Kimya ders notları

Categories: Temel Kimya

KİMYA 1 DERS NOTLARI

Atom kelimesi yunanca bölünemez anlamında bir kelimedir.

Element yalnızca bir tür atomdan oluşmuş saf maddelerdir.

Maddenin tümü, kimyasal elementler denen daha basit madde formunun çeşitli kombinasyonlarından oluşur. Element ise, yalnız bir tür atom içeren maddedir.

Her elementin bir adı ve kendine özgü bir sembolü vardır.

Nükleer atom modeli

Atomlar, elektronlar, protonlar ve nötronlar denen atom altı partiküllerden oluşur.

Proton ve nötronlar atomun çekirdeğinde bulunur.

Elektronlar çekirdeğin çevresini bir bulut gibi sararlar.

Nükleer atomla ilgili ilk kanıt İngiliz fizikçi J.J. Thomson 1897 yılında ilk atom altı partiküllerini keşfetmesidir.

Thomson, katot ışınlarının negatif yüklü partikül demeti olduğunu kanıtladı. Thomsonun keşiflerinden biride televizyonda kullanılan katot ışınları tüpüdür.

ATOMALTI PARTİKÜLERİNİN ÖZELLİKLERİ

PARTİKÜL

SEMBOL

YÜK

KÜTLE(GR)

PROTON

1,673.10^-24

NÖTRON

1,675.10^-24

ELEKTRON

e^–

-1

9,109.10^-28

Bu partiküllere elektron denildi.

Bir atomdaki elektronlar çekirdek etrafında adeta bir bulut gibi dağılmışlardır. Çekirdeğin boyutu (çap yaklaşık 10^-14m) ile kıyaslanırsa, bu hacim (yaklaşık 10^-9m; bu çekirdekten 100.000 kat daha büyük demektir) inanılmaz derecede büyüktür.

Bir atom çekirdeğindeki proton sayısına o elementin proton numarası denir. Ve Z harfi ile gösterilir.

Nükleer atomda, tüm pozitif yük ve hemen hemen kütlenin tamamı küçük çekirdekte yoğunlaşmıştır ve negatif yük elektronlar çekirdek etrafında bir bulut oluşturmuştur. Atom numarası çekirdekteki proton sayısı olarak tanımlanır: çekirdeğin dışında da eşit sayıda elektron vardır

İZOTPLAR

· Nötronlar ve protonlar birbirlerine benzer partiküllerdir ve ikisi birden nükleon şeklinde adlandırılırlar.

· Bir çekirdekte protonların ve nötronların toplam sayısına o atomun kütle numarası denir ve A harfi ile sembolize edilir.

· Belli bir elementin atom numaraları aynı, fakat kütle numarası farklı olan atomlarına o elementin izotopları denir.

· Kütle spektrometresinin yapısı; atomların ve moleküllerin kütleleri kütle spektrometresi ile ölçülür. Cihazın içindeki tüm hava, pompalar yardımıyla dışarı atıldıktan sonra, elementlerin atom ve molekülleri- gaz halindeki elementler, sıvı veya katı elementlerin buharı- spektrometrenin iyonlaşma odasına gönderilir. İyonlaşma odasında hızla hareket eden elektron demeti ile çarpıştırılırlar. Hızlandırılmış bir elektron, bir atom ile çarpışırsa, atom bir veya birkaç elektron uzaklaşır ve geride pozitif yüklü bir atom (iyon) kalır. Başka bir değişle çarpışma, pozitif iyon oluşturur. Pozitif iyon elektrik yükü taşıyan atom veya atom gruplarıdır. Pozitif iyonlar, iyonlaşma odasının dışında iki metal plaka arasında oluşturulmuş kuvvetli bir elektriksel alan nedeniyle oda dışına hızlanarak çıkarlar. İyonların ulaştıkları hız kütlelerine bağlıdır. Hafifi iyonlar ağır olanlara göre daha yüksek hızlara ulaşırlar. Her hızlandırılmış iyon elektromıknatısların oluşturduğu kuvvetli bir manyetik alandan geçerken, hızına bağlı olarak (dolayısıyla kütlesine bağlı olarak) yolu biraz eğilir. Manyetik alan şiddeti yavaşça değiştirilerek, detektöre ulaşan iyon demetine ait sinyaller elde edilir. Sonra da, iyonun kütlesi o sinyale karşı gelen hızlandırma voltajının ve manyetik alan şiddetinin değerinden hesaplanır. Kütle spektrumu, detektör sinyallerinin manyetik alan şiddet değerine karşı grafiğe geçirilmiş şeklidir. Piklerin konumlarından, iyonların kütleleri, piklerin bağıl şiddetin- den de değişik iyon türlerinin yüzde oranları elde edilir. Kütle spektrometresi izotopların kütlelerini ve bolluklarını ölçmek için kullanılır.

· İzotopların atom numaraları aynı, kütle numaraları farklıdır. Çekirdekleri aynı sayıda proton ve farklı sayıda nötron içerir. Herhangi bir elementin tüm izotoplarının, çekirdekleri çevresinde aynı sayıda elektron bulunur.

· Aynı elementin izotopları aynı sayıda proton ve aynı sayıda içerdiklerinden fiziksel ve kimyasal özellikleri temelde aynıdır. Fakat hidrojen izotopunda olduğu gibi izotoplar arasındaki kütle farkı oldukça büyükse bu durum, bazı fiziksel özelliklerde gözlenebilir farklara, kimyasal özelliklerde az da olsa bazı değişimlere neden olur.bugün geçerli olan düşünceye göre hidrojen ve helyum big bang de oluşmuştur. Daha ağır elementler ise yıldızların izinde oluşmuş ve uzaya dağılmıştır.

· Elementlerin aile ilişkilerini gösteren düzenlemeye periyodik sistem denir.

· Her gruptaki elementlerin özellikleri yavaş yavaş değişir.

· 1 A grubu elementlerine alkali metaller, 2A grubu elementlerine toprak alkali metaller denir. Sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum, fransiyum a grubu elementleridir. Su ile temas ettiklerinde hidrojen gazı açığa çıkarırlar. Lityum ile yavaş, sezyum ile hızlı olur bu etkileşme.

· Aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe; atom numarası artar, atom kütlesi artar, elektron sayısı artar. Yörünge sayısı değişmez. Değerlik elektron sayısı değişmez. Elektron verme eğilimi azalır. Amatelik özellik azalır. Elektron ilgisi artar. Metalik özellik azalır.

· Aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe ; atom numarası artar. Atom kütlesi artar. Elektron sayısı artar. Yörünge sayısı artar. Değerlik elektron sayısı değişmez. Elektron verme eğilimi artar. Ametalik özellik azalır. Elektron ilgisi azalır. Metalik özellik artar. Dolayısıyla aynı grupta bulunana elementler benzer kimyasal özellik gösterirler.

· 1A grubunun özellikleri; en aktif metallerdir. Son yörüngelerinde 1 elektron vardır. Elektron vermeye çok yatkındırlar. Bileşiklerinde her zaman +1 değerlik alırlar(hidrojen hariç).

· 2A grubu elementleri; özel adları toprak alkali metallerdir. Aktif metallerdir. Son yörüngelerinde 2 elektron vardır. Bileşiklerinde +2 değerlik alırlar. Berilyum(Be), magnezyum(Mg), kalsiyum(Ca), stronsiyum(Sr), baryum (Ba), radyum(Ra) elementleridirler.

· 3A grubu elementleri; özel adları toprak metalleridir. Basit metallerdir. Son yörüngelerinde 3 elektron vardır. Bileşiklerinde +3 değerlik alırlar. Grubun elementleri: bor(B), alüminyum(Al), galyum (Ga), indiyum(İn), talyum(Tl)

· NOT: Hidrojen 1A grubunda olmasına rağmen alkali metal değil ametaldir. Helyumun son yörüngesinde 2 elektron olmasına rağmen 8a grubu elementidir. Çünkü soy gazdır.

· 7Agrubu; özel adları halojendir. En aktif ametallerdir. Son yörüngelerinde 7 elektron vardır. Elektron almaya çok yatkındırlar. Bileşiklerinde -1 değerlik alırlar. F,Cl,Br,l,At

· 8A grubu elementleri; özel adları soygazlardır. Atomik halde bulunurlar. Bileşik yapmazlar. Oda şartlarında fiziksel halleri gazdır. Elektron alış verişinde bulunmazlar.He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rd

· metallerin özellikleri: metalik parlaklıkları vardır. Dövülebilirler. Haddedilebilirler(tel haline gelebilirler). Isı ve elektriği iyi iletirler. Oda şartlarında katıdırlar (cıva hariç). Atomik halde bulunurlar, elektron vermeye yatkındırlar. Kendi ararlında bileşik oluşturamazlar. Homojen karışım olan alaşımları oluştururlar. Ametallerle iyonik bileşik oluştururlar.

· Ametallerin özellikleri; mat görünümleri vardır. Isı ve elektriği çok az iletirler(iletmezler kabul edilir). Kırılgandırlar. Oda şartlarında genelde gazdırlar. Elektron almaya yatkındırlar. Kendi aralarında kovalent bileşik oluştururlar. Metallerle iyonik bileşik oluştururlar.

· Metalik elementler periyodik sistemin solunda, Ametalik elementler sağında bulunur ve ikisi arsında diyagonal bir bant içinde yarı metaller yer alır.

· Ametaller sıvı ve gaz olabilir.

· İki yada daha fazlı farklı elementin belli bir oranda birleşmesiyle oluşmuş saf maddelere bileşik denir. Bileşikler arasında belirli bir oran vardır bu orana da sabit oranlar kanunu denir.

· Bileşikler organik ve inorganik diye sınıflandırılırlar. Organik demek karbon ve genelde de hidrojen elementini içeren moleküler bileşiklerdir.

· İnorganikler, organikler dışındaki tüm elementlerdir.

· Molekül, bir grup atomun birbirine bağlanarak oluşturdukları elektrikçe nötral bir birimdir.

· İyon ise pozitif veya negatif atom ve atom gruplarına verilen addır.

· Eğer bileşik moleküllerden oluşmuş ise moleküler bileşik, iyonlardan oluşmuş ise iyonik bileşik adını alır.

· Bir bileşiğin özellikleri onun hangi sınıftan olduğuna iyi bir anahtardır. Oda sıcaklığında gaz veya sıvı olan tüm bileşikler moleküler bileşiktir. Organik bileşiklerin çoğu molekülerdir. Katı bileşikleri sınıflandırmak ise oldukça zordur. Böylesi bir durumda iyi bir ayırım yöntemi ise; iyonik bileşikler yüksek sıcaklıklarda erirken moleküler bileşikler genelde düşük sıcaklıklarda erirler.

belgesi-526