MADDE VE ENDÜSTRİ

PERİYODİK SİSTEM

Periyodik tablonun tarihçesi

Döbereiner: Elementleri benzer özelliklerine göre 3'lü gruplara ayırmıştır.

Alexander:Elementleri bir silindir etrafına yatay dikey olarak sarmal olarak gruplandırmıştır.

Newlands:Elementleri 8'erli gruplara ayırmış ve sürekli tekrar ettiğini görmüştür bunu da müzikteki oktav kuralına benzetmiştir.

Mayer ve Mendelyev: Mayer elementleri benzer özelliklerine göre Mendelyev ise atom ağırlıklarına göre gruplandırarak benzer bir periyodik tablo oluşturmuşlardır

Mosely:Elementleri atom numarası(proton sayısına) göre gruplandırarak günümüz periyodik tablonun temelini oluşturmuştur.

Seaborg: Mosely oluşturduğu periyodik tablonun altına iki satır ekleyerek son halini vermiştir.

Periyodik Tablo ve Özellikleri

Elementleri atom numarasına göre gruplara ve periyotlara göre sınıflandırıldığı şemaya periyodik tablo denir.

*Elementler atom numarasına(proton sayısı) göre yerleştirilmiştir.

* Periyodik tablodaki dikey satırlara grup denir.

*Periyodik tablodaki yatay satırlara periyot denir.

*Periyodik tabloda 8 tane A grubu 10 tane B grubu olmak üzere 18 tane grup bulunur.

* 7 tane periyot bulunur.

* Bazı grupları özel isimleri bulunur.

-1A alkali metal

-2A toprak alkali metal

-7A halojenler

-8A soygaz(asal gazlar)

*Aynı gruptaki elementler benzer kimyasal özellik gösterir.

*Periyodik tabloda soldan sağa doğru gidildikçe;

-atom numarası artar.

-atom çapı azalır

-metallik özellik azalır ametalik özellik artar

-katman sayısı değişmez.(periyot sayısı aynı kalır.)

-benzer kimyasal özellik göstermezler.

-*Periyodik tabloda yukarıdan aşağıya gidildikçe;

-Atom çapı artar.

-atom numarası artar.

-ametal özellik azalır,metallik özellik artar.

-katman sayısı artar.(periyot sayısı artar)

-elementler benzer kimyasal özellik gösterir.

ELEMENTLERİN SINIFLANDIRILMASI

Elementler periyodik tabloda metal,yarı metal,ametal ve soygaz olarak sınıflandırılırlar.yarı metaller lisede işleneceğinden dolayı burada bahsedilmeyecektir.

Metaller ve Özellikleri

* Parlak görünümlüler.

*Oda sıcaklığında civa hariç hepsi katı haldedirler.

*Şekil verilebilirler (tel ve levha haline getirilibilinirler)

*Periyodik tablonun sol tarafında yer alırlar.

*Elektriği ve ısıyı iyi iletirler.

*Atomik yapıdırlar.

*Kendi aralarında bileşik oluşturmazlar alaşım oluştururlar.

*Metaller ametaller ile iyonik bağ oluşturur iken katyon halini alırlar.

*periyodik tabloda 1A-2A-3A grubunda yer alırlar

Ametaller ve Özellikleri

*Mat görünümlüdürler.

*Oda sıcaklığında katı,sıvı ve gaz halin de buluna bilirler.

*Kırılgandırlar; tel ve levha haline getirilemezler.

*Periyodik tablonun sağ tarafında yer alırlar.

*Elektrik ve ısıyı iyi iletemezler.

*Doğada molekül yapıda bulunurlar

*Kendi aralarında kovalent bağ,metaller ile iyonik bağ oluştururlar.

*Bağ oluşturacakları zaman elektron alarak anyon halini alırlar.

*Periyodik tabloda 5A-6A ve 7A grubunda yer alırlar.

Yarı Metaller

Bilinen elementlerin 8 tanesi yarı metaldir. Yarı metallerin bazı özellikleri metallere bazı özellikleri de ametallere benzer. Bor, silisyum, antimon, germanyum gibi elementler yarı metallere örnektir. Yarı metallerin genel özellikleri aşağıdaki gibidir:

Metaller ile ametallerin birleştiği yerde bulunurlar

Oda koşullarında katı halde bulunurlar.

Parlak veya mat olabilirler.

Elektrik ve ısı iletkenlikleri metallerden kötü, ametallerden iyidir.

Tel, levha ve toz hâline gelebilir.(Haddelenebilirler-işlenebilirler.)

Sıcaklık yükseldiğinde elektrik iletkenlikleri artar.

Soygazlar ve Özellikleri

*Doğada gaz halinde bulunurlar.

*Periyodik tablonun 8A grubunda yer alırlar.

*Kararlı yapıda olduklarından hiç bir elementle bileşik oluşturmazlar.

*Elektron alıp vermezler.

*Helyum hariç son katmanlarında 8 e bulundururlar.

*Helyum (He)Neon (Ne)Argon (Ar)Kripton (Kr)Ksenon (Xe)Radon (Rn) bilinen soygazlardır

Kimyasal Tepkimeler

      Bir maddenin başka bir madde ile etkileşime girerek kendi özellikleri kaybederek yeni bir madde oluşturmasına kimyasal tepkime denir.

Bir tepkimenin kimyasal tepki olup olmadığını

• Renk değiştiriyor ise

• Koku oluşturuyor ise

• Gaz açığa çıkarıyor ise

• Tortu(çökelek) oluşturuyor ise

Tepkime Çeşitleri:

1. Asit baz tepkimesi(nötrleşme)
2. Yanma tepkimesi

1.Asit baz tepkimesi:

Bir asit ve bir bazın bir araya gelerek tepkime sonucu tuz ve su oluşturmasına nötralleşme tepkimesi denir.

-Tepkime sonucu oluşan tuz ve suyun pH değeri 7 dir.






CH3COOH + NaOH –> CH3COONa + H2O



HNO3 + NH4OH —> NH4NO3 + H2O



H2SO4 + 2KOH —> K2SO4 + 2H2O




HNO3 + KOH —> KNO3 + H2O




HCI + NaOH —> NaCl + H2O

2. Yanma tepkimesi:

Maddelerin oksijenle bir araya gelmesi sonucu oluşan tepkimelere yanma tepkimesi denir.

- Yanma tepkimelerin de O2 daima  —> sol tarafında  yani tepkimeye girenler tarafında bulunur.

İki çeşit yanma vardır.

Yanma tepkimesinde ısı açığa çıkar.

Yanma kimyasal bir olaydır. Maddenin yapısı değişir.

Yanma tepkimelerinde genellikle karbondioksit ve su oluşur. Su veya karbondioksit oluşmayan yanma tepkimeleri de vardır.

Yanma tepkimesine giren maddenin arasındaki bağlar kopar ve yeni bağlar oluşur.

Yanma, oksitlenme olarak da bilinir.

a. hızlı (alevli ) yanma: 

Hızlı yanmada tepkime sonunda ışık (ateş) açığa çıkaran tepkime türüdür.

Isı açığa çıkar

-kağıdın yanması

-kömürün yanması

- mumun yanması

-odunun yanmasını örnek olarak verebiliriz

C + O2 → CO2 + ısı (Karbon oksijenle yanması)

2H2 + O2 → 2H2O + ısı (Hidrojen oksijenle yanması)

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + ısı (Metan oksijenle yanması)

C2H6 + 7/2 O2 → 2CO2 + 3 H2O + ısı (Etan oksijenle yanması)

C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O + ısı (Etil alkol oksijenle yanması)

C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O + ısı (Protan oksijenle yanması)

b. yavaş(alevsiz)  yanma:

Tepkime sonunda ışık açığa çıkarmayan tepkimelere yavaş yanma denir.

Yavaş yanmada ısı açığa çıkar ama uzun süreli gerçekleştiğinden hissedilmez.

- demirin paslanması

- ayvanın ve elmanın kararması

-solunum olayı

-gümüşün kararması yavaş yanmaya örnektir.

2 Fe + 3/2 O2 → Fe2O3 + ısı ( Demirin paslanması)

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ısı (Solunum olayı)

kimyasal tepkimelerde kütlenin korunumu

    Bir kimyasal tepkime de girenler kısmında kullanılan madde miktarı daima ürünler kısmındaki oluşan madde miktarına eşittir.

odun +O2  --->kül + duman 

      Yukarıdaki yanma tepkimesinde tepkimede kullanılan odun ve O2 gazının toplamı ürünler kısmında oluşan kül ve oluşan duman miktarına eşittir.

Bir kimyasal tepkime de;

1. kütle korunur.

2.Atom cinsi korunur.

3.proton sayısı değişmez.

4.elektron sayısı değişmez.

5.yeni madde oluşur.

6. molekül sayısı değişebilir.

Soru:Nemli ortama bırakılan 14 gr gümüş kolye karardıktan sonra 16gr olarak ölçülmüştür. Tepkimede kullanılan O2 miktarı kaç gr dır?(gümüşün yanması yavaş yanmaya örnektir.)

Çözüm:

gümüş +O2 ----> kararmış gümüş 

tepkimede kullanılan madde miktarı (gümüş +O2)  oluşan madde miktarına eşittir(kararmış gümüş)

gümüş +O2 = kararmış gümüş 

14 +O2 =16 ise 

O2 miktarı 2 gr dır

Soru:

 yukarıda verilen kütle zaman grafiğine bakılarak kimyasal tepkime denklemini yazınız?

Tepkimeye girenler maddelerin kütlesinde azalma olacağından dolayı grafikte aşağı yönlü olarak gösterilirler.

tepkime de oluşan madde miktarı artış göstereceğinden dolayı yukarı yönlü çizilirler.

tepkimenin denklemi:

    Y  +  Z  --->  X  olarak yazılır.

****Tepkime de kullanılan Y ve Z miktarı oluşan X miktarına daima eşittir.

Asitler ve Bazlar

Asitler

* Sulu çözeltilerinde H iyonu veren maddelere asit denir.

*Asitlerin tatları ekşidir.

*Cildi tahriş ederler.

*Mavi turnusol kağıdının rengini kırmızı ya çevirirler.

*Elektrik akımını iyi iletirler.

*Bazlarla bir araya gelerek su ve tuz oluştururlar. Bu olaya nötralleşme denir.

*pH değeri 0-7 arasındadır.

*pH değeri sıfıra yaklaştıkça kuvvetli asit 7 ye yaklaştıkça zayıf asit olurlar.

*Asitler genellikle yiyecek ve içeceklerin yapısında bulunurlar.

kullanılan asitler

--yiyecek ve içeceklerdeki asitler:

• -yoğurtta laktik asit
• elmada malik asit
• limonda sitrik asit
• sirkede asetik asit
• çilekte folik asit
• üzümde tartarik asit

--Bazı özel asitler bilimsel ve özel adları

• HNO3   Nitrik asit  -  kezzap

• H2SO4    sülfürik asit   - zaç yağı

• HCl     hidroklorik asit    -tuz ruhu

Bazlar

*Sulu çözeltilerinde OH iyonu verebilen maddelere baz denir.

*Tatları acıdır.

*Cilde kayganlık hissi verirler ve cildi tahriş ederler.

*Elektrik akımını iyi iletirler.

*Kırmızı turnusol kağıdının rengini maviye çevirirler.

*Asitlerle bir araya gelerek su ve tuz oluştururlar. Bu olaya nötralleşme denir.

*pH değeri 7-14 arasındadır.

*pH değeri 14 yakınlaştığında kuvvetli baz 7 yakınlaştığında zayıf baz özelliği gösterirler.

*Genellikle temizlik ürünlerinin yapısında bulunurlar.

--Bazı özel bazlar bilimsel ve özel adları

• NAOH  sodyum hidroksit     - sud kostik

• KOH  potasyum hidroksit     - potas kostik

• Ca2(OH)   kalsiyum hidroksit   -sönmüş kireç

asit ve baz belirteçleri

    Her zaman kullanılan asitlerin ya da bazların tatlarına, kokusuna veya cilde sürerek ayırmak tehlikeler ortaya çıkaracağından belirteçleri kullanılır.

Bunlar:

pH cetveli:

ASİT YAĞMURLARI

Asit yağmurları, özellikle sanayi devriminden sonra kükürt ve azot gazlarının atmosferde hızla birikmesiyle etkisini hissettirmeye başlamıştır. İlk olarak ise 1852 yılında sanayinin beşiği olan ingiltere’de Robert Angus Smith adındaki bilim adamı asit yağmurları ile hava kirliliği arasındaki ilişkiyi fark etmiş ve sanayinin bu yağışları tetiklediğini ortaya koymuştur. Bu yağışlar sadece oluştuğu bölgeyi etkilememektedir.

Asit Endüstriyel faaliyetlerin ve enerji tüketiminin fazla olduğu yerlerde yakılan kömür, petrol gibi fosil yakıtlardan karbondioksit (CO2), kükürtdioksit (SO2) ve azotdioksit (NO2) gazları açığa çıkar. Bu gazlar, bulutlardaki su buharıyla tepkimeye girerek sülfürik asit (H2SO4) ve nitrik asit (HNO3) gibi asitlerin oluşumuna neden olur. Bu asitler, yağmur gibi doğa olayları sonucunda yeryüzüne inmektedir. Bu yağmurlara asit yağmurları adı verilir.

Asit yağmurları, fosil yakıtların yakılmasıyla oluşan yağışlardır. Özellikle endüstriyel faaliyetlerin ve enerji tüketiminin fazla olduğu yerlerde yakılan, kömür ve petrol gibi fosil yakıtlardan, azot ve kükürt gazları açığa çıkmaktadır. Oluşan bu gazlar bulutlardaki su buharıyla tepkimeye girerek sülfürik ve nitrik asitleri ortaya çıkarmakta oluşan bu asitler ise kar, yağmur, çiğ ve sis gibi doğal olaylar sonucunda yeryüzüne ulaşmaktadır. Normal koşullar altında oluşan yağmurların pH değeri 5.6’dır. Bunun altında bir değere sahip olan yağış asit yağmuru olarak adlandırılır.

oluştuğu gibi yanardağ faaliyetleri gibi doğal olaylar sonucunda da meydana gelir.

Asit Yağmurlarının Etkileri

Asit yağmurları, tüm çevreye zarar vermektedir ancak bundan en çok etkilenen ormanlar ve tarım alanlarıdır. Bu yağışlar toprağın yapısındaki magnezyum ve kalsiyum gibi bitki gelişiminde önemli olan elementleri yıkayarak derinlere taşınmasına sebep olur. Bunun sonucunda ağaçlar ve diğer bitkiler topraktan yeteri kadar faydalanamaz ve kurur.

Asit Yağmurlarının Etkileri Genel Olarak Şunlardır;

• Göllere ve akarsulara düşen asit yağmurları, sudaki asit dengesini bozar ve balıkları etkiler. Balıkların bu durumdan etkilenmesi besin zinciri yoluyla bizleri de etkilemektedir.
• Havada bulunan sülfat solunum yoluyla alınmakta ve bronşit, astım, kanser gibi çeşitli hastalıklara neden olmaktadır.
• Topraktaki alüminyumun çözülmesine neden olur ve ağaç köklerinin besinlerden faydalanmasını engeller.
• Mermer, kumtaşı veya kireçten yapılan ve içerisinde kalsiyum karbonat bulunduran tarihi eserlere zarar vermektedir.

Asit Yağmurlarının Etkisini En Aza İndirmek İçin Alınabilecek önlemler;

• Enerji üretiminde kullanılan termik santrallerin yerine, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı yaygınlaştırılmalıdır. (Güneş Enerjisi, Jeotermal Enerji, Rüzgar Enerjisi vs.)
• Orman yangınları engellenmeli, yeşil alanlar yaygınlaştırılmadır.
• Şehir içi ulaşımlarda özel araçların yerine toplu taşıma araçları kullanılmalıdır.
• Havayı olduğundan fazla kirleten kaçak kömür kullanımının önüne geçilmelidir.
• Endüstriyel tesislerinin bacalarına filtre takılmalıdır.
• Araçların bakımı zamanında yapılmalıdır.

ISI ve SICAKLIK

    Isı : Madde taneciklerinin sahip olduğu hareket(kinetik ) enerjilerinin toplamına ısı denir.

    Sıcaklık: madde taneciklerinin sahip olduğu hareket enerjilerinin ortalamasına sıcaklık denir.


Isı ve Sıcaklığı şöyle bir örnek ile açıklaya biliriz;

1. 8/E sınıfından 10 öğrenci  fen bilimleri dersi sınavından her biri 90 puan almıştır.

• Yukarıdaki örnekte her öğrenci 90 puan aldıysa 10 öğrencinin notlarının toplamı 900 puan yapar.Buradaki  

900 puan  toplamı; 8/E sınıfını madde olarak kabul edersek ısı enerjisini temsil eder.

• yukarıdaki örnekte eğer sınıfın fen bilimlerindeki ortalamasını bulmaya çalışır isek 10*90=900 puan

 10 öğrencinin not toplamıdır.900/10=90 işleminde sınıfın fen ortalaması 90 puan dır bu puan bize sıcaklığı

 temsil etmektedir.  

                   ısı                                                                          sıcaklık

*ısı bir enerji çeşididir.                                            *     sıcaklık bir ölçüm ya da bir göstergedir.

*birimi kalori(cal) yada joule dir .                          *      birimi santigrad derece ya da celcius(C)tur.

*sıcaklık madde miktarına  bağlıdır.                       *      madde miktarına ve cinsine bağlı değildir.

*hareket enerjilerinin toplamıdır.                           *       hareket enerjilerinin ortalamasıdır.

*kalorimetre kabı ile ölçülür.                                 *        termometre ile ölçülür.

•   Not:   Sıcaklıkları aynı olmasına rağmen madde miktarları farlı olan sulardan miktarı çok olanın sahip 

olduğu enerji miktarı fazladır.

•    Not:   1 kalori= 4,18 joule tir.

                        10 kalori=41,8 joule dir.

Öz Isı:

Bir maddenin 1gr sıcaklığını 1 C artırmak için gerekli olan enerjiye öz ısı denir.

• Öz ısı küçük ''c'' harfi ile gösterilir.
• Öz ısı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Madde	Öz ısı (j/g C)	Madde	Öz ısı (j/g C)
Su	4,18	Oksijen	0,92
Alkol	2,54	Civa	0,12
Zeytin yağı	1,96	Alüminyum	0,91
Demir	0,46	Kurşun	0,13
Bakır	0,37

Sonuç: yukarıdaki öz ısı tablosunda bazı maddelerin öz ısı değerlerini vermiştik.Eşit miktarda ısı alan
 maddelerden;

•  ➽sıcaklık artışı çok olan öz ısı küçük 
• ➽sıcaklık artışı az olan maddelerin öz ısısı büyük olur.
• ➽öz ısısı küçük olan maddeler erken ısınır erken soğur.
• ➽öz ısı büyük olan maddeler geç ısınır,geç soğur.

Örnek sorular:

Madde	Öz ıs (g/j)
X	2,1
Y	0,9
Z	1,7

ilk sıcaklıkları aynı olan x,y ve z maddelerinde özdeş ısıtıcılarla eşit sürede ısı verilir ise sıcaklık artışlarını
 büyükten küçüğe doğru sıralayınız?

Çözüm; öz ısısı küçük olan maddelerin sıcaklık artışı çok öz ısısı büyük olan maddelerin sıcaklık artışı az olur.

Y>Z>X     Olur.

örnek soru:

Maddeler	İl sıcaklık(C)	Son sıcaklık(C)
K	18	47
L	18	58
M	18	41
N	18	53

   İlk sıcaklıkları verilen K,L,M ve N maddelerine öz deş ısıtıcılarla eşit süre ısı verildiğinde son 
sıcaklıkları tablodaki gibi olmaktadır.Buna göre öz ısılarını büyükten küçüğe doğru sıralayınız?

Çözüm: llk ve ve son sıcaklıkları arasındaki sıcaklık artışını bularak öz ısıları hakkında yorum yapabiliriz.

∆t: son sıcaklık-ilk sıcaklık

K için ∆t: 47-18=29 C olur.

L için ∆t: 58-18=40 C olur.

M için ∆t:41-18=23 C

N için ∆t:53-18=35 olur.

 sıcaklık artışı az olan maddelerin öz ısısı büyük sıcaklık artışı çok olan maddelerin öz ısısı küçük olur.

M>K>N>L  olur.