesine doğru yerleşir. Birinci enerji seviyesi K katmanı M İkinci enerji seviyesi L katmanı . L Üçüncü enerji seviyesi ise M katmanı K olarak adlandırılır. + + + + ++ 1. enerji seviyesinde en fazla 2 elektron, 2. enerji seviyesinde en fazla 8 elektron, 3. enerji seviyesinde en fazla 18 elektron bulunabilir. Atomlardaki elektronların yerleşiminin gösterilmesine elektron dizilişi denir. Örneğin potasyum atomunun 19 elektronu olduğuna göre, elektron dizilişi elektronların atomda dizilişi 2,8,8,1 'dir 2,8,9 yanlıştır Oktet kuralına göre birinci katman hariç atomların en dış enerji seviyelerinde en fazla sekiz elektron bulunur. Bu nedenle ilk yirmi atomun elektron dizilişi birinci enerji seviyesinde 2, ikinci enerji seviyesinde 8, üçüncü enerji seviysinde 8 elektron olacak biçimdedir. Aşağıdaki tablo ilk 20 elementin elektron dizilişi ile birlikte bu atomlardaki yerleşimini göstermektedir. Oktet kuralına göre 19 ve 20 atom numaralı elementlerin elektronları üçüncü enerji seviyesine 8 elektron yerleşince geriye kalan elektronlar 4. katmana yerleşirler. Hidrojen 1 H Helyum 2 İlk 20 elementin elektronlarının atomda dizilişi 1 Lityum 3 2,1 Sodyum 11 2,8,1 Potasyum 19 2 Li Berilyum 4 Be Bor 5 2,2 B Karbon 6 2,3 Na Magnezyum Mg Alüminyum 12 13 2,8,2 K Kalsiyum 20 2,8,3 Ca C Azot 7 N Oksijen 8 2,4 Al Silisyum 14 2,8,4 2,5 Si Fosfor 15 2,8,5 O Flor 9 2,6 P Kükürt 16 2,8,6 F Neon 10 2,8,8,2 Ne 2,7 Biliyor muydunuz? 2,8 S Klor 17 Cl Argon 18 2,8,7 2,8,8 element sembol adı atom numarası atom modeli 2,8,8,1 He elektronların dizilişi 6 Ar Modern atom teorisine göre bir elektronun yeri ve hızı aynı anda belirlenemez. Elektronların bulunma ihtimalinin fazla olduğu bölgeye orbital denir. Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.1 C - Atomların Kimliği Atom numarası ve kütle numarası Sodyum atomuna bakınca 11 protonu olduğunu göreceksiniz. Sadece sodyum atomlarının 11 protonu vardır. Diğer atomların tümünün de kendine özgü proton sayısı vardır. Bir atomun kimliğini belirten en temel öğesi protondur. Atomların kimliklerini proton sayılarına bakarak tespit edebiliriz. Bir atomdaki proton sayısına atom numarası denir.Böylece sodyumun atom numarası 11'dir deriz. Atom numarası = proton sayısı ı t r a Nötr atomların proton sayıları elektron sayılarına eşit lik k Kim m u y d So olduklarından dolayı yük bakımından nötrdür. Adı 1 1 Proton sayısı = Elektron sayısı sayısı Proton 1 1 ı Kütle numarası: Atomdaki elektronların kütlesi yok denecek umaras Atom n Na ) ik kadar küçüktür. Atomun kütlesini, çekirdeğinde bulunan lü (şimdil Sembo Dünya protonlar ve nötronlar belirler.Bir atomdaki Adres proton ve nötronların toplam kütlesine Kütle numarası veya Nükleon sayısı denir. Kütle numarası =Atomdaki proton sayısı + atomdaki nötron sayısı Bir sodyum atomunun 11 protonu ve 12 nötronu vardır, kütle numarası 23'tür. Atom numarası yalnızca proton sayısı olduğuna göre; Kütle numarası - Atom numarası = Nötron sayısı Sodyum atomunun yükü: Sodyum atomunun nötron sayısı = (23-11) =12 dir. Atom ve kütle numaralarının kısaltılması protonların herbirinin yükü +1 A Z Kütle numarası Atom numarası Sodyum atomu için Sembolü =Na Proton sayısı =11 Kütle Numarası =23 Bu bilgiler kısaca : 23 11 X olduğundan dolayı toplam yük +11'dir Elementin sembolü Her elektronun yükü -1 olduğundan dolayı toplam yük -11'dir Yükleri toplayınca: +11 -11 Net yük : 0 Atomun toplam yükü sıfırdır. Na olarak sembolize edilir. 1-Lityum'un atom numarası 3 , kütle numarası ise 7'dir. a) Lityum atomunda kaç proton , nötrön ve elektron vardır? b) Lityum atomunun sembolik gösterimini yazınız? 2-Aşağıdaki atomların isimlerini yazınız ve her atomun kaç Proton, nötron ve elektrona sahip olduğunu belirtiniz. 12 16 27 56 65 238 6 C 8 O 13Al 26Fe 30Zn 92U 3-Proton sayıları verilen atomların 9. sayfadaki periyodik tabloya bakarak isimlerini yazınız. X=2 , Y=16 , Z= 20 7 1 1.1 D - Aynı Elementin Atomlarındaki Farklılık Bir elementin tüm atomları her zaman aynı olmayabilir. Aynı olmamaları çekirdekte bulunan nötron sayılarının farklı olmasındandır. Proton sayıları aynı nötron sayıları farklı,bunun sonucunda kütle numaraları farklı olan atomlara izotop atomlar denir. Soluk aldığımız havadaki tüm oksijen atomlarının çekirdeğinde 8 proton vardır. Atomlar nötr olduklarından 8 tane de elektronları vardır. Soluduğumuz oksijenin büyük bir bölümünde 8 nötron vardır. Oksijenin böylece kütle numarası (8+8 =16) 16 olarak bulunur. Soluduğumuz oksijenin az bir miktarı ise 9 nötrona sahiptir. Bu oksijen atomlarının kütle numarası ise (8+9=17) 17'dir. 16 17 O ve 8O oksijenin izotoplarıdır deriz. Oksijenin üçüncü izotopu ise çok az miktarda bulunan 188O'dir. Bu izotoplara, oksijen-16, oksijen-17 ve oksijen-18 de denilebilir. Yanda Mısır'da bulunan bir mumyanın fotoğrafı görülmektedir. Mumyanın 3100 yaşında olduğu, vücudunda bulunan Karbon-14 izotopu sayesinde kütle numarası 14 olan karbon (14C) atomlarının miktarı ölçülerek Mısır'da bulunan mumyanın yaşı 3100 olarak tesbit edildi. saptanmıştır. Hemen hemen bütün elementlerin izotopu vardır. Oksijen, karbon gibi çoğu elementin izotopları doğada bulunur. Bazı izotoplar ise özel olarak laboratuvarlarda oluşturulur. İzotopların çoğunluğu ışınlar yayarak başka izotoplara dönüşür. Söz konusu ışınlar canlılar için zararlıdır. Ancak ışınların etkinliği azaltılarak tıp alanında kullanılır. Örneğin; kripton-81 izotopu akciğerleri kontrol etmede kullanılır. Bu amaçla kripton-81 izotopunun bir bölümü akciğerlere solunarak alınır. Akciğerlerin iyi çalışmayan bölgelerine bu izotop ulaşmaz. O bölgeler ekranda siyah olarak görülür. Kobalt-60 izotopuysa kanser tedavisinde kullanılır. 8 izotop 35 17 Cl 37 17 Cl 25 12 Mg 26 12 Mg Element adı Atom no Kobalt-60 izotopu kanser tedavisinde kullanılır. Kütle no P e N Biliyor muydunuz? Biliyor muydunuz? Bütün bitki , insan ve diğer hayvanlar küçük bir miktar karbon-14 izotopu içerirler. Bir canlıda bu miktar hep aynıdır, çünkü sürekli olarak kullanılır ve yerine hep yenisi konur ( besin ve karbon dioksit olarak ). Ancak canlı öldüğünde karbon-14 miktarı azalmaya başlar, çünkü karbon-14 izotopu radyoaktif bir izotop olduğundan yarılanma süresi vardır (5715 yıl). Antropolojik kazılar sonunda bazı hayvan kemikleri bulunduğunda yaşı hesaplanabilir. Klor elementi doğada %75 1735Cl ve %25 1737Cl olarak bulunur. Bu yüzden klorun ortalama atom kütlesi 35.5 olarak hesaplanır. 8 Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.2 A - Periyodik Tablo 1869 yılında Rus bilim insanı Dimitri Mendeleev o dönemde bilinen 63 elementi sınıflandırmıştır. Mendeleev bazı elementlerin neden aynı davrandığına dair bir sıra bulmaya çalışmıştı. Elementleri atom kütlesine göre listelemişti. Benzer özeliklere sahip olan elementlerin periyodik özelikler gösterdiğini bulmuş, elementler listesinde düzgün bir sıra oluşturmuştu. Mendeleev elementleri düzenli bir şekilde listelemek için bir tablo hazırladı ve tablosuna Periyodik Tablo adını verdi. Tablosunda o dönemde keşfedilmemiş elementler için boşluklar bıraktı, isimlerini eka-aleminyum, eka-boron ve eka-silikon olarak koydu ve bu elementlerin bazı özeliklerini önceden tahmin etti. Kısa bir süre sonra galyum, skandiyum ve germanyumun keşfedilmesi ve tahmin ettiği özelliklerin doğrulanması Mendeleev'in Periyodik Tablo'sunun bilim dünyası tarafından 19. yüzyılın sonlarına doğru kabul görmesini sağladı. Günümüzde kullandığımız modern Periyodik Tablo, Mendeleev'in Periyodik Tablo’sundan oldukça farklıdır. Modern Periyodik Tablo'da elementler atom numaralarına göre sıralanmıştır. Tabloda görülen yatay sıralara periyod, atomların elektron dizinimine göre düzenlenmiş dikey sütünlara grup denir. 8 1 3 Li lityum 1 2 4 H Be sodyum 19 alkali metaller K potasyum Rb 37 kalsiyum Sr 38 rubidyum stronsiyum Cs 55 sezyum 13 alüminyum magnezyum 20 Ba 56 baryum bor Al 12 Ca B 5 Modern Periyodik Tablo berilyum Na Mg 11 3 hidrojen Sc 21 Ti 22 skandiyum titanyum 39 Y İtriyum La 57 lantan 40 Z 23 V vanadyum 72 hafniyum toprak alkali metaller 24 krom Nb Mo 41 zirkonyum niyobyum Hf Cr Ta 73 tantal 42 Mn 25 manganez Tc 43 Fe 26 demir Ru 44 molibden teknetyum rutenyum W 74 Tungsten Re 75 renyum Os 76 osniyum Co 27 kobalt Rh 45 rodyum 77 Ir iridyum Ni 28 nikel Pd 46 paladyum Pt 78 platin geçiş metalleri Cu 29 bakır Ag 47 gümüş Au 79 altın Zn 30 çinko Cd 48 kadmiyum Hg 80 civa 4 6 C karbon Si 14 silisyum Ga Ge 31 galyum In 49 indiyum Tl 81 talyum 32 germanyum Sn 50 kalay Pb 82 kurşun 5 7 N azot 15 P fosfor As 33 arsenik Sb 51 antimon Bi 83 bizmut 6 8 7 O oksijen 16 S kükürt Se 34 selenyum Te 52 tellür Po 84 polonyum F 9 flor Cl 17 klor Br 35 brom 53 I iyot At 85 astatin 2 He helyum Ne 10 neon Ar 18 argon Kr 36 kripton soygazlar Xe 54 ksenon Rn 86 radon halojenler Etkinlik Periyodik tablodaki elementlerin grup numaraları ve en dış katmanlarındaki elektron sayıları arasındaki ilişkiyi tabloya bakarak açıklayınız. Elementlerin katman sayısı ve periyod numarası arasındaki ilişkiyi tabloya bakarak açıklayınız. 1- a)Atom numarası 11 olan elementin periyodik tablodaki grubu ve periyodunu bulunuz. b)Atom numarası 17 olan elementin grubu ve periyodunu Biliyor muydunuz? bulunuz 2- Periyodik tabloda 2. grup 3. periyoddaki elementin Metalik elementler yeni kesildiğinde elektron ve proton sayısını bulunuz. parlak yüzeyli katılardır.Isı ve elektriği Araştır 1-Termometrede kullanılan ve oda sıcaklığında sıvı olan metalik element nedir? 2-Pilin içeriğinde kullanılan grafit hangi elementtir? 3-Manyetik olan üç elementin adını yazınız. 9 iletirler. Ametallerin çoğu oda sıcaklığında gazdır. Sadece brom elementi sıvı, geri kalanı ise katıdır. Ametaller ısı ve elektriği iletmezler. Mendeleev'in periyodik tablosunun bir benzerini de alman bilim adamı L.Mayer aynı dönemde yapmıştı. 1 1.2 B - Elementlerin Birleşmesi İki veya daha fazla farklı elementin birleşmesinden bileşiklerin meydana geldiğini biliyoruz.Bileşiğin formülü, kendisini meydana getiren elementlerin sembolleri kullanılarak yazılır. Elementlerin birleşme oranları ise sembollerin sağ alt köşesine yazılan sayılarla gösterilir. Su molekülü bir oksijen atomunun iki hidrojen atomuyla birleşmesinden oluşur. Suyun kimyasal formülü H2O 'dur. Sofra tuzu eşit miktarda sodyum atomu klor atomu içerir , kimyasal formülü NaCl'dir. Yağın içinde korunan sodyum metali. Gaz kavanozunda bulunan klor gazı. Sodyum metali ısıtılıp klor dolu gaz kavanozuna konunca parlak bir alevle yanar. Sonuç olarak gaz kavanozunun çeperlerinden sıyırarak topladığımız beyaz katı sofra tuzudur. Sodyum + Klor Sodyum Klorür Denklemdeki + işareti tepkimeye girme, işareti ise oluşma anlamındadır. Sodyum ve klor gibi birçok element tepkimeye girerek bileşik oluşturur. Yukarıdaki, kimyasal denklemi düzgün bir cümle ile defterinize yazınız. Bileşikler nasıl oluşur? Atomların birleşmesinde veya kimyasal bağ oluşturmasında etkin olan parçacıklar atomun en dış katmanındaki elektronlardır. VIII. Grup elementleri tepkimeye girmedikleri için bileşik oluşturmazlar. Bu nedenle asal gazlar olarak adlandırılırlar. Soy gaz tepkime vermeyen gaz anlamını taşır. Helyum hariç en dış katmanlarında sekiz elektronları vardır. En dış elektron katmanı tamamen dolu olan atomlar kararlıdırlar ve kimyasal tepkime vermezler. Helyum atomu : Dış katmanı tamamen dolu ve kararlı K Neon atomu: Dış Katmanı tamamen dolu ve kararlı 1-Asal gazlar niçin tepkime vermezler? 2-Kalsiyum + Flor Kalsiyum florür denklemini bir cümle ile ifade ediniz. 3- 'Demir, oksijenle tepkimeye girince demir oksit oluşur' cümlesini bir denklemle ile ifade ediniz. 10 L K Argon atomu : Dış katmanı tamamen dolu ve kararlı M L K Biliyor muydunuz? Kripton, Ksenon ve Argonun özel şartlar altında florlu bileşikleri elde edilmiştir. Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.2 C - İyon Oluşumu Diğer atomlar kendisine en yakın soy gazın elektron dizilimine benzeyip kararlı bir yapıya sahip olmak için ya elektron alıp verirler ya da elektronlarını ortaklarlar. İyon oluşumu: Bazı elementlerin atomları başka elementlerin atomlarıyla tepkimeye girerek, tamamen dolu bir elektron katmanına sahip olmak için, ya elektron alırlar ya da elektron verirler. Elektron verme:Sodyum metalinin en dış katmanında bir elektron vardır. Sodyum elektronunu başka bir atoma vererek en dıştaki M-katmanını tamamen boşaltır. Böylece bir iç katmanı olan Lkatmanı tamamen dolu olmuş olur. Sonuç olarak +1 yüklü sodyum iyonu oluşur. Bu durumda sodyum iyonunun 11 protonuna karşılık 10 elektronu kalmış olduğundan net yükü +1 olur. Sodyum atomu M L K Sodyum iyonu Bir elektron kaybeder Sodyum iyonunun yükü 11protonun yükü : +11 10 elektronun yükü : -10 Net yük : +1 Pozitif yüklü iyonlara katyon denir. Katyon elektron veren iyondur. L K Na Na+ M- Katmanı boşalır L- Katmanı en dış katman olur Elektron alma: Klor atomunun en dış katmanında 7 elektron vardır, sodyum gibi başka bir atomdan elektron alarak M- katmanını tamamen doldurur ve kararlı bir yapıya ulaşarak -1 yüklü klorür Klor atomu Klorür iyonu iyonunu oluşturur. M L K yakala M L K Cl Bir elektron alır teşekkürler metal atomlar elektronlarını a metal atomlarına verirler - Cl M- katmanı 1 elektron eksik olduğundan kararsızdır M- katmanı doludur ve kararlıdır Klorür iyonunun yükü: 17 protonun yükü : +17 18 elektronun yükü: -18 Net yük: -1 Negatif yüklü iyonlara anyon denir. Anyon. elektron kazanan iyondur III. periyot elementleri ve oluşturacağı iyonlar Na 2,8,1 Na+ 2,8 Mg 2,8,2 Mg+2 2,8 Al 2,8,3 Al+3 2,8 Si 2,8,4 * P 2,8,5 P-3 2,8,8 S 2,8,6 S-2 2,8,8 Cl 2,8,7 Cl-1 2,8,8 Ar 2,8,8 Ar 2,8,8 *silikon genelde iyon oluşturmaz. İyonlar tüm canlılar için çok önemlidir. Her gün suyla birlikte iyonlar içiyoruz. Tüm bitkiler kendileri için gerekli iyonları suda çözünmüş maddelerden alır ve besin oluşturmak için kullanır. Biliyor muydunuz? 1-Magnezyum iyonunun yükünün neden +2 olduğunu açıklayınız? 2-Alüminyum atomunun modelini çizerek iyon oluşumunu -2 Karbonat(CO3 ), Hidroksit (OH ), gösteriniz. -2 Nitrat (NO3 ), Sülfat (SO4 ) gibi 3-Yukarıdaki tablonun benzerini II. Periyot elementleri için birden fazla elementin düzenleyiniz. birleşmesinden oluşan çok atomlu 4- İyonlar kaç çeşittir? İsimlerini yazınız ve anlamlarını iyonlar vardır. açıklayınız. 11 1 1.3 A - Kovalent Yapılı Moleküller A-metallerin atomları elektron alıp en dış elektron katmanını tamamlayarak soy gaz elektron dizilimine benzemek ister. Aynı veya farklı elementlerden oluşan iki a-metal atomu tepkimeye girince ikisi de elektron almak istediğinden en dış katmanlarındaki elektronlarını paylaşırlar (ortaklarlar). Böylece atomlar ortaklanan elektronları kendilerinin gibi kabul ederek en dış katmanlarındaki elektronlarını tamamlamış olurlar. Hidrojen molekülü: Hidrojen atomunun bir elektronu vardır. Kendisine en yakın soy gaz olan helyumun yapısına benzemek için bir elektron daha alabilir. İki hidrojen atomu birbirine yeterince yakınlaşınca elektron katmanları birbirinin içine girer ve elektronlarını ortaklarlar. kovalent bağ K K K H K H H iki hidrojen atomu H hidrojen molekülü Bir elementin oluşturduğu kovalent bağ sayısı en dış elektron katmanını tamamlamak için alması gereken veya ortakladığı elektron sayısına eşittir.Ör: Cl=2,8,7 Bir elektron alması gerektiğinden oluşturacağı bir molekülde tek bağ yapar. A-metal - A-metal atomları arasında elektron ortaklanması sonucu oluşan çok güçlü çekim kuvvetine kovalent bağ denir. Bir grup atomun kovalent bağlarla birleşmesine molekül denir.Moleküller element molekül veya bileşik molekül olabilir. Hidrojen gazı hidrojen moleküllerinden meydana gelir bu yüzden moleküler yapıya sahiptir. Oksijen molekülü: Oksijen atomu (2,6) soy gaz olan neonun yapısına benzemek için iki elektron almak ister. İki oksijen atomu birbirine yaklaşınca çift bağlı bir molekül oluşur. iki kovalent bağ L L K O L K K O O iki oksijen atomu L K O oksijen molekülü oksijen molekül modeli Hidrojen Klorür molekülü:Hidrojen ve klor atomları birer elektron eksildiğinden atomlar kovalent yapılı bir bileşik oluştururlar. kovalent bağ M L K M K K H O hidrojen atomu klor atomu L H K O klor molekülü Biliyor muydunuz? 1-Aşağıdaki maddeleri iyonik bileşik, Element molekül ve Bileşik molekül olarak sınıflandırınız. NH3,MgBr2, N2 , CaCl2, H2O, NO2, CuSO4, 2- Flor ve brom gibi yedinci grup elementleri moleküllerinde kaç bağ yapar? Suda çözünebilen katıların veya sıvıların iyonik ya da kovalent yapılı oldukları elektriksel iletkenlikleri ölçülerek anlaşılabilir. 12 Maddenin Yapısı ve Özellikleri 1.3 B - Fiziksel ve Kimyasal Değişim Maddeler ısıtılınca , üzerine su ilave edilince, başka maddelerle karıştırılınca ve buna benzer işlemlere tabii tutulunca değişime uğrayabilirler. Değişim iki şekilde olabilir ; 1- Kimyasal Değişim 2- Fiziksel değişim Kimyasal Değişim: Demir tozu ve kükürt karışımı Demir tozları mıknatıs tarafından çekilir Kükürdün metil benzendeki (toluen) çözeltisi mıknatıs Demir çözünmeden kalır 1- Biraz demir tozu ,sarı kükürt tozu ile karıştırılır 2-Bir mıknatıs yardımı ile karışımı kolayca ayırabiliriz… 3-…veya kükürdü metil benzende çözerek yine ayırabiliriz. Siyah katı metil benzen Bunzen beki uzaklaştırılınca kızıllık devam eder. Siyah katı çözünmez Mıknatıs 4-Karışım ısıtıldığında kızılca bir parlama görülür, sarı kükürt lekeleri kaybolur ve siyah bir katı madde oluşur 5-Siyah madde artık karışım değildir , mıknatıstan etkilenmez… 6-…ve metil benzende çözünmez. Isı etkisiyle oluşan siyah katı yeni bir kimyasal maddedir. Değişim sonucunda yeni bir madde meydana geliyorsa yapılan değişime kimyasal değişim denir. Karışım ve bileşik arasındaki fark: Yukarıdaki karışımda demir ve kükürt tanecikleri birbiriyle kimyasal bağ yapmadan gelişigüzel karıştığından elementler kendi özelliklerini korumuştur ( 2 ve 3, resimler). Karışımı meydana getiren maddeler kendi özelliklerini korurlar. Demir ve kükürt tanecikleri tepkimeye girdiklerinde birbirleriyle belli bir oranda bağlanırlar. Oluşan yeni bileşikte çözücünün ve mıknatısın etkisi yoktur ( 5 ve 6. resimler). Bileşiğin özelikleri kendisini meydana getiren elementlerden farklıdır. Karışımın ve bileşiğin birleşme oranları hakkında sınıf tartışması yapınız. Biliyor muydunuz? Karışım Bileşik Demir sülfür yer kabuğunda pirit olarak bulunur. Hidrojen yanıcı, oksijen yakıcı, bu elementlerden meydana gelen su ise yangını söndürmek için kullanılır. 13 1 1.3 C - Değişimin Belirtileri Kimyasal değişime genellikle kimyasal tepkime veya kimyasal reaksiyon denir. Kimyasal tepkimenin meydana geldiğini nasıl anlarız? 1. Tepkime sonucunda bir veya daha fazla yeni madde oluşur. Yeni madde veya maddeler başlangıçtaki maddelerden oldukça farklıdır. Demir + Kükürt Demir Sülfür (Metalik toz) (Sarı Toz) ( Siyah Katı) 2. Kimyasal tepkimede enerji verilir veya alınır Yumurtayı kavururken Önceki konuda gördüğümüz tepkimeyi başlatmak için çok az ısı enerjisi meydana gelen tepkime bunzen bekinden verilir. Tepkime başlayınca çok daha fazla ısı açığa çıkar. endotermiktir. Bir tepkimede ısı enerjisi açığa çıkıyorsa tepkime Ekzotermiktir (ısı veren). Bir tepkimede ısı gerekiyorsa tepkime Endotermiktir (ısı alan). Demir ve kükürt arasında meydana gelen tepkime ekzotermik, yumurtayı kızartırken meydana gelen tepkime ise endotermiktir. Bazı kimyasal tepkimelerde ısının yanında ışık ve ses enerjisi de açığa çıkabilir. Magnezyum havada yanarken parlak bir ışık görülür tıslama sesi de duyulur. 3. Kimyasal değişim genellikle tersinir değildir. Demir sülfürden demiri ve kükürtü yeniden elde etmek çok Magnezyum yandığında ısı ışık zordur ve birçok başka kimyasal tepkime gerektirir. ve ses enerjisi açığa çıkar. Bu nedenle havai fişek yapımında magnezyum kullanılır. Fiziksel Değişim şeker buz eriyor o Buz 0 C 'ta suya dönüşür. Oluşan suyu tekrar buza dönüştürmek kolaydır. Şeker alkolde çözünür . İkisini alkol tekrar ayrımsal damıtarak kolayca ayırabiliriz. Fiziksel değişimlerde yeni maddeler meydana gelmez. Örneğin buz ve su farklı görünseler bile her ikisini de su molekülleri meydana getirir. Değişim sonucunda yeni kimyasal maddeler meydana gelmiyorsa yapılan değişim Fiziksel değişimdir. 1. Demir tozu ve kükürt tozu karışımı ile demir sülfür bileşiği arasındaki farkları tablo şeklinde yazınız. Biliyor muydunuz? 2. Aşağıdaki değişimlerin kimyasal veya fiziksel olduğuna karar verin? Fotoğraf çekerken güneş ışığı a) Suyun donması b) Demirin paslanması c) Petrolun yanması filme çarpar ve filmdeki gümüş d) Mumun erimesi e) Mumun yanması f) Sütün ekşimesi, bromür gibi foto kimyasallar g) Kolonyanın buharlaşması h) Taşın parçalanması değişikliğe uğrar. 14 Maddenin Yapısı ve Özellikleri TEST 1 1-Proton ve nötronların benzerlik ve farklılıklarından iki tanesini yazınız. 2-Aşağıdakilerin atom modellerini çizerek gösteriniz. a) 126C, b) 4018Ar , c) 3115P, d) 2412Mg 3- Aşağıdaki tabloyu periyodik tablodan yararlanarak tamamlayınız ve defterinize yazınız.. Elementin adı Sembol Atom No. Kütle No. 5 11 40 28 20 14 26 13 4-X atomunun atom numarası 19, kütle numarası ise 39'dur. a) X atomunun proton, nötron ve elektron sayısını bulunuz. b) X atomunun en dış enerji seviyesinde kaç elektron bulunur? c) X elementinin oluşturacağı iyonun sembolünü yazınız. d) X elementinin periyodik tablodaki grup ve periyodu nedir? 5Element Atom Kütle numarası numarası Q R S T X a) b) c) d) 3 20 18 8 9 7 40 40 18 19 Nötron sayısı A Z X 22 10 30 27 Elektron dizilimi 2,1 2,8,8,2 2,8,8, 2,6 2,8,8,1 Hangi elementin atomlarında 22 nötron vardır? Hangi element bir asal gazdır? Hangi iki element neonun elektron dizilimine benzeyerek iyon oluşturur. Hangi iki element periyodik tablonun aynı grubundadır? 6- Baryum elementinin atom numarası 56'dır ve periyodik tabonun 2. grubunda yer almaktadır. a- Baryum atomunun en dış enerji seviyesinde kaç elektron bulunur? b- Baryum atomunun oluşturacağı iyonun yükü nedir? Sebebini açıklayınız. 8-Aşağıdaki listeye bakarak soruları yanıtlayınız Argon, Alüminyum, Karbondioksit, Magnezyum oksit, Sodyum klorür, Su, Hidrojen a- Tek atomlu maddeyi yazınız. c- İyonik yapılı iki maddeyi yazınız. b-Moleküler yapılı iki bileşiği yazınız. d- Kovalent yapılı maddeleri yazınız 35 15 1 Çoklu Zeka Etkinlikleri Vücudumuzda olan bir karbon atomu belki de milyonlarca yıl önce yaşayan bir dinazorun veya bir zeytin ağacının atomlarından biriydi; siz de kendi hayal gücünüzü kullanarak karbon atomunun başından geçen yolculuk hakkında bir hikaye yazınız. Aşağıda ilk yirmi elementin bağlanma gücünü gösteren kartlar vardır. Bu kartları kullanarak oluşabilecek iyonik ve kovalent yapılı bileşiklerin formüllerini ortaya çıkarabilirsiniz. Kovalent yapılı olan azot molekülünü oyun hamuru (veya hamurla) ve kürdan kullanarak yapılan topçubuk modeli, azot atomunun elektron diziliminden faydalanılarak da yapılabilir. H Li Na K Cl He Ne Ar Be Mg S Ca O B Al N P C Si F Seçeceğiniz bir arkadaşınızla rap şarkısı besteleyiniz. Bestenizi hazırlarken aşağıdaki gibi örnek cümleler kullanabilirsiniz Dalton atomu içi boş küreye benzetti. Thomson ise onu üzümlü topkek zannetti......vs. Azot molekülü. elektron dizilişi = 2,5 Azot atomu en dış katmanını tamamlamak için 3 elektron istediğinden dolayı 3 bağ yapar. Böylece 3 kürdan gerekir. Sizler tasarlayacağınız bazı molekül modellerini ametallerin elektron diziliminden faydalanarak yapabilirsiniz. 16 Maddenin Yapısı ve Özellikleri Çoklu Zeka Etkinlikleri Atom modellerinin basit çizimlerle gösterildiği bir poster hazırlayınız. Aşağıdaki etkinliği yapınız. CAN sözcüğü kalsiyum ( Ca ) ve Azot ( N ) elementlerinin sembollerinden oluşturulmuştur. Aşağıdaki kelimelerin hangi elementlerin sembollerinden oluştuğunu bulunuz. POLİS, BANANE, TELİF, ASKI. Atom modelleri Bu kelimelerle birlikte sizlerin de oluşturduğu kelimelerden bir poster hazırlayınız. Polis = Polonyum + Lityum + Kükürt Dinamitin ana maddesi olan TNT'yi bulan bilim adamı Alfred Nobel yaptığı bileşiğin dağları parçalayıp yol yapımında kullanımından dolayı insanlığa faydalı bir buluş sunmuştu daha sonra ise savaşlarda kullanılmasından dolayı büyük vicdan azabı çekmişti. Atomun parçalanmasından, atom bombası ve nükleer santral yapımı gibi veya laboratuvarda sentezlenen bazı ilaçlar gibi, bulacağınız örneklerle bir tablo oluşturunuz. Buluş Atomun parçalanması Fayda Enerji santralleri, kanser tedavisi Aşağıda verilen elementlerden yararlanarak mini bir periyodik tablo tasarlayınız. Si, H, P, He, Be, Al, B, C, Na, N, Ca, O, K, F, S, Cl, Ne, Ar, Li, Mg Si Örneğin silikonu sizin için biz yerleştirelim. 14Si = 2 8 4 3 enerji seviyesi olduğundan dolayı 3. periyot. En dış enerji seviyesinde 4 elektron olduğundan dolayı ise 4. grupta yer alır. Zarar Atom bombası 17 NOTLAR ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
