3. Maddenin Hallerinin Tanecikli Yapısı

4.Maddeyi Oluşturan Tanecikler

1.MADDENİN YAPI TAŞLARI-ATOMLAR

• Atom:Maddeyi oluşturan en küçük yapı taşıdır.Maddenin Sınıflandırılması1.Katı2.Sıvı3.Gaz

1.KatıTanecikler arasında boşluk yoktur.Genleşir.Sıkıştırılamaz

2.SıvıTanecikler arasında boşluk azdır.Konulduğu kabın şeklini alır.Azda olsa sıkıştırılabilirGenleşir

3.GazTanecikler arasında büyük boşluklar vardır.Yayılır.Genleşir.Konulduğu kabın şeklini alır.Sıkıştırılabilir.

• Molekül:İki yada daha çok atomun oluşturduğu kümelere molekül denir.

• Atomun TarihçesiJohn Dalton:Atomlar maddenin en küçük yapı taşıdır ve bölünemez.J.J.Thomson:Atomun yapısında atomdan daha küçük parçacıklarda vardır.Ernest Rutherford:Atomun yapısında bulunan Küçük parçacıklar atomun merkezinin etrafında dolaşır.

• Katı,Sıvı ve Gazların Genleşme-Sıkışma ÖzellikleriKatı,sıvı gazlar genleşebilir.Gazlar katı ve sıvılara göre daha fazla genleşir.Sıvılar ve gazlar sıkıştırılabilir,katılar sıkıştırılamaz.

• Gazlar sıvılara göre daha fazla sıkıştırılabilir.Maddenin Sıkışma-Genleşme Özellikleri ile Tanecikli Yapıları Arasındaki İlişki

• Maddelerin sıkışma ve genleşme özellikleri maddeyi oluşturan taneciklerin arasındaki boşluk miktarına bağlıdır.

• Tanecikleri arasındaki boşluk miktarı en fazla olan gazlar,sıvılar ve katılara göre daha fazla sıkıştırılabilir ve genleşebilir.

2.ELEMENTLER-BİLEŞİKLER-MOLEKÜLLER

• Element:Aynı cins atomlardan oluşan maddelere element denir.

• Bileşik:Farklı atomlar içeren saf maddelere bileşik denir.(İki yada daha fazla cins atomdan oluşmuş maddelere bileşik denir.)

• Molekül:İki yada daha çok atomun oluşturduğu topluluğa molekül denir.(Hem elementlerin hem de bileşiklerin molekülleri olabilir.)

• Saf madde:Hep aynı birimlerin (taneciklerin)yan yana gelmesiyle oluşan maddelere saf madde denir.

• Karışım:İki yada daha fazla maddenin kimliklerini kaybetmeden bir araya gelmesiyle oluşan maddelere karışım denir.Saf madde de aynı moleküller yan yana gelir.Karışım da farklı moleküller yan yana gelir.

Karışımlar iki şekilde bulunur.

1.Homojen karışımlar(Çözeltiler):Özellikleri her yerinde aynı olan ve dışarıdan bakıldığında tek bir madde gibi görünen karışımlardır.Örnek:Şekerli su,tuzlu su.

2.Heterojen karışımlar:Özellikleri her yerinde aynı olmayan ve dışarıdan bakıldığında birden fazla madde varmış gibi görünen karışımlara denir.Örnek:Kum-Su,Tebeşir tozu-Su,Ayran,Yağ-Su,Benzin-Su

3.MADDENİN HALLERİ VE TANECİKLİ YAPISI•

Maddeler katı,sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunur.Katıları oluşturan tanecikler arasında boşluk olmadığı için akma özelliği yoktur.Sıvılar ve gazları oluşturan tanecikler arasındaki boşluk,taneciklerin hareket etmesine ve yer değiştirmesine sebep olur.Bu nedenle gazlar ve sıvılar akma özelliğine sahiptir.Sıvılar ve gazlar öteleme hareketi yapar.

• Öteleme hareketi:Taneciklerin birbirini iterek hareket etmesi,yer değiştirmesidir.

4.FİZİKSEL DEĞİŞİM-KİMYASAL DEĞİŞİM

Fiziksel değişim:Maddelerin kimlik değiştirmeden,başka bir maddeye dönüşmeden,sadece görünümlerinin değişmesine fiziksel değişim denir.

Kimyasal değişim:Maddelerin kimliklerini kaybettikleri,başka madde yada maddelere dönüştükleri değişimlere kimyasal değişim denir.

4.Maddeyi Oluşturan Tanecikler

a) Saf Madde

•Kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri olan, ayırt edici özellikleri bulunan ve bu ayırt edici özellikleri sabit olan maddelere saf madde denir.Elementler ve bileşikler saf maddelerdir. Karışımlar ise (homojen ya da heterojen) saf madde değillerdir.

Örnek : Saf su bileşik, tuzlu su karışımdır. Saf suyun

kaynama sıcaklığı sabit, tuzlu suyun kaynama sıcaklığı ise sabit değildir, karışımda bulunan tuz miktarına göre değişir.

b) Karışım :

İki ya da daha fazla farklı maddenin kendi özelliklerini kaybetmeden istenilen her oranda (miktarda) bir araya gelmesiyle oluşan maddeye karışım denir.

Örnek : Su – Tebeşir tozu, Su – Yağ, Su – Talaş, Su – Şeker, Su – Asit, Hava, Su

– Tuz,Su- Ayran

-Maddelerin Katı, Sıvı ve Gaz Olarak Sınıflandırılması

Madde, doğada fiziksel özelliklerine göre katı, sıvı ve gaz olarak 3 halde bulunur. (Plazma ve likit kristalik hal 4. ve 5. hal kabul edilir). Madde hangi halde olursa olsun bütün maddeler taneciklerden oluşmuştur ve bu taneciklerin arasında boşluk bulunur.

a) Maddenin Katı Hali :

• • Katı haldeki maddelerin belirli kütle hacim ve şekilleri vardır.• Katı haldeki maddeyi oluşturan tanecikler birbirlerine sıkıca bağlıdır ve taneciklerin arasındaki boşluk çok azdır.• Katı tanecikleri birbirlerine sıkıca bağlı oldukları için oldukça düzenli taneciklerdir.• Katı tanecikleri arasındaki boşluk çok az olduğu için katılar sıkıştırılamazlar

• Katı haldeki maddeyi oluşturan tanecikler sadece oldukları yerde titreşme hareketi yaparlar.• Katı tanecikleri birbirlerine sıkıca bağlı oldukları için belirli şekilleri vardır ve sert cisimlerdir. (Molekül Çekimi=Kohezyon Kuvveti).• Akışkan değildirler.

b) Maddenin Sıvı Hali :

• Sıvı haldeki maddelerin belirli kütle ve hacimleri olup konuldukları kabın şeklini alırlar.• Sıvı haldeki maddeyi oluşturan tanecikler (arasındaki boşluk katılara göre fazladır) katılara göre birbirlerine daha zayıf bağlarla bağlıdır ve tanecikler birbirlerine daha uzaktır.• Sıvı tanecikleri arasındaki boşluk katılara göre daha fazla olmasına rağmen sıvılar sıkıştırılamaz kabul edilirler.

• • Sıvı tanecikleri hem titreşme hem de birbirleri üzerinden kayarak dönme hareketi yaparlar.• Sıvı tanecikleri birbirleri üzerinden kayarak dönme hareketi yaptıkları için sıvılar akışkan maddelerdir.• Sıvı tanecikleri katılara göre daha düzensizdir.

c) Maddenin Gaz Hali :

• • Gaz halindeki maddelerin belirli kütleleri olup konuldukları kabı tamamen doldurarak kabın hacmini ve şeklini alırlar.• Gaz halindeki maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki boşluk katı ve sıvılara göre daha fazladır ve gaz tanecikleri birbirlerinden tamamen bağımsız olup gelişigüzel (rast gele) hareket ederler.• Gaz tanecikleri arasındaki boşluk çok fazla olduğu için gazlar sıkıştırılabilirler.

• Gaz tanecikleri katı ve sıvılara göre daha düzensiz taneciklerdir.• Gaz tanecikleri hem titreşme, hem birbiri üzerinden kayarak dönme hem de bulunduğu kabın duvarlarına çarparak sıçrama (difüzyon=yayılma) hareketi yaparlar.• Gazlar da sıvılar gibi akışkan maddelerdir.

NOT : 1- Katı, sıvı ve gazların belirli kütleleri vardır.

2- Katı ve sıvıların belirli hacimleri olup, gazlar konuldukları kabın hacmini alırlar.3- Katıların belirli şekli olup, sıvı ve gazlar konuldukları kabın şeklini alırlar.4- Katı ve sıvı tanecikleri sıkıştırılamayıp gazla sıkıştırılabilirler.5- Taneciklerin düzensizliği katılardan sıvılara, sıvılardan da gazlara gidildikçe artar.

6- Taneciklerin hareket enerjisi katılardan sıvılara, sıvılardan da gazlara gidildikçe artar.7- Maddeler ısıtıldıklarında ya da soğutulduklarında maddelerde üç türlü değişiklik gözlenebilir. Bunlar;• Sıcaklıkları değişimi.• Hal değişimi.• Boyut değişimi (Genleşme veya büzülme).8- Katı, sıvı ve gaz halindeki maddelerin ısı enerjisi etkisiyle bir halden diğerine dönüşmesine hal değişimi denir.

Maddelerin Ortak Özellikleri:

Bütün maddeler için ortak olan ve maddeleri ayırt etmek için kullanılamayan özellilerdir. Kütle, hacim, eylemsizlik ve tanecikli yapı maddeler için ortak özelliklerdir.

a) Kütle :Maddenin değişmeyen miktarına kütle denir. Kütle m sembolü ile gösterilir.

b) Eylemsizlik :Bir cismin hareketine devam etme isteğine eylemsizlik denir. Bir cisim başlangıçta duruyorsa durmaya, hareket halinde ise hareketine devam etmek ister.

c) Tanecikli Yapı:Bütün maddeler atom (veya bazen molekül) denilen taneciklerden oluşmuştur.

d) Hacim :Bir maddenin boşlukta kapladığı yere hacim denir.

Maddelerin Sıkışma – Genleşme Özellikleri :Doğada bulunan maddeler göründüğü gibi bütünsel (bütün gibi görünen) yapıda değildir.

Doğada bulunan bütün maddeler taneciklerden oluşur ve bu taneciklerin arasında boşluk bulunur. Maddedeki tanecikler arasında bulunan boşluk miktarı maddenin haline göre değişir.

Katı haldeki maddeyi oluşturan tanecikler birbirlerine sıkıca bağlıdır ve taneciklerin arasındaki boşluk çok azdır. Katı tanecikleri arasındaki boşluk çok az olduğu için katılar sıkıştırılamazlar.

Sıvı haldeki maddeyi oluşturan tanecikler katılara göre birbirlerine daha zayıf bağlarla bağlıdır ve tanecikler birbirlerine daha uzaktır. Sıvı tanecikleri arasındaki boşluk katılara göre daha fazla olmasına rağmen sıvılar sıkıştırılamaz kabul edilirler.

Gaz halindeki maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki boşluk katı ve sıvılara göre daha fazladır ve gaz tanecikleri birbirlerinden tamamen bağımsız olup gelişigüzel (rast gele) hareket ederler. Gaz tanecikleri arasındaki boşluk çok fazla olduğu için gazlar sıkıştırılabilirler.

• Maddelerin sıkışma özelliği taneciklerinin arasında bulunan boşluk miktarına göre değişir.

• Maddenin taneciklerinin arasında bulunan boşluk miktarı da maddenin haline göre değişir.

• Katı, sıvı ve gaz halindeki maddelerin taneciklerinin arasında boşluk bulunmasına rağmen gazların taneciklerinin arasındaki boşluk miktarı fazla olduğu için sadece gazlar sıkıştırılabilirler.

Katı ve sıvı haldeki maddelerin taneciklerinin arasındaki boşluk miktarı fazla olmadığı için katı ve sıvılar sıkıştırılamazlar.

Gaz halindeki maddeyi oluşturan tanecikler sıkıştırılabildikleri için tanecikler serbest kaldıklarında tekrar genleşebilirler (eski hallerine geri dönerler).

Katı ve sıvı haldeki maddeyi oluşturan tanecikler sıkıştırılamadığı için tanecikler serbest bırakıldıklarında tekrar genleşemezler.

Atom

Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddeyi oluşturan ve maddenin kendi özelliğini taşıyan en küçük yapı birimin atom denir. Katı, sıvı ve gaz halindeki maddeler atom denilen taneciklerden oluşmuşlardır. Atomun içerisinde de daha küçük tanecikler bulunur.

Canlı ve cansız varlıkların tamamı atomlardan oluşmuştur. Canlıların en küçük yapı birimleri olan hücreler, çok sayıda atomdan oluşan protein, karbonhidrat ve yağlardan oluşmuştur.Atom küre şeklindedir ve elektrikli yapıya sahiptir. Atom, kelime anlamı olarak bölünemez, parçalanamaz anlamındadır. Atom, çıplak gözle ya da en gelişmiş elektron mikroskobu ile bile görülemez.

Atom, bir maddenin sahip olduğu bütün özellikleri taşır. Bu nedenle maddenin kütlesi varsa atomun kütlesi de vardır. Madde sürtünme, dokunma ya da etki yoluyla elektriklenirken elektron alıp verebiliyorsa atomda elektron alıp verebilir.

Atom Hakkında Ortaya Konan Görüşler ve Atom Teorileri

Atom hakkında Democritus, Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr ve De Broglie isimli bilim adamları ve filozoflar görüşlerini ortaya koymuşlar ve günümüzdeki atom modeli ortaya çıkmıştır.

ELEKTRON’UN KEŞFİ

Maddenin yapısına ilk olarak modern yaklaşım Thomson’un katot ışınlarını inceleyerek elektronun keşfi ile başlar. Thomson : elektriksel gerilim uygulanan katot ışınları tüpünde katot ışınların negatif kutup tarafından itildiğini pozitif kutba doğru çekildiğini tespit etti.

Aynı cins elektrik yüklerinin bir birini itmesi ve farklı yük elektrik yüklerinin birbirini çekmesi nedeniyle Thomson katot ışınlarının negatif elektrik yüklerinden olduğu sonucu çıkardı.

• Thomson deneyinde katot için farklı madde kullandığında ve deney tüpünün farklı gazla doldurulduğunda da katot ışınlarının aynı davranışta bulunduğunu gördü. Böylece elektronun maddenin cinsinin karakteristik bir özelliği olmadığını bütün atom cinsleri için elektronun her birinin aynı olduğunu neticesini ortaya koydu.

• Elektron negatif yüklü olduğundan elektriksel alanda pozitif kutba doğru saparlar. Elektriksel alandaki bu sapmalar taneciğin yükü (e)ile doğru, kütlesi(m) ile ters orantılıdır. Yükün kütleye oranı (e/m) bir elektrik alanı içinde elektronların doğrusal yoldan ne kadar sapacağını gösterir.

PROTONUN KEŞFİ

• Katot tüpleriyle elektron elde edildiği gibi, elektrik deşarj (boşalma ) tüpleri ile de pozitif iyonlar elde edilir. Bu tüplerde uygulanan yüksek gerilim sonucunda atomdan elektronlar koparılarak pozitif iyonlar oluşturulur.

• Oluşan bu pozitif iyonlar bir elektriksel alanda elektronun ters yönünde hareket ederek negatif elektrota (katota) doğru ilerler. Bu iyonların büyük bir kısmı hareketleri sırasında ortamdaki elektronlara çarparak nötral atomlar oluştururlar.

• Çok az bir kısmı ise yollarına devam ederek katota erişirler. Eğer ortası delikli bir katot kullanılırsa, pozitif parçacıklar delikten geçerler. Bu ışınlara pozitif iyonlar ya da kanal ışınları denir.

• Pozitif iyonlar için e/m nin saptanmasında katot ışınlarının incelenmesinde kullanılan yöntemin hemen hemen aynısı kullanıldı.

• Katot ışınlarında katot maddesi ne olursa olsun elde edilen ışınların e/m oranı hep aynı bulunmuştu. Oysa pozitif ışınlarda elde edilen e/m oranı tüpteki gazın oranına göre farklı olduğu bulundu

• Protonlar ve elektronlar yüklü parçacıklardır. Bunlar yük bakımından eşit, işaretçe zıttılar. Protonlar +1 birim yüke, elektron ise –1 birim yüke eşittir.

• Nötr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşit olduğundan yükler toplamı sıfır

• Atom yarı çapı 10-8 cm olan bir küre şeklindedir. Söz konusu küre içerisinde proton ve elektronlar atomda rastgele yerlerde bulunurlar. Elektronun küre içindeki dağılımı üzümün kek içindeki dağılımına benzer.

• Elektronların kütlesi ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Bu nedenle atomun ağırlığını büyük ölçüde protonlar teşkil eder.

• Nötron denilen parçacıklardan bahsedilmemesi Thomson atom teorisinineksikliklerinden biridir.

• • Proton ve elektronların atomda rasgele yerlerde bulunduğu iddiası ise teorinin hatalı yönüdür.

Bohr atom teorisi hidrojenin yayınma spektrumuna dayanılarak açıklanır. Bohr’ a göre;

• Elektronlar çekirdek etrafında belirli enerjiye karşılık gelen belirli uzaklıklarda bulunur.• Yüksek enerji düzeyinde bulunan elektron, düşük enerji düzeyine geçerse fotonlar halinde ışık yayarlar.• Kararlı hallerin tamamında elektronlar çekirdek etrafında dairesel yörünge izlerler.

Sir Ernest Rutherford

Atomun çekirdeğini ve çekirdekle ilgili birçok özelliğin ilk defa keşfeden bir bilim adamıdır.• Atom kütlesinin tamamına yakını merkezde toplanır, bu merkeze çekirdek denir.• Elektronlar çekirdek etrafında dairesel yörüngelerde sürekli dolanırlar. (Yörünge daire şeklinde değil, enerji seviyesine karşılık gelen orbitallerde dolanır.)

• • Elektronların bulunduğu hacim çekirdeğin hacminden çok büyüktür.• Çekirdekteki yük miktarı bir maddenin bütün atomlarında ayın, farklı maddenin atomlarında farklıdır.• Çekirdekteki yük sayısı, elektron sayısına eşittir.• Çekirdekteki pozitif yüklerin kütlesi yaklaşık atom kütlesinin yarısına eşittir.