SAF MADDE VE KARIŞIMLAR

SAF MADDE VE KARIŞIMLAR

MADDENİN TANECİKLİ YAPISI

Helyum Atomu (Basitleştirilmiş)

Atom, bilinen evrendeki tüm maddenin kimyasal ve fiziksel niteliklerini taşıyan en küçük yapı taşıdır. Atom Yunancada bölünemez anlamına gelen atomostan türemiştir. Atomus sözcüğünü ortaya atan ilk kişi MÖ 440'lı yıllarda yaşamış Demokritos'tur.

Tarihte Atom:

John Dalton: Atom konusunda ilk bilimsel çalışmayı yapmıştır. Atomu içi dolu, parçalanamayan, berk kürelere benzetmiştir

John Joseph Thomson: Atomu üzümlü keke benzetmiştir. Bu modelde keki pozitif yüklere, üzümleri ise negatif yüklere benzetmiş ve atomun parçalanamadığı fikrini yıkmıştır.

Ernest Rutherford: Pozitif yüklere proton, pozitif yüklerin bulunduğu kısma ise çekirdek adını verdi. Elektronların çekirdeğin çevresinde Dünya’nın Güneş çevresinde yaptığı harekete benzer olarak hareket ettiğini söyledi.(Nobel Kimya Ödülü)

Niels Bohr: Çekirdekte bulunan nötronları keşfetti. Elektronların çekirdeğe belirli uzaklıklarda bulunan katmanlarda döndüğünü belirtti. (Nobel Fizik Ödülü)

Modern Atom Teorisi: Modern atom teorisine göre elektronlar çok hızlı hareket ettikleri için sabit bir yerleri yoktur. Elektronun bulunabileceği ve hareket ettiği kısımlar elektron bulutu olarak adlandırılır. Her bulut elektronların bulunma olasılığının en fazla olduğu bölgeyi gösterir.

Atomun Yapısı:

Maddenin en küçük yapıtaşına atom denir. Atomu oluşturan bu parçacıklar proton, nötron ve elektronlardır. Nötron ve protonlar atomun merkezinde bulunur. Nötron ve protonların bulunduğu bu kısım çekirdek olarak adlandırılır. Elektronlar ise çekirdeğin etrafında yer alır.

Proton: Atomun yapısındaki pozitif (+) yüklü taneciklerdir. Protonlar atomun çekirdeğinde bulunur ve p+ sembolü ile gösterilir. Her atomun proton sayısı farklıdır. Örneğin kalsiyum atomunun çekirdeğinde yirmi tane proton varken hidrojen atomunun çekirdeğinde bir tane proton vardır.

Nötron: Atomun çekirdeğinde bulunan yüksüz taneciklerdir. Kütlesi protonun kütlesine hemen hemen eşittir. Nötron n0 sembolü ile gösterilir.

Elektron: Çekirdeğin etrafında dolanan negatif (-) yüklü taneciklerdir. Elektronlar e¯ sembolü ile gösterilir. Kütlesi protondan yaklaşık iki bin kat küçüktür. Elektronların kütlesi proton ve nötronların kütlesinin yanında ihmal edilecek kadar küçük olduğu için atomun kütlesini çekirdek belirler. Elektronlar çekirdeğin etrafında dairesel olarak çok hızlı bir şekilde döner.

Tanecik Adı	Sembol	Elektrik Yükü
Proton	p+	+
Elektron	e¯	-
Nötron	n0	nötr

Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Farklı yüke sahip bu parçacıklar birbirini etkileyerek bir arada bulunur ve atomu oluşturur. Protonlar pozitif, elektronlar negatif, nötronlar ise yüksüz parçacıklardır. Elektronlar çekirdekten belirli uzaklıklarda hem kendi etraflarında hem de çekirdeğin etrafında çok hızlı hareket eder. Bu sebeple elektronlar çekirdeğe düşmezler, çekirdek tarafından çekildikleri için de dışarı fırlamazlar.

Atomun çekirdeğinde bulunan proton ve nötronun kütlesi hemen hemen birbirine eşittir. Elektronun kütlesi ise proton ve nötronun kütlesinden çok daha küçüktür. Protonun veya nötronun kütlesi, elektronun kütlesinin yaklaşık olarak 2000 katı kadardır. Bu durumda atomun kütlesinin yaklaşık olarak proton ve nötron kütleleri toplamıdır. Aynı atomda bulunan elektronlar çekirdekten farklı uzaklıklarda bulunur. Elektronların ortalama olarak bulunduğu bölgeler katman olarak adlandırılır.

Molekül:

Aynı ya da farklı cins atomların bir araya gelerek oluşturdukları atom gruplarına molekül denir. Moleküller yapılarında birden fazla atom içerirler. Bir molekül aynı iki atomun bağlanması sonucu ya da farklı sayılarda farklı atomların bağlanması sonucu da oluşabilirler.

Bir su molekülü 3 atomdan oluşur; iki hidrojen ve bir oksijen. Bir hidrojen peroksit molekülü iki hidrojen ve 2 oksijen atomundan oluşur.

SAF MADDELER

SAF MADDE	Elementler	Atomik Yapılı
		Moleküler Yapılı
	Bileşikler
		Kristal(örgü) Yapılı

Aynı cins taneciklerden oluşan ( yani aynı cins atomlardan ya da aynı cins moleküllerden oluşan ) maddelere saf madde denir. Madde kendisine en yakın karakteristik özelliklerdeki molekül veya atomlardan oluşur.

Saf maddeler ikiye ayrılır:

1-Elementler:

Aynı cins atomlardan oluşan saf maddelere element denir. Günümüzde bilinen yaklaşık 120 element vardır. Bu elementlerin yaklaşık %90’ı doğal olarak bulunur. Diğer elementler laboratuvarda üretilmiştir.

Elementlerin Özellikleri:

• Kendi özelliğini taşıyan en küçük parçası atomdur.
• Aynı cins atomlardan oluşurlar.
• Bu yüzden saf maddelerdir.
• Sembollerle gösterilirler.
• Fiziksel ve kimyasal yollarla daha basit yapılı maddelere ayrılamazlar.
• Belirli erime ve kaynama sıcaklıkları vardır.
• Belirli yoğunluk değerleri vardır.
• Elementlerin büyük bir kısmı atomik yapıdadır. (H, He, C)
• Elementlerin çok az bir kısmı moleküllü yapıdadır. (H₂, N₂)

2-Bileşikler:

En az iki farklı atomun birleşmesiyle oluşan saf maddelerdir. Bileşiği oluşturan elementler kendi özelliklerini kaybeder. Bileşiği oluşturan element atomları belirli oranlarda birleşir. Formüllerle gösterilir. Bileşiklerin bazıları moleküllerden oluşur. Su, tuz, şeker, sodyum hidroksit, hidrojen klorür, kalsiyum oksit bileşiklere örnektir.

Bileşiklerin Özellikleri:

• Bileşikler, kendini oluşturan elementlerin (atomları) özelliklerini göstermezler.
• Bileşiği oluşturan elementler (atomlar) kendi özelliklerini kaybederler.
• Bileşiği oluşturan elementler belirli oranlarda birleşirler.
• Bileşikler oluşurken enerji alışverişi olur.
• Bileşikler, kimyasal tepkimelerle oluşur ve kimyasal yollarla ayrılırlar.
• Bileşikler en az iki farklı elementten yani atomdan oluşurlar.
• Bileşiklerin belirli erime, kaynama, donma ve yoğunlaşma sıcaklıkları vardır.
• Bileşikler saf ve homojen maddelerdir.
• Bileşikler formüllerle gösterilirler.
• Bileşiklerin en küçük yapı birimleri moleküllerdir.

ELEMENTLERİN İSİMLERİ VE SEMBOLLERİ

Semboller elementlerin Latince isimlerinden türetilmiştir. Elementlerin sembolleri dünyanın her yerinde aynıdır. Bu durum ortak bir bilim dili oluşturarak bilimsel iletişimi kolaylaştırmıştır. Element sembolleri bütün dünyada kimyanın ortak dilidir.

Element Kartları

Hidrojen Atom No:1 Sembolü:H	Evrende en çok bulunan elementtir. Renksiz, kokusuz, metalik olmayan tatsız oldukça yanıcı bir gazdır. Hidrojen balonlarını şişirmede, petrolün işlenmesinde kaynak yapımında ve roketlerde yakıt olarak kullanılmaktadır.
Helyum Atom No:2 Sembolü:He	Renksiz, kokusuz, havadan daha hafif bir elementtir. Tüm elementler arasında kaynama noktası en düşük elementtir. Zeplin ve balon gibi hava taşıma araçlarını şişirmede, nükleer reaktörlerin soğutulmasında ve kaynakçılıkta kullanılır.
Lityum Atom No:3 Sembolü:Li	Yumuşak ve gümüşümsü beyaz metaldir. Ticari olarak çok önemlidir. Doldurulabilir pillerde, hava taşıtlarında, seramik ve cam yapımında, nörolojik etkilerinden dolayı sakinleştirici ilaçlarda kullanılır.
Berilyum Atom No:4 Sembolü:Be	Elektrik ve ısı iletkenliği çok iyi, manyetik olmayan sert bir elementtir. Doğada az bulunmasından dolayı pahalıdır. Bilgisayar parçalarında, metalürji ve uzay teknolojilerinde kullanılır. Genelde oluşturduğu bileşikler zehirlidir. Zümrüt , doğal olarak oluşan bir berilyum bileşiğidir.
Bor Atom No:5 Sembolü:B	Toprakta, kayaçlarda, deniz suyunda ve tatlı sularda bulunur. Siyah metalik görünümlü çok sert bir elementtir. Renkli cam imalatında, porselen ve çeliğin kopmaya karşı direncini arttırmada, delici ve yontucu araç yapımında kullanılır.
Karbon Atom No:6 Sembolü:C	Elmas, kömür, grafit, petrol ve doğal gaz gibi maddelerde ve canlıların yapısının büyük kısmını oluşturan elementtir. Grafit , kil ile birleştirilir ve yazı ve çizim için kullanılan kurşun kalemlerde kullanılan kurşun' u oluşturur .
Azot Atom No:7 Sembolü:N	Atmosferin %78'ini oluşturur. Renksiz ve kokusuz bir gazdır. Proteinin yapısında bol miktarda bulunur. Paketlenmiş gıdaların tazeliğini korumak için, gübre boya ve patlayıcı üretiminde kullanılmaktadır.
Oksijen Atom No:8 Sembolü:O	Atmosferde %21 oranında bulunur. Havada bulunan ve yanmayı sağlayan elementtir. Hastanelerde bakım ünitelerinde, çelik ve beton üretiminde kullanılır. En önemlisi canlının enerji ihtiyacını elde etmesi için gereklidir.
Flor Atom No:9 Sembolü:F	Açık sarı renkli ve çok aktif bir elementtir. Diş macunlarında, buz dolabı klimalarda ve deodorantlarda kullanılır. İçme sularının mikroplarını arındırmada ve aydınlatma ampullerinin camları üzerine yazı yazılmasında kullanılır.
Neon Atom No:10 Sembolü:Ne	Atmosferde çok az miktarda bulunan renksiz bir gazdır. Renkli reklam aydınlatmalarında, yüksek voltaj göstergelerinde, paratonerlerde, eski televizyon tüplerinde kullanılır.
Sodyum Atom No:11 Sembolü:Na	Hafif, yumuşak, gümüşümsü beyaz renkte ve aktif bir elementtir. Buharlı lambalarda aydınlatma amacıyla, kağıt, gıda, tekstil, sabun, cam, metal gibi bir çok endüstride kullanılır.
Magnezyum Atom No:12 Sembolü:Mg	Gümüş beyazlığında çok hafif bir metaldir. Erime noktası çok yüksektir. Genellikle başka metallerle alaşım oluşturularak kullanılır. Uçak ve araba motoru yapımında, fırınların yapımında, fotoğraf makinelerinin gövde ve flaş kaplamalarında işaret fişekleri ve yangın bombalarında kullanılır.
Alüminyum Atom No:13 Sembolü:Al	Yumuşak hafif ve kolay şekil alan bir elementtir. Elektrik kabloları, folyo, mutfak aletleri, uçak, roket, dekorasyon, kutu içecek kaplarında kullanılır.
Silisyum Atom No:14 Sembolü:Si	Koyu gri renkte ve katı bir elementtir. Çimento, zımpara, silikon, çelik, dinamit, beton tuğla yapımında kullanılır. Bitkilerin ve insan iskeletinin yapısında bulunur.
Fosfor Atom No:15 Sembolü:P	Fosfor insan vücudunda kalsiyumdan sonra en fazla bulunan kimyasal elementtir. İnsan vücudu fosfora kemik ve diş oluşumu, hücre büyümesi ve onarımı, enerji üretimi, kalp kasının kasılması, sinir ve kas hareketleri, böbrek işlevleri açısından ihtiyaç duyar.
Kükürt Atom No:16 Sembolü:S	Kağıt yapımında, kuru meyvelerin ve kağıtların ağartılmasında, lastik üretimde, kibritlerde, yangın söndürücülerde kullanılmaktadır.
Klor Atom No:17 Sembolü:Cl	Mikrop öldürücü ve renk giderici olarak, yün, pamuk, kağıt gibi bitkisel kaynaklı maddelerin beyazlatılmasında, asit üretiminde ve içme sularının arıtılmasında kullanılır. Tuzun yapısında bulunur.
Argon Atom No:18 Sembolü:Ar	Renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Ampullerin, florasan ışıkların ve fotoğraf tüplerinin içerisinde bulunur.
Potasyum Atom No:19 Sembolü:K	Yumuşak, gümüş-beyaz renkli bir elementtir. Cam, lens, havai fişek, gübre, sıvı deterjan ve barut yapımında kullanılır.
Kalsiyum Atom No:20 Sembolü:Ca	Kemiklerin ve dişlerin gelişmesini ve güçlenmesini sağlar. Tebeşir ve diş macunu yapımında, çimento alçı gibi yapı malzemelerinde kullanılır. Aynı zamanda Ay'ın dağlık bölgelerinde en bol bulunan dördüncü elementtir.
Demir Atom No:26 Sembolü:Fe	Endüstri ve inşaat sektörünün her alanında kullanılmaktadır. Ayrıca hemoglobinin yapısında oksijen taşınmasında rol oynar.
Bakır Atom No:29 Sembolü:Cu	Kayaçlarda, toprakta, tatlı sularda ve canlıların yapısında bulunur. Katı halde bulunur. Nikel, alüminyum ile birlikte madeni para yapımında kullanılır. Elektrik kablolarında bulunur.
Altın Atom No:79 Sembolü:Au	Elektrik ve ısı iletimi fazladır. Süs eşyası yapımında, elektronik devrelerde, uzay araçlarının camlarında kullanılır.
İyot Atom No:53 Sembolü:I	Deniz ürünlerinde ve sofra tuzunda bulunur. Sağlık sektöründe tentürdiyot yapımında kullanılır.

KARIŞIMLAR

Birden fazla maddenin kimyasal özellikleri değişmeyecek şekilde istenilen oranda bir araya getirilmesi ile oluşan madde topluluğuna karışım denir.

Özellikleri:

1. Karışımı oluşturan maddelerin kimyasal özelliklerinde değişiklik olmaz.
2. Saf değildir.
3. Fiziksel yollarla ayrıştırılır.
4. Erime ve kaynama noktaları çözünenin derişimine bağlı olduğundan sabit değildir.
5. Karışımların öz kütleleri sabit değildir. Karışımı oluşturan maddelerin miktarına bağlı olarak karışımın öz kütlesi değişir.
6. Karışımın yapısında farklı cins atom veya molekül vardır.
7. Karışımda bulunan maddelerin miktarı gelişigüzeldir; aralarında belirli, sabit bir oran yoktur.

Bileşik ve karışım arası farklar

• Bileşikler aynı cins moleküllerden, karışımlar ise farklı cins atom veya moleküllerden meydana gelir.
• Bileşikler kimyasal yollarla, karışımlar ise fiziksel yollarla birleştirilip-ayrıştırılabilir.
• Bileşikteki atomlar belirli kütle oranlarında birleşirlerken karışımlarda belirli bir oran yoktur.
• Bileşiklerin sabit bir öz kütleleri varken, karışımların öz kütleleri karışımdaki maddelerin birleşme oranlarına bağlı olarak değişir.

Heterojen karışımlar

Her tarafta aynı özellikler bulunmayan ve içindeki taneciklerin gözle görülebildiği karışımlardır. Heterojen karışımlar kendi aralarında süspansiyon, emülsiyon, aerosol ve koloit gibi gruplara ayrılır. Yer altından çıkarılan maden filizleri, kaya parçaları, odun parçaları, bir bitki yaprağı, sis, ayran, petrol su karışımı, beton parçası, toprak heterojen karışımlara örnek verilebilir.

Süt çıplak gözle homojen gibi gözükmesine rağmen mikroskopla bakıldığında (yağ damlacıklarından dolayı) heterojen olduğu gözlenir.

Heterojen karışımlar buharlaştırma ve damıtma gibi yöntemler ile birbirlerinden ayrıştırılabilirler.

Homojen karışımlar

Her tarafında aynı özelliği gösteren, tek bir madde gibi gözüken karışımlardır. Çözelti de denilebilir. Karışımı meydana getiren maddeler gözle veya optik aletlerle görülemezler, Homojen karışımlara genel olarak “çözeltiler” de denir. Tuzlu su, şekerli su, alkollü su, çeşme suyunu homojen karışıma örnek verebiliriz.

Çözünen madde ve çözücüden oluşur. Sıcaklık, temas yüzeyi ve karıştırma çözünme hızını etkileyen faktörlerdir.

Homojen karışımlar eleme, mıknatısla ayırma, süzme ve yoğun farkından yararlanarak yüzdürme ve ayırma hunisi ile birbirlerinden ayrıştırılabilirler.