KİM101U-GENEL KİMYA-1 DERSİNİN 1. ÜNİTE DERS ÖZETİ
KİM101U-GENEL KİMYA-1 DERSİNİN 1. ÜNİTE DERS ÖZETİNE VE DİĞER DERSLERİN DERS ÖZETİNE ULAŞABİLİR, AÖF ÇIKMIŞ SORULARI, AÖF DERS ÖZETLERİNİ VE AÖF YARDIMCI KAYNAK KİTAPLARI ONLİNE SİPARİŞ VEREBİLİRSİNİZ...
Boşlukta yer kaplayan ve kütlesi olan her şey madde olarak tanımlanır. Belli bir bileşime ve özelliklere sahip olan maddelere saf madde denir. Su, bakır, sofra tuzu, hidrojen saf madde örnekleridir. Bu maddelerin her biri sadece tek bir tür madde içermektedir. Saf madde element ya da bileşik olabilir En az iki maddenin kendi özelliklerini kaybetmeden oluşturduğu yapıya ise karışım denir.
Karışımlar homojen ya da heterojen olabilirler. Homojen karışımda, karışımın her yerinde bileşim aynıdır. Homojen bir karışım mikroskop kullanılsa bile saf maddeden ayırt edilemez. Bir bardak suda bir çay kaşığı tuzun çözünmesi ile elde edilen karışım homojen karışıma bir örnektir. Homojen karışımlara aynı zamanda çözelti de denir. Diğer taraftan bileşimi farklı noktalarda farklı olabilen karışımlara heterojen karışım denir. Örneğin yağ-su karışımı heterojen bir karışımdır.
Aynı tür atomlardan oluşan ve kimyasal yöntemler ile daha basit maddelere ayrılamayan maddelere element denir. Antimon, karbon, kükürt, bakır, altın, demir, kurşun, cıva, gümüş, kalay gibi bazı elementler antik çağlardan beri bilinmektedir.
-Elementlerin sembolleri, kimyasal tepkime denklemlerinde yani saf maddelerin başka saf maddelere dönüşümünü gösteren denklemlerde kullanılır. Her elementin bir veya iki harften oluşan bir sembolü vardır.
- Alüminyum — Al -Argon — Ar -Karbon — C --Azot — N
--Helyum — He --Nikel — Ni --Altın — Au
-Elementlerin saf maddeler olduğunu gördük. Saf maddelerin bir diğer türü de bileşiklerdir. Bileşikler, iki ya da daha fazla sayıda farklı elementin atomlarından oluşan saf maddelerdir. Çevremizdeki saf maddelerin çoğu, elementlerden daha çok elementlerin birleşmesi sonucu oluşan bileşiklerdir.
Bileşikleri oluşturan elementlerin bileşimleri sabittir. Bu durum sabit oranlar yasası veya belirli oranlar yasası olarak bilinmektedir. Örneğin bir saf su örneği kaynağına bakılmaksızın nereden alınırsa alınsın kütlece %11,19 hidrojen ve %88,81 oksijen içermek zorundadır. Bu oran su bileşiğinde hiçbir şekilde değişmez.
Bileşikler organik ya da anorganik olarak sınıflandırılır. Organik bileşikler karbon ve genellikle hidrojen elementleri içeren moleküler bileşiklerdir (metan, propan, glukoz gibi). Diğer bütün bileşikler ise anorganik bileşik olarak sınıflandırılır. Su, kalsiyum sülfat, amonyak, hidrojen klorür, karbon dioksit, kalsiyum karbonat gibi maddeler anorganik bileşiklere örnek olarak verilebilir.
-Karışımlar: Fiziksel yöntemlerle bileşenlerine ayrılabilir. Belli bir bileşimi yoktur. Özellikleri bileşenlerine bağlıdır.
--Bileşikler: Kimyasal yöntemlerle bileşenlerine ayrılabilir. Bileşimi sabittir. Özellikleri bileşenlerinden bağımsızdır.
- Fiziksel özellikler, maddenin kimliği ve bileşimi değişmeden gözlenebilir ve ölçülebilir özelliklerdir. Yoğunluk, erime noktası, kaynama noktası, renk, koku gibi özellikler fiziksel özellikler arasındadır.
- Kimyasal özellikler ise bir maddenin, başka bir madde oluşturmak için değişime uğraması yani tepkimeye girmesi ile gözlenen özelliklerdir.
-Maddenin bazı özellikleri incelenen madde miktarına bağlı değildir. Bu tür özelliklere şiddet özelliği denir. Örneğin maddenin sıcaklığı, erime noktası, yoğunluğu, molar ısı kapasitesi o maddenin şiddet özellikleridir. Madde miktarına bağlı olan özelliklere ise kapasite özelliği denir. Kütle ve hacim bu tür özelliğe örnek olarak verilebilir.
- M.Ö. V. yüzyılda filozofların, bütün maddelerin bölünemeyen anlamına gelen at-mos denilen çok küçük taneciklerden meydana geldiğini düşündükleri bilinmektedir. Ancak bu düşünce spekülasyondan başka bir şey değildi. Atomun varlığını belirlemeye yönelik çalışmaların XVII. yüzyılda başladığı görülmektedir ve atom ile ilgili ilk hipotezler 1807 yılında John Dalton tarafından önerilmiştir. John Dal-ton yaptığı gözlemler sonucu atom ile ilgili aşağıdaki hipotezleri önermiştir:
• Elementler atom denilen çok küçük taneciklerden oluşur,
• Bir elementin bütün atomları özdeştir. Farklı elementlerin atomları farklıdır ve farklı özelliklere ve farklı kütleye sahiptirler,
• Bir elementin atomları kimyasal tepkimelerle farklı atomlara dönüştürülemez. Kimyasal tepkimelerde atomların oluşturulması ya da yok edilmesi söz konusu değildir,
• Bileşikler birden fazla elemente ait atomların bir araya gelmesi sonucu oluşur. Bir bileşikte bulunan atomlarının türü ve sayısı daima aynıdır,
Dalton un atom için yapmış olduğu hipotezler, sabit oranlar, kütlenin korunu-mu ve katlı oranlar yasaları olarak ifade edilen yasaları açıklayabilmektedir.
Sabit oranlar yasası, kaynağı ne olursa olsun bir bileşikte onu oluşturan elementlerin kütleleri arasında daima belli ve sabit bir oran olduğunu ifade eder. Kütlenin korunumu yasası, maddenin yoktan var, vardan yok olamayacağını ifade eder. Dolayısıyla bir kimyasal tepkimeye giren maddelerin kütlelerinin toplamı, tepkimeden çıkan maddelerin (ürünlerin) kütlelerinin toplamına eşit olduğu kabul edilir. Katlı oranlar yasası, eğer iki element birden fazla bileşik; oluşturuyorsa, elementlerden birinin sabit kütlesi ile birleşen diğer elementin kütleleri arasındaki oranın (veya oranların) en küçük tamsayılar ile ifade edilen bir oran (veya oranlar) olduğunu ifade eder.
- Thomson 1897 de bu ışınların atom kütlesinden oldukça küçük kütleye sahip negatif yüklü parçacıklar (elektronlar) olduğunu ileri sürmüştür.
Katot ışınlarının özelliklerinin katodun yapıldığı bakır, demir gibi malzemeye bağlı olmaması nedeniyle bu ışınları oluşturan parçacığın bütün atomların yapısında bulunan bir parçacık olduğu sonucunu çıkarmıştır. Thomson, elektrik ve manyetik alanların katot ışınlarını zıt yönlerde saptırması nedeniyle bu alan kuvvetlerini dengeleyerek katot ışınlarının yani elektronların sapmaya uğramadan bu alanlardan geçmesini sağlamış ve bu alanların şiddetinden yararlanarak elektronun yükünün (e-) kütlesine (m) oranını (e-/m) hesaplayabilmiştir. Bu değer 1,76x108 C/g dır. Burada birim coulomb/gramdır.
- Elektronun atomda bir atomaltı parçacık olarak varlığı belirlendikten sonra bunun atomda ne şekilde yer aldığı konusunda öngörüler yapılmaya başlanmıştır. Genelde kabul gören model, Thomson'un üzümlü kek diye adlandırılan modeli olmuştur. Bu modelde, üzümlü kekte kuru üzümlerin kek içinde dağıldığı elektronların atomda pozitif (+) yüklü bir bulut içinde dağıldığı önerilmiştir.
Thomson'un atom modelinin doğru olup olmadığı, Rutherford ve öğrencileri Geiger ve Marsden tarafından 1910 yılında araştırılmıştır. Yapılan deneyde, radyoaktif bir kaynaktan gelen a-parçacık ışın demeti ile altından yapılmış ince bir folyo bombardıman edilmiş ve a-parçacıklarının neredeyse tamamının herhangi bir şekilde sapmadan veya çok az saparak folyodan geçtiği belirlenmiştir.
a-parçacıklarının yaklaşık 20000 de birinin 90° den fazla açı ile saptığı ve çok azının da geldiği yönde geri döndüğü gözlenmistir. Bu sonuç, Thomson'un üzümlü kek diye bilinen atom modeliyle çelişmektedir. Rutherford, oc-parçacık saçılması sonuçlarını kullanarak 1911 yılında yeni bir atom modeli ortaya koymuştur. Bu modelde, atomun kütlesinin çok büyük miktarı ve pozitif yükünün tamamı atomda çok küçük ve çok yoğun bir bölgede bulunmaktadır. Rutherford, atomdaki bu çok küçük ve çok yoğun bölgeyi çekirdek olarak isimlendirir.
-Atomun hem elektriksel olarak nötr hem de kütlesinin elektronun kütlesi yanında çok büyük olması nedeniyle, yapısında pozitif yüklü ve elektrona göre daha büyük kütleli parçacık bulundurması gerektiği düşünülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucu atom çekirdeğinde elektrona göre daha ağır böyle bir parçacığın (proton) varlığı bulunmuş ve yükünün elektron yüküne eşit ancak zıt işaretli (+1,60x10 19 C) olduğu belirlenmiştir. Atom çekirdeğinde ayrıca yüksüz, kütlesi protona yakın bir parçacık (nötron) bulunmuştur. Protonlar 1919 da Rutherford, nötronlar da 1932 de Chadwick tarafından keşfedilmiştir.
_ Bir elementin atom numarası (Z), o elementin atomlarında bulunan proton sayısıdır.
Kütle numarası (A) ise bir atomun çekirdeğinde bulunan proton ve nötron sayılarının toplamıdır.
- Bir atomda nötron sayısı, kütle numarasından atom numarası çıkarılarak bulunur.
- Elementlerin, özellikleri açısından birbirleriyle ilişkilerini gösteren bu düzenlemeye periyodik çizelge denir.
- Periyodik çizelgedeki sütunlar grup olarak adlandırılır.. Periyodik çizelgede yatay sıralara ise periyot denir.
Moleküller, en az iki atomun kimyasal bağ denilen bir kuvvetle belli bir düzen içinde bir araya gelmesiyle oluşur ve nötral yapılardır.
-Bir bileşiğin kimyasal formülü, bileşikte bulunan elementlerin kimyasal sembolleri ile her bir elementin diğerlerine göre bağıl sayısını (indis olarak) içerir. Amacımıza göre kimyasal formülleri birkaç şekilde yazmak veya çizmek mümkündür.
Molekül formülü, bir moleküldeki atomların türünü ve gerçek sayılarını belirten formüldür.
- Basit (deneysel) formül, bir moleküldeki atomların türünü ve sadece bu atomların sayıları arasındaki oranı veren formüldür.
-İyonlar, pozitif veya negatif yüklü atom veya atom gruplarıdır ve atomlar tarafından bir veya daha fazla elektronun verilmesi veya alınmasıyla oluşurlar. Pozitif yüklü iyonlara katyon, negatif yüklü iyonlara anyon denir.