madde özellikleri ve tanımı
madde özellikleri ve tanımı
Maddenin tanımı
Boşlukta yer kaplayan, kütlesi ve eylemsizliği olan her şey maddedir.
Madde ile ilgili örnekler
Oturduğumuz sıralardan, yediğimiz yiyeceklere, dev yıldızlardan gezegenlere, kullandığımız basit aletlerden bilgisayarlara, tek hücreli canlılardan karmaşık yapılı canlılara, gözümüzle görebildiğimiz bütün nesnelerden, göremediğimiz atmosferdeki gazlara kadar her şey maddedir.
Maddenin sınıflandırılması
Maddeler saf maddeler ve Karışımlar olmak üzere ikiye ayrılır.
Saf maddeler, Elementler ve Bileşiklerdir.
Karışımlar, Homojen karışım ve Heterojen karışım olmak üzere ikiye ayrılır
MADDE
SAF MADDELER
KARIŞIMLAR
- Metaller
- Ametaller
- Soygazlar
BİLEŞİKLER
- Asitler
- Bazlar
- Tuzlar
- Oksitler
HOMOJEN KARIŞIM
(Çözeltiler)
- İyonal çözelti
- Moleküler çözelti
HETEROJEN KARIŞIM
- Emülsiyon
- Süspansiyon
ELEMENTLER
Bir madde aynı cins atomlardan oluşmuşsa element denir. Madde değişik atomlardan oluşmuşssa bileşik adını alır.Su,yemek,tuzu,bakır sülfat v.b bileşik isimleridir.Elementin en küçük yapısına atom denir.Bileşiğin en küçük yapısına ise molekül denir.
Elementlerin özellikleri
Saf ve homojen maddelerdir
En küçük yapı taşları atomdur.
Kimyasal ve fiziksel yollarla daha basit parçalara ayrıştırılamaz.
Belirli erime ve kaynama noktaları vardır.
Sabit öz kütleleri vardır.
Homojendir.
Elementler sembollerle gösterilir.
Tabiatta oda sıcaklığında üç halde de bulunur.
Elementlerin Sınıflandırılması
Metaller
Tabiatta atomik halde bulunur.
Genellikle yüzeyi parlak görünüşlüdür.
Levha ve tel haline getirilebilir.
Isı ve elektrik akımını iletir.
Oda sıcaklığında hepsi katıdır. (cıva hariç)
Ametaller
Yüzeyleri parlak görünüşlü değil, mattır.
Genellikle erime noktası düşüktür.
Katı olan ametaller tel ve levha hâline getirilemez. Kırılgandır.
Tabiatta oda sıcaklığında üç halde de bulunur. (Klor gaz, brom sıvı, iyot katıdır.)
Elektrik akımını iletmez. (Karbonun bir allotropu olan grafit hariç)
Soy gazlar
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn elementleri soy gazdır.
Soy gazlar son yörüngesinde maksimum sayıda elektron bulundurur. Bu sayı helyum için 2, diğer beş soy gaz için 8 dir.
Soy gazlar nötr atomlar olarak kalmayı tercih ederler. Elektron almaz, vermez ve ortaklaşmazlar.
SABİT VE KATLI ORANLAR KANUNU:
Sabit(Belirli) Oranlar Kanunu: Bir bileşiği oluşturan atomların ağırlıkları arasında değişmez bir oran vardır.
Bu orana göre fazla olan miktar tepkimeye girmeyip artar.Sabit oranlar yasası bir bileşiğin ağırlıkça % yüzde
bileşimi sabittir diye de tanımlanır.
Bileşik
Atom sayısı olarak birleşme oranı
Kütlece birleşme oranı
Ağırlıkça % bileşim
H2O
% 11,1 H
% 88,9 O
C3H4
% 90 C
% 10 H
Katlı Oranlar Kanunu: İki element birden fazla bileşik yapıyorsa;birini aynı miktarı ile birleşen diğer elementin
miktarları arsında tam sayılarla belirtilen bir oran vardır.Katlı oranlar kanunun en önemli sonucu kimyasal
tepkimelerde atomun parçalanmamasıdır.
BİLEŞİK FORMÜLLERİ:Öncelikle iyon,anyon ve katyon kavramlarını açıklamamız gerekiyor.Yüklü atom
veya atom gruplarına iyon denir.(+) yüklü iyonlara katyon,(-) yüklü iyonlara da anyon denir.Katyonlar
+1 , +2 , +3 ve +4 yüklü olabilir. Anyonlar da -1 , -2 ve -3 yüklü olabilir.
Bileşik formülleri yazılırken,önce (+) yüklü iyon, sonrada (-) yüklü iyon yazılır.
Örnek: Al+3 ve O-2 iyonlarından oluşan bileşiğin formülü yazılırken üstteki sayılar çapraz bir şekilde
diğerinin altına getirilir. Al+3 O-2Al2O3 şeklinde yazılır.
Katyonun adı + Anyonun adı = Bileşiğin adı Al2O3 (Alüminyum oksit)
Bileşikler içlerindeki elementlerin türlerine göre; Metal-Metal bileşikleri ve Ametal -ametal bileşikleri
olarak ikiye ayrılır.Adlandırmalarıda birbirinden farklı olur.Örneğin yukarıdaki Al2O3 bileşiği metal-ametal
bileşiklerine bir örnektir.
.
ATOM: Bir elementin bütün özelliğini taşıyan en küçük parçasına atom denir.
ATOM MODELLERİ:
DALTON ATOM MODELİ :
1- Madde, atom denilen içleri dolu bölünemeyen taneciklerden oluşmuştur.
2- Aynı elementin atomları büyüklük yönünden biribirnin aynı, farklı elementlerin atomları tamamen biribirinden farklıdır.
3- Tepkimelerde atomlar korunur.
4- Atomların birleşmeleri sonunda moleküller oluşur.
THOMSON ATOM MODELi :
Thomson, maddenin düzgün olarak dağıtılmış pozitif yükler ve aralarına serpiştirilmiş negatif yüklerden
oluştuğunu ifade etmiştir. Bu yönüyle madde atomu üzümlü keke benzetilebilir. Kek pozitif yük, üzümler ise elektronlardır.
RUTHERFORD ATOM MODELi :
Merkezde kütlesi çok büyük bir çekirdek ve etrafında belirli yörüngelerde dolanan elektronlardan oluşmuştur.
Bu görüşün yetersizliği ise; Elektronun neden çekirdeğe düşmediği yada atomdan fırlayıp gitmediği sorusunun cevapsız kalmasıdır.
BOHR ATOM MODELi :
Bohr atom modeli, elektronların çekirdekten herhangi bir uzaklıkta bulunan tek bir yörüngede değil, belirli
yörüngede olduğunu belirtir. Bir elektronun bulunduğu yer elektronun sahip olduğu enerjiye bağlıdyr.
Bu enerji düzeyleri çekirdeğe yakın olandan uzağa doğru 1,2,3.... gibi numaralar verilerek gösterilir.
Enerji düzeylerinin enerjisi çekirdeğe yaklaştıkça azalır, uzaklaştıkça artar. Elektron bir üst enerji
seviyesine enerji verilerek uyarılır ve enerji kesilirse elektron eski yerine gelir ve bu arada aldığı enerjiyi
ışık şeklinde yayar.
Atom
Çekirdek Elektronlar
Protonlar Nötronlar
Atomun temel parçacıkları proton , nötron ve elektronlardır. Protonlar ve nötronlar atomun kütlesini oluşturup çekirdekte bulunurlarken, kütlesi yok denilecek kadar az olan elektronlar, çekirdeğin etrafındaki belirli
yörüngelerde çok hızlı bir şekilde dönerler.
Bir atomun çekirdeğindeki proton sayısı ile nötron sayısının toplamı kütle numarasını verir.
Elektronun kütlesi proton ve nötronun yanında çok küçük olduğundan ihmal edilir.
Kütle No= Proton Sayısı + Nötron Sayısı
Atomun çekirdeğinde kaç tane pozitif yük varsa etrafında da o kadar negatif yük olmalı ki atom nötr olsun .
Protonlar (+) yüklü, nötronlar yüksüz ve elektronlar (-) yüklü tanecikler olduğuna göre nötr atomlarda proton
sayısı daima elektron sayısına eşit olmalıdır. Proton sayısı aynı zamanda çekirdek yükünün bir ifadesidir.
Atom no=proton sayısı=elektron sayısı(nötr atomlarda)=çekirdek yükü
Bir atomda kütle numarası,atom numarası ve atomun yükü aşağıdaki şekilde olduğu gibi gösterilir.
İzotop Atomlar: Atom numaraları aynı kütle numaraları farklı ya da proton sayıları aynı nötron sayıları
farklı olan atomlara bir birinin izotopu atomlar denir. İzotop atomların kimyasal özellikleri aynı olduğu halde
fiziksel özellikleri farklıdır.
İzotopu olan elementin atomik kütlesi, izotoplarının tabiattaki yüzdeleriyle doğru orantılı olarak, onların bir ortalamasıdır.
Allotrop atomlar : Aynı elementin uzayda farklı şekilde dizilerek farklı geometrik şeklindeki kristallerine
allotrop denir. Örneğin grafitle elmas, beyaz fosforla kırmızı fosfor, rombik kükürtle monoklinik kükürt, ozon
ile oksijen birbirinin allotropudur. Allotropların fiziksel özellikleri farklı olduğu halde kimyasal özellikleri aynıdır.
İzoton : Nötron sayıları eşit olan atomlara birbirinin izotonu denir.
İzobar: Kütle numaraları aynı atom numaraları farklı olan atomlara izobar atomlar denir.
İzoelektronik: Elektron sayıları bir birine eşit olan atomlardır.
MADDENİN ÖZELLİKLERİ
Fiziksel özellikler
Maddenin bir başka maddeye dönüşmeksizin gözlenebilen ve ölçülebilen dış görünüşü ile ilgili özellikleridir.
Maddenin rengi, kokusu, tadı, çözünürlüğü, sertliği, hacmi, ısı ve elektrik iletkenliği, katı, sıvı, gaz hâlleri, erime noktası, kaynama noktası fiziksel özelliklerdir.
Kimyasal özellikleri
Maddenin reaksiyon verebilme veya başka maddeler ile birleşerek yeni madde oluşturabilme kapasitesidir.
Bir maddenin başka madde ile etkileşmesi veya etkileşmemesi, onun kimyasal yapısı ile ilgili özelliklerdendir.
Yanıcı olup olmaması, asidik ya da bazik olması, suyla reaksiyona girip girmemesi kimyasal özelliklere örnek verilebilir.
Radyoaktif özellikler
Bazı maddeler kendiliğinden ışın yayar. Bu özelliği yapısında bulunduran elementlere radyoaktif elementler denir.
Uranyum, radyum, toryum gibi elementler radyoaktiftir.
MADDENİN YAPISINDAKİ DEĞİŞMELER
Fiziksel değişmeler (Fiziksel olay)
Maddenin dış görünüşü ile ilgili olan değişikliklerdir.
Suyun buharlaşması, buzun erimesi, şekerin suda çözünmesi, mermerin toz haline getirilmesi, camın kırılması,yumurtanın kırılması, yağmurun yağması gibi
Bu olaylarda maddenin molekül yapısı korunmaktadır.
Kaynama olayı
Kağıdın buruşturulması
Tuzun çözünmesi
Yağmurun yağması
Yumurtanın kırılması
Erime olayı
Camın kırılması
Kimyasal değişme (Kimyasal olay)
Maddenin molekül yapısında meydana gelen değişmelerdir.
Hidrojen ile oksijen gazının reaksiyonundan su oluşması, kağıdın yanması, yumurtanın pişirilmesi, dinamitin patlaması, amonyum dikromatın yanması, demirin paslanması, asit ve bazın reaksiyonundan tuz oluşması gibi.
Yumurtanın pişirilmesi
Dinamitin patlaması
Mumun yanması
Kibritin yanması
Demirin paslanması
Su molekülünün oluşumunun modellerle gösterilişi
Radyoaktif değişme (Radyoaktif olay)
Atomun çekirdek yapısındaki değişikliklerdir. Çekirdek reaksiyonlarında atom çekirdeği bir başka atom çekirdeğine veya izotopuna dönüşebilir.
Büyük atom çekirdeği parçalanarak daha küçük atom çekirdekleri oluşturur Uranyum elementinin kripton ve ksenon elementlerine parçalanması gibi.
Küçük atom çekirdekleri birleşerek daha büyük atom çekirdekleri meydana getirir. Hidrojen izotoplarının birleşerek He oluşturması gibi
MADDENİN HALLERİ
Maddenin katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç hâli vardır. Genel olarak madde ya katı ya sıvı ya da gaz hâlinde bulunur. İstenildiğinde ortam şartları elverişli hâle getirilerek bir hâlden diğerine dönüştürülebilir.
Maddenin katı hâli,belirli bir şekle ve hacme sahiptir. Katı maddeyi oluşturan atom ve moleküller birbirine çok yakındır. Aralarındaki boşluklar çok azdır. Atom ve moleküller arasında bir düzenlilik vardır.
Maddenin sıvı hâli,belirli bir şekle sahip değildir. Sıvılar akışkan olduklarından bulundukları kabın şeklini alır. Sıvı hâlde atom veya moleküller katılardan daha düzensiz olup tanecikler arası boşluklar katılardan daha fazladır.
Maddenin gaz hâli,atom veya molekülleri arasında boşlukların çok olduğu durumdur. Gaz tanecikleri düzensiz olarak hareket ederler. Bu hareketleri sırasında gaz molekülleri birbiri ile homojen olarak karışabilirler. Bunların yayılmaları hissedilebilir veya gözle takip edilebilir. Bir odaya damlatılan bir kolonyanın kokusu kısa sürede hissedilirken, bir sigara dumanının yayılması da gözle takip edilebilir. Gazların belirli bir şekil ve hacimleri yoktur. Konuldukları kabı dolduracak şekilde genleşerek kabın şeklini ve hacmini alırlar.
Bir madde farklı sıcaklık ve basınç şartlarında üç hâlde de bulunabilir. Örneğin, saf su, H2O ile formüle edilir. Katı hâlde buz, sıvı hâlde su ve gaz hâlinde su buharı şeklinde bulunur.
MADDENİN ORTAK VE AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
Maddenin ortak özellikleri
Maddenin kütle, hacim ve eylemsizlik olmak üzere üç tane ortak özelliği vardır.
Maddenin uzayda kapladığı yer, hacim olarak ifade edilir.
Kütle, madde miktarının bir ölçüsüdür, terazi ile ölçülür. Ağırlık, bir cismin üzerine yerkürenin uyguladığı çekim kuvvetidir.
Maddenin ayırt edici özellikleri
İki maddenin aynı ya da farklı maddeden mi yapıldığını anlamak için birtakım özellikleri araştırmak gerekir. Bunlar maddenin ayırt edici özellikleridir.
Maddenin ayırt edici özellikleri şekle, biçime ve miktara bağlı olmayıp, maddenin cinsine bağlıdır.
1) Öz kütle (yoğunluk)
2) Erime noktası ve kaynama noktası
3) Çözünürlük
4) Sıcaklıkla genleşme
5) Esneklik
6) İletkenlik
MADDENİN ORTAK VE AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
ÖZ KÜTLE (YOĞUNLUK)
Maddelerin 1 cm3’ünün gram cinsinden kütlesine öz kütle denir. Öz kütle (d) ile gösterilir.
Kütle (m) ve hacim (V) arasında d=m/v bağıntısı vardır. Öz kütlenin birimi g/cm3 dür.
Saf maddelerin (element ve bileşik) öz kütleleri sabittir. Karışımların öz kütleleri ise sabit değildir.
Bir maddenin öz kütlesinden söz ederken sabit bir sıcaklıktaki öz kütlesinden söz edilmelidir. Sıcaklık değiştiğinde maddenin hacmi değişeceğinden öz kütlesi de değişir. Özellikle gazlardaki değişiklik daha belirgindir.
Öz kütle, maddenin karakteristik özelliği olmasına rağmen yalnız öz kütlesi bilinen bir maddenin hangi madde olduğu anlaşılamayabilir. Bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla ayırt edici özelliğinin incelenmesi gerekir.
Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin g/cm3 cinsinden öz kütleleri verilmiştir.
Madde
Öz kütle
Madde
Öz kütle
Nikelin özkütlesi 8,9 g/cm3’tür. Acaba özkütlesi 8,9 g/cm3 olan bir madde nikel midir? Yoksa başka bir madde olabilir mi?
Demirin özkütlesi 7,86 g/cm3 ve gümüşün özkütlesi 10,5 g/cm3’tür.
Belli bir oran da demir ve gümüşten karıştırarak özkütlesi 8,9 g/cm3 olan alaşım hazırlanabilir. Bu durumda özkütleleri 8,9 g/cm3 olan madde nikel de olabilir, demir – gümüş alaşımı da olabilir. (Birden fazla madde aynı özkütleye sahip olabilir.) Demek ki, özkütle yalnız başına tam anlamıyla ayırt edici olma özelliği göstermeyebiliyor.
Çoğu zaman maddenin diğer ayırt edici özellikleri de yalnız başına maddeleri tanımaya yetmeyebilir.
Buna göre, bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla özelliğinin incelenmesi gerekir.
MADDENİN ORTAK VE AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
ERİME VE KAYNAMA NOKTASI
Erime noktası
Katı maddelerin ısıtıldığında sıvı hâle geçtiği sıcaklıktır.
Kaynama noktası
Isıtılan bir sıvının gaz fazına geçtiği sıcaklıktır. Kaynama sırasında sıvının buhar basıncı açık hava basıncına eşittir.
Saf bir maddenin erime noktası ve donma noktası aynı sıcaklıktır.
1 atmosfer basınç altında -20°C sıcaklığa sahip bir buz parçasının ısıtılması olayının grafiği aşağıdadır.
Grafiğin II. ve IV. bölgelerinde hâl değişimi sırasında sıcaklıkta değişiklik yoktur.
I. III. ve V. bölgelerde sıcaklık artmaktadır. I. bölgede verilen ısı buzun ısınmasında, II. bölgede verilen ısı buzun erimesinde, III. bölgede verilen ısı suyun ısınmasında, IV. bölgede verilen ısı suyun buharlaşmasında, V. bölgede verilen ısı su buharının ısınmasında kullanılmaktadır.
Su–alkol karışımının ısıtılması
Karışım ısıtıldığında kaynama noktası düşük olan alkol önce buharlaşırken, kaynama noktası alkolden yüksek olan su daha sonra hâl değiştirir.
Tuzlu suyun ısıtılması
Çözeltilerin kaynama noktası saf maddenin (çözücünün) kaynama noktasından daha büyüktür.
Saf su 100°C’de kaynar. Tuzlu su 100°C’ nin üzerinde bir sıcaklıkta kaynar.
Saf maddelerde kaynama sırasında sıcaklık sabit kalırken tuzlu suyun kaynaması sırasında sıcaklık devamlı artar. Bu sıcaklık artışı çözelti doygun hâle gelinceye kadar devam eder.
Maddenin erime ve kaynama noktasına ortamın basıncı ve maddenin safsızlığı etki eder
MADDENİN ORTAK VE AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ
ÇÖZÜNÜRLÜK
Doymuş çözeltideki 100 gram suda çözünmüş olan madde miktarı, o maddenin o sıcaklıktaki çözünürlüğüdür.
Çözünürlük, çözücünün cinsine, çözünenin cinsine, sıcaklık, basınç ve ortak iyonun varlığına bağlıdır.
Sıcaklığın değiştirilmesi maddelerin çözünürlüğünü değiştirir. Genellikle sıcaklığın artırılması ile katılarda çözünürlük artarken gazlarda azalır
SICAKLIKLA GENLEŞME
Genleşme, ısıtılan cisimlerin, boyunda, yüzeyinde veya hacmindeki değişmedir.
Yandaki resimde sıcak su içerisindeki hava genleştiğinden balon şişerken, soğuk sudaki balonda değişiklik olmamaktadır.
Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici bir özelliktir. Her katı ve sıvının farklı bir genleşme katsayısı vardır.
Aynı şartlarda eşit hacimdeki iki gaz örneği özdeş ısıtıcılarda aynı sürede ısıtıldıklarında hacimleri eşit miktarda artar. Bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır.
ESNEKLİK
Esneklik yalnız katılar için ayırt edici bir özelliktir.
Sıvı ve gaz maddelerin esneme özellikleri yoktur.
İLETKENLİK
Üzerinden geçen elektrik akımına karşı maddelerin gösterdiği kolaylık iletkenliktir.
Bir madde elektrik akımına karşı ne kadar az direnç gösterirse o kadar iyi iletkendir.
Maddelerdeki elektrik akımı iletkenliği elektronların hareketi ve iyonların hareketi ile ilgilidir.
Elementlerden metaller elektrik akımını iletir, ametaller iletmez.
Çözeltilerde elektrik akımı iletkenliği
Işık yananlar iletir
Saf su
NaCl çözeltisi
HCl çözeltisi
Şekerli su
İyonik bağlı katı kristaller elektrik akımını iletmezler. Bunlar sıvı hâlde ve sulu çözelti hâlinde elektrik akımını iletirler.
