Atom ve Elementler

Genel Kimya
2
Atom ve Elementler
Konunun hedefleri:
• Atom ve periyodik tablonun temel yapısını anlama.
Bir elementin
• Bbbr
elementinatomik kütlesinin, bir bileşiğin molar kütlesini
bulurken nasıl kullanılacağını öğrenme
• Bir maddenin molekül ağırlığının gramdan mole veya
molden grama dönüştürmek için nasıl kullanılacağını
öğrenme.
Sadece mümkün olan tüm
hataları yaptıktan sonra doğru
cevaba ulaşırsın.Hatalar
yunanlılarla başladı.
Tony Rothman, Instant Physics (1995)
Atomlar ve boşluktan başka
hiçbir şey yoktur, geri kalan
herşey sadece varsayımdır..
Democritus
Atom Teorisine
Giden Yol
Atomos — Benim için O Yunan!
• Çok önceleri Yunan düşünür Democritus (M.Ö
460-370) Bir maddeyi sürekli daha küçük
parçalara ayırınca en sonunda daha fazla
bölünemeyen bir parçacığa ulaşılcağı kanısına
vardı ve bu parçacıklara Yunanca da
"bölünemeyen "manasına gelen atom adını verdi.
• Aristotle (M.Ö 384-322) Her şeyin
(ıslak,sıcak,soğuk,kuru)özelliklerine sahip olan 4
temel elementten (ateş,hava,su,toprak) farklı
oranlarda bir araya gelerek oluştuğu fikrini ortaya
attı.
• Atomlarla ilgili bu fikir 17. ve 18. yüzyıla kadar
tekrar su yüzüne çıkmadı.
Alıntı: The Greek Periodic Table
Kütlenin Korunumu Kanunu
• 1661'de Robert Boyle elementi kimyasal olarak
parçalanamayan bir madde olarak yeniden
tanımladı.
• Kütlenin Korunumu —Kütle kimyasal
reaksiyonlarda ne yoktan var edilebilir ne de yok
edilebilir.(yani sistemin toplam kütlesi reaksiyon
boyunca değişmez. (Antoine Lavoisier,
1743-1794)
Sabit Oranlar Kanunu
•
Sabit Oranlar Kanunu — Saf kimyasal bir
maddenin tüm örnekleri için(nasıl
hazırlandıkları veya kaynaklarının önemi
olmaksızın)bileşen elementlerinin kütleleri
arasında sabit bir oran vardır.(Joseph Proust,
1754-1826)
– Kalsiyum karbonat daima %40.04'lük kalsiyum,
%12.00 karbon, ve %47.96 oksijenden oluşur.
(Şimdi buna göre biliyoruz ki kalsiyum karbonat
CaCO3'tür)
6
Katlı Oranlar Kanunu
• Kalı Oranlar Kanunu Elementler farklı
yapılar oluşturmak için farklı yollarla,kütlesi
küçük olanın katları oranında kendi
aralarında biraraya gelebilirler.. (John
Dalton 1804)
Bileşik
Sülfür Oksit I
Sülfür Oksit II
Toplam
2.00
2.50
Sülfür Kütlesi
1.00
1.00
Oksijen Kütlesi
1.00
1.50
Dalton'un Atom Teorisi
• John Dalton (1766-1844) 1808 yılında yaptığı
incelemelerde kendi atom teorisini ortaya koydu.
– Her element atom denilen küçük parçacıklardan
meydana gelir.()
– Aynı elementin bütün atomları aynı kütleye
sahiptir farklı elementin atomları farklı kütleye
sahiptir.()
– Elementler belirli oranlarda bileşik oluşturmak
için kolayca biraraya gelir.
– Bir elementin atomları başka bir elementin
atomlarıyla değişemez.() Kimyasal bir reaksiyonda,
atomlar başka elementin atomlarıyla biraraya gelir
ve yeni bir yapı oluşturmak için bağ yaparlar.
Dalton'un Atom Teorisi
• Dalton’un atom hipotezleri birçok bilim adamı
tarafından; durumun küçük,görünmez varlıklar
yoluyla açıklanması sebebiyle kabul görmedi.
• Tamamı değilse dahi birçok kimyacı atomun
varlığını 20.yy başlarında kabul etti fakat çoğu
fizikçi Einstein'in Brown hareketi üzerinde dönüm
noktası niteliğindeki makaleye kadar atom teorisini
kabul etmedi(1905).
• Dalton'un teorisi atomları küçük bilardo toplarına
benzetir fakat atomların birlikte nasıl bileşik
oluşturdukları ve atomun atomların iç yapısı
hakkında hiçbir şeyi açıklayamaz.Bu teori atomun
içinde bulunan parçacıkların 19.yy sonları ve 20.yy
başlarında yapılan çalışmalar neticesinde
keşfedilmesiyle büyük ölçüde değiştirildi.
Elektron
• 1897'de, J. J. Thomson (1856-1940) elektrik geçişi
yapılan 2 elektrot bulunan vakumlu bir tüpte katot
ışınlarının (-) yüklü çok düşük kütlede negatif yüklü
parçacıklar olduğunu keşfetti. Bu parçacıklar
elektron olarak isimlendirildi.
• Thompson'un deneyleri elektronun birçok farklı
tipte metalle reaksiyon verdiğini gösterdi,böylece bu
taneciklerin tüm maddelerin yapısında olduğu
belirlendi.
• Thompson elekronun kütlesini doğrudan bulamamış
olmasına rağmen, yük bölü kütle oranının (e/m),
-1.758820×108 C/g olduğunu tespit etmiştir.Bunun
anlamı elekron hidrojenden yaklaşık 2000 kat daha
hafiftir ve atomlar maddenin en küçük birimi
değildir.
Katot Işını Tüpleri
11
Elekronun Kütlesi
• 'da, Robert Millikan (1868-1953) elektrik yüklü
1909
iki levha arasında çok küçük yağ damlacıklarının hareketlerini
gözlemleyerek elektronun kütlesini ölçtü. Buradan Thompson'un
çalışmalarından bilinen e/m oranıyla elektronun kütlesi tespit edilebilir.
Elekronun yükü:
e = -1.60218×10-19 C
Yük bölü kütle oranı:
e/m = -1.758820×108 C/g
Elekronun kütlesi:
me = 9.1093897×10-28 g
2.5
Peki, Pozitif Yükler Nerde ?
• Nötr bir atom içerisinde negatif yük varsa aynı
atomda pozitif yükde olmalıdır.
• Thompson'un ileri sürdüğü atom modeline göre
pozitif ve negatif yükler,bir kekte gömülü
vaziyette duran üzümler gibidir.
Çekirdeğin Keşfedilmesi
• 1910'da Ernest Rutherford yaptığı deneyde alfa (α)
tanecik demetini ince altın levhaya gönderdi.
(yaklaşık 2000 atom)
• Alfa tanecikleri doğal olarak radyoaktif
elementlerden meydana gelen bir ışınım türüdür
(Ra, Rn, Po, U, vb.). Elektronlardan 7000 kat daha
ağırdır.
•
Eğer 'üzümlü kek' modeli doğru olsaydı atom
kütlesi eşit olarak atom hacminin tamamına
dağılmış olurdu ve ozaman tüm alfa tanecikleri
levhadan doğrudan geçmiş olmalıydı fakat böyle bir
şey olmadı. . .
Çekirdeğin Keşfedilmesi
• . . . aslında, alfa taneciklerinin birçoğu altın
levhadan geçerken, bazıları geniş açıyla saptı ve
bazıları geriye doğru düz bir şekilde geri sekti.
2.6, 2.7
Rutherford'un Deneyi
Atomun Çekirdeği
• Rutherford pozitif yüklerin tamamının ve hemen
hemen tüm kütlenin atomun merkezinde çekirdek
denilen yerde yoğunlaşmış olacağından söz etti.
(~99.9%).Atomun büyük bir kısmı boştur ve
elektronlar çevresine çeşitli biçimde dağılmıştır.
• Proton adı verilen pozitif yüklü parçacıklar
çekirdektedir ve bir atomun nötr olabilmesi için
her protona karşılık bir elektron olmalıdır.
• Proton ve elektronlar tüm atomun kütlesini
oluşturmuyor ve iziotop atomların varlığı
açıklanamıyordu.1932 yılındaJames Chadwick
tarafından keşfedilen"nötron"eksik kısımları
tamamladı.Yüksüz bir parçacık olaan nötronprotonla
yaklaşık aynı kütlededir ve ikisi birlikte çekirdeğin
toplam kütlesini oluştururlar.
Atomların
Yapısı
Günümüzde Atom Teorisi
• Bir atom nötr yüklüdür, çekirdeğin merkezinin
etrafı pozitif yüklerden oluşmaktadır ve
çevresinde negatif yüklü elektronlar bulunur.
• Çekirdek atomun kütlesinin %99.97'sini içerir,
fakat atomun 10 trilyonda 1'i kadar yer kaplar.
• Çekirdekte pozitif yüklü protonlar ve yüksüz
nötronlar vardır.Nötronlar protonlardan biraz
daha ağırdır; protonlar ise elektronlardan 1836 kat
daha ağırdır.
• Elektronlar (e-) negatif yüklü ve çekirdeğin
etrafındadır.Nötr bir atomda çekirdekteki
protonların sayısı çekirdeğin çevresindeki
elektronların sayısına denktir.
Atom ve Atomaltı Parçacıklar
Parçacık
Gram Kütlesi
(g)
Atomik Kütlesi
(amu)
Kolomb
Yükü (C)
Sembolik
Yük
-1.602176×10-19 C
-1
1.007276 akb
+1.602176×10-19 C
+1
1.008665 akb
0
0
Elektron 9.109382×10-28 g 5.485799×10-4 akb
Proton
1.672622×10-24 g
Nötron 1.674927×10-24 g
Atom Sayısı, Kütle Numarası ve İzotoplar
• Elementleri birbirinlerinden farklı kılan özelliği
proton sayısı(Z) olarak adlandırılır. Aynı elementin
tüm atomları aynı sayıda proton içerir.
• Kütle numarası:(A) proton (Z) ve nötron (N)
sayısının toplamına eşittir. : A = Z + N.
• Bir elementin izotopları aynı proton sayısına sahiptir
fakat nötron sayıları farklıdır. İzotop atomlar benzer
kimyasal davranış gösterirler.
19
Atom Sembolleri
• Atomların sembolleri belirli bir elementin
nükleon kütlesi , atom sayısı ve yükünü açıkça
belirtir .Her elementin bir veya iki harften oluşan
Latin veya İngilizceye dayanan bir sembolü vardır.
Atomun sembolü
kütle numarası
(proton + nötron)
atom numarası
(proton)
A
Xy
Z
Daima büyük harf!
yük
moleküldeki
birim sayısı
Herzaman küçük harf!
CO ≠ Co !!!!
İyonlar
• Nötr atomlar aynı elektron ve proton sayısına
sahiptir. Çoğu kimyasal reaksiyonda atomlar
elektron alır veya verir böylece iyon halini alırlar.
• Örneğin,sodyum bir elektron verir,sonuçta 11 proton
ve 10 elektronu olur ve +1 yüklü hale geçer.
Na → Na+ + e• Pozitif yüklü iyonlar katyonlar olarak adlandırılır.
• Flor 1 elektron alır ve 9 proton ve 10 elekronla -1
yüklenir.
F + e- → F• Negatif yüklü iyonlar anyonlar olarak adlandırılır.
Örnekler: Element Sembollerini Yazma
1. Karbon -12 elementinin kaç protonu vardır?
Kaç nötronu vardır? Kaç elektronu vardır ?
2. 14 protonu ve 15 nötronu olan elementin
sembolü nedir ?
3. 24 proton ve 28 nötrona sahip bir elementin
sembolü nedir ?
4. Kaç tane proton,nötron ve elektron vardır ?
238 U?
92
5. 12 proton 12 nötron ve 10 elektrona sahip bir
atomun sembolü nedir?
Elementler ve
Periyodik Tablo
Elementler
• Dünya'daki tüm maddeler 114 elementin 1 veya
daha fazlasının kombinasyonlarından oluşur, Aşağı
yukarı 92 'si doğal olarak bulunur.
• Elementler kimyasal olarak daha basit maddelere
ayrışamaz. Elementler çekirdekteki proton sayısı
ile ayırt edilir.
• Elementlerin tamamı bir veya iki harften oluşan
sembollerle temsil edilir. İlk harf daima büyüktür.
İkinci harf her zamanküçük harftir.
• İsimler, semboller ve 114 element hakkındaki
diğer bilgiler periyodik tablo ve elementler
çizelgesinde..
Bazı Elementlerin İsim ve Sembolleri
Aliminyum
Argon
Barium
Boron
Bromine
Calcium
Carbon
Chlorine
Chromium
Cobalt
Fluorine
Helium
Hydrogen
Al İyot
I
Ar Lithium
Li
Ba Magnesium Mg
B Manganese Mn
Br Neon
Ne
Ca Nickel
Ni
C Nitrogen
N
Cl Oxygen
O
Cr Phosphorus P
Co Silicon
Si
F
Sulfur
S
He Titanium
Ti
H Zinc
Zn
Antimony (stibium)
Copper (cuprum)
Iron (ferrum)
Gold (aurum)
Lead (plumbum)
Mercury (hydragyrum)
Silver (argentum)
Sodium (natrium)
Potassium (kalium)
Tin (stannum)
Tungsten (wolfram)
Elementlerin Oransal Miktarları
Sb
Cu
Fe
Au
Pb
Hg
Ag
Na
K
Sn
W
Elementler ve Periyodik Tablo
• Periyodik tablo 1869'da ilk kez Dimitri
Mendeleev tarafından yayılandı. elementler
karesel bir düzlemde periyot denilen 7 yatay
satır ve grup denilen 18 düşey sütundan
oluşmaktaydı.
– Elementler periyodik tabloda atom
numarasının artış sırasına göre
düzenlenmiştir.
– Bu yolla düzenlendiğinde elementlerin
özelliklerine göre periyodik bir biçim vardır: aynı
gruptaki elementler benzer kimyasal özelliklere
sahiptir.
– Elementlerin periyodik tabladaki bu düzenlemesi
atomların iç yapısı düşünülerek oluşturulmuştur
(daha sonra).
Elementlerin Periyodik Tablosu
2.12
30
Periyodik Tablo — Ana Gruplar
• Ana gruplar — 1A-8A grupları (uzun sütunlar);
Bu elementler periyodik tablodaki konumlarına
dayanarak nispeten tamin edilebilir özelliklere
sahiptir.
– 1A Grubu, alkali metaller —
yumuşak yapıya sahiptirler, suyla
hızlıca tepkime verirler.Bu elementler
oldukça aktiftir ve doğada saf halde
değil bileşik halinde bulunurlar.
– H 1A grubunun üzerinde
olmasına rağmen alkali metal
grubuna dahil değildir.
MOV: Na and K in water
Periyodik Tablo — Ana Gruplar
– 2A Grubu, toprak alkali metaller
— parlaktırlar ve aktif metal
grubudur. alkali metallerden sonra
2. derece aktif metal grubudur.
– 7A Grubu, halojenler —
renkli , aşındırıcı ametallerdir:
doğada sadece bileşikler
halinde bulunur.
– 8A Grubu, soy gazlar—
asal gazlardır ve kimyasal
olarak kararlıdır ve
tepkime vermezler.
32
Periyodik Tablo — Geçiş Metali Grupları
• Geçiş metal grupları — 1B-8B grupları (kısa
sütunlar) — Bu metallerin renkleri, aktiflikleri,
nitelikleri çok geniştir .
• İç geçiş metalleri — Bu elementler 3B ve 4B
gruplarına aittirler fakat genellikle ana tablonun
altında gösterilirler.
– lantanitler — Lantan (La) elementini takip eden
atom numaraları 58-71 arasında buluna
elementlerdir. Bazıları endüstriyel ve araştırma
alanlarında kullanılmasına rağmen bir çoğu
genellikle bilinmez ()
– aktinitler — Aktinyum (Ac) elementini takip
eden atom numaraları 90-103 arasındaki
elementlerdir . Bu elementlerin birçoğuda oldukça
radyoaktiftir.
Periyodik Tablo — Metaller ve Ametaller
• Periyodik tablodaki tırtıklı çizgi metalleri(sol)
ametallerden(sağ) ayırır.
• Metaller parlaktır ve oda sıcaklığında katı
halde bulunurlar.(cıva(Hg) hariç)
– elektriği ve ısıyı iyi iletirler
– bükülebilir (tel ve levha haline getirilebilir).
– elektron vermeye yatkındırlar (yükseltgenirler)
katyon olabilmek için.
Periyodik Tablo — Metaller ve Ametaller
• Ametaller genellikle bileşik halde bulunurlar fakat
bazı iyi bilinen saf elementlerde vardır.Bunlar: N2,
O2, C(grafit,elmas),CI2 vb.
– tel ve levha haline getirilemezler.
– elektrik ve ısıyı iletmede zayıftırlar.
– elektron almaya yatkınlardır (indirgenme).
• yarımetaller (veya metaloitler), metaller ve
ametaller arası özelliklere sahiptir.Fiziksel
özellikleriyle metallere kimyasal özellikleriyle
ametallere benzerler.
– ametallerin birçoğunu fiziksel özellikleri
birbirine benzerdir.
– yarımetallerin birkaçı yarıiletken özel
koşullar altında elektriği iletirler. (Si, Ge).
Periyodik Tablo — Metaller ve Ametaller
36
İyonlar ve Periyodik Tablo
• Ana grup metalleri elektron vermeye yatkındırlar
kendinden önceki soygazla aynı elektron sayısına
sahip katyon olabilmek için elektron verirler.
Katyonun yükü aynı zamanda grup numarasıdır.
1A Grubu: +1
2AGrubu: +2
3A Grubu: +3
• Ana grup ametalleri elektron almaya
yatkındır.Kendisine en yakın soygazla aynı elektrona
sahip anyon olabilmek için elektron alırlar.Anyonun
yükü grup numarasının sekiz eksiğidir.
Group 5A: -3
Group 7A: -1
Group 6A: -2
• Bu oktet kuralı olarak bilinir .
İyonlar ve Periyodik Tablo
Atomik Kütle
Atomik Kütle Birimi
• Bir atomun kütlesi karbon 12 izotopuna göre
ölçülmüştür.Ağırlığı tam olarak 12 atomik kütle
birimi (akb) olarak tanımlanmıştır.(akb, veya
dalton, Da). Yani 1akb karbon atomunun
kütlesinin 12 de 1'i dir.
– 1 akb = 1 dalton = 1.660539 × 10-24 g.
– Proton ve nötronların her biri yaklaşık 1 akb'dir.
– Karbon-12 'nin referans olarak kullanılması diğer
elementlerin hesaplanmasını ve oldukça yakın
sayılarla ifade edilmesini mümkün kılıyor.
• Belirli bir izotopun izotopik kütlesi bu izotopun
akb olarak ölçülen bir atomunun kütlesidir.
(Hydrogen-1 = 1.007825035 akb, hydrogen-2 =
2.014101779 akb.)
Atomik Kütleler
• Doğal olarak bulunan bir elementi düşünecek
olursak bu elementin izotoplarının sayılarını hesaba
katmamız gerekir. Örneği, Hidrojen (H) çoğunlukla
1H (99.985%), fakat küçük bir oranda 2H de
mevcuttur (döteryum, 0.015%).
• Bir elementin atomik kütlesi (veya atomik ağırlık) o
elementin doğal olarak meydana gelen izotoplarının
kütlelerinin ortalamasıdır.
– Bu sayı bütün doğal izotoplarının ağırlıklarının
toplanmasıyla elde edilir.
Atomik Kütleler
• Hidrojen için,
0.99985 × 1.007825035 akb = 1.0077 akb
0.00015 × 2.014101779 akb = 0.00030 akb
1.0080 akb
• Bu bilgi kütle spektrometresi diye bilinen bir
aletten elde edilebilir.
Örnekler: Atomik Kütle Hesaplama
7. Neon'un atomik kütlesini hesaplamak için aşağıda
verilen bilgileri kullan.
İzotop
neon-20
neon-21
neon-22
Kütle
19.992 akb
20.994 akb
21.991 akb
Miktar
90.48%
0.27%
9.25%
Çözüm:
0.9048 × 19.992 akb = 18.09 akb
0.0027 × 20.994 akb =0.057 akb
0.0925 × 21.991 akb = 2.03 akb
20.177 akb
20.18 akb
Mol Kavramı
Mol Kavramı
• Kimyasal reaksiyonlarda yer alan atom veya
molakülleri hesap etmek mümkün değildir. Çünkü
çok küçük reaksiyonda bile olsa moleküller çok
küçük ve çok fazladır.Bunun yerine moleküllerin
miktarını ölçmek için kütlelerini kullanmak gerekir.
• Atomik kütle birimi ve makroskopik nicelikler(gram
gibi) arasındaki ilişki mol kavramı kullanılarak
sağlanır. Parçacıkların ağırlıklarıyla hesaplamayı
sağlar.
Mol
• Mol SI birim sisteminde madde miktarının birimidir.
• Bir mol bir maddenin miktarının aynı sayıda birim
içeren karban-12 atomunun 12 gramıdaki atomlar
olarak tanımlanır.
• Karbon-12 atomunun 12 gramı 6.022×1023 tane
atom içerir.Bu sayı Avogadro sayısı (NA) olarak
bilinir Amedeo Avogadro'nun adına itafen.
(1776-1856, bu kavramdan ilk kez bahseden ve
“molekül” kelimesini kazandıran kimyager).
1 mol = 6.022×1023 birim (Avogadro sayısı, NA)
1 mol karbon-12
1 mol H2O
1 mol NaCl
6.022×1023 tane atom içerir.
6.022×1023 molekül içerir.
6.022×1023 formül birimi içerir.
Bir Elementin Molar Kütlesi
• Bir elementin molar kütlesi atomlarının
1 molünün kütlesidir.
Bir elementin molar kütlesinin gram olarak
değeri, sayısal olarak atomik kütlesinin akb
olarak değerine eşittir.
• 1 Fe atomu 55.847 akb'dir
Fe atomunun bir molü 55.847 gramdır.
————————————————————————————————————————————
• 1 O atomu 15.9994 akb'dir.
O atomunun 1 molü 15.9994 gramdır.
————————————————————————————————————————————
• 26.98 g Al = 1 mol Al = 6.022×1023 atom Al
————————————————————————————————————————————
• 4.003 g He = 1 mol He = 6.022×1023 atoms He
Bir Bileşiğin Molar Kütlesi
• Bir bileşiğin molar kütlesi tüm atomların atomik
kütlelerinin eklenmesiyle molekül veya formül
birimi olarak elde edilir.Bu sayı akb olarak bileşiğin
kütlesi veya bileşiğin bir molünün gram olarak
kütlesidir.
– Moleküler bileşikler için bu, sıklıkla referans alınır
moleküler kütle olarak ve iyonik bileşikler için
bazen formül kütlesi referans alınır.
• Suyun molar kütlesini bulmak için, H2O:
Molar kütle H2O = ( 2 ×atomik kütle H) + (1×atomik kütle O)
= (2×1.00794) + (1×15.9994)
= 18.02 g
• 1 H2O molekülü 18.02 akb.
1 mol H2O molekülü 18.02 gram.
Akb ve Gram arasında Mol İlişkisi
Molar kütle Ca(NO3)2 = (1 × Ca) + (2 × N) + (6 × O)
= (1 × 40.08) + (2 × 14.0067)
+ (6 × 15.9994)
= 164.09 g/mol
———————————————————————————————————————
• 1 O 2 molekülü 32.00 akb
1 mol O2 32.00g
• 1 NaCl formül birimi 58.44 akb
1 mol NaCl 58.44 g
• 1 mol C6H12O6 = 180.16 g
• 1 mol Mg(C2H3O2)2 = 83.35 g
Avogadro Sayısı Ne Kadar Büyük??
• 1 mol mermer Amerika'yı 70 mil boyunca kaplayabilir.
• Bir bardak suyun içerisinde; tüm okyanuslardaki
suyun bardaklara boşaltılmış halindeki bardak
sayısından daha fazla atom vardır.
Okyasnuslardaki
Su Mikarı (litre) Dünyanın Yaşı
Ð
Ð
Dünya nüfusu
Ð
602,200,000,000,000,000,000,000
Ï
Samanyolu Galaksisini
yarıçapı (metre)
Ï
Dünya'dan Güneş'e
uzaklık (cm)
Ï
Dinozor soyunun
tükenmesi (yıl)
• Su molekülünün bir molü ne kadardır?
Gram-Mol Dönüşümünü Kullanma
• Öyle ki, molar kütle (g/mol) kütle ve mol sayıları
arasındaki dönüşüm faktörüdür.
– mol × molar kütle = gram olarak kütle
– gram ÷ molar kütle = mol miktarı
• ve Avogadro sayısı (birim/mol) birimler ve mol
sayıları arasındaki dönüşüm faktörüdür. (moleül,
atom, veya formül birimi) :
– m o l × NA = birim sayısı
– birim sayısı ÷ NA = mol miktarı
Örnekler: Gram-Mol Dönüşümleri
7. 4.60 g silikonda kaç mol vardır?
Cevap: 0.164 mol Si
Örnekler: Gram-Mol Dönüşümleri
8. 9 mol Si'de kaç gram Si vardır?
Cevap: 250 g Si
Örnekler: Gram-Mol Dönüşümleri
9. Kütlesi 1.000 µg olan bir uranyum örneğinde ne
kadar atom vardır?
Cevap: 2.530×1015 atom U
Örnekler: Gram-Mol Dönüşümleri
10. Saf bir gümüş yüzük 2.80×1022 tane gümüş atomu
içerir. Gümüş atomlarının kaç gramı bunu içerir?
Cevap: 5.02 g Ag
Örnekler: Gram-Mol Dönüşümleri
10. 2.85 gram şeker içeren bir yemek kaşığında,kaç
mol sükroz C12H22O11 vardır ?
Cevap: 0.00833 mol C12H22O11
Örnekler: Gram-Mol Dönüşümleri
11. NaHCO3 'ün 0.0626 molü kaç gramdır?
Cevap: 5.26 g NaHCO3
Atomlar Gerçek mi?
Taramalı Tünelleme Mikroskopları
• Taramalı tünelleme mikroskopu (STM) —
işlemi keskin tungstenölçüm ucuna atomik olarak
getirir (sadece 1 veya 2 atom arasına) ve bir
gerilim uygulayarak çalışır.
– Bir süreç içinde örnekten ölçüm ucuna akan
elektrik akımına elektron tünelleme denir.
– Akımın kuvveti örnekle ölçüm ucu arasındaki
uzaklığa duyarlıdır.
– Örnekle ölçüm ucu arasındaki akım uzaklık
ayarıyla sabit tututlur, ölçüm ucu yüzeyin 3
boyutlu görüntüsünü izler.
• STM'ler bireysel atomların çözünürlüğünü 10
milyon kez kadar büyültme sağlayabilir.
STM İşlemi
2.1
STM Resimleri
İyot atomları (yeşil)
platinyum yüzeyde
2.2
Japonca karakterlerle
“atom” bakır bir yüzeye
demir atomlarıyla yazıldı
STM Resimleri
silikon atomlarının kristal
bir yüzeye düzenlenmiş
STM
resmi
(Lund
University)
Bir oksijen atomunun bir rodyum
kristali üzerindeki STM resmi
tarama.
(Purdue
4nm'lik
University)
Atomlar
Nereden Gelir?
Big Bang'ten Güneş
Sisteminin Doğuşuna
Big Bang ve Stellar Füzyon
• Evrende bulunan Hidrojenin birçoğu Big Bang'in
ilk 3 dakikasında helyum ve lityum toz ışığı ile
birlikte yaklaşık 13.7 milyar yıl önce sentezlendi.
• Hidrojenin çekirdek füzyonu boyunca helyuma
geçişinde ısı ve ışık ortaya çıkaran bir yıldızın kütle
çekimi sebebiyle kozmik tozlar biraraya gelir.
411 H ⎯
⎯→ 42 He + 210 β + 2γ + enerji
Hubble Ultra
Deep Field
Cosmic Background Radiation (WMAP)
Eagle
Nebula
Helyum Yanması ve Kırmızı Devler
• Hidrojenin tükenmesiyle yıldız küçülür ve
çekirdeğin sıcaklığının korunmasını sağlamak için
helyum daha ağır elementlere dönüştürülür ve enerji
sağlnır.Bu işlem demir ve nikele ulaşılana kadar
sürer ve helyumun yanması olarak
tanımlanır.Yıldızın dış katmanları genişler ve bir
kırmızı dev oluşturur.
4
2
He + 42 He ⎯
⎯→ 48 Be
8
4
Be + 42 He ⎯
⎯→
12
6
⎯→
C + 42 He ⎯
16
8
12
6
16
8
O + 42 He ⎯
⎯→
20
10
C + γ
O + γ
Ne + γ
Betelgeuse (a red supergiant)
Supernovalar ve Nötron Yıldızları
• Bir yıldız demir-56 oluşturmaya başlar başlamaz
artık füzyon reaksiyonları enerjisini tüketir ve
yıldız da beyaz cüce olmaya başlar.Yıldız
yeterince büyükse merkezi dağılır ve bir
süpernova şeklinde patlar.
• Merkez kütlesi güneşin 1.4 katı ve yarıçapı 10-20
km olan bir nötron yıldızı oluşturur. Bu yıldızın
yoğunluğu atom çekirdeği yoğunluğuyla nerdeyse
aynıdır ve daha da büyüyecek olursa bir kara deliğe
A Black Hole
dönüşür.
with a companion
star (artist’s
concept)
İkinci - Nesil Yıldızlar
• Merkezin yıkılması demirden daha ağır elementlerin
oluşturulması için yeterli enerjiyi sağlar.Patlamanın
ardından gelen şok dalgaları bu elementleri yakındaki
uzay boşluğuna dağıtır.
• Bu ağır elementler 2.nesil yldızları meydana getirir.
(Güneş gibi), ve gezegenlere ait sistemlerle
bağlantısı vardır.
Güneş (STEREO)
Tüm insanlar kardeştir.
Çünkü aynı süpernovadan
geldik.
— Allan Sandage —
SN 1987A
72
Crab Nebula
Son
Ebubekir Ceyhan
1030216332