MADDENİN DOĞASINA YOLCULUK
Gözümüzle göremediğimiz atomlardan günlük yaşamda kullandığımız karışımlara kadar maddenin yapısını ve özelliklerini keşfedelim.
Bu ünitede neler öğreneceğiz?
1. Maddenin Tanecikli Yapısı
Kum havuzu dışarıdan tek parça gibi görünse de çok sayıda kum tanesinden oluşur. Benzer şekilde maddeler de gözle göremediğimiz çok küçük taneciklerin bir araya gelmesiyle oluşur. Bu temel taneciklerden biri atomdur.
Atomun Yapısı ve Temel Parçacıkları
Atom, çekirdek ve çekirdeğin çevresinde elektronların bulunduğu katmanlardan oluşur. Çekirdekte proton ve nötronlar bulunur.
| Parçacık | Yükü | Bulunduğu yer | Özelliği |
|---|---|---|---|
| Proton (p⁺) | Pozitif (+) | Çekirdek | Atomun kimliğini belirler; proton sayısı atom numarasıdır. |
| Nötron (n⁰) | Yüksüz | Çekirdek | Protonla birlikte atom kütlesinin büyük bölümünü oluşturur. |
| Elektron (e⁻) | Negatif (−) | Katmanlar | Atomun çevresinde çok hızlı hareket eder. |
Örnek: 12 proton ve 12 elektronu olan magnezyum atomu nötrdür. 2 elektron verdiğinde 12 proton ve 10 elektrona sahip olur; +2 yüklü iyon hâline gelir.
Atom Modelleri ve Bilimsel Bilginin Değişimi
Bilim insanları deney ve gözlemlerinden yararlanarak atomun yapısını açıklayan modeller geliştirmiştir. Yeni kanıtlar elde edildikçe modeller gelişmiş veya değişmiştir.
Moleküller
İki veya daha fazla atomun kimyasal bağlarla bir araya gelmesiyle molekül oluşabilir. Moleküller aynı cins veya farklı cins atomlardan oluşabilir.
2. Saf Maddeler
Yapısında tek çeşit atom ya da molekül bulunduran maddelere saf madde denir. Yoğunluk, erime noktası ve kaynama noktası saf maddelerin ayırt edici özelliklerindendir.
| Özellik | Element | Bileşik |
|---|---|---|
| Atom türü | Tek cins | En az iki farklı cins |
| Gösterim | Sembol | Formül |
| Ayrıştırma | Daha basit maddeye ayrılamaz. | Kimyasal yollarla bileşenlerine ayrılabilir. |
Elementler ve Sembolleri
Elementlerin tüm dünyada ortak bir dille ifade edilmesi için semboller kullanılır. Sembolde ilk harf daima büyük, varsa ikinci harf küçük yazılır.
| Sembol | Element | Sembol | Element |
|---|---|---|---|
| H | Hidrojen | Ne | Neon |
| He | Helyum | Na | Sodyum |
| Li | Lityum | Mg | Magnezyum |
| Be | Berilyum | Al | Alüminyum |
| B | Bor | Si | Silisyum |
| C | Karbon | P | Fosfor |
| N | Azot | S | Kükürt |
| O | Oksijen | Cl | Klor |
| F | Flor | Ar | Argon |
Günlük hayatta karşılaşılan diğer elementler
| Sembol | Element | Sembol | Element |
|---|---|---|---|
| Fe | Demir | Cu | Bakır |
| Zn | Çinko | Ag | Gümüş |
| Au | Altın | Hg | Cıva |
| Pb | Kurşun | Pt | Platin |
| I | İyot | Ca | Kalsiyum |
| K | Potasyum |
Periyodik Tablo
Elementlerin artan atom numaralarına göre sıralandığı sisteme periyodik tablo denir. Atom numarası proton sayısına eşittir.
- Yatay satırlara periyot, dikey sütunlara grup denir.
- Periyodik tabloda 7 periyot ve 18 grup bulunur.
- İlk 18 elementte katman sayısı periyot numarasını verir.
- İlk 18 elementte son katmandaki elektron sayısı, helyum istisnası dışında A grubu numarasıyla ilişkilidir.
İlk 18 elementin elektron dağılımı
Birinci katmanda en fazla 2, ikinci ve üçüncü katmanlarda en fazla 8 elektron bulunur. Nötr atomda elektron sayısı proton sayısına eşittir.
| Element | Atom no. | Elektron dağılımı | Grup / Periyot |
|---|---|---|---|
| Li | 3 | 2, 1 | 1A / 2 |
| Be | 4 | 2, 2 | 2A / 2 |
| O | 8 | 2, 6 | 6A / 2 |
| Na | 11 | 2, 8, 1 | 1A / 3 |
| Cl | 17 | 2, 8, 7 | 7A / 3 |
| Ar | 18 | 2, 8, 8 | 8A / 3 |
Kararlı atom, dublet ve oktet
Son katmanı dolu olan atomlar kararlı yapıdadır. İlk katmanın 2 elektronla dolu olması dublet, ikinci ve üçüncü katmanların 8 elektronla dolu olması oktet kuralıyla açıklanır. Atomlar elektron alarak veya vererek kararlı hâle geçebilir.
Bileşikler ve Formülleri
Bileşikler farklı cins element atomlarının belirli oranlarda kimyasal birleşmesiyle oluşur. Formüldeki semboller atom türlerini, sağ alt sayılar atom sayılarını belirtir.
| Bileşik | Formül | Atomların türü ve sayısı |
|---|---|---|
| Su | H₂O | 2 hidrojen, 1 oksijen |
| Sodyum klorür | NaCl | 1 sodyum, 1 klor |
| Karbon dioksit | CO₂ | 1 karbon, 2 oksijen |
| Karbonmonoksit | CO | 1 karbon, 1 oksijen |
| Amonyak | NH₃ | 1 azot, 3 hidrojen |
| Kükürt dioksit | SO₂ | 1 kükürt, 2 oksijen |
| Hidrojen klorür | HCl | 1 hidrojen, 1 klor |
| Sodyum hidroksit | NaOH | 1 sodyum, 1 oksijen, 1 hidrojen |
| Glikoz | C₆H₁₂O₆ | 6 karbon, 12 hidrojen, 6 oksijen |
3. Karışımlar
En az iki farklı maddenin kimyasal özellikleri değişmeden bir araya gelmesiyle karışım oluşur. Karışımı oluşturan maddeler kendi özelliklerini korur ve fiziksel yöntemlerle ayrılabilir.
- En az iki farklı madde içerir.
- Bileşenleri belirli oranlarda olmak zorunda değildir.
- Belirli bir formül veya sembolle gösterilmez.
- Erime ve kaynama noktası gibi sabit ayırt edici özellikleri yoktur.
- Karışımı oluşturan maddelerin kimyasal yapısı değişmez.
Homojen ve Heterojen Karışımlar
Bir maddenin başka bir madde içinde homojen dağılmasıyla çözelti oluşur. Genellikle miktarı fazla olan madde çözücü, miktarı az olan madde çözünen olarak adlandırılır.
Tuz suda çözündüğünde iyonlarına ayrılabilir. Tuzlu su çözeltisi elektrik akımını iletebilir. Şeker suda moleküller hâlinde dağılır; şekerli su elektrik akımını iletmez.
Alaşımlar
Bazı katı-katı homojen karışımlara alaşım denir. Çelik, tunç ve lehim alaşımlara örnektir.
Çözünme Hızına Etki Eden Faktörler
Bir maddenin birim zamanda çözücü içinde ne kadarının çözünebildiğini ifade eden kavrama çözünme hızı denir.
| Araştırılan faktör | Bağımsız değişken | Sabit tutulacaklar | Bağımlı değişken |
|---|---|---|---|
| Temas yüzeyi | Şekerin tane büyüklüğü | Su miktarı ve sıcaklığı, şeker kütlesi, karıştırma | Çözünme süresi / hızı |
| Karıştırma | Karıştırma durumu | Su miktarı ve sıcaklığı, şeker türü ve kütlesi | Çözünme süresi / hızı |
| Sıcaklık | Suyun sıcaklığı | Su miktarı, şeker türü ve kütlesi, karıştırma | Çözünme süresi / hızı |
4. Karışımların Ayrılması
Karışımlar, bileşenlerinin fiziksel özelliklerindeki farklılıklardan yararlanılarak ayrılır. Eleme, süzme ve mıknatısla ayırma yöntemlerine ek olarak buharlaştırma, ayırma hunisi ve damıtma yöntemleri kullanılır.
| Karışım | Uygun yöntem | Yararlanılan özellik |
|---|---|---|
| Şekerli su / deniz suyu | Buharlaştırma | Sıvının buharlaşması, katının kalması |
| Zeytinyağı-su | Ayırma hunisi | Yoğunluk farkı ve çözünmeme |
| Alkol-su | Damıtma | Kaynama noktası farkı |
| Kum-su | Süzme | Tanecik boyutu farkı |
| Demir tozu-kum | Mıknatısla ayırma | Manyetik özellik farkı |
| Ham petrol | Damıtma | Kaynama noktası farkı |
Laboratuvar güvenliği
- Isıtma işlemleri öğretmen gözetiminde yapılmalıdır.
- Isıtılan kaplara çıplak elle dokunulmamalıdır.
- Kimyasal maddeler tadılmamalı ve doğrudan koklanmamalıdır.
Ünite Özeti
| Kavram | Temel bilgi |
|---|---|
| Proton | Pozitif yüklü, çekirdekte; atom numarasını belirler. |
| Nötron | Yüksüz, çekirdekte bulunur. |
| Elektron | Negatif yüklü, katmanlarda bulunur. |
| Nötr atom | Proton sayısı elektron sayısına eşittir. |
| Element | Aynı cins atomlardan oluşur, sembolle gösterilir. |
| Bileşik | Farklı cins element atomlarının belirli oranlarda birleşmesiyle oluşur, formülle gösterilir. |
| Periyot / Grup | Periyot yatay satır, grup dikey sütundur. |
| Homojen karışım | Her yerinde aynı özelliği gösterir; çözelti olarak da adlandırılır. |
| Heterojen karışım | Her yerinde aynı özelliği göstermez. |
| Çözünme hızı | Temas yüzeyi, karıştırma ve sıcaklıktan etkilenir. |
| Buharlaştırma | Katı-sıvı çözeltisindeki sıvıyı uzaklaştırır. |
| Ayırma hunisi | Birbirinde çözünmeyen sıvıları yoğunluk farkıyla ayırır. |
| Damıtma | Sıvıları kaynama noktası farkıyla ayırır. |
Kendini kontrol et
- Proton, nötron ve elektronun yüklerini ve yerlerini açıklayabiliyor muyum?
- Elektron dağılımından grup ve periyot numarasını bulabiliyor muyum?
- Element, bileşik ve karışımı ayırt edebiliyor muyum?
- Bileşik formülündeki atom türlerini ve toplam atom sayısını bulabiliyor muyum?
- Homojen ve heterojen karışımlara örnek verebiliyor muyum?
- Çözünme hızını etkileyen değişkenleri kontrollü deneyle inceleyebiliyor muyum?
- Karışım için uygun ayırma yöntemini ve dayandığı özelliği belirleyebiliyor muyum?
7. Sınıf | 5. Ünite: Maddenin Doğasına Yolculuk