Kimya Nedir?
Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, aralarındaki ilişkileri ve oluşan tepkimeleri, hızını, enerji ilişkilerini inceleyen bilim dalıdır.
Analitik kimya, anorganik kimya, organik kimya, biyokimya ve fizikokimya ana bilim dallarına ayrılmıştır.
İki veya daha çok maddenin kuralsız, özellikleri değişmeksizin bir araya gelmeleri ile oluşan sistemlere karışım denir.
Karışımlar tek faz oluşturuyorlarsa, homojen karışımlar ; farklı fazlar oluşturuyorlarsa, heterojen karışımlar olarak adlandırılır.
Çözen ve çözünenden ibaret homojen karışımlara çözelti denir. Karışanların miktarı derişim ile verilir.
Bilinen yöntemlerle kendisinden daha basit maddelere ayrıştırılamayan bir maddeye saf madde denir. Madde tabiatta üç hâlde bulunabilir;
- Katı hâl: Hacmi, şekli belirlidir.
- Sıvı hâl: Hacmi belirli, şekli belirsizdir.
- Gaz hâli: Hacmi, şekli belli değildir.
Maddeleri oluşturan atomun varlığının kanıtlanmasında kullanılan kanunlar şunlardır:
Kütlenin Korunumu
- Sabit Oranlar
- Katlı Oranlar
- Birleşen Hacimler
Atomlar, proton, nötron ve elektronlardan oluşmuşlardır.
Protonlar +1 birim yüklü, elektronlar -1 birim yüklüdür. Nötronlar yüksüzdürler.
Elementler tek cins atomdan oluşur, uluslararası bir simge ile gösterilirler.
Atomun cinsini belirleyen protondur. Atomun proton sayısına atom numarası denir ve kimyasal olaylarda değişmez.
Atomun çekirdeğindeki proton ve nötronların toplamına nükleon sayısı denir.
Negatif ya da pozitif yüklenmiş atomlara iyon denilir. İyon negatif yüklü ise anyon, pozitif yüklü ise katyon olarak adlandırılır.
Atomlar ağırlıkları; akb/atom veya g/mol olarak verilirler.
İki veya daha fazla elementin atomlarının kimyasal özelliklerini değiştirip farklı özellikte meydana getirdikleri maddeye bileşik denir. Bileşiklerin tüm özelliklerini taşıyan en küçük birimlerine molekül denilir.
İçinde Avagadro sayısı (6,02·1023) kadar atom veya molekül bulunduran madde miktarına 1 mol denilir. Bu miktarın gram olarak miktarı yani 6,02·1023 tane atom yada molekül için ağırlık mol ağırlığı olarak alınır.
Mol sayısı (n), verilen miktarın aynı cinsten bir molün miktarına bölünmesi ile bulunmaktadır.
1 mol gaz N.Ş.A. (Normal Şartlar Altında; 0oC sıcaklık ve 1 atm basınçta) 22,4 L hacim kaplar.
He yazılışı (element) :
Bu formül 1 mol yani 6,02x1023 tane He atomunu da simgeler.
1 mol He atomunun 4 gram olduğu söylenir (He=4).
F2 yazılışı (element) :
Bu formül 1 mol yani 6,02x1023 tane F2 molekülünü de simgeler.
1 mol F2 molekülünün 38 gramdır (F=19).
H2SO4 yazılışı (molekül):
Bu formül 1 mol yani 6,02x1023 tane H2SO4 molekülünü de simgeler.
1 mol H2SO4 molekülünün 98 gram ağırlığındadır (H=1 ; O=16 ; ve S=32).
Kimyasal bir olayda maddenin kimyasal özellikleri değişir. Fiziksel ve kimyasal olaylarda atomların cinsi ve toplam kütle değişmez.
Kimyasal denklem tepkimeye giren maddelerin kimyasal formülleri aralarına + işareti konularak yazılır, olayın oluş yönü bir ok çizilir ve oluşan maddelerin formülleri aralarına + işareti konularak yazılır. Bu yazıma göre reaktantların miktarları azalırken, ürünlerin miktarı zamanla artacaktır.
Maddenin hâli, formüllerinin sağ altında (k), (s), (g) ve (çöz) ile gösterilir.
Her kimyasal tepkimenin, kütlenin korunumu kanununa uymasını sağlamak için formülün başında, stokiyometrik katsayı konulur. Bu yapılan işleme denkleştirme denilir.
Kimyasal hesaplamalar yapılmasına stokiyometri denilir.
Verilen değerin mol cinsine çevrilir.
Verilenin molünden, istenilen mol olarak hesaplanır.
Mol cinsinden bulunan değer, istenilen birime çevrilir.
Aynı elementin değişik nötron sayılı çeşitlerine izotop denilir.
Atomların özelliklerinin artış veya azalışlarını dikkate alarak sınıflandırılan çizelgeye periyodik cetvel denilir. Atomların özellikleri periyot veya gruplar da ilerledikçe düzenli olarak değişirler.
Bir atomun, bir elektron vermesi için alması gereken enerjiye iyonlaşma enerjisi denir. Bu enerji ne kadar küçük ise atom elektronunu o kadar kolay verebilmektedir.
İyonlaşma enerjisi periyotta soldan sağa doğru artarken, gruplarda yukarıdan aşağıya doğru azalmaktadır.
Bir atomun, 1 elektron alması olayı sonunda toplam olarak açığa çıkan veya alınan enerjiye elektron ilgisi denir. Bu enerji negatif ve büyük ise atom elektron almayı istiyor demektir. Elektron ilgisi genellikle, periyotta sağa doğru artarken, gruplarda aşağıya doğru azalmaktadır.
Bir atomun bağ elektronunu çekme gücüne elektronegatiflik denilir. Periyotlarda sağa doğru artarken, gruplarda aşağıya doğru azalmaktadır.
Bir atomun yarıçapı, bulunulan şartlara göre değişebildiğinden kesin olarak belirleyebilme ihtimali yoktur. Atomun elektronlarına uyguladığı çekim gücü büyüdükçe yarıçap küçülecektir.
Atom yarıçapı, periyotta sağa doğru küçülürken, gruplarda aşağıya doğru artmaktadır.
Tanecikler arasındaki etkileşimler:
- Kimyasal Bağlar : 40 kJ/mol den daha büyük
- Zayıf Kuvvetler : 40 kJ/mol den daha küçük
Kimyasal bağlar:
- İyonik bağ: Elektron veren atom katyon ile alan anyonun birbirlerini çekmeleriyle oluşur.
- Kovalent bağ: İki atomun elektronlarını ortak kullanabilmek için aralarında bir bağ oluşan bağdır.
- Kovalent bağı oluşturan atomlar aynı cins ise apolar kovalent bağ, değilse polar kovalent bağ denilir.
- Metalik bağ: Metallerde değerlik elektronlarının oluşturduğu negatif yük bulutu ile katyonlar arasındaki çekime metalik bağ denir.
Zayıf kuvvetlerler, atom veya molekülleri birarada tutan, maddenin kimyasal özelliklerinde bir değişiklik meydana getirmeyen etkileşimlerdir.
Zayıf etkileşimler:
- Dipol -dipol etkileşim: Polar moleküller arasındaki çekimlerdir.
- London kuvvetleri: Her çeşit tanecik arasında anlık oluşup kaybolan fakat süreklilik gösteren çekimlerdir.
- Hidrojen bağı: Bir molekülde N, O ve F atomlarına bağlı H atomu ile diğer moleküldeki bu atomlar arasında oluşan çekim kuvvetidir.