PPS

Madde ve Enerji
Bilim iki temel şey üzerinde yoğunlaşır. Bunlar madde ve enerjidir.
Madde gözle görülür elle tutulur kütlesi ve hacmi olan gibi tanımlanan aslında
enerji dışındaki hemen hemen her şeyin genel adıdır.
Maddelerin içsel yapıları incelendiğinde, karşımıza molekül, element, atom gibi
kavramlar çıkar
Eski kimyacılar maddelerin yapı taşı diye tanımladıkları atomların ya tek
başlarına
yada birbirleri ile yada başka atomlarla ilişki içerisinde bulunduğunu anladılar
Her hangi bir maddenin küçültülmesi mantığı ile nereye kadar küçültülebilir
cevabı olarak en küçük parçaya ATOM demişlerdir.
Bugün Atomunda kendi içerisinde daha küçük parçalar içerdiği bilinmesine
Rağmen, kendi özelliğini koruyan en küçük yapısı tanımı hala geçerliliğini
korumaktadır.
Evrende binlerce belki de milyonlar yada milyarlarca olmak üzere çok çeşitli
madde türleri vardır.
Atom tür ve çeşitleri konusundaki çalışmalar ise bize periyodik tabloda verilen
105 atomu işaret etmektedir.
Bunun anlamı evrendeki tüm maddeler 105 tür atomdan (element)(arasında ne
fark ver ne ilişki var??) oluştuğunu göstermektedir. O zaman neden bu kadar
çeşitli MADDE vardır? Sorusunun cevabı ise BİLEŞİK (bunun atom yada
elementle ilişkisi ne? tir.
Bileşikler bu 105 elementin belirli oranlarda birleşerek yaptığı yeni türlerdir. Bu
türler atomik bazda kendi özelliklerini taşırken bileşik olduktan sonra, ayrı
özellikler içermeye başlarlar. (nasıl yani?)
Bileşik kelimesi kendi adından da anlaşılacağı üzere iki veya daha fazla atomun
birbiri ile BİRLEŞMESİ anlamına gelmektedir.
Bu birleşme yada ayrışmalara kimyasal reaksiyon, oluşan çok atomlu maddelere
de bileşik denilmektedir.
Çokça verilen örnek H2 ve O2 nin H2O oluşturmasıdır ki, oluşan su özellikleri
itibarı ile ne hidrojen molekülüne ne de oksijen molekülüne benzer.
Maddeleri tanımlarken karşımıza bileşik dışında karışım diye bir tanımlama daha
çıkar ki belli bir özellik tanımlanamayan karışık kuruşuk şeylerdir. Maddelerin
rasgele miktarlarda rasgele karışmasından yada karıştırılmasından oluşmuş
yapılardır.
Karışımların kimyasal açıdan pek de anlamı yoktur. Maddeler bileşiklerde olduğu
gibi özelliklerinde değişime neden olmazlar, sadece kendi özelliklerini koruyarak
bir bir arada dururlar. Bu birliktelik bazı özeliliklerinde az bir değişime neden
olabilir.
Maddeler birbirleri ile olan benzerlik ve ilişkilerine bağlı olarak çok çok iyi
karışabilecekleri gibi (hava- oksijen-hiderojen-azot vb), HOMOJEN karışım,
birbiri ile hiç de anlaşamaya bilir ( demiz tozu- talaş parçası-kumtanecikleri)
HETEROJEN karışım.
Birim hacimde (herhangi bir yerinde) aynı miktar madde karışmış olan yapılara
HOMOJEN karışım, farklı bölgelerde farklı miktarda madde bulunan yapılara ise
HETEROJEN karışım denmektedir.
Kısaca, madde, enerji, atom, element, bileşik, karışım tanımları ile çok çok
karşılaşacaksınız. Bu kelimelerin anlamını tam öğrenip, yerinde ve doğru
kullanmaya çalışınız
Metrik Sistem: bizim eskiden kullandığımız birimlere bakarak, dünyanın ortak birime
geçme çabası ve gereğini anlayabilirsiniz. % 200 bak
Suyun debisinin ölçülmesinde kullanılan ölçü birimleri ;
Su kaynağının debisinin ölçülmesinde birim olarak “lüle” kullanılmıştır. 1 lüle yaklaşık olarak 26 mm çapında bir borudur ve dakikada 36 litre su akıtır. Günlük yaklaşık 52 m3 su olarak kabul edilir. Şehir içinde yer alan su taksim istasyonlarında bulunan
dağıtım sandıklarında kullanılan boruların günlük debisi ise dağıtım yapılan bölgenin ihtiyacına göre ayarlanmıştır ve aşağıdaki gibidir.
1 Hilal 0,5625 lt/Dak. (Günde-0,81 m3)
Çuvaldız 1,125 lt/Dak. (Günde-1,62 m3)
1 Masura 4,5 lt/Dak. (Günde-6,48 m3)
1 Kamış 9 lt/Dak. (Günde-12,96 m3)
1 Lüle 36 lt/Dak. (Günde- 51,84 m3 ~ 52 m3)
Uzunluk ölçüleri ;
Uzunluk ölçü birimi olarak “arşın” kullanılmış olmakla beraber , çarşı arşını ile mimar arşını ( Zira-ı Mimari / Zira ) ve dolayısıyla alt birimleride birbirinden farklıdır.
Çarşı ölçüleri
1 Arşın 0,6858 mt.
1 Rub (urub) 0,0857 mt. (1/8 Arşın)
1 Kerrab (Kirâh) 0,0428 mt. (1/16 Arşın)
1 Endaze 0,6525 mt.
Mimar ölçüleri
1 Arşın (Zira) 0,757738 mt.
1 Parmak (1/24 zira) 0,031572 mt.
1 Hat (1/12 parmak) 0,002631 mt.
1 Nokta (1/12 hat) 0,000219 mt.
Çarşı ölçü birimi ve 68,58 cm’e karşılık gelen Arşın ölçü birimi ile yine bir çarşı ölçü birimi olan ve 65,25 cm’e karşılık gelen Endaze ölçüleri birbirlerine çok yakın değerlerdedir.
Ağırlık ölçüleri ;
1 Çeki (4 Kantar) 225,79832 kg.
1 Kantar (44 Okka) 56,44958 kg.
1 Batman (6 Okka) 7,69767 kg.
1 Okka/Kıyye (400 Dirhem) 1,282945 kg.
1 Dirhem 3,2073625 gr.
1 Miskal 4,5819464 gr.
7 Miskal (10 Dirhem) 32,073625 gr.
1 Denk (1/4 Dirhem) 0,80184 gr.
1 Kırat (1/4 denk) 0,20046 gr.
1 Buğday (1/4 kırat) 0,05011 gr.
Mehmet İzzet’in 1912 baskısı İlm-i Hisab kitabına göre ise ağırlık ölçüleri farklı tarif edilmektedir.
Evzan-ı Kebire ( Büyük ağırlık ölçüleri) ;
1 Çeki 225,978 kg.
1 Kantar 56,450 kg.
1 Batman 7,692 kg.
1 Kıyye 1,282 kg.
Evzan-ı Mutavassıta ( Orta ağırlık ölçüleri) ;
1 Dirhem 3,207 gr.
1 Miskal 4,810 gr. ( 1,5 Dirhem )
1 Denk 0,80175 gr. ( 1/4 Dirhem )
Evzan-ı Hafife ( Hafif ağırlık ölçüleri) ;
1 Kırat 0,20043 gr. ( 1/4 Denk )
1 Bağdadi 0,0501 gr. ( 1/4 Kırat )
1 Fitil 0,0125 gr. ( 1/4 Bağdadi )
1 Nakir 0,00626 gr. ( 1/2 Fitil )
1 Kıtmır 0,00313 gr. ( 1/2 Nakir )
1 Zerre 0,00156 gr. ( 1/2 Kıtmır )
Alan Ölçüleri ;
1 Hektar = ( 11 Dönüm ) = 10.105,337 m2 = ( 17.600 zirakare )
1 Dönüm = ( 4 Evlek ) = 918,667 m2 = ( 1.600 zirakare ) = ( 40 x 40 zira )
1 Evlek = 229,666 m2 = ( 400 zirakare ) = ( 20 x 20 zira )
1 Zirakare= 0,57416 m2
SI Temel Birimler
Artık eski kullandığımız ölçü birimlerini kullanmayıp, ülkemiz içinde de zaten SI
birimlerini kullanmaya başlamamız dolayısı ile birimleri anlamak çokda zor
olmayacaktır.
Fiziksel Nicelik
Birim
Sembol
Uzunluk
metre
m
Kütle
kilogram
kg
Zaman
saniye
s
Elektrik akımı
Amper
A
Sıcaklık
kelvin
K
Aydınlanma şiddeti
candela
cd
Madde Miktarı
mol
mol
+Bazı SI türeme birimleri için özel isimler ve semboller
Adı
Nicelik
Tanımı
Sembol
−2
Kuvvet
newton
N
kg m s
Basınç
pascal
Pa
N/m = kg m
Enerji
joule
J
N m = kg m s
Güç (fizik)
watt
W
J/s = kg m s
Elektriksel Yük
coulomb
C
A·s
Elektriksel
Potansiyel Farkı
volt
V
W/A = J/C = kg m A
Elektriksel Direnç
ohm
Ω
V/A = kg m A
Elektriksel İletkenlik
siemens
S
Ω
Elektriksel Sığa
farad
F
C/V = A s kg
Manyetik Akı
weber
Wb
kg m s A
İndüktans
henry
H
Wb/A = kg m A
Manyetik Akı
Yoğunluğu
tesla
T
Wb/m = kg s A
Aydınlanma Akısı
lümen
lm
cd · sr
Aydınlanma
lüks (aydınlanma)
lx
lm/m = cd sr m
Frekans
hertz
Hz
s
Radyoaktivite
bekerel
Bq
s
−1
2
−2
s
−2
2
−3
2
2
2
−1
−1
= kg
2
−2
2
−2
2
−1
−1
−3
s
−2
2
−1
4
3
m
−
−1
−2
−2
−3
s
m A s
2
2
−1
−2
s
−1
−2
(saniyede salınım)
(saniyede bozunma)
Enerji
Dünyada insanları ve ülkeleri savaşlara sürükleyen büyük güç. Hem her yere de
var olan hem her zaman lazım olan sihirli değnek.
Anlamak anlatmak üretmek kullanmak şart olan garip nesne !!!
Enerji; iş yapabilme kapasitesi diye tanımlanıyor,
E=mc2
Einsntein’ın meşhur formülü, bilimin temelde incelediği madde (m) ve enerji E
arasındaki ilişkiden başka bir şey değildir ve bunun için bu kadar önemlidir.
Isı ışık elektrik gibi vazgeçilmezlerimiz için
enerji üretmek zorunda olmakla beraber
üretim esnasında da tabiatın dengesini
bozmamak zorundayız.
Birçok enerji üretim kaynakları insana kısa
süreli enerji sağlasa da uzun sürede yaşamı
zorlaştırmaktadır. (Sera etkisi, Ozon
tabakası, Küresel ısınma ???)
Anlamlı Rakamlar
Kilosunu sorana, gözlüklü mü gözlüksüz mü cevabıdır ?
Yada boyunu sorana, ayakta mı yatarken mi?
Aslında her rakam kendi içinde anlamlıdır. Sadece tonun yanında kilogram,
kilogramın yanında da mikrogram anlamsız olabilir. Ölçülen büyüklüğün ve
ölçü aletinin duyarlılığının bir ifadesidir. Bir şehrin nüfusunu bir kişiye kadar
ifade etmek, evin adres tanımlamada uzaklığını cm cinsinden ifade etmek
gibi.
Genellikle anlamlı rakamlarda size verilen rakamlar ne kadar anlamlı
istendiğinin de bir ifadesidir. Örneğin, 0.25 ile 0.1252678 gibi iki rakamın
toplamını yada çarpını isteyen kişi sonucu da virgülden sonra iki basamak
halinde ifade etmenizi istiyor demektir.
Virgülden sonraki daha uzun ifadelerde anlamlı rakam şeklinde ifade etmede
YUVARLAMA denen işlem kullanılır. Yuvarlama da sondaki rakamdan
başlayarak silinmeye başlanılır. Silme işleminde sihirli sayı 5- dir. 5 v daha
büyük sayılar silinirken kendinden bir önceki sayıya +1 ekler. Daha küçük
sayılar ise direkt olarak silinir.
Kimyasal hesaplamalar
Hesaplamalarda dikkat edilmesi gereken çoğu zaman verilen değerlerin
birimleridir. DİKKAT birim formülü ve çözümü ele verir. İyi yazılmış bir sorunun
çözümü için formül birimlerde saklıdır.
Örnek olarak soruda yoğunluğu g / ml veren kişi aslında size d = m / v demiş
olur.
Kimyasal hesaplamalar için bir çok yöntem önerilse de akılda en çok kalanı
orantıdır. O kadara şu kadar ise bu kadara ne kadar eder ???
Komik demi ? ama öyle işte !!! Çoğu zaman basit bir orantı işi görür.
Atom ve Yapısı
Kimyayı anlamanın alfabesi yada çarpım tablosu atom yapısının gerçek
anlamda anlaşılmasıdır.
1-Atomu gören onunla konuşan yada her hangi birinin tek başına özelliğini ölçen
kimse yoktur.
2- Atomların özelliklerini anlamada, bir çok aynı tür atomun toplu davranışları
tek bir atomun davranışına örnek olabilir, düşüncesi kullanılır.
3-Atomlar hakkındaki bilgiler bir çok çalışmanın YORUMLAMALARINDAN
kaynaklanır.
4-Bilgiler ışığında kuantum mekaniksel çözümler, teorik yaklaşımlar yanlış
olduğu ispatlanana kadar doğru kabul edilmektedir.
“Kısacası Nasrettin hocanın eşeğinin sağ arka ayağının batığı yerdir.”
İnanmıyorsanız ölçün !!!
Demokritus demokrat biri olsa gerek ilk tanımında maddeleri küçük daha küçük
en küçük şeklinde parçaladığımızda bölünemeyecek kadar küçük hale gelince
(TEORİK) bu haline yani en küçük haline ATOM demiş.
Günümüzdeki haline temel teşkil edecek atom kuramı John Dalton tarafından
önerilmiştir. Günümüzde anlaşıldığı şeklinde bazı değişim ve gelişimlerle bu
teoriye benzemektedir.
Elektron: Atom kuramından sonra elektrik ile yapılan bazı çalışmalar atomda
yüklerin olduğunu ortaya koymuştur. Elektroliz yapılarak element ayrıştırma,
atomlarda belirli yüklerin olmasının zorunluluğunu ortaya koymaktadır.
Faraday yasaları olarak bilinen bu yasalar, elektrik ölçülebilir bir birime sahip
olduğundan ölçülemeyen atomlar için dolaylı bilgiye sahip olmamızı
sağlamıştır. Jhonestone Stoney ilk defa bunlara elektron adının verilmesini
önermiştir.
Katot ışınları: (elektron) elektrik ileten çözeltilerden elektrik geçirerek saf madde
elde etme elektrolizden sonra, ortama hiç bir şey koymadan hatta içindeki havayı da
mümkün oldugunca vakumla boşaltıp elektrik uygulansa ne olur ??? Sorusu ve
deneyinin sonucu oldukça ilginç bilgiler vermektedir. Günümüzde ark yapma diye
tanımladığımız , negatif uçtan pozitif uca geçen parçacık- yada enerji gözlenmiş
buna da elektron daha önce tanımlanan denilmiştir.
Milikan deneyi:
İnternet ortamından İyi bir genel kimya notu için tıklayınız.
Milikan deneyi, elektroliz ve katot ışınlarından sonra, katottan anoda doğru giden
parçacıkların (elektron) yakalanıp özelliklerini araştırma amacına yönelik bir
denemedir. Elektron katottan --- anoda doğru giderken yolda yağ damlacıklarına
çarptırılmış ve yüksüz yağ damlacıkları bu yükleri alarak yüklenmiştir.
Böylece, incelemek oldukça zor olan elektronlar belli bir kütlesi olan yağ
damlacıkları üzerine binerek ölçülebilir duruma gelmiştir.
Yağ damlacıkları
Basit bir modelleme ile Millikan deneyi
ve yüklenen yağ damlacığı ve düşme
noktasından, e/m oranı hakkında fikir
edinme !!
Katot ışınları
Yüklenmiş
_
_
_
_
_
+
+
+
+
+
Yüksüz
Yağ damlasının kütlesine, yüküne ve
uygulanan elektrik alanına bağlı olarak
belirli uzaklığa düşme !!
Bu deney elektronun yükünü hesaplamada
çok kolaylık sağlamıştır. Yağ damlacıkları
elektron yükünün katları kadar yüklenmiştir.
E = -1.6022 x 10-19 coul
Proton: Atomun yüksüz olması ile ilgili olarak düşünülen elektron yükü kadar pozitif
(+) yüklü parçacıktır. Protonun e/m oranı da yine elektrona benzer şekilde bu defa
katot ışınları değil de, anot ışınları diye bileceğimiz şekilde, ortamı tamamen
boşaltmak yerine belirli bir madde konularak, bunların negatif ve pozitif yüklerinin
farklı yönlere girmesi (Negatifin Anoda, Pozitifin ise Katoda) kolayca anlaşılabilir.
Floresan lambaların çalışmasına benzeyen bu denemelerde protonun yükünün
elektron yükü ile aynı olduğu, sadece işaretinin pozitif olduğu anlaşılmıştır.
Nötron: Yük açısından Nötr olan bu parçacığı bir proton ve bir elektronun toplamı
olarak düşünebilirsiniz. Yeri proton gibi atomun merkezidir.
Atom yapısı hakkında daha geniş bilgiler veren Rutherford alfa ( a )
taneciklerin denemesidir. Bu deneme atomun çekirdek ve elektron
bölgelerinin hacimsel ilişkisi açısından çok iyi bilinmeli ve anlaşılmalıdır.
ATOM denen şeyin şekli çok gariptir ve başka bir şeye benzemez. Kafada
canlandırma ve anlamak biraz güç ama zorunludur.
p = +1.6022 x 10-19 coul
Rutherford a Tanecikleri Denemesi
Atomun yapısı daha doğrusu çekirdek elektron bulutu yada oranları hakkında
belki de en fazla bilgiye sahip olduğumuz denemelerden biridir.
Elektrik ve radyo aktif elementlerin bulunmasından sonra, radyo aktif
elementlerin a, b, g almak üzere üç ışıma yaptığı da bulunmuştu, Rutherford
bunlardan a ışımasını atomlara tutarak özellikleri hakkında bilgi edinmek istedi.
Bir atom olmasa da çok çok ince plakalar üzerinde yaptığı denemenin sonucu
oldukça ilginçtir ve atomun yapısı hakkında bize bir çok detay vermektedir.
Atom Simgeleri
Atom simgeleri, genellikle latince isimlerinden kaynaklanan semboller ile
gösterilir. Çoğunlukla elementi bulan kişinin adı yada elementin bir özelliğinden
esinlenerek adlandırılmışlardır.
Simgenin sol ve sag tarafına yazılan rakamlar kendi içerisinde anlamlıdırlar.
Sol tarafa alta yazılan rakam, o elementin atom numarasını gösterir. Bunun
amlamı sıralamada kaçıncı element oldugudur. Hidrojenden ve proton 1
sayısından başlandığı düşünülürse atomun sıra numarasıdır ki ATOM
NUMARASI diye adlandırılır.
Sol tarafta üstte yazılan rakam, o elementin bir anlamda ağırlığını gösterirki,
kütle numarası diye adlandırılır.
Kütle No
12
X
Atom No
C
6
16
0
8
Sag tarafta yazılanlar ise, üst kısım değerliğini (aldığı verdiği elektron sayısını)
altta olan ise kaç tane olduğunu gösterir.
İzotop
Bir atomun kütlesi farklı yapılarıdır. Bir atomu belirleyen şey Atom No oldugundan,
kütle No farkı yüksüz ve kimyasal özellikleri çok etkilemeyen NÖTRON sayısındaki
farklılıktan meydana gelmiştir.
12
13
C
6
14
C
6
C
Karbon 12, 13, 14 izotopları.
6
Bu farklılıklar kimyasal yollarla değil KÜTLE SPEKTROMETRESİ gibi
cihazlar ile tespit edilir
Atom Ağırlıkları
Bir hidrojen atomunun ağırlığı ne kadardır? Sorusu çoğu zaman pratikte 1 g dir
diye cevaplanır. 1g gözle görülebilir bir büyüklüktür ve atomlar ise görülemeyecek
kadar küçüktür.
Burada genel espri bahse konu ağırlık bir kabullenmedir ve akb (atomik kütle
birimi) diye bahsedilen 6.02 x 10 23 tanenin (1 Mol) ağırlığıdır. Gerçek ve doğru
cevap 1/ 6.02 x 10 23 olmalıdır.
Hidrojen atomunun , Hidrojen, Döteryum ve Trityum diye üç izotopu olduğu
bilindiğinden akb bir karbon 12 izotopunun 12’de biri diye tanımlanır.
Böylece sorunun en gerçek ve doğru cevabı da 1.007277 / 6.02 x 1023 olur.
Hidrojen atomu için kullanılan bu değer, hidrojen atomlarının izotoplarının bagıl
bollukları ile çarpılıp ortalamasının alınması sonucu elde edilen ortalama
değerdir. Gerçekte bu değerde bir atom yoktur bu çok sayıda hidrojen ele
alındığında hir hidrojn başına düşen ortalama agırlıktır.
Klor atomunun 35.5 kütlesinde sanırım anladınız ?? ( Cl 35 % 75.53 ve Cl 37
% 24.47)
Elektromagnetik Radyasyon
(Elektiriksel ve Magnetik Işınım)
E=mc2 de “m” tamamen E ye dönüştüğünde ne olur ?? Sorusu işte
elektromagnetik radyasyon olur.
Yani elektriksel ve mağnetik özelliği bulunan bir ışıma haline dönüşür.
Belli enerjisi olan, belli dalga boyları, genliği ve frekansı olan garip bir şey olur.
Hadi siz dalgaya dönüşür deyin gitsin.
Aslında formüldeki “c” elektromagnetik özellik göstermenin ta kendisidir. Işık
hızı diye tanımlanır. Hızı 3 x 10 10 m/s olan bir elektromagnetik dalga.
Elektromagnetik Spektrum
Kuantum Numaraları (n,l,m,s)
Her hangi bir atomda bulunan bir elektronu tanımlamada kullanılan numaralardır.
Bir atomda bir çok elektron bulunabilir, Baş kuantum (n) , yan kuantum (l) ,
magnetik kuantum (m) ve spin kuantum (s) numaraları bilinen elektronun hangisi
olduğu kesin olarak tanımlanmış olur.
n = baş kuantum sayısı K,L,M,N gibi katman sayılarıdır. Bir anlamda Yazılan
orbitalilerin önündeki sayıdır. 5p, için 5, 3d için 3 gibi.
l = Yan kuantum sayısı 0--dan--(n-1) –e kadar değerlerdir, böylece 0,1,2,3 bu
degerler s,p,d,f vb. orbitalleri tanımlar. L=0 için “s” orbitali l=1 için p orb. Vb.
m= magnetik kuantum sayısı, Orbitalin yönelmesini gösterir. +l--- den –l ye
kadardır. l=2 için (d orbitali) +2,+1,0,-1,-1. 5 tanedir ve bunlar rakam ve işarete
bakılmaksızın ayrı ayrı d- orbitallerini gösterir.
s= spin(dönme) kuantum sayısı, -1/2 ve +1/2 değerlerini alır. Elektronun iki
dönme yönü olduğu kabul edilir. Bir orbitalde bulunan iki elektronun farklı yöne
çizilen ok işretleri gibi.
3p2 orbitalinin 2. elektronu n=3 l=1 m= 0 (kabullenme) ve s= -1/2
(kabullenme) olabilir
Hund Kuralı
Hund kuralı elektronların orbitallere dolduruluşunu tanımlar. Elektronlar alt
tabakalardan üste doğru sırası ile dolar, eş değer orbitaller dolarken her birine eş
yönlü elektronlar dolduktan sonra eşleşmeler başlar.
1s2 2s2 2p6 işaretlemelerinde p6 dolarken, p orbitaline gelen elektron -1/2
yada + ½ sipininden her hangi birini ve de orbitallrden her hangi birini seçerek
gelir, bundan sonra gelen elektron spini ilk gelen spin ile aynı olmak kaydıyla
boş olan dihger p orbitaline yerleşir, ve 3. de aynı şekilde aynı spin yönlü olarak
boş orbitale gelir.
4. Ve sonraki elektronlşar ise artık ilk gelenin yada diger spinlerin tersi olacak
şekilde her hangi tek elektronlu orbitalin içine yerleşerek çiftleşmeye başlar.
Kısaca, orbitaller dolarken “Düşükten yükseğe, önce aynı yönlü” diye
tanımlayabiliriz.
1s orbitali dolmadan 2s orbitaline elektron girmez, yada altta boşluk varken
üst enerji düzeyine elektron girmez. (Temel durum (uyarılmamış) için
geçerlidir.
Aufbau Kuralı
Hund kuralından sapmaları açıklayan bir durumdur. Normalde Hund kuralına göre
alt kabuklar, yada orbitaller düşük enerjili olduğu düşünülerek, elektronlar
dolarken alt kabuk dolduktan sonra üst kabuğa geçmesi gerekir. Bazı atomlarız
ve orbitallerin özel durumları dolayısı ile bu durum geçerli olmayabilir.
Örnek olarak 3d orbitali çoğu zaman 4s orbitalinden sonra gelir. Burada d
orbitallerinin yönelmeleri küresele yakında olsa tam bir küresel değil de ve bazı
kısımları 4s den dışarıdadır..
KİMYASAL BAĞ KAVRAMI
Bağ: Genel anlamda hep bahsedilen ama hiçbir zamanda kafaya yatmayan bir
çok kimya kavramından biridir. Bazen öğrencilerin rahat ve serbest konuşmaları
sağlandığında ve bağ denince akıllarına ne geldiği yada kendilerine “bağ”
kavramını açıklamaları istendiğinde ezberlediği ama kafalarına yatmayan bir çok
şey sıralarlar.
Aslında haksız da sayılmazlar, bağ iki elektrondan oluşur !! Elektronlar negatif
yüklüdür, negatif yükler birbirlerini iter !! Elektronlar birbirini çekerek bağ yapar !!
Pozitif yüklerde birbirlerini iter ama her nasılsa çekirdekte efendi efendi bir arada
dururlar, bırakın birbirlerini itmeyi kardeş kardeş geçinirler!!
Bu sorular orada dururken, iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik bağ diye
başlamak ve bunların özelliklerinden bahsetmek bazen anlamsız oluyor.
Sizce gerçekten bu kimyasal bağ denilen şey nedir? Atomları bir arada tutan
kuvvet.. Hah işte bende onu soruyorum nedir o kuvvet. Çekim gücü! Neyin çekim
gücü? kimin çekim gücü? Kim kimi ne diye çekiyor??
Galiba, elektron denen garip nesnenin garip davranışlarından biri gene.. Bu
arada, protonlarında birbirlerini itmeden neden bir arada durduğunu anlamak
lazım???.
Elektronun aslında kütlesel davranışı yanında elektromağnetik davranışı da
olduğundan bahsedildi sanırım. Hatta son zamanlarda her kütleye bir dalga eşlik
eder (De Broglie) iyice kabul görmeye başladı. Hatta eşlik eden dalga (enerji hali)
hızı ile orantılı falan denmeye başlandı.
Böylece aslında bizim bağ kavramından önce, kafamıza iyice kazınan Bor atom
modeli ve Çekirdek etrafında dönen TANECİKLER’den kurtulmamız lazım.
Belki de çekirdek etrafında dolaşan dalgalar daha iyi olur ?? Ne dersiniz. Eğer
hareketli bir taneciğe eşlik eden dalgalar varsa ve bu dalgalarda (E= hn =hc/l
enerji) hareketle orantılı ise çoookkk hızlı hareket eden elektronun dalgasal
hareketi hiç de yabana atılacak kadar olmamalı, hatta kütle özelliğinden kat kat
fazla olmalı…
İşte geldik, elektronun başka boyutuna. Bağı yapanda bu boyutu aslında.. Negatif
yükler birbirlerini çekmez iterler, ama ters yönde dönen yüklü parçacıklarda
elektromagnetik alan oluştururlar. Elektromağnetik alanların (manyetik ve
elektiriksel) yönü yüklü parçacığın dönme yönü ile ilgilidir. (Azıcık Fizik!!)
Bunların anlamamı
“TERS YÖNDE DÖNEN YÜKLÜ PARÇACIKLAR BİRBİRLERİNİ ÇEKER”
Sanırım bir orbitalde iki elektron bulunmasının nedenini anlamaya başladık.
+1/2
-1/2
Elektriksel ve manyetik alan
Elektriksel ve manyetik alan
Elektriksel ve manyetik alan = 0 (vektörel toplam)
H
H
Proton
Elektriksel alan
Elektronların tanecik ve dalga özelliği bulunduğunu ve dalgasal özelliklerin
tanecik özelliklerine çok baskın çıktığını anladıktan sonra, gelin neler
olduğunu hayal edelim..
Elektriksel alan
Manyetik alan
Manyetik alan
H
H
s* -bağ karşıtları
Çekirdekler
Çekirdekler
s -bağı
Karşı Bağ
H
Bağ
H
Aslında iki atom arasında BAĞ denen yerde nesnel harhenği bir şeyin
olmadığını, elektromanyetik bir etkileşim olduğunu, mıknatıstaki manyetik
etkileşmeye benzer ama daha karmaşık bir etkileşim olduğunu anlamanız
gerekir.
Bir kere anlayınca bir çok temel sorunun hallolacağını anlayarak, kendinizi
mümkün olan en fazla anlamaya zorlayınız.
İki atomda bulunan birer elektronun kendi etrafında dönmesinden
kaynaklanan (spin) elektriksel ve manyetik alanları negatif yüklerinin
birbirlerini iteklemesinden çok çok daha büyüktür ve elektronlar birbirlerini
iteklemek yerine çekerler.
Manyetik alan
Elektriksel alan
Bağ oluşumun sebep olan kuvvet işte elektron bulutunun kendi ekseni
etrafında dönmesinden dolayı oluşturdukları bu elektromanyetik alanların bir
birini yok etmek için birbirini çekme temeline dayanır. Bu çekme işlemi
orbitallerin üst üste çakışmasına kadar devam etme hayal ve arzusu
içerisindedir.
Çekirdekte bulunan pozitif yükler bu düşüncede değildir, tam tersine pozitif
yükleri dolayısı ile bir birbirini itmektedir.
“İşte aynı atomda birbirini çeken ve birbirini iten yapıların bulunması”
atomların birbirleri ile bağ yapmasına neden olurlar.
Bu kavramı tam olarak anlarsanız, molekül orbitalde bağ yapan ve bağ
karşıtı orbitaller oluşumunu da anlamakta kolaylık yaşarsınız.
Çekirdeklerin bir bilerini itmesi yaklaşmayı belirli bir noktada tutar ve bu
“çekirdekler arası uzaklığa da bağ uzunluğu” deriz
SN2 için küçük bir gösteri