Kimya Öğretmenim - Kimya Dersi

31 Temmuz 2008 Perşembe

Organik-Kimya

Organik kimya kimya içinde yer alan ; primer olarak karbon ve hidrojen içeren, azot, oksijen, halojenler, fosfor, silikon ve sülfür de yapısında bulundurabilen kimyasal bileşiklerin yapısı, özellikleri, hazırlanması (sentezle veya başka şekilde) ile ilgili bilimsel çalışmaları içeren bir özel bilim dalıdır.

Organik kimya her zaman yaşamla birlikte anılmıştır. Bu bir tarihi yanlış algılanma olup gerçeği yansıtmaz. Yaşam sadece organik kimyaya bağlı olmayıp inorganik kimyayla da önemli derecede bir bağı vardır. Örneğin, birçok enzimin yapısında demir ve bakır gibi metaller bulunur. Deniz kabuğu, diş ve kemiklerin yapısında hem organik hem de inorganik maddeler bulunur.İnorganik kimya, elementsel karbonun dışında, sadece karbon-karbon bağları içermeyen basit karbon bileşikleriyle ilgilenir(oksitler, asitler, tuzlar, karbitler). Ancak bu durum metan ve türevleri gibi tek karbonlu organik bileşiklerin varolmadığı anlamına gelmez.Biyokimya ise protein gibi büyük biyokimyasalların yapısını inceler.

Kendilerine has özellikleri nedeniyle multi-karbon bileşikler organik bileşiklerin en geniş grubunu oluşturur. Bir çok ürünün en önemli bileşenleridirler (boyalar, plastikler, gıda, patlayıcılar, ilaçlar, petrokimyasallar vb.) ve tabiki tüm yaşam süreçlerini (birkaç istisnanın dışında) yine organik bileşikler oluşturur.
TARİHSEL BAKIŞ
19. yüzyıl başlarında kimyagerler, organizmalarda üretilen bileşiklerin yapay olarak üretilemeyecek kadar karmaşık yapılarda olduklarını ve bu bileşikleri meydana getirmek için bir "yaşam gücü"ne gereksinim duyulduğunu düşünüyorlardı. Bu bileşikleri "organik" olarak isimlendirdiler ve çalışmalarını geleceği daha parlak görünen inorganik materyallere yöneltmeyi tercih ettiler.

Organik kimya çalışmaları, kimyagerlerin bu organik maddeleri aynen inorganik maddeler gibi "yaşam gücü"ne gerek duymadan laboratuar ortamında üretilebileceklerini farketmeleriyle hız kazandı. 1816'da Michel Chevreul, değişik yağ ve alkalilerden üretilen sabunlar üzerine bir çalışma başlattı. Değişik asitleri ayırdı ve alkali ile kombinasyon sonucunda sabun elde etti. Tüm bu ayrılmış bileşikler ile bir yağın kimyasal yapısında, "yaşam gücü"ne gerek duymadan değişiklik yapılabileceğini gösterdi. 1828 'de Friedrich Wöhler, inorganik Amonyum siyanat(NH4OCN)tan Üreyi sentezledi ve bu yönteme Wöhler sentezi denildi. Her ne kadar Wöhler "yaşam gücü teorisi" ni çürüttüğünü iddia etmekte dikkatli davrandıysa da çoğu kişi bu olaya bir dönüm noktası olarak baktı.

Bir diğer büyük adım, 1856'da William Henry Perkin tarafından atıldı. Kinin sentezlemeye çalışırken, kaza eseri organik bir boya (anilin moru) sentezledi. Kazandığı parayı organik kimyaya ilgi çekmek için harcadı. Bir başka önemli olay DDT maddesinin Othmer Zeidler tarafından 1874'te laboratuar ortamında eldesiydi. Maddenin böcek öldürücü özellikleri daha sonra yapılan deneylerde keşfedildi.

Teorinin yayılmasında en önemli rolü Friedrich August Kekule ve Archibald Scott Couper tarafından birbirlerinden bağımsız olarak 1858'te ortaya atılan kimyasal yapı ve bağlar hakkındaki teori üstlendi. İkisi de 4 değerlik alan karbon atomlarının birbirine bağlanarak bir karbon iskeleti oluşturacağını ve yapılabilecek uygun deneylerde bu yapının isteğe bağlı olarak ayarlanabileceğini iddia ediyorlardı.

Organik kimya tarihi, petrolün keşfi ve ayrımsal damıtma yöntemi ile bileşenlerine ayrıştırılması ile devam eder. Farklı bileşiklerin çeşitli kimyasal işlemlerle birbirlerine dönüştürülmesi petrol kimyasının indüstriye sıçramasını ve değişik yöntemlerle yapay lastik, içeriği değiştirilmiş petrol katkı maddeleri, plastik gibi ürünlerin başarıyla oluşturulmasını sağladı.

Alman Bayer firmasının asetilsalisilik asit(aspirin)i sentezi ile ilaç sanayi doğmuş oldu.

Karmaşık doğal bileşiklerin sentezi önce üre, sonra glikoz, terpineol ile devam etti. 1907'de Gustaf Komppa tarafından sentezlenen Kafur ile satışa sunuldu. Farmasotik faydalar bunu takip etti. Örneğin kolesterol bazlı bileşikler kompleks insan hormonları ve benzerlerinin üretiminde yol açtı. 20. Yüzyılın başından beri sentezlenen bileşiklerin karmaşıklığı lysergic asit ve Vitamin B12 gibi örneklerle arttı. Bugünkü hedef ise steryogenik merkezlerin asimetrik sentez yoluyla doğru eldesidir.

Biyokimya, canlıların, yapılarının, içlerinde gerçekleşen olayların kimyası, 20. yüzyıl ile kimyaya yeni bir sayfa açarak ilk adımlarını attı.
Biyomoleküller
Biyomolekül(er) kimya, organik kimya içerisinde yer alan temel bir kategoridir. Pek çok karmaşık çok işlevli grup molekülleri, yaşayan organizmalar içerisinde önemlidir. Bazıları, uzun zincir olarak adlandırılan biyopolimerler olup, DNA,RNA gibi proteinler ve hayvanlardaki karbonhidrat(lar) ve bitkilerdeki selülüz(lar)gibi polisakaritler içermektedir. Diğer temel sınıflar, amino asit(ler) (proteinlerin monomer yapı blokları), polisakaritleri içeren karbonhidratlar, DNA ve RNA gibi polimerleri içeren nükleik asitler ve lipid(ler)dir. İlâveten, hayvan biyokimyası, (akrep dönencesi) yolu ile enerji üretimine yardım eden pek çok küçük molekül aracılarını kapsamaktadır ve hayvanlarda en yaygın hidrokarbon olan izoprini üretmektedir. Hayvanlardaki izoprinler, önemli steroid yapısal kolestorol ve steroid hormon bileşiklerini ve bitkilerde de, terpen(ler)terpenoitler, bazı alkaloitler ve --Seyyare 14:40, 29 Kasım 2007
Şimdilik bu kadar ...

Kimyasal Reaksiyonlarda Enerji

Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji Dünyamızı mor ötesi ışınlardan koruyan Ozon gazı ( O3 ) Oksijenden elde edilir. böyle bir olayda hacim azalması 50 lt olarak belirlenmişse harcanan Oksijen ve oluşan Ozon miktarıları kaçar litredir? 3 O2 2 O3 3x22.4 2x22.4 Hacim Azalması = 67.2 - 44.8 =22.4 lt dir. 67.2 lt O2 22.4 lt hacim azalması var ise X 50 lt hacim azalması X=150 lt O2 kullanılmıştır. 100 lt O3 oluşmuştur. Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji Tüm kimyasal reaksiyonlarda ya enerji alınır ya da verilir. Suyun bileşenlerine ayrıltırılması ve suyun oluşturulması reaksiyonlarını düşünürsek hangisinde ısı alınır, hangisinde ısı verilir. Suyun bileşenlerine ayrılması : 2H2O(s) 2 H2(g) + O2(g) Suyun oluşturulması : 2H2(g) + O2(g) 2 H2O(s) Bir moleküldeki atomlar kimyasal bağlarla bağlı tutulurlar. Bu bağı koparmak ise enerji ister yani endotermiktir. Suyun ayrıştırılması için enerji gereklidir. Suyu bileşenlerine ayırmak için uygulanan kimyasal yöntem ise elektrolizdir. Ayrıştırmak için enerji (Elektrik enerjisi) gereklidir. Bu enerji ile atomları birarada tutan bağlar kopmaktadır. Bağ oluşumu sırasında ise enerji açığa çıkar. Suyun oluşumu ekzotermiktir. Kimyasal bağların Sağlamlıklarını o bağları koparmak için gerekli enerjinin büyüklüğüne bakarak karşılaştırabiliriz. Bazı reaksiyonları kalorimetrelerde gerçekleştirmek mümüküm değildir, dolayısıyla reaksiyonun ısısını ölçemeyiz. Bu durumda bu tip reaksiyonların ısısını nasıl buluruz? Kalorimetre yardımıyla bütün reaksiyonların ısılarını ölçmek mümkün değildir. Bazı dolaylı yollar takip edilmesi gerekir. Bir reaksiyon iki ya da daha fazla reaksiyonun toplamı olarak yazılabiliyorsa bu reaksiyonun ısısıda o reaksiyonların ısıları toplamına eşittir. O halde kalorimetrelerdse gerçekleştirilemeyen bir reaksiyonun ısısını bulmak için kalorimetrede kalorimetrede gerçekleştirilebilen reaksiyobnların ısılarından faydalanarak sonucu bulabiliriz 3C(grafit) + 4H2(g C3H8(g) Kalorimetrede gerçekleşmez, ısısını ölçemeyiz. C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(s) DH = -531.1 kkal / mol. C(grafit) + O2(g CO2(g) DH = -94.14 kkal / mol. H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(s) DH = -68.4 kkal / mol. 3C + 4H2 C3H8 DH = -24.92 kkal / mol. Kömür ile oksijen yan yana getirilince tepkime olmaz. Tepkimenin başlaması nasıl sağlanır? Bu durumu nasıl açıklarız? Bilindiği gibi kömür hemen hemen saf karbon olup havadaki oksijen ile C(k) + O2(g) CO2(g) tepkimesine göre karbondiokside dönüşür. Ancak kömür ile oksijen yan yana getirilince tepkime olmaz. Tepkimenin başlaması için önce kağıt ile odun tutuşturulur. Odunun yanması ile oluşan ısı, kömürü tutuşturur. O halde kömürün yanmaya başlaması için dışarıdan önce ısı alması gerekir. Tepkimenin başlaması için dışardan verilmesi gereken bu enerjiye aktivasyon enerjisi denir. Bu enerji hem tepkime ortamındaki oksijen moleküllerinin hızını arttırır, hem de karbon atomlarının kömürden koparılması için harcanır. Ancak bu sayede karbon atomları ile oksijen molekülleri tepkimeye girebilir. Tepkime başladıktan sonra ısı oluşur. Yani tepkime endotermiktir. KİMYASAL REAKSİYONLAR VE ENERJİ: Bir kimyasal tepkimede alınan ya da verilen ısıya tepkime ısısı denir. Tekime ısısı = Ürünlerin toplam enerjisi - Girenlerin toplam enerjisi formülü ile ifade edilir.Tepkime ısısı maddelerin içerdiği toplam enerji değil,iki durum arasındaki enerji farkıdır. ENTALPİ: Bir maddenin yapısında depoladığı her tür enerjinin toplamına ısı kapsamı ya da entalpi denir ve H ile simgelenir.Bir maddenin bir molünde depolanmış enerjiye o maddenin molar entalpisi denir.Maddelerin entalpileri ölçülemez.Ancak tepkimeye girenlerle ürünler arasındaki fark belirlenir.Kimyasal tepkimelerde,ürünlerin entalpileri toplamı ile girenlerin entalpileri toplamı arasındaki farka,tepkimenin entalpi değişimi ya da tepkime entalpisi adı verilir ve DH ile simgelenir. DH =HÜrünler - HGirenler Bağıntıda ürünlerin entalpileri toplamı,girenlerin entalpileri toplamından küçükse, tepkime ekzotermik olup DH,eksi işaretlidir. Tepkimenin endotermik olması halinde,ürünlerin entalpileri toplamı,girenlerin entalpileri toplamından büyüktür.Bu durumda DH,artı işaretlidir. DH değerleri belirli sıcaklık ve basınçta ölçülmüş değerlerdir.Sıcaklık ve basınç değişirse bu değerlerde değişir. Ekzotermik tepkimelerde DH ın işareti negatif,endotermik tepkimelerde ise pozitiftir. Maddelerin halinin değişimi DH değerini etkiler

Kimyasal Tepkimeler

KİMYASAL TEPKİMELER

a) Bir maddenin farklı maddelere ayrışmasına ya da farklı maddelerin etkileşerek yeni maddeler oluşturmasına kimyasal tepkime (reaksiyon) denir.
b) Kimyasal tepkimeler, olaya giren maddelere ait taneciklerin (molekül, atom ya da iyon) çarpışmaları ile gerçekleşirler.Enerjileri yeterli olan taneciklerin çarpışmaları sonucunda kimyasal bağlar koparak moleküller atomlarına dağılır ve atomlar yeniden düzenlenerek farklı maddeler oluştururlar.Kimyasal tepkime, kimyasal değişim ve kimyasal olay eş anlamlıdır.Tepkimelerin sembol ve formüllerle gösterilmesine ise tepkime denklemleri adı verilir.
Örn; Karbon + Oksijen ® Karbondioksit tepkimesi
C + O2 ® CO2 şeklinde gösterilir.
c) Yanma, paslanma (oksitlenme), nötürleşme, mayalanma, fotosentez, çökelme gibi olaylar kimyasal değişime örnek olarak verilebilir.
d) Kimyasal bir tepkimede;
Korunan nicelikler şunlardır
- Atomların türü ve sayısı
- Toplam kütle (Kütle değişimi önemsizidir.)
- Toplam elektriksel yük
- Toplam enerji
- Atomların çekirdek yapıları (Proton ve nötron sayıları)
Değişen nicelikler şunlardır:
- Molekül sayısı (Mol sayısı)
- Gaz tepkimelerinde hacim (Basınç ve sıcaklık sabit)
- Gaz tepkimelerinde basınç (Hacim ve sıcaklık sabit)
Ancak mol sayısının korunduğu tepkimeler de vardır.
Örn; 1H 2 (g) + 1Cl 2 (g) ® 2HCl(g)... gibi
S=32, O=16 ise aşağıdaki tepkimede korunan ve değişen nicelikler şöyledir:
2SO 2 (g) + O 2 (g) ® 2SO 3 (g) + ısı
Kütle : 128gr. 32gr. 160gr. Korunur
Mol sayısı : 2 1 2 Korunmaz
Molekül sayısı : 2N 0 N 0 2N 0 Korunmaz
Mol atom sayısı : 6 2 8 Korunur
Aynı koşullarda hacim : 2V V 2V Korunmaz

KİMYASAL TEPKİMELERİN SINIFLANDIRILMASI

A) ÖZELLİKLERİNE GÖRE :

1.
Yanma Tepkimeleri

*
Bir maddenin oksijenli verdiği tepkimelerdir.

Yanma tepkimesi için: yanıcı madde, hava(oksijen), tutuşma sıcaklığı gerekir.
Bu 3 faktörden birinin eksikliği yanmayı durdurur.CO2 gazının yangın söndürücü olmasının nedeni özkütlesinin havadan büyük olması ve yanıcı olmamasıdır.

*
Organik bileşikler yanarlar.

Organik bileşiklerden yapılarında yalnız C ve H bulunduranlara hidrokarbon denir.Genel olarak CxHy formülü ile gösterilirler.Yapılarında C ve H’ın yanı sıra O, S, N ve halojen (F, Cl, Br, I) bulunduran organik bileşikler de vardır.

*
Organik bir bileşiğin yanması sonucunda: CO2 oluşması bileşiğin C içerdiğini, H2O oluşması bileşiğin H içerdiğini, SO2 oluşması bileşiğin S içerdiğini, NO2 oluşması bileşiğin N içerdiğini kanıtlar.Oksijen havadan geldiği için bileşikte oksijen bulunup bulunmadığı ürünlerin türüne bakarak anlaşılmaz.

CS2 + 3O2 ® CO2 + 2SO2
C4H10O3 + 13 O2 ® 4CO2 + 5H2O
2
C4H10O3 + 5O2 ® 4CO2 + 5H2O
CS2’de C ve S olduğundan ürünler CO2 ile SO2’dir.C4H10’da C ve H olduğundan ürünler CO2 ve H2O’dur.C4H10 ile C4H10O3’ün yanma ürünleri aynıdır.Ancak oksijenin bir kısmı bileşik tarafından karşılandığından C4H10O3’ü yakmak için daha az miktarda oksijen yeterli olur.

*
Metallerin oksijenle birleşmesi paslanma ya da oksitlenme olarak bilinir.Bu tür tepkimelere yavaş yanma da denir.

3Fe + 2O2 ® Fe3O4

1.
Sentez (Birleşme) Tepkimeleri

Birden fazla maddenin birleşerek tek bir ürün oluşturduğu tepkimelerdir.Bu olayda yan ürün oluşmaz.
CaO + CO 2 ® CaCO 3
H 2 + Cl 2 ® 2HCl
C 2 H 4 + H 2 ® C 2 H 6

1.
Analiz (Ayrışma) Tepkimeleri

Bir bileşiğin kendinden daha basit yapılı maddelere ayrıştırılması tepkimeleridir.Elektroliz yolu ile ya da ısı alarak ayrışan maddeler vardır.
ısı
KClO 3 ® KCl + 3 O 2
2
ısı
2HgO ® 2Hg + O2
ısı
MgCO3 ® MgO + CO2
elektroliz
H2O ® H2 + 1 O2
2

1.
Yer Değiştirme Tepkimeleri

*
Aktif olan bir elementin, kendinden daha az aktif olan (pasif) bir elementle yer değiştirmesi ile gerçekleşen tepkimelerdir.

H2S + Cl2 ® 2HCl + S (Anyonların yer değiştirmesi)
Fe2O3 + Al ® Al2O3 + 2Fe (Katyonların yer değiştirmesi)

*
Sulu çözelti tepkimelerinin birçoğunda ise anyon ve katyonların her ikisi de yer değiştirir.

Çökelme ve nötrleşme tepkimeleri de yer değiştirme tepkimeleridir.
Fe2S3 (k) + 6HCl (suda) ® 2FeCl3 (suda) + 3H2S (g)
Çökelme:
AgNO3 (suda) + NaCl (suda) ® AgCl (k) + NaNO3 (suda)
Nötrleşme:
H2SO4 (suda) + 2NaOH (suda) ® Na2SO4 (suda) + 2H2O (s)

*
Organik bileşiklerde de yer değiştirme tepkimeleri vardır.

CH4 + Cl2 ® CH3Cl + HCl

1.
İyonik Tepkimeler

Sulu çözeltilerde gerçekleşen tepkimeler iyonların etkileşmesine dayanır ve tepkime ürünlerinden biri çökerek (çökelme), sıvı (nötrleşme) ya da gaz halinde ortamdan ayrılabilir.İyonik tepkimelerde sadece tepkimeye giren iyonlar gösterilir.Böyle denklemlere net iyon denklemi denir.
Nötrleşme: H+ (suda) + OH- (suda) ® H2O (sıvı)
Çökelme: Ag+ (suda) + Cl- ® AgCl (katı)
Zn (k) + 2H+ (suda) ® Zn+2 (suda) + H2(g)

Atom Ve Elektron

Atom ve Elektron
Maddenin temelinde atom adı verilen çok küçük parçacıklardan oluştuğu kavramı eski yunanlılara kadar uzanır.

ATOM ve ELEKTRON

Maddenin temelinde atom adı verilen çok küçük parçacıklardan oluştuğu kavramı eski yunanlılara kadar uzanır. Milattan önce 5. yüzyılda Leucippus ve Democritus maddenin sonsuz küçük parçacıklara ayrılamayacağını öne sürdüler.Onlar,bir madde daha küçük parçalara bölünmeye devam edilirse en sonunda atomun bölünmeyeceğini iddia ediyorlardı.Atom sözcüğü Yunanca’da bölünmez anlamına gelen atomos sözcüğünden türetilmiştir.

Eski yunan atom kuralları planlı deneylere dayanmıyordu.Bunun için yaklaşık 2000 yıllık bir zaman süresince atom kuramı sadece tartışılmaktan öteye gidilmedi.Atomların varlığı Robert Boyle tarafından THE SCEPTİCAL CHYMİST (1661),Isaac Newton tarafındanda Principia (1687) ve Opticks(1704) kitaplarında kabul edilmişti . Fakat John Dalton’un 1803-1808 yılları arasında geliştirip önerdiği atom kuarmı kimya tarihinde en önemli aşamalardan biri olmuştur.

Elektron:

Gerek Dalton’un gerekse yunanlıların kuramlarında atom, maddenin en küçük taneciği olarak kabul edilmişti.19.yüzyılın sonlarına doğru atomun kendisinin de daha küçük taneciklerden oluştuğu düşünülmeye başlandı.Atom hakkındaki düşüncelerde meydana gelen bu değişikliğe elektrikle yapılan deneyler neden oldu.

1807-1808 yıllarında ünlü İngiliz kimyacısı Humphry Davy bileşikleri ayrıştırmak için elektrik kullanarak beş element (potasyum,sodyum,kalsiyum,stronsiyum ve baryum) buldu.Bu çalışmalarına dayanarak Davy , bilesiklerde elementlerin elektriksel nitelikli çekim kuvvetleriyle bir arada tutulduklarını önerdi.

Vakumdan elektrik akımının geçirildiği deneyler 1859 da Julius Plücker katod ışınlarını bulmasına yol açtı.Katot ışnları elde etmek için havası iyice boşaltılmış bir cam tüpün uçlarına iki elektrod yerleştrilir.Bu elektrodlara yüksek gerilim uygulandığında katot adı verilen negatif elektroddan ışınlar çıkar.Bu ışınlar negatif yüklüdür doğrusal yol izler ve katodun karşısındaki tüp çeperlerinin ışık saçmasına sebep olur. 19.yüzyılın son yıllarında katot ışınları ayrıntılı olarak incelendi.Birçok bilim adamının deneyleri sonucunda katot ışınlarının hızla hareket eden eksi yüklü parçacıklar olduğu ortaya çıktı ve bu parçacıklar daha sonra Stoney’in önerdiği gibi elektron adı verildi.

Katottan çıkan elektronlar katot için hangi metal kullanılırsa kullanılsın aynı özelliktedir.Zıt yükler birbirini çektiğinden katot ışınlarını oluşturan elektron hüzmeleri yolları üzerinde üstte ve altta bulunan zıt yüklü iki levha arasından geçerken pozitif yüklüsüne doğru çekilirler.Demek ki bir elektrik alanı içinde katot ışınları normal doğrusal yollarından saparlar.Bu sapmanın açısı :

1. Tanecik yükü ile doğru orantılıdır.Yükü büyük olan tanecik az yük taşıyan tanecikten daha çok sapar.

2. Tanecik kütlesi ile ters orantılıdır.Kütlesi büyük olan tanecik küçük olandan daha az sapar.
Bundan dolayı yükün kütleye oranı bir elektrik alanı içinde elektronların doğrusal yoldan ne kadar sapacağını belirler.elektronlar magnetik bir alan içinde de sapma gösterirler.Fakat bu durumda sapma uygulanan magnetik alana dik yöndedir.

Katot ışınlarının elektrik ve magnetik alanlar içindeki sapmalarını inceleyen Joseph T. Thomson , 1897’de elektron için değerini saptadı bu değer:

E/M=-1,7588.10 üzeri sekiz coul /g dır.

Coul uluslar arası sistemde elektrik yükü birimidir.Bir kulon bir amperlik akım tarafından iletkenin belirli bir noktasından bir saniyede taşınan yük miktarıdır.

Elektron yükünün duyar olarak ölçümü ilk defa Robert A. Milikan tarafından 1909 da yapıldı.Milikan’ın deneyinde x-ışınları etkisi ile havayı oluşturan moleküllerden elektronlar koparılır.Çok küçük yağ damlacıkları da bu elektronları alıp elektrik yükleri ile yüklenirler.Bu yağ damlacıkları iki yatay levha arasından geçirilirler.Yağ damlacıklarının düşüş hızları ölçülerek kütleleri hesaplanır.

Yatay levhalara elektrik akımı uygulandığında negatif yüklü damlacık pozitif yüklü levhaya doğru çekileceğinden damlacığın düşüş hızı değişir.bu koşullar altında düşüş hızı ölçülerek damlacığın yükü hesaplanabilir.Belli bir damlacık bir veya daha çok sayıda elektron alabileceğinden bu yöntemle hesaplanan yükler daima birbirinin aynı değildir.Fakat bu yükler hep belli bir yük değerinin katları olduğundan bu yük değeri bir elektronun yükü kabul edilir.Proton:

Nötral bir atom veya molekülden bir veya daha çok elektron koparıldığında geriye kalan tanecik koparılan elektronların tolam eski yüküne eşit miktarda artı yük kazanır.Bir neon atomundan bir elektron koparıldığında geriye kalan tanecik koparılan elektronların toplam eksi yüküne eşit miktarda artı yük kazanır.Bir neon atomundan bir elektron koparıldığında bir Ne(+) iyonu oluşur.Bir elektriksel deşarj tüpünde katot ışınları tüpün içinde bulunan gaz atomlarından ve moleküllerinden elektronların çıkmasına sebep oldukları zaman , bu tür artı yüklü tanecikler oluşur.Bu artı yüklü iyonlar eksi yüklü elektroda doğru hareket ederler.Eğer katot delikli bir levhadan yapılmışsa artı yüklü iyonlar bu deliklerden geçerler.katot ışınlarının elektronları ise ters yönde hareket ederler.

Pozitif ışınlar adı verilen bu artı yüklü iyon demetleri ilk defa 1886 da Eugen Goldstein tarafından bulundu.Pozitif ışınların elektrik ve magnetik alanların etkisinde sapmaları ise 1898 de Wilhelm Wien ve 1906 da J.J. Thomson tarafından incelendi.Artı yüklü iyonlar için e/m değerlerinin saptanmasına , katot ışınlarının incelenmesinde kullanılan yöntemin hemen hemen aynısı kullanıldı.Deşarj tüpünde değişik gazlar kullanıldığı zaman değişik tür artı yüklü iyonlar oluşur.

Proton adı verilen bu tanecikler bütün atomların bir bileşenidir.Protonun yüklü elektronun yüküne eşit fakat ters işaretlidir.

Bu yüke yük birimi denir.Proton artı bir elektrik yük birimine , elektron ise eksi bir elektrik yük birimine sahiptir.(Protonun kütlesi elektronun kütlesinin 1836 katıdır).

Nötron:

Atomlar elektrik yükü bakımından nötral olduklarından bir atomun içerdiği proton sayısı elektron sayısına eşit olmalıdır. Atomun toplam kütlesini açıklayabilmek için 1920 de Ernest Rutherford atomda yüksüz bir taneciğin var olduğunu savundu. Bu tanecik yüksüz olduğundan onu incelemek ve tanımlamak zordu. Fakat 1932 de James Chadwick nötronun varlığını kanıtlayan çalışmalarını sonuçlarını yayınladı.Chadwick, nötronların oluştuğu bazı nükleer tepkimelerin verilerinden nötronun kütlesini hesaplayabildi.Bu tepkimelerde kullanılan ve oluşan bütün taneciklerin kütlelerini ve enerjilerini göz önüne alarak Chadwick nötronun kütlesini hesapladı.Bu kütle protonun kütlesinden biraz daha büyüktü.

Günümüzde daha birçok atom altı tanecik bulunmuştur.Fakat bu taneciklerin atom yapısı ile olan ilişkisi çok iyi bilinmemektedir.Kimyasal çalışmalar için atomun yapısı elektron , proton ve nötronun varlığına dayanarak yeterince açıklığa kavuşturulmuştur.

İZOTOPLAR

Belli bir elementin bütün elementlerinin atom numarası aynıdır. Fakat bazı elementler kütle numarası bakımından farklılık gösteren çeşitli tipte atomlardan oluşmuştur.Aynı atom numarasına fakat farklı kütle numarasına fakat farklı kütle numarasına sahip atomlara İZOTOP atomlar adı verilir.

Görüldüğü gibi izotoplar çekirdeklerindeki nötron sayısı bakımından farklıdırlar;bu da doğal olarak atom kütlelerinin farklı olduğu anlamına gelir.Bir atomun kimyasal özellikleri ilke olarak atom numarası ile belirtilen proton ve elektron sayısına bağlıdır. Bundan dolayı bir elementin izotopları birbiri ile hemen hemen aynı olan kimyasal özelliklere sahiptir.Bazı elementler doğada tek bir izotop halinde bulunurlar.Fakat çoğu elementlerin birden çok izotopu vardır.Örnek olarak kalayın 10 doğal izotopu vardır.

Kütle spektrometresi bir elementte kaç izotop bulunduğunu , her izotopun tam olarak kütlesini ve bağıl miktarını saptamak için kullanılır.Buharlaştırılmış madde , elektronlarla bombardıman edilerek artı yüklü iyonlar oluşturulur.Bu iyonlar eksi yüklü bir levhaya doğru çekilerek bu levha üzerinde bulunan dar bir aralıktan hızla geçirilirler.

İyot demeti bundan sonra magnetik bir alan içinden geçirilir.yüklü tanecikler magnetik bir alan içinde dairesel bir yörünge izlerler.Taneciğin yükü arttıkça doğrusal yörüngesinden sapma da artar.Bu nedenle , magnetik bir alanda artı yüklü bir iyonun izlediği dairesel yörüngenin yarıçapı o iyonun e/m değerine bağlıdır.

Değişik e/m değerine sahip iyonların bu son aralıktan geçmesi ise magnetik alan şiddeti veya iyonları hızlandırmak için kullanılan voltaj ayarlanarak sağlanır.Böylece aygıttaki farklı iyon türlerinden her biri bu aralıktan ayrı ayrı geçirilirler.Detektör her farklı iyon demetinin şiddetini ölçer ; bu iyon şiddeti örnekte bulunan izotopların bağıl miktarına bağlıdır.

Atom Numarası ve Periyotlar yasası

19.yüzyılın başlarında kimyacılar elementler arasında bulunan fiziksel ve kimyasal benzerliklerle ilgilendiler.1817 ve 1829 da Johann W. Döbereiner “triad” lar adını verdiği element serileri (Ca,Sr,Ba;Li,Na,K;Cl,Br,I;S,Se,Te) hakkındaki incelemelerini yayınladı burada her seriyi oluşturan elementler birbirine benzeyen özeliklere sahip olup serideki ikinci elementin atom ağırlığı yaklaşık diğer iki elementin atom ağırlıklarının ortalamasına eşittir.

Bunu izleyen yıllarda birçok kimyacı elementleri benzeyen özellikleri açısından sınıflandırmayı denedi.1863-66 yıllarında John A. R. Newlands “oktavlar yasası” nı önerip geliştirdi.Newlands a göre elementler atom ağırlıklarının artış sırasına göre dizildiklerinde sekizinci element birinciye , dokuzuncu element ikinciye benziyor ve bu durum böylece devam ediyordu.Newlands bu ilişkiyi müzik notalarındaki oktavlara benzetti.Fakat gerçek ilişki Newlands’ın varsaydığı kadar basit değildi.Newlands ın çalışmaları dayanaksız bulunmuş ve diğer kimyacılar tarafından ciddiye alınmamıştır.

Elementlerin modern periyodik sınıflandırılması Julius Lothar Meyer ve özellikle Dimitri Mendeleev ‘in çalışmalarına dayanır.Mendeleev periyodik bir yasa önerdi ; bu yasaya göre elementler atom ağırlığı artışına göre incelendiğinde , özelliklerindeki benzerlikler periyodik olarak tekrarlanır.Mendeleev in çizelgesinde benzer elementler grup adı verilen dikey sütunlarda toplanır.

Ayrıca Mendeleev in çizelgesinde henüz bulunmamış elementler için boş yerler bıraktı ve çizelgede olmayan elementlerden üç tanesinin özelliklerini önceden belirtti.Hemen sonra Mendeleev in öngördüğü özelliklerin çoğuna sahip oldukları belirlenen Skandiyum,galyum ve germanyum elementlerinin bulunması periyodik sistemin doğru olduğunu gösterdi.Asal gazların varlığı Mendeleev tarafından öngörülmediği halde bu elementler 1892-98 yılları arasında bulunduktan sonra periyodik çizelgedeki yerlerine oldukça iyi bir şekilde uydular.

Periyodik çizelgedeki plana göre K,Ni ve I elementlerinin atom ağırlığının artışına göre belirlenmiş dizilişinin dışında yer almamaları gerekliydi.Örneği iyot atom ağırlığına göre 52 numaralı element olmalıydı.Fakat kimyasal açıdan benzediği F,Cl ve Br elementleri ile aynı gurupta olabilmesi için iyot keyfi olarak 53 numaralı element oldu.Periyodik sınıflandırmanın daha ayrıntılı olarak incelenmesi ile bir çok araştırıcı periyodik özelliğin,atom ağırlığından çok , başka bir temel bağlı olduğuna inandı.Bu temel özelliğinde o zamanlar periyodik sistemden çıkarılan ve sadece bir seri numarası olan atom numarası ile ilişkisi olduğunu öğrendi.

1913-14 yıllarında Henry G. J. Moseley in çalışmaları bu problemleri çözdü.Yüksek enerjili katot ışınları bir hedefe odaklandığında X-ışınları oluşur.Bu X-ışınları çeşitli dalga boylarındaki bileşenlere ayrılabilir ve bu şekilde elde edilen çizgi spektrumları da fotografik olarak kaydedilebilir.Hedef olarak değişik elementler kullanıldığında değişik X-ışınları spektrumları elde edilir ve her spektrum sadece birkaç karakteristik spektral çizgi içeren X-ışınları spektrumu vardır.

Moseley atom numaraları 13 ile 79 arasında olan 38 elementin X-ışınları spektrumunu inceledi.Her elemen için o elemente karşılık gelen karakteristik spektrum çizgisini kullanan Moseley , elementin atom numarası ile çizgi frekansının kare kökü arasında doğrusal bir ilişki olduğunu buldu.Başka bir değişle elementler atom numarası artışına göre dizildiğinde spektrum çizgisi frekansının karekökü bir elementten diğerine gittikçe sabit bir miktarda artar.

Bundan dolayı Moseley X-ışınları spektrumuna dayanarak elementlerin doğru atom numaralarını tahmin edebildi.Böylece atom ağırlıkları komşu atomlarınkine uygun düşmeyen K,Ni ve I un sınıflandırılması problemi de çözümlenmiş oldu.Diğer taraftan Moseley Ce den Lu e kadar olan seride 14 element bulunması ve bu elementlerin ve bu elementlerin periyodik çizelgede Lantan’dan sonra gelmeleri gerektiğini bildirdi.Moseley’in diagramları ayrıca 79 numaralı elementten önce henüz o zamana kadar bulunmamış 4 elementin var olması gerektiğini de gösterdi.Nihayet Moseley’in çalışmalarına dayanarak periyodik yasa “Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numarasının periyodik fonksiyonudur” şeklinde tekrar tanımlandı.

Moseley in atom numaraları ile Rutherford un tanecikleri saçılma deneyinden hesapladığı çekirdek yükleri oldukça iyi bir uyum içindeydi.buna dayanarak Moseley atom numarasının atom çekirdeğinde bulunan artı birimlerin sayısı olduğunu önerdi.

Moseley ayrıca, atomda bir elementten diğerine gidildikçe artan temel bir nicelik bulunduğunu ifade ederek bu niceliğin ancak merkezdeki artı yüklü çekirdeğin yüklü olabileceğini belirtti.

X-ışınları , görünür ışıktan çok daha kısa dalga boylarına ve dolayısıyla daha yüksek frekans ve enerjilere sahip elektro magnetik ışınlardır.Bir elementin x-ışınları spektrumunun olmasına hedef element atomlarında meydana gelen elektron geçişlerinin sebep olduğuna inanılmaktadır.X-ışınlar tüpüne katot ışınları , hedefteki atomların iç kabuklarından elektronlar koparırlar.Dış kabuktaki elektronlar iç kabuklarda oluşan bu boşlukları doldurdukları zaman x-ışınları yayınlanır.Bir atomda elektronun , yüksek bir enerji düzeyinden K düzeyine geçmesi sonucu oldukça bir büyük bir miktarda enerji açığa çıktığından , elde edilen radyasyonun frekansı yüksektir.Buna karşı gelen dalga boyu da x-ışınlarına özgü olup kısadır.

Bir elektron geçişi sırasında açığa çıkan radyasyonun frekansı ayrıca atom çekirdeğindeki yüke bağlıdır.Açığa çıkan bu enerjinin miktarı çekirdek yükünün karesi ile doğru orantılıdır.Çekirdeğin yükü arttıkça açığa çıkan enerji artar ve yayınlanan radyasyonun dalga boyu kısalır.Moseley in gözlemleri de bu ilişkiyi yansıtmaktadır.

Mol Hesaplama Yöntemleri

MOL HESAPLAMA YÖNTEMLERİ
*** m: Verilen Litre Verilen tanecik Sayısı* n: mol sayısı Ma=Molekül ağırlığı
************ Verilen ağırlık** Verilen hacim* verilen tanecik ************ *************
******** n =------------------ =-----------------=------------------
**************** Ma ************ ****** 22,4 *** ******* ** 6,0210-23 ****
*
*Örnek : 23 gram C2H5OH kaç moldür ? (C=12 O=16 H =1)*
*
********************* MA = 2.12 + 6.1 + 16.1= 46 gram/mol*
*
******************************************* n=23/46 = 0,5 mol*
*
Örnek : N.Ş.A’da 2,8 litre olan CO2 gazı kaç mol ve kaç gramdır ?(C=12 O=16)*
*
********************************** n=2,8/22,4 = 0,125 mol.*
*
*** 1 mol CO2 44 gram olduğuna göre 0,125 mol CO2 0,125.44= 5,5 gramdır.*
*
22,4 litre = 1 mol : 11,2 litre= 0,5 mol : 5,6 litre = 0,25 mol : 2,8 Litre = 0,125 mol*
*
*Örnek : 3,01.1023 tane C2H4 molekülü kaç gramdır ? (C=12 H=1)*
*
n=3,01.1023/6,02.1023= 0,5 mol 1 mol C2H4 28 gram ise 0,5 mol C2H4 14 gram olur.*
*
* ************ Kütlece yüzde = (Elementin bileşikteki kütlesi/toplam kütle)x100*
*
********** I. elementin bileşikteki kütlesi I. elementin verilen gramı*= *II. elementin bileşikteki kütlesi II. elementin verilen gramı*
*
********** I. elementin bileşikteki kütlesi I. elementin verilen yüzdesi*=* II. elementin bileşikteki kütlesi II. elementin verilen yüzdesi*
*
MOL KAVRAMI
*
Mol : Avagadro sayısı ( 6,02.1023 ) kadar atom yada molekül içeren maddeye 1 mol denir.
*
Örnek : 1 mol HF 6,02.1023 tane HF molekülüdür. Yine bu molekülün içerisinde 1 mol H atomu (6,02.1023tane) ve 1 mol F atomu (6,02.1023 tane) vardır.
*
Atom Ağırlığı : 12C izotopu standart seçilerek diğer elementlerin bu izotopla kıyaslanması sonucu hesaplanan kütlelerdir. Örneğin, H=1 O=16 N=14 S=32
*
1Atomik Kütle Birimi (a.k.b) : 1/ 6,02.1023 = 1,66.10-24 gramdır.
*
Molekül Ağırlığı : Bileşiği oluşturan elementlerin gram cinsinden kütlelerinin toplamına denir.
*
Örnek : 1 mol C6H12O6 (glikoz) kaç gramdır ? (C=12 O=16 H=1)
6.12 = 72 gram C
12.1 = 12 gram H
6.16 = 96 gram O
-------------------------------********
********** 180 gram
*
Bir Tane Molekülün Kütlesi : Bir tek molekülün kütlesi molekül ağırlığının Avagadro sayısına bölümüyle bulunur .
*
1 tek molekülün kütlesi = MA/6,02.1023
*
Örnek : 1 tane H2O molekülü kaç gramdır ? (H=1 O=16)
1 tane H2O = 18/ 6.1023 = 3.10-23 gramdır.
*
Bir Tane Atomun Kütlesi : Atom ağırlığının Avagadro sayısına oranıdır.
Bir tek atomun kütlesi = A.A./ 6,02.1023
*
örnek : 1 tane C atomu kaç gramdır ? (C=12)
1 tane C atomu = 12/6.1023 = 2.10-23 gramdır.
*
N.Ş.A’ da Hacim : Bütün gazların bir molü N.Ş.A’da ( 0 0C ve 1 atmosfer de) 22,4 litredir

Temel Kimyasal Yasalar

TEMEL KİMYA YASALARI

1. KÜTLENİN KORUNUMU YASASI (LAVOISIER YASASI)

Kimyasal olaylara giren maddelerin kütleleri toplamı oluşan ürünlerin toplamına eşittir. Buna göre:
X + Y ® Z + T tepkimesinde X ve Y girenler (reaktif) olup, Z ve T (ürünler)’ye kütlece eşittir.
Kimyasal maddelerin kütleleri atom sayıları ile orantılı olduğundan tüm kimyasal tepkimelerde atom sayıları korunur.
Örn; 1 mol C atomu 12 gram, 1 mol O2 molekülü 32 gramdır.Buna göre 1 mol C atomu 44 gram olur.
C + O2 ® CO2
12 gram + 32 gram ® 44 gram

1. SABİT ORANLAR YASASI (PROUST YASASI)

Bir bileşikteki elementlerin

1.

Kütlelerinin oranı
2. Kütlece yüzde bileşimi sabittir.

Örn; Al=27, S=32 olduğuna göre Al2S3 bileşiğinde:
Mol sayıları oranı : nAl = 2 Kütleleri oranı : mAl = 2.27 = 9 ‘dır.
nS = 3 mS = 3.32 16
9 gram Al + 16 gram S = 25 gram bileşik oluşturur.
25 gram bileşikte 9 gram Al, 16 gram S vardır.
100 gram bileşikte 36 gram Al, 644 gram S vardır.
Bileşikte kütlece %36 Al, %64 S vardır.

1. KATLI ORANLAR YASASI (DALTON YASASI)

İki element aralarında iki bileşik oluşturuyorsa, bu elementlerden birinin sabit miktarları ile birleşen diğer elementin değişen miktarları arasında basit bir oran vardır.

Örn; NO2 – N2O4 bileşik çiftinde:

1. Aynı miktar N ile birleşen O kütleleri arasında.

2/ NO2 = N2O4 = 4
1/ N2O5 = N2O5 5

1. Aynı miktar O ile birleşen N kütleleri arasında

5/ NO2 = N5O10 = 5
2/ N2O5 N4O10 4

1. HACİM ORANLARI YASASI (GAY – LUSSAC YASASI)

a) Kimyasal bir tepkimeye giren gazlarla, tepkimede oluşan gaz halindeki ürünlerin aynı koşullarda (aynı sıcaklık ve basınç) hacimleri arasında sabit bir oran vardır.
b) Aynı koşullarda gazların hacimleri mol sayıları ile doğru orantılıdır.
Örn; H2(g) + Cl2(g) ® 2HCl(g) tepkimesine göre, 1 mol H2 1 mol Cl2 ile birleşerek 2 mol HCl oluşturur.Hacimler mol sayıları ile doğru orantılı olduğundan, aynı olayı anlatmak için “1 hacim H2 gazı, 1 hacim Cl2 gazı ile birleşerek eşit koşullarda 2 hacim HCl gazı oluşturur.” İfadesi de kullanılabilir.
Aynı şekilde, N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g) tepkimesine göre 1 hacim azot gazı 3 hacim hidrojen gazı ile birleşerek eşit koşullarda 2 hacim NH3 gazını oluşturur diyebiliriz.

Kimya Öğretmenim - Kimya Dersi

31 Temmuz 2008 Perşembe

Organik-Kimya

Kimyasal Reaksiyonlarda Enerji

Kimyasal Tepkimeler

Atom Ve Elektron

Mol Hesaplama Yöntemleri

Temel Kimyasal Yasalar

Temel Kimyasal Yasalar

Dersler

Kısayoldan Arşive

Etiketler