Etiket Arşivleri: Maddenin Sınıflandırılması

Genel Kimya ( Prof. Abdullah MENZEK )

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI ULUSLAR ARASI TEMEL BİRİMLER
Sıcaklık ölçeklerinin karşılaştırılması
Metrik sistem birimlerinde kullanılan Ön takılar
Robert Milikan’ın çalışmaları
E.Ruherford, α- ışınlarını (parçacıklarını) ince bir Au tabakaya gönderdiğinde, ışınların büyük kısmının yollarını hiç değiştirmeden yollarına devam ettiği çok bir kısmının yollarından saptığını gözledi. Buradan atomun merkezinde kütlece hemen hemen atomun kütlesine eşit ve hacimce çok küçük olan pozitif yüklü çekirdeğin bulunduğu buldu. Atomun büyük kısmı boşluktan meydana gelir. Bu deney düzeneği aşağıdadır.
İZOTOPLAR
Hidrojenin İzotopları
Hidrojen’in 3 tane izotopu olup, bunların özel adları vardır.
İzotop Adı Sembolu
11H Protiyum H
21H Döteryum D
31H Trityum T
Hidrojenin İzotopları
Sembol İzotop Protons Nötron Elektron
sayısı sayısı sayısı
H 11H 1 0 1
D 21H 1 1 1
T 31H 1 2 1
Aufbau İlkesinden Sapmalar
Çoğu element için Aufbau Yöntemine göre öngörülen elektron dağılımları deneysel olarak da doğrulanmıştır.
Birkaç elementin elektron dağılımı, bazı ufak sapmalar gösterir.
Bu değişiklikler, dolu ve yarı dolu orbitallerin kararlılığı ile açıklanır (küresel simetri).
ns2(n-1)d4 yerine ns1(n-1)d5
ns2(n-1)d9 yerine ns1(n-1)d10
Grup ve periyot Bulunması
Atom numarası verilen elementin elektron dağılımı yapılır.
Orbital katsayısı en yüksek olan sayı, elementin periyot numarasını verir.
Son elektron s veya p orbitalinde bitmişse, element A grubundadır.
s-Orbitali üzerindeki sayı doğrudan A grubunun numarasını verir.
Grup ve periyot Bulunması
Elementin elektron dağılımı p orbiatli ile bitmişse, p’nin üzerindeki sayıya 2 ilave edilerek grup numarası bulunur.
Örnekler:
11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 3. periyot, 1A Grubu
17Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 3. periyot, 7A Grubu
Grup ve Periyot Bulunması
En son elektron d orbitalinde bitmişse, element B grubundadır.
Grup ve periyot Bulunması
Örnek:
25Mn: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
4. periyot, 7B Grubu
Elektron dağılımı yapılan elementin en son elektronu 4f orbitalinde bitmişse Lantanitler, 5f de bitmişse Aktinitler serisinin bir üyesidir.
Peryodik Tablo (Çizelge)
Periyodik tablonun temel özelliği, elementleri artan atom numaralarına göre yan yana ve benzer özelliklerine göre de alt alta toplamasıdır.
Peryodik tabloda yatay sütunlara periyot, dikey sütunlara da grup denir.
Perydik tablo, 8 tane A ve 8 tane de B grubundan oluşmaktadır.
Peryodik Tablo
Periyodik tabloda, bazı elementlerin özel adları vardır.
1A grubu elementlerine alkali metaller, 2A grubu elementlerine toprak alkali metaller, 7A grubu elementlerine halojenler ve 8A grubu elementlerine de soygazlar denir.
s, p, d ve f bloklarını gösteren periyodik tablo
Modern bir periyodik tablo
Atomlar ve İyonların Büyüklüğü
Atom yarıçapları, daha çok dolaylı yollardan bulunur.
Örneğin, birbirine kovalent bağla bağlı iki atomun çekirdekleri arasındaki uzaklık (bağ uzunluğu) deneysel olarak ölçülebilir. Bu değerin uygun şekilde ikiye bölünmesi ile, atom yarıçapı bulunur.
Bu şekilde bulunan yarıçapa “Kovalent yarıçap” denir.
Atom yarıçapları, daha çok pikometre (pm) ve Angstrom (Ao) cinsinden verilir.

1 pm = 10-12 m, 1 Ao = 10-10 m
Peryodik çizelgede bir periyot boyunca soldan sağa doğru gidildiğinde, genel olarak atom yarıçapları küçülür.
Bir grup boyunca yukardan aşağıya doğru inildiğinde ise, genel olarak atom yarıçaplarında artış olur.
Kimyasal bağlar başlıca 3 gruba ayrılabilir.
İyon yarıçapları, iyonik bağla bağlanmış iyonların çekirdekleri arasındaki uzaklık deneysel olarak ölçülüp, katyon ve anyon arasında uygun bir şekilde bölüştürülmesi ile bulunur.
Her hangi bir atomdan türetilen pozitif iyon, daima o atomdan daha küçüktür.
İyonlaşma Enerjisi
Gaz halindeki izole bir atomdan, bir elektron uzaklaştırarak yine gaz halinde izole bir iyon oluşturmak için gerekli olan minimum enerjiye “iyonlaşma enerjisi” denir.
İyonlaşma enerjisi, tanımından da anlaşılacağı gibi, bir atomdaki elektronların çekirdek tarafından ne kadar bir kuvvetle çekildiğinin bir ölçüsüdür.
Aynı zamanda iyonlaşma enerjisi, elektronları çekirdeğe bağlayan kuvveti yenmek için gerekli olup, bir atomun elektronik yapısının ne kadar kararlı olduğunun da bir ölçüsüdür.
Bir elektronu uzaklaştırılmış bir iyondan, ikinci bir elektronu uzaklaştırmak için gerekli olan enerjiye de “ikinci iyonlaşma enerjisi” denir.
İyonlaşma enerjisi için istisnalar
1-Asal gazlar (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) ns2np6 kararlı yapısına sahiptir.
2-Be, Mg, Zn, Cd ve Hg’nin dış yörüngelerinde dolmuş S orbitali vardır (ns2) yapısı
3- N, P, As gibi elementler dış yörüngelerinde yarı dolu p orbitallerine sahiptir (ns2np3) yapısı.
Elementlerin bu tür yapıları (küresel simetri) kararlıdır ve bu elektronik yapıya sahip elementler bu yapıyı bozmak istemediklerinden iyonlaşma enerjileri beklenenden yüksektir.
Bu tür işlemlerde her zaman olmamakla beraber, genellikle birinci elektron alımında enerji açığa çıkarken (ekzotermik) ikinci elektron alımı endotermiktir.
Bu nedenle, birinci elektron ilgilerinin (EI1) büyük bir çoğunluğu, negatif işaretlidir.
Kararlı elektronik yapıya sahip olan soygazların , bir elektron kazanması da enerji gerektirir.
Yani olay endotermiktir ve elektron ilgisi pozitif işaretlidir.
Elektronegatiflik
Bağı oluşturan atomların bağ elektronlarını çekme gücüdür.
Atom çapı küçüldükçe elektronlar çekirdek tarafından daha güçlü çekilir yani elektronegatiflik artar.
Bir bağın uçlarında bulunan iki atomun elektronegatiflikleri farkı ne kadar az ise bağlar o kadar kovalent, elektronegatiflikleri farkı ne kadar fazla ise bağlar o kadar iyoniktir.
Bağlar ne kadar iyonik ise o kadar polardır. Ne kadar kovalent ise o kadar apolardır.
Formüller 2 kısımda incelenir.
1- Basit (Kaba Formül): Sadece bileşiği oluşturan atomların, cinsini ve bir birlerine oranını gösteren formüle denir.
2-Gerçek (Molekül Formül): Bileşiği oluşturan atomların, cinsini, gerçek sayısını ve bir birlerine oranını gösteren formüle denir.
Örnek 2: 30,5 g Si da kaç mol Si vardır?
Çözüm: Si’ un mol kütlesi 28,086 g olmakla beraber kolaylık ve istenen duyarlık için virgülden sonra ilk haneye kadar yuvarlatılarak kullanılacaktır.
1 mol Si = 28,1 g Si
g Si ‘u mol Si’ a çevirmek için 30,5 g Si, g Si birimi paydada bulunan kesirle çarpılmalıdır.
1 mol Si/28,1 g Si = 1 (Çevirme faktörü)
30,5 g Si x (1 mol Si/28,1 g Si) = 1,09 mol Si.

Genel Kimya I ( Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK )

GENEL KiMYA I Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK

GENEL KiMYA 1 İlkeler ve Modern Uygulamalar Petrucci – Harwood – Herring Çeviri Editörleri Tahsin Uyar – Serpil Aksoy

MODERN ÜNİVERSİTE KİMYASI C.E.MORTIMER Çeviri Editörleri T.Altınata, M.Akçay ve diğerleri

TEMEL ÜNİVERSİTE KİMYASI Prof.Dr. Ender ERDĐK, Prof.Dr. Yüksel SARIKAYA

GENEL KİMYA (Temel Kavramlar) Raymond CHANG Prof.Dr.Tahsin UYAR Prof.Dr.Serpil AKSOY Prof.Dr. Recai İNAM

GENEL KİMYA’YA GİRİŞ Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK

1.GENEL KİMYA’YA GİRİŞ 1.1.Kimyanın Çalışma Alanları 1.2.Maddenin Sınıflandırılması 1.3 Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri 1.4.Ölçme 1.5. Anlamlı Rakam Sayısı 1.6. Sayıların Yuvarlatılması

1.1. Kimyanın Çalışma Alanları:

1.2. Maddelerin Sınıflandırılması: Kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her şey madde’dir. Tüm maddeler , en azından ilke olarak üç halde bulunabilirler. Katı, Sıvı ve Gaz Katılar belirli ve kesin şekilleri olan yapılardır. Sıvılar katılardan daha az rijik yapılı olup akışkandır ve bulundukları kabın şeklini alabilirler. Gazlar, sıvılar gibi akışkandır ama farklı olarak sınırsız genleşebilme özelliğine sahiptir. Suyun sıvı halde, katı haline göre daha sıkı bir molekül istiflenmesine sahip olması, sıvıların genel özelliklerine uymaz ve suya özgüdür.

Saf Maddeler ve Karışımlar Bir saf madde, belirli ya da sabit bir bileşimi olan ve kendine özgü özellikleri ile ayırt edilebilen maddedir. Saf maddeler bileşim olarak birbirlerinden farklıdır ve görünüşleri, kokuları, tatları ve diğer özellikleri ile birbirlerinden ayırt edilirler. Halen 20 milyondan fazla saf madde bilinmektedir. Bir karışım, iki yada daha fazla saf maddenin bir araya gelmesi ile oluşur ve her bir saf madde kendi özelliğine sahiptir. Karışımların sabit bir bileşimi yoktur.

Karışımlar homojen yada heterojen olabilirler. Bir kaşık şeker suda çözüldüğünde, yeterince karıştırılırsa, karışımın bileşimi çözeltinin her tarafında aynıdır. Bu bir homojen karışımdır. Diğer taraftan kum ile demir tozlarının oluşturduğu karışımda, kum taneleri ile demir tozları görünebilir halde ayrı kalırlar. Bu tür karışımlarda bileşim her tarafta aynıaynı dedeğğildirildir veve heterojen karışımlar olarak adlandırılırlar..

Homojen yada heterojen bir karışım kolayca oluşturulabilir ve bileşenlerin özelliklerinde bir değişiklik olmaksızın, fiziksel yöntemlerle saf bileşenlerine tekrar ayrılabilir. Ayırma işleminden sonra, karışımın bileşenleri başlangıçtaki ile aynı bileşim ve özelliklere sahip olacaklardır.

Elementler ve Bileşikler Saf bir madde element ya da bileşik olabilir. Saf madde kimyasal yöntemlerle daha basit bileşenlerine ayrılamıyorsa bu madde bir element’tir.

Kimyacılar elementlerin simgelerini göstermek için alfabedeki harfleri kullanırlar. Elementi gösteren simgenin ilk harfi daima büyük yazılır, ikincisi ise küçük harfle yazılır. Örneğin Co, kobalt’ın simgesini gösterirken, CO, karbon monoksit’i göstermektedir.

Elementlerin çoğu başka elementlerle etkileşerek bileşikleri oluştururlar. Bir bileşik, iki ya da daha çok elementin kimyasal olarak etkileşmesiyle sabit oranlarda birleşip tamamen farklı özellikte ürün oluşmasıyla meydanameydana gelirgelir.. Bileşikler, karışımlardan farklı olarak, sadece kimyasal yolla kendisini oluşturan saf bileşenlerine ayrılabilir.

1.3. Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Saf maddeler bileşimleri ile olduğu kadar kendilerine özgü özellikleri ile de ayırt edilebilirler. Bir fiziksel özellik, maddenin özelliği ya da kimyasal yapısı değiştirilmeden incelenebilir ya da ölçülebilir. Diğer taraftan hidrojen gazı oksijen gazı içinde su oluşturarak yanar ifadesi hidrojenin birbir kimyasal özellini belirtir..

1.4. Ölçme Kimyada çalışmalar ağırlıklı olarak ölçmeler üzerinedir. Maddelerin özellikleri ile ilgili basit ölçümler yapmak için genel amaçlı birkaç tane düzenek yeterlidir. Metre ile uzunluk ölçülür. Büret, pipet, ölçme silindiri ve ölçme balonu ile hacim ölçülür. Terazi ile kütle, termometre ile sıcaklık ölçülür. Bu aletlerle makroskopik özellikler, yani doğrudan belirlenebilir özelliklerin ölçümü gerçekleştirilir. Atom yada molekül düzeydeki özellikler olan mikroskopik özellikler ise dolaylı yöntemlerle belirlenir.

SI Birimleri Bilim insanları uzun yıllar ölçme sonuçlarını metrik birimlerle, ondalıkla yani 10 un kuvvetleri olarak kaydetmişlerdir. Bununla beraber, 1960 yılında Ağırlık ve Ölçü Genel Konferansında bir araya gelen uzmanlar, Uluslar arası Birim Sistemi (SI) olarak adlandırılan, yeniden düzenlenmişmetrik sistemi önermişlerdir.

Kütle ve Ağırlık Kütle bir cismin madde miktarının ölçüsüdür. Kütle ve ağırlık terimleri çoğu kez birbiriyle karıştırılır ve birinin yerine diğeri kullanılır. Ancak bu iki terim kesin olarak birbirinden farklıdır. Bilimsel olarak ağırlık bir cisim üzerine etkiyen yer çekimi kuvvetidir. Bir cismin kütlesi sabittir ve bu kütle cismin nerede olduğuna bağlı değildir, ancak ağırlık cismin nerede olduğuna bağlıdır.

Hacim Hacim uzunluğun küpü olduğundan SI birim sisteminden türetmedir ve 3 birimi metre küp’dür (m ). SI birim sisteminde olmayan, ancak yaygın olarak kullanılan bir başka hacim birimi ise litredir (L). Bir litre, bir desimetre küp hacme eşittir.

Yoğunluk Yoğunluk bir cismin birim hacminin kütlesidir ve cismin kütlesi hacmine bölünerek bulunur.

Sıcaklık Birimleri Üç sıcaklık birimi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunların birimleri ⁰F (Fahrenheit derecesi) ⁰C (Celsius derecesi) ve K (Kelvin)’dir. En çok kullanılan sıcaklık birimi Fahrenheit’dır. Bu sıcaklık birimi suyun normal donma ve kaynama noktaları sırası ile 32⁰⁰F ve 212⁰F alınarak belirlenmiştir. Celsius birimi, suyun donma (0⁰C) ve kaynama noktaları (100⁰C) arasını 100 bölmeye ayırarak derecelendirmiştir. SI birim sisteminde sıcaklığın temel birimi Kelvin’dir.

1.5. Anlamlı Rakam Sayısı Her ölçüm bir dereceye kadar belirsizlik taşır. Ölçümün tam olması veya duyarlılık derecesi, ölçü aletinin özelliklerine ve bu aleti kullananın becerisine bağlıdır. Bir ölçümün duyarlılığı bunu ifade eden rakamların sayısı ile belirlenir. Doğru bir şekilde yapılan bir ölçümü ifade etmek için kullanılan rakamlara anlamlı rakamlarrakamlar denirdenir.. Ölçme sayılarındaki anlamlı rakam sayısı çoğaldıkça ölçme sonucuna güvenilirlik artar. • Sıfır dışındaki her sayı anlamlıdır 845 cm 1.234 kg • Sıfırdan farklı rakamlar arasında bulunan sıfır anlamlıdır. 606 m 40501 kg

• İlk sıfırdan farklı rakamın solunda bulunan sıfırlar anlamlı değildir. 0.08 L 0.0000349 g • Bir sayı birden büyükse, ondalık kesir noktasının sağ tarafına yazılan tüm sıfırlar anlamlıdır. 2.0 mg 40.062 ml 3.040 dm •• Ondalık kesir bölmesi bulundurmayan sayılar için,için, sasağğtaraftatarafta sıralanansıralanan sıfırlar (yani sıfırdan farklı son rakamdan sonra gelen sıfırlar) anlamlı olabileceği gibi anlamsızda olabilir. Örneğin 400 cm bir tane (4 rakamı), iki tane (40) yada 3 tane (400) anlamlı rakam içeriyor olabilir. 4×102 (1 tane ) 4.0×102 (2 tane ) 4.00×102 (3 tane )

Aşağıda verilen ölçüm sonuçlarındaki anlamlı rakam sayısını belirtiniz ? (a) 478 cm (b) 6.01 g (c) 0.825 m (d) 0.043 kg (e) 1.32×1022 atom (f) 7000 mL

1.6. Sayıların Yuvarlatılması Tartım için kullanılan terazinin hassasiyeti yani ölçülebilirliği en küçük miktar çok değişik olabilir. 5 g, 0.1 g, 0.01 g, 0.001 g ve hatta 10-5 g’a kadar hassasiyeti değişebilen terazi çeşitleri vardır. 0.1g hassasiyetinde bir terazide bir demir cubuk tarttık ve 29 g geldi. Biz bu tartım sonucunu 29 g diye veremeyiz. Terazinin hassasiyeti 0.1 g yani noktadan sonra 1 haneye kadar hassas ölçtüğüne göre 29.0 g diye göstermeliyiz.

3 öğrencinin bu tartma işlemini yapıp birinci 29.2g, ikinci 29.3g ve üçüncüde 29.0 g olarak tartmış olsun. Tartım hatasını en aza indirmek için bu üçünün ortalamasını almamız gerekir. (29.2+29.3+29.0)/3=29.1666 bulunacaktır. Ancak terazinin hassasiyeti 0.1 g olduğundan sonucuda noktadan sonra bir haneli olacak şekilde vermemiz gerekir. Đşte böyle çok rakamlı sayıları daha az rakamlı bir sayıya indirme işlemine yuvarlama denir.

Bir değeri yuvarlayıp bulunması gereken anlamlı rakam sayısını elde etmek için aşağıdaki kurallar uygulanmaktadır. Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5’ten küçük ise son rakam olduğu gibi bırakılarak takip eden rakamlar atılır. Örneğin; 3.6247 sayısının 3 anlamlı rakamla yazılışı 3.62’dir. Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 veya 5 ten büyük ise son rakam bir arttırılarak onu takip eden rakamlar atılır. Örneğin; 7.5647 sayısının 4 anlamlı rakamla yazılışı 7.565, 6.2501 sayısının 2 anlamlı rakam ile yazılışı ise 6.3’tür.

Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 ise ve onu 0 lar izliyorsa, son rakam tek bir sayı olduğu takdirde 1 arttırılarak 5 atılır. Son rakam çift ise olduğu gibi bırakılıp 5 atılır. Örneğin; 3.250 sayısının 2 anlamlı rakam ile yazılışı 3.2, 7.635 ve 8.105 sayılarının 3’er anlamlı rakam ile yazılışları, 7.64 ve 8.10’dur. Böyle durumlarda yuvarlanan sayı daima çifttir. Bir işlem sonucunun içerdiği anlamlı rakamların sayısı işlemde kullanılan değerlerin içerdiği anlamlı rakamların sayısına bağlıdır. ⃰ Kütlesi 52.2 g olan bir kaba 2.38 g tuz konulduğunda kap+tuzun kütlesi ne olur? 52.2 + 2.38 = 54.58 = 54.6

Ölçme sayıları ile dört işlem yapıldığında işleme giren sayıların belirsizliğine veya anlamlı rakam sayısına göre sonuç yuvarlatılır. Bir toplama veya çıkarma işleminin sonucu, bu işlemlerde yer alan sayılardan en az ondalık basamak içereni kadar ondalık basamak içermelidir. Bir çarpma veya bölme iişşlemininleminin sonucu,sonucu, iişşlemlerdelemlerde Yer alan sayılardan en az anlamlı rakam içereni kadar anlamlı rakam içermelidir. Çok adımlı işlemlerde kullanılacak değerler, işlemler yapılmadan önce yuvarlanmalıdır. Fazla anlamlı rakam içeren sayılar sonuçta bulunması gereken anlamlı rakam sayısından bir fazla anlamlı rakam içerecek şekilde yuvarlanır.