Kimya (çalışma notu)

Ana sayfa

Atomun Yapısı

Atom

Maddelerin en küçük yapı taşına atom denir.
Tek cins atom içeren saf maddelere element denir.
Atom; proton, nötron ve elektron olmak üzere üç küçük tanecikten meydana gelmiştir.


Tanecik

Atomda bulundukları yerler

Yük

Kütle(akb)

Proton

Çekirdek

+1

1

Nötron

Çekirdek

0

1

Elektron

Çekirdeğin çevresindeki enerji düzeylerinde

-1

İhmal edilebilir.

Atomun merkezinde çekirdek bulunur. Çekirdekte proton ve nötronlar yer alır. Çekirdekteki proton sayısı aynı zamanda çekirdek yüküne eşittir. Nötronlar yüksüz oldukları için çekirdek yüküne etki etmezler.

Atom Numarası ve Kütle Numarası

Elementler periyodik tabloda sembollerle gösterilir.
Elementler tabloda sembollerle gösterilirler. Elementler sembollerinin sol üst köşesine kütle numarası , sol alt köşede atom numarası olmak üzere iki rakam yazılır.

Aşağıda sodyum elementi hakkında bilgi verilmiştir.

Kütle numarası

23


Na

Atom numarası

11

Bir elementin çekirdeğinde bulunan proton sayısına atom numarası denir. Nötr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşittir. Örneğin sodyum atomunun 11 protonu ve 11 elektronu vardır.
Atomun çekirdeğindeki proton ve nötron sayılarının toplamı kütle numarasını verir.

23
Na atomunun nötron sayısının bulunması;
11

Nötron sayısı

Kütle numarası

Atom numarası

12

23

11

Kütle numarası = Nötron sayısı + Proton sayısı
23 = Nötron sayısı + 11
Nötron sayısı = 23 - 11 = 12

Elektron Dağılımı

Elektronlar çekirdeğin etrafında sürekli hareket halindedirler. Elektronların bulundukları yerlere enerji düzeyi adı verilir. Elektronlar belirli enerji düzeylerinde belirli sayıda bulunurlar.
Atomun birinci enerji seviyesinde en fazla iki elektron bulunur ve çekirdeğe en yakın olandır. İkinci enerji seviyesinde en fazla sekiz elektron bulunur.

Böylece yandaki şekilde görüldüğü gibi sodyum atomunun elektron dağılımı 2, 8, 1’ dir.

Atom numarası (veya proton sayısı) aynı, fakat kütle numarası (veya nötron sayısı) farklı olan atomlara izotop atom denir.
Örneğin; bazı karbon atomlarının kütle numarası 12 iken, bazılarının ki 14’tür.

İzotoplar

Tanecikler

12
C
6

(Karbon-12)İzotopu

14
C

6

(Karbon-14)

İzotopu

Proton

6

6

Nötron

6

8

Elektron

6

6

Her iki karbon izotopunun da proton sayısı 6 olduğu için karbon atomu olarak isimlendirilirler. Karbon-14 atomunun karbon-12 atomundan iki fazla nötronu bulunur.


Kimyasal Bağlar

Atomlar niçin bileşik oluştururlar?

İki ya da daha fazla sayıda elementin kimyasal bağlarla bir araya gelmeleri sonucunda meydana gelen saf maddelere bileşik denir.
Bileşiklerdeki elementleri bir arada tutan bağlar oldukça güçlüdürler, kolay koparılamazlar.
Atomlar, soy gazlar gibi kararlı yapıya ulaşmak isterler.

Soy gazlar en kararlı elementlerdir. Oda sıcaklığında tek atomlu, renksiz ve gaz halindedirler. Son yörüngelerindeki elektron sayısı sekizdir.
Atomlar son yörüngelerindeki elektron sayılarını sekize tamamlamak için ya elektron alış verişine girerler yada kovalent bağda olduğu gibi elektronları ortaklaşa kullanarak tamamlarlar.


İyonik Bağ

Metal ve ametal atomları arasında elektron alış verişi sonucu oluşan bağa iyonik bağ denir.
Elektrik ile yüklü atomlara iyon denir.
Elektron kaybeden atomlar pozitif yüklü iyonları, elektron kazanan atomlar ise negatif yüklü iyonları oluşturur.
Sodyum atomu 2311Na , 11 elektrona sahiptir. Elektron dağılımı 2, 8, 1 şeklindedir.
Sodyum atomu diğer elementlerle bileşik oluşturursa, son yörüngesindeki bir elektronu kaybederek pozitif yüklü iyon oluşturur.

Klor atomunun (17CI) elektron sayısı 17’dir. Elektron dağılımı 2, 8, 7 şeklindedir. Klor atomu bir elektron alarak son yörüngesindeki elektron eksiğini gidermiş olur. Bu arada elektron kazandığı için de negatif yüklü iyon oluşturur.

Elektrostatik kuvvetlerin etkisiyle zıt yüklü iyonlar arasında güçlü iyonik bağ meydana gelir.
Sodyum ve klor iyonları bir araya gelerek sodyum klorür ( yemek tuzu ), NaCl, bileşiğini meydana getirirler.
Pozitif ve negatif yüklerin değeri birbirine eşit olduğu için, formül üzerinde yükler gösterilmez.
Magnezyum oksit, (MgO) ve kalsiyum klorür, (CaCl2) bileşikleri de iyonik bağa örnek olarak verilebilir.
İyonik yapılı bileşiklerin erime ve kaynama noktaları yüksektir.


Kovalent Bağ

Ametal-ametal atomlarının elektronları ortaklaşa kullanmaları sonucu meydana gelen bağa kovalent bağ denir.
Birçok basit molekülün yapısında kovalent bağ vardır. Örneğin; Su; H2O
Hidrojenin birinci enerji seviyesinde sadece 1 elektronu vardır. Soy gaza benzeyebilmek için 1 elektrona daha ihtiyaç duyar.
Oksijenin en dış enerji seviyesinde 6 elektronu vardır. Soy gaza benzeyebilmek için 2 elektrona daha ihtiyaç duyar.
Oksijen atomu, hidrojen atomlarıyla elektronlarını ortaklaşa kullanarak kovalent bağ oluşturur. Böylece bütün atomlar son yörüngelerini tam dolu yaparlar.
Yandaki şekilde, su molekülünde bulunan kovalent bağın çizimi görülmektedir. Çizim sırasında atomların sadece en son enerji seviyeleri gösterilmiştir.


Amonyak (NH3); hidrojen (H2); hidrojen klorür (HCl); metan (CH4) ve oksijen (O2) molekülleride kovalent bağa örnek olarak verilebilir.
Kovalent bağlı bileşiklerin erime ve kaynama noktaları düşüktür.


Kimyasal Reasksiyonlar

Asitler, Bazlar ve Tuzlar

Sulu çözeltilerine hidrojen iyonu, H+ suda verilebilen maddelere asit denir.
Asitlerin pH dereceleri 7’den küçüktür.
Laboratuvarda kullanılan bazı asitlere örnekler;

  • Hidroklorik asit, HCl
  • Sülfürik asit, H2SO4
  • Nitrik asit, HNO3


Sulu çözeltilerine hidroksil iyonu, OH- suda , verebilen maddelere baz denir.
Bazların pH dereceleri 7’den büyüktür.
Bazlar ile asitler bir araya gelince nötrleşme tepkimesi oluştururlar. Nötr çözeltilerin pH'ı 7'ye eşittir.
Laboratuvarda kullanılan bazı bazlara örnekler;

  • Sodyum hidroksit, NaOH
  • Potasyum hidroksit, KOH


Nötrleşme Tepkimesi

Bir asit ve bazın tepkimeye girerek tuz ve su oluşurduğu tepkimelere nötrleşme tepkimeleri denir.


Asit + Baz Tuz + Su


Asitlerdeki negatif yüklü iyon ile bazlardaki pozitif yüklü iyon bir araya gelerek tuz oluşturur.
Hidroklorik asitin tuzuna klorür; sülfürik asitin tuzuna sülfat; nitrik asitin tuzuna nitrat tuzu denir.
Amonyağın sulu çözeltisi baz ile tepkimeye girerek, amonyum hidroksiti oluşturur.
Amonyum hidroksit sülfürik asit ile nötrleşerek amonyum sülfat tuzunu meydana getirir.


Amonyum hidroksit + Sülfürik asit Amonyum sülfat + Su


Sodyum klorür elde etmek için hidroklorik asit ile sodyum hidroksit reaksiyona sokulur.

Hidroklorik asit + Sodyum hidroksit Sodyum klorür + Su


HCl(suda) + NaOH(suda) NaCl(suda) + H2O(s)

İlk olarak asitin ne kadar baz ile nötrleneceğinin bulunması gerekir.
Erlenmayer içindeki baza birkaç damla indikatör (örneğin fenolftalein) damlatılır
Bazlarla tepkimeye girerek pembe renk oluşturur. Daha sonra yavaş yavaş çözeltiye asit ilave edilir. Fenolftalein asitlerle tepkimeye girmez.
İndikatörün rengi değişmeye başladığında, nötrleşme tepkimesi gerçekleşmiş demektir.
Büret üzerinde kullanılan asitin hacmi okunur. Elde edilen tuzlu su çözeltisi ısıtılırsa su buharlaşır geriye beyaz renkli tuz kristalleri kalır.



Reaksiyonların Gösterilmesi

Elementler ve Bileşikler

Elementler sembollerle gösterilirler. Her elementin farklı bir sembolü vardır. Örneğin; karbonun sembolü “ C “ dir.
Bazı elementler iki harf ile sembolize edilirler. İlk harf büyük, ikinci harf küçük olarak yazılır. Bunun nedeni; iki farklı element olarak düşünülmesinin engellenmesidir. Örneğin; Co kobaltın sembolüdür. Eğer ikinci harf büyük yazılırsa ( CO ) iki ayrı element yani karbon ve oksijen olarak algılanır.
Bileşik; iki ya da daha fazla elementin bir araya gelmesiyle oluşur.
Bileşikler formüllerle gösterilirler. Formül üzerinde element çeşitleri ve elementlerin oranları görülür.
Suyun formülü H2O ‘ dur. Formüle bakarak bir molekül suda iki hidrojen ve bir oksijen atomu olduğu görülür.
İyonların yüküne bakarak iyonik bileşiklerin formüllerini çözümleyebiliriz.
Sodyum iyonu, Na+1, pozitif ( +1) yüklüdür.
Klor iyonu, Cl-1, negatif ( -1 ) yüklüdür.
Sodyum klorürün formülü NaCl’ dür. Çünkü sodyumun pozitif yükü, klorun negatif yükü ile dengelenmiştir.
Kalsiyum iyonu; Ca+2 ’dir.
Hidroksil iyonu; OH-1’dir.
Kalsiyum hidroksitin formülü Ca(OH)2 ‘dir. Pozitif iki yükün dengelenebilmesi için hidroksitin iki negatif yüküne ihtiyaç vardır.

Kimyasal Reaksiyonlar

Kimyasal reaksiyonlar denkleştirilmiş kimyasal denklemlerle gösterilirler.
Hava içindeki karbonun oksijenle yanma denklemi;

Karbon + Oksijen Karbondioksit

Reaksiyona girenler karbon ve oksijendir. Reaksiyondan oluşan ürün ise karbon dioksittir.

Denkleştirilmiş kimyasal denklem aşağıdaki gibidir:
C (k) + O2 (g) CO2 (g)

Bir karbon atomunun, oksijen molekülü ile reaksiyona girmesi sonucu bir molekül karbon dioksit elde edilir.
Element sembollerinin sağ alt köşesinde parantez içerisinde elementlerin fiziksel halleri belirtilebilir.


Gaz (g)


Sıvı (s)


Katı (k)


Sulu çözeltide(suda)

Bazı kimyasal reaksiyonlarda birden fazla ürün oluşur.

Sülfürik asit + Sodyum hidroksit Sodyum sülfat + Su

Reaksiyona girenlerin toplam kütlesi ürünlerin toplam kütlesine daima eşittir. Çünkü girenlerle ürünler aynı atomlardan meydana gelirler.
Kimyasal denklemler sembollerle gösterildiklerinde mutlaka eşitlenmelidirler. Reaksiyona giren atom çeşidi ve sayısı, reaksiyondan çıkan atom çeşidi ve sayısına eşit olmak zorundadır.

H2SO4 (suda) + 2NaOH(suda) Na 2 SO4(suda) + 2H2O (s)



Kimyasal Reaksiyonlarda Enerji Transferi

Kimyasal reaksiyonlarda Enerji Transferi
Kimyasal bir reaksiyon meydana geldiği zaman dışarıdan enerji alınır veya dışarıya enerji verilir. Örneğin; fişek yakıldığı zaman dışarıya ışık, ısı ve ses verir.

Ekzotermik Reaksiyonlar

Kimyasal tepkime sırasında dışarıya enerji veren reaksiyonlara ekzotermik reaksiyonlar denir.
Ekzotermik reaksiyon sonunda termometrede sıcaklık artışı gözlenir.
Ekzotermik reaksiyonlar oldukça fazla görülür. Örneğin; yakıtların yanması, solunum, nötralizasyon reaksiyonları (asitler ile bazların tepkimeye girmesi), bakır (II) sülfat katı su eklenmesi.


Bakır(II) sülfat katısı + Su Bakır(II) sülfat çözeltisi + Isı
(beyaz) (mavi)


Suyun etkisi ile madde de renk değişimi olur.


Endotermik Reaksiyonlar

Kimyasal tepkime sırasında dışarıdan enerji alan reaksiyonlara endotermik reaksiyonlar denir.
Endotermik reaksiyon sonunda termometrede sıcaklık azalması gözlenebilir.
Endotermik reaksiyon örnekleri çok fazla değildir.
Bazı örnekler;

  • Kalsiyum karbonat ısıtıldığı zaman parçalanır.
    Kalsiyum karbonat Kalsiyum oksit + Karbon dioksit
  • Fotosentez olayında güneşten alınan enerji
  • Bazı tuzların suda çözünmesi

Periyodik Tablo

Periyodik Tablonun Tarihçesi

1800 ‘ lü yıllarda bilim adamları elementlerin özelliklerine göre benzer olanları sıralamışlardır. Proton, elektron ve nötron hakkında bilgi sahibi olmadıkları için kütle numaralarına göre elementlerin sıralanmasını yapmışlardır. Dolayısıyla bazı elementler yanlış gruplandırılmışlardır. Örneğin; Potasyum elementi argon elementinden önce yerleştirilmiştir.
Newlands; her sekiz elementin benzer özeliklere sahip olduğunu fark etmiş ve böylece 1863 yılında elementleri yedi periyotta toplayarak sınıflandırmıştır. Ne yazık ki sonradan bulunabilecek elementler için boşluk bırakmamıştır. Böylece gruplandırma bozularak devam etmiştir.
1869 yılında Rus Kimyacı Mendeleev Newlands’in izinden devam etmiştir. Benzer özellik gösteren elementleri tabloya yerleştirebilmek için solda boşluklar bırakmıştır. Böylece eksik elementlerin özelliklerini önceden tahmin edebilmiştir.


Modern Periyodik Tablo

Modern periyodik tabloda tüm elementler atom numaralarına yani proton sayılarına göre sıralanmışlardır.
Benzer özellik gösteren elementlerin alt alta sıralanmasıyla oluşan sütuna grup denir.
Elementlerin yan yana dizilmesiyle oluşan sıralara periyot denir.
Periyodik tabloda soldan sağa doğru enerji seviyeleri elektronlar ile dolmaya başlar.
Bir sonraki periyotda bir sonraki enerji seviyesi dolar.
Bir grup içerisindeki elementlerin özellikleri, atomların elektron dağılımları hakkında bilgi verir.


Metal ve Ametaller

Elementlerin yaklaşık olarak üçte ikisinden fazlasını metaller oluşturur. Metaller periyodik tablonun sol tarafında, geriye kalan yaklaşık üçte birlik kısmı ise ametallerin sağ tarafında yer alırlar.

Metallerin Özellikleri Ametallerin Özellikleri
1. Isıyı iyi iletirler. 1. Isıyı iyi iletmezler.
2. Elektriği iyi iletirler. 2. Elektriği iyi iletmezler (karbon hariç).
3. Dövülerek şekil verilebilirler, tel ve levha haline getirilebilirler 3. Kırılgandırlar ve katı haldeyken
parçalanırlar, tel ve levha haline getirilemezler.
4.Yüksek erime ve kaynama noktasına sahiptirler. 4. Düşük erime ve kaynama noktasına sahiptirler.

1A Grubu

1A grubu elementlere alkali metaller denir.
1A grubunun ilk üç metali lityum, sodyum ve potasyum düşük yoğunluğa sahip olup suyun üzerinde yüzerler.
Bir elektron kaybederek +1 değerlik kazanırlar.
Alkali metaller ametaller ile reaksiyona girerek iyonik yapılı bileşik oluştururlar.
İyonik bileşiklerle beyaz renkli katılar oluşturup suda çözünerek renksiz çözelti elde edilir.
Reaktif elementlerdir. Su ile reaksiyona girip metal hidroksit ve hidrojen gazı oluştururlar.


Sodyum + H2O Sodyum hidroksit + Hidrojen gazı,

tepkimesi ekzotermik bir reaksiyondur. Daha fazla reaktif olan metaller su ile reaksiyonda daha kuvvetli olur.
1A grubunda yukarıdan aşağıya doğru inildikçe elementlerin reaktiflikleri artar ve erime ile kaynama noktaları azalır.
Tepkime sonucunda oluşan hidrojen gazına alev yaklaştırıldığında patlama olur.

Geçiş Metalleri

Demir ve bakır gibi elementleri içeren periyodik tablonun ortasında yer alan bölümdür.
Geçiş metallerini alkali metallere göre karşılaştıracak olursak;
· Daha az reaktiflerdir. Oksijenle veya su ile temas edildiklerinde paslanmazlar.
· Sert, güçlü ve dayanıklıdırlar.
· Oda sıcaklığında sıvı hâlde bulunan civa hariç yüksek kaynama noktalarına sahiptirler.
Geçiş metalleri yaşantımızdaki pek çok araç ve gereçlerde kullanışlıdırlar. Örneğin; ütü yapımında çelik, elektrik kablolarında bakır kullanılır.
Bir çok geçiş metalleri katalizör olarak kullanılır.
Bir çok geçiş metali renkli bileşiklerin yapımında kullanılır (örneğin; çömleklerin sırlanmasında kullanılır).
Bakırın hava ile etkileşmesi sonucu renkli bileşikler oluşur.


7A Grubu

7A grubu elementlerine halojenler denir. Halojenler ametal elementlerden oluşurlar.
Halojenlerin hepsi zehirli ve renklidir.
Halojenler element molekülü hâlinde bulunurlar. Örneğin; Cl2
Halojenler elektron alarak – 1 değerlik kazanırlar.
Halojenler metallerle reaksiyona girerek iyonik tuzları oluştururlar.
Halojenler diğer ametal elementlerle kovalent bağlar oluştururlar. Örneğin; HCl
7A grubunda yukarıdan aşağıya doğru inildikçe elementlerin reaktifliği azalır, erime ve kaynama noktaları yükselir.
7A grubu elementlerinden flor ve klor oda sıcaklığında gaz, brom sıvı ve iyot ise katı bir hâlde bulunur.
Reaktifliği fazla olan halojen reaktifliği düşük olan halojenle yer değiştirerek tuz meydana getirir.


Örneğin;
Klor + Potasyum bromür Brom + Potasyum klorür

8A Grubu

8A grubu elementlerine soy gazlar veya asal gazlar denir.
Soy gazlar en kararlı elementlerdir. Son yörüngelerindeki elektron sayılarını sekizdir.
Diğer element molekülü yapısındaki gazlara göre tek atomlu hâlde bulunurlar.
Soy gazlar lâmba yapımında kullanılırlar.
Helyum soy gazı havadan daha hafif olduğu için uçan ba



lonların yapımında kullanılır.

0 yorum: