Kimya

Maddenin Tanımı 

Kimya: Maddenin özelliklerini, iç yapısını, reaksiyonlarını ve meydana gelen enerji değişmini inceleyen bilimdir.

Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddenin uzayda kapladığı yere hacim, bu hacmi dolduran madde miktarına kütle denir. Kütlenin birimi kg ve katları, hacmin birimi cm3 ve katlarıdır. Eylemsizlik ise durgun bir cismin durmak istemesi, hareketli olan bir cismin de hareket etme eğiliminde olmasıdır. Eylemsizliğin birimi yoktur. Maddenin katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç hali vardır. 

Maddenin Fiziksel Halleri

Madde tabiatta üç halde bulunur. Bunlar katı, sıvı ve gazdır. (Bazı bilim adamları maddenin plazma adı verilen dördüncü bir hali olduğunu  kabul etmektedir. Maddenin bu halinin öz kütlesi çok yüksek olup yıldızlarda var olduğu bilinmektedir. Ayrıcı likit kristal halin maddenin beşinci hali olduğu bilim adamları tarafından kabul edilmiştir.)

Bir madde sıcaklık ve basınca bağlı olarak üç halde bulunabilir. Maddenin hal değişimlerine ilişkin terimler aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

hal değişimleri

Maddelerin Sınıflandırılması

Saf (Arı) Madde

Aynı cins atom veya moleküllerden oluşmuş maddelerdir. Saf maddelerin; sabit basınç ve sıcaklıkta kendisine özgü, yoğunluğu, erime noktası, kaynama noktası ve çözünürlüğü vardır. 

Element

Aynı cins atomlardan oluşan saf maddelere element denir. Elementler tabiatta atomik ya da moleküler halde bulunurlar. He, Na, O2, O3 ve N elementlere örnektir.

Elementlerin Özellikleri

  • Saf (arı) maddelerdir.
  • Yoğunlukları sabittir.
  • Elementler semboller ile gösterilir.
  • Sabit erime ve kaynama noktaları vardır.
  • Kimyasal yollar ile daha basit maddelere dönüştürülemezler.
  • Homojendirler.

Elementleri metaleller, ametaller ve soygazlar olarak gruplayabiliriz.

Özellikler/elementler Metaller Ametaller Soygazlar
Elektrik ve ısıyı İletir İletmez İletmez
Yüzeyleri Parlaktır Mattır -
Tel ve levha haline Getirilebilir Getirilemez Getirilemez
Örnek Demir, Altın Karbon, Klor Helyum, Argon
Bileşikteki değerlik Pozitif Pozitif ve negatif Yok

Bileşik

İki ya da daha fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybederek sabit kütle oranlarında bir araya gelmesiyle oluşturulan yeni sad maddeye denir. Bileşiğin en küçük birimi farklı atomlardan oluşan moleküller veya iyonlardır. CO2, NH3, H2O molekül yapılı bileşiklere, NaCl, Al2(SO4)3 ise iyonik bağlı bileşiklere örnektir.

Bileşiklerin Özellikleri

  • Saf maddelerdir.
  • Homojendirler.
  • Yoğunlukları sabittir.
  • Erime ve kaynama noktaları sabittir.
  • Formüller ile gösterilirler.
  • Bileşenleri arasında sabit kütle oranı vardır.
  • Bileşenlerinin kimyasal özelliğini göstermezler.
  • Kimyasal yollar ile ayrışırlar. 

Örnek:

I. Demir (Fe)

II. Saf su (H2O)

III. Tuzlu su (NaCl - H2O)

IV. Oksijen gazı (O2)

Yukarıdakilerden hangileri elementtir?

Çözüm

Aynı cins atomalardan meydana gelen Fe ve O2 elementtir. Su bileşik, tuzlu su ise karışımdır. 

Karışım

Birden fazla maddenin kimyasal özelliklerini kaybetmeden rastgele kütle oranlarında bir araya gelmesiyle oluşan maddelerdir. Karışımlar homojen ve heterojen olarak ikiye ayrılır. 

Homojen Karışım

Özellikleri her yerinde aynı olan karışımlardır. Etil alkol - su, alaşımlar, gaz karşımları gibi.

Tüm arı maddeler homojendir. Ancak tüm homojen maddeler arı madde değildir. Homojen bir madde, arı madde (element ya da bileşik) olabildiği gibi karışım da olabilir.

Heterojen Karışım

Özellikleri her yerinde aynı olmayan karışımlardır. Zeytinyağı - su, süt, ayran, su - kum gibi. Bazı heterojen karışımların özel isimleri vardır.

Emülsiyon: Bir sıvıda başka bir sıvının damlacıklar halinde heterojen dağılmasıdır. Örneğim zeytinyağı - su karşımı.

Süspansiyon: Bir sıvıda başka bir katının parçacıklar halinde heterojen dağılmasıdır. Örneğin tebeşir tozu - su karışımı.

Aerosol: Bir gaz içerisinde sıvı damlacıklarom veya karı parçacıkların heterojen dağılmasıdır. Örneğin sis.

Karışımın Genel Özellikleri

  • Saf değildirler.
  • Fiziksel yollar ile bileşenlerine ayrışır. 
  • Yoğunlukları sabit değildir. 
  • Erime noktası sabit değildir.
  • Karışımda farklı cins atom veya moleküller bulunur.
  • Bileşenleri kimyasal özelliklerini kaybetmezler.
  • Homojen veya heterojen olabilirlir.

Kolloidal Karışımlar

Bazı heterojen karışımlarda bir madde, başka bir maddenin içinde ince taneli olarak dağılmıştır. Bunlara kolloidal karışımlar denir. Dağılmanın gerçekleştiği ortamın ve dağılan maddenin fiziksel haline göre çeşitli türleri vardır. Kolloidal karışımlarda, dağılmış taneciklerin çapları, çözeltilerde çözünmüş taneciklerinki kadar küçük değildir.

Not: Maddenin yapısındaki faz kavramı ile maddenin fiziksel hali birbirine karıştırılmamalıdır. Bu kavramalar her zaman ayrı anlamda kullanılmaz. Gaz hali ile gaz fazı aynı anlamı verebildiği halde sıvı ve katılarda aynı fiziksel halde iki farklı faz bulunabilir.  Zeytinyağı ile su karşımı sıvı halde bir maddedir. Ancak üstte zeytinyağı, altta su olmak üzere iki ayrı faz içerir.

Örnek:

I. Lehim

II. Şekerli su

III. Toprak

Maddelerinden hangileri homojen karışımdır?

Çözüm

Lehim ve şekerli su karışımları, karışımın her tarafında aynı özelliği gösterirler. Bu yüzden homojen karışımdırlar. 

Elemetler, Bileşikler ve Karışımlar Arasındaki Farklar

 Özellikler/maddeler Bileşik Karışım  Element 
Bileşenleri arasındaki oran Sabittir Değişkendir  Yoktur 
Bileşenleri, kendi özelliklerini Kaybeder  Korur  Yoktur 
Bileşenlerine ayrılma yöntemi Kimyasal  Fiziksel  Yoktur
Erime ve kaynama noktaları  Sabittir  Değişkendir  Sabittir 
Yoğunlukları  Sabittir  Değişkendir  Sabittir 
Gösterilme durumu  Formüllerle  Yoktur  Sembollerle 

Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Maddenin Fiziksel Özellikleri ve Fiziksel Olay

Maddenin ölçülebilen, gözlenebilen, dış görünüşü ile ilgili olan özelliklere fiziksel özellik denir. Renk, koku, tat, sertlik, yoğunluk, ısı iletkenliği, elektrik iletkenliği, erime noktası, kaynama noktası, çözünürlük gibi özellikler fiziksel özelliklerdir.

Maddenin kimyasal yapısının bozulmadığı değişimlerde fiziksel değişim denir.

  • NaCl tuzunun suda çözünmesi NaCl(k) → Na+(aq) + Cl-(aq)
  • Naftalinin süblimleşmesi
  • Suyun donması
  • Kağıdın yırtılması
  • Mumun ısıtılarak eritilmesi
  • Bakır telin elektriği iletmesi

Fiziksel değişmelere örnektir.

Maddenin Kimyasal Özellikleri ve Kimyasal Olay

Maddenin tanecikleri (atom ve molekülleri) ile ilgili olan özelliklere kimyasal özellik denir. Örneğin bir maddenin asit veya bazla reaksiyon verip vermemesi, yanıcı olup olmaması gibi özellikleri o maddenin kimyasal özellikleridir. Kimyasal olay ise; maddenin atom veya moleküllerinde meydana gelen değişimlerdir. 

  • Suyun elektrolizi (H2O → H2 + 1/2O2)
  • Yumurtanın pişmesi
  • Zn nin HCl de çözünmesi
  • Kömürün yanması

Kimyasal değişmelere örnektir.

Not: Kimyasal olay gerçekleştiğinde fiziksel değişim de meydana gelir. Ancak fiziksel değişim olduğunda kimyasal değişim meydana gelmez.

Örnek:

I. CO2 gazının kireç suyunu bulandırması

II. Yağlı boyanın kuruması

III. Gökkuşağının oluşması

Olaylarından hangileri kimyasal olaydır?

Çözüm

CO2 kireç suyunda Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O tepkimesini verir. Yağlı boya havadaki oksijenle tepkime verir. Gökkuşağının oluşması ise fizikseldir.

Maddenin Ortak ve Ayırt Edici Özellikleri

Maddenin Ortak Özellikleri

  • Kütle
  • Hacim 
  • Eylemsizlik

Maddenin Ayırt Edici Özellikleri

Maddenin ayırt edici özellikleri miktarına, şekline bağlı olmayıp, maddenin cinsine bağlıdır.

  • Özkütle (yoğunluk)
  • Erime ve kaynama noktası
  • Çözünürlük
  • Esneklik
  • Isı ile genleşme
  • Öz ısı
  • Elektirik iletkenliği

Yoğunluk

Birim hacimdeki madde miktarına denir. Yoğunluk kütlenin hacime bölünmesiyle elde edilir.