Kategori: Kimya

Moleküler katılar nedir? Moleküler katıların özelliklerini açıklayınız.

 

Molekül kelime anlamı olarak bir veya daha fazla atomun bir araya gelerek oluşturduğu yapılara verilen isimdir. Katılar türleri bakımından dört gruba ayrılır. Bunlardan birisi de moleküler katılardır. Bu katı türünün özelliklerini hep beraber  inceleyelim :

 

• İki ametal atomunun bir araya gelerek oluşturduğu bileşiklere kovalent bağlı bileşikler adı verilmekteydi. Bu bileşiklerden katı halde bulunanlara ise moleküler katı adı verilmektedir.
• Bu katı türünün örgü noktalarında atom ve moleküller bulunmaktadır.
• Bu örgüler arasında dipol-dipol, hidrojen bağı ve London kuvvetleri adı verilen zayıf etkileşimler bulunmaktadır.
• Genel olarak erime ve kaynama noktaları diğer katılara göre oldukça düşüktü
• Metalik katılarda olduğu gibi elektrik iletkenlik özellikleri yoktur. Elektrik ve ısıyı neredeyse hiç
• Bu katılar arasında bulunan bağlar iyonik ve kovalent katılardakine oranla çok daha zayıf yapıdadır.
• Erime ve kaynama noktaları aralarında bulunan bağların zayıf olmasından dolayı daha düşüktü
• Yumuşak bir yapıya sahiptirler. Tel veya levha haline getirilemezler.

 

Bu katı türüne şu maddeleri örnek verebiliriz. I2, P4, S8, CO2, NH3, HF, SO2, H2O, C6H12O6. Gördüğünüz üzere bu maddelerin hepsinde kovalent bağ bulunmaktadır.

Metalik katı nedir? Metalik katıların özelliklerini açıklayınız.

 

Maddenin en düzenli yapısı olan ve tanecikleri arasındaki boşluk yok denecek kadar az olan haline katı adı verilmektedir. Bu maddeler belirli şekil ve hacme sahiptirler. Akışkan değildirler ve asla sıkıştırılamazlar. Tanecikleri ise yalnızca titreşim hareketi yaparlar. Maddenin bu hali kristal katılar ve amorf katılar olarak ikiye ayrılır. Amorf katılar ise belirli bir şekle sahip olmayan katı türüdür. Kristal katılar ise metalik katılar, kovalent katılar, moleküler katılar ve iyonik katılar olmak üzere dört gruba ayrılır. Metalik katılar olan türün diğer bir adı da kristal katılardır.

 

Metalik ( kristal ) katıların özellikleri :

• Bu katı türünün tanecikleri olan atom, molekül ve iyonlar düzenli bir şekil olarak istiflenmişlerdir.
• Bu düzenin bir sonucu olarak belirli bir geometrik şekle sahiptirler.
• İçerisinde yer alan pozitif iyonlarının bir araya gelmesiyle oluşan yapılardır. Bu pozitif iyonlar serbest haldeki elektronlar tarafından çevrilmiş bir halde beraber bulunurlar.
• Bu katılar metalik bağ ile birbirlerine bağlanırlar.
• İçerisinde bulunan elektronların hareketliliği bu katılara ısı ve elektriği iletme, parlak görünüme sahip olmak ve levha haline gelebilme gibi özellikleri kazandırmaktadır.
• Metalik katıların belirli bir erime ve kaynama noktaları vardır. Bu noktalar her metale göre değişir. Sezyum katısı 28,4 derecede erirken tungsten katısı ise 368 derece gibi yüksek bir sıcaklıkta erimektedir.

Havadan oksijen ve azot eldesinde bileşenlerin hangi özelliğinin farklı olmasından yararlanılır?

 

Soluduğumuz havanın içerisinde bir çok element bulunmaktadır. Bu elementlerden bazılarının miktarı çok fazla iken bazıları da az miktarda bulunur. Havanın içerisinde bulunan elementlerin oranı şu şekildedir.

 

• %78 oranında azot
• %21 oranında oksijen ( insan yaşamı için gerekli olan en önemli element )
• %1 oranında karbondioksit, argon ve su buharı gibi diğer gazlar

 

Bu oranlara baktığımızda hava içerisinde en çok bulunan maddenin azot ve oksijen olduğunu görüyoruz. Özellikle tıp alanında kullanılan bu maddelerin elde edilmesinde kullanılacak en iyi kaynak havadır. Bu iki gazın kaynama noktası birbirinden farklıdır. Azot elementinin kaynama noktası -196 derece iken oksijenin kaynama noktası -183 derecedir. Bu özelliklerinden dolayı ayrımsal damıtma yöntemi kullanılarak havada bulunan oksijen azot ayrıştırılır.

 

Ayrımsal damıtma ile oksijen ve azot nasıl elde edilir ?

1. İlk olarak hava atmosfer basıncının 40 katı oranında kapalı bir kap içerisinde sıkılaştırılır. Bu basınç miktarı oldukça yü
2. Sıkıştırılma işleminden sonra farklı bir bölmeye konulan azot ünitesi -200 dereceye kadar soğutulur. Bu işlem sırasında hal değişimlerinden olan yoğuşma ve kırağılaşma meydana gelir. Azot ve oksijen sıvılaşarak yoğunlaşırken, karbondioksit ve su katı hale gelir. Bu sayede su ve karbondioksit kolayca ayrıştırılır.
3. Geriye kalan azot ve oksijen karışımının genleşmesi sağlanır
4. Genleşme sırasında -196 kaynama noktasına sahip olan azot gaz haline gelerek üst kısımda toplanır ve oksijen hala sıvı olduğu için alt kısımda yer alır.

 

Bu işlemler sonucunda oksijen ve azot elde edilerek bir çok alanda kullanılır.

LPG ve LNG’nin kullanım alanları nelerdir? Örnekle açıklayınız.

 

LPG adı verilen ve açılımı Likit Petrol Gazı olan madde ham petrolden elde edilir. Normal şartlar altında gaz halinde bulunur ancak taşıma ve depolanması için sıvılaştırılır. Yanıcı ve kokusuz bir yapıya sahiptir. Gaz kaçağı gibi durumlarda farkedilmesi için içerisine kükürt veya merkaptanlar eklenerek kokulu bir yapıya sahip olması sağlanır. Hava içerisinde %2 ile %9 oranında bulunması patlama riskini ortaya çıkarır.

 

Ham petrolün damıtılmasıyla Propan ve Bütan gazları ortaya çıkar. Bu gazların belirli miktarda karıştırılmasıyla veya direk olarak doğalgaz yataklarından elde edilmesiyle oluşan maddeye LPG adı verilir. Ülkemizde ticari olarak kullanılan LPG içerisinde %70 bütan ve %30 oranında propan maddeleri bulunmaktadır. Bu oranlar her ülkede değişiklik göstermektedir. Soğuk olan ülkelerde propan miktarı daha fazla karıştırılmaktadır. LPG ülkemizde yakıt olarak, ısınma amaçlı gibi bir çok alanda kullanılmaktadır.

 

Doğada gaz halinde bulunan doğalgazın -160 C’ye kadar soğutulmasıyla LNG adı verilen sıvılaştırılmış doğalgaz elde edilmektedir. Sıvılaştırılmış hali gaz haline göre 1/600 oranında daha az yer kaplamaktadır. İçerisinde ham petrolden elde edilen metan %90 oranında bulunurken %10 oranında ise etan, propan ve bütan maddeleri bulunmaktadır. Renksiz ve kokusuz özelliğe sahip olan madde zehirsiz bir yapıya sahiptir.

 

Genel olarak evlerde ve diğer yaşam birimlerinde ısınma sanayisine, çakmaklarda ve sanayi alanınında kullanılmaktadır. Yanıcı bir özelliğe sahip olan madde taşıma ve depolanma alanında sıvı halde bulunurken kullanımı sırasında gaz haline dönüştürülmektedir.

Endüstride hâl değişiminin kullanıldığı alanlar nelerdir? Örnekle açıklayınız.

 

Günlük hayatımızda başta su döngüsü olmak üzere bir çok alanda hal değişiminden faydalanılmaktadır. Bir çok üretim yapan endüstri alanında da bu yöntemden faydalanılmaktadır. Şimdi gelin bu alanlar nelerdir, birlikte inceleyelim.

 

LPG : Doğada bulunan ham petrolün damıtılmasıyla propan ve bütan adı verilen maddeler elde edilmektedir. Bu maddeler oda şartlarında gaz halde bulunmaktadır. Soğutularak ve basınç uygulanarak propan ve bütandan kokusuz,renksiz ve havadan ağır olan LPG adı verilen bir sıvılaştırılmış gaz elde edilir. Bu sıvı daha küçük hacime sahip LPG tüpleri içerisinde depolanır. Türkiye üzerinde kullanılan LPG’ler genel olarak %70 bütan ve %30 propandan oluşmaktadır. Bu madde havadan daha yoğun olduğundan kaçak gibi durumlarda yere çökerek zehirlenmelerin önüne geçilmektedir.

 

Doğalgaz (NG) ve Sıvılaştırılmış Doğalgaz (LNG) : Genellikle petrol yataklarının üst kısmında biriken ve büyük kısmı metan gazından oluşan doğalgaz az miktarda etan ve su buharı içermektedir. Yoğunluğu LPG’nin tersine havadan küçüktür. Bu gazın aşırı derecede soğutularak -162 dereceye getirilmesiyle elde edilen sıvıya ise sıvılaştırılmış doğalgaz (LNG) adı verilir. Yoğunluğu havadan küçük olduğundan kaçak durumunda direk olarak insanı zehirleyebilir. Yanıcı bir maddedir.

 

Soğutucu Akışkanlar : Buzdolabı, klima ve derin dondurucuların dışında yer alan borular içerisinde yer alan sıvılar ürünlerin içerisine girdiğinde gaz halini almaktadır. Buharlaşma için gerekli olan ısıyı bu ürünlerin kendisinden almaktadır. Sıvılaşırken dışarıya verdiği ısı ise bulunduğu ortama yayılmaktadır. Soğutucu akışkanlar adı verilen bu sıvı maddeler sürekli olarak kapalı devre içerisinde dolaşım halindedir.

Su döngüsü ne demektir? Açıklayınız.

 

Evren üzerindeki her şey mükemmel bir düzen ve uyum halindedir. Her yapı ve oluşumun kendine ait bir düzeni bulunmaktadır ve bu düzen süreklilik halinde devam eder. Dünya üzerinde su sürekli olarak bir döngü içerisindedir ve bu döngü üzerinde 5 basamak bulunur. Bu basamaklar :

 

1. Yoğuşma
2. Yağış
3. Toprağa geçiş
4. Yüzeysel akıntı
5. Buharlaşma’dır.

 

Güneş ve yerçekimi su döngüsünün en önemli faktörlerindendir. Güneş, okyanus ve nehirlerde bulunan suyun buharlaşmasına neden olur. Su dağların yüzeyine yağdıkça yer çekimi suyun tekrar okyanus ve nehirlere ulaşmasını sağlar. Örnek olarak Toros Dağlarına yağan yağmur ve kar suları kaya ve toprak yardımıyla alt kısımlarında filtrelenir. Bu sayede bu sular kaynak suları olarak yeryüzüne tekrar çıkar. Günümüzde kaynak suları olarak kullanılan yapılar binlerce yıl önce yıl yağmış olan ve şu an yeryüzüne çıkan yağmur sularıdır.

 

Okyanus, nehir ve göl gibi doğal su kaynaklarında yer alan sular, güneş yardımıyla buharlaşarak atmosfere ulaşır. Atmosferde yüksek yerlere çıkıldıkça ısı miktarı düşer. Azalan ısı enerjisinden dolayı su buharları donarak karı oluşturur. Yeryüzündeki havanın sıcaklığına bağlı olarak bu su buharı yağmur veya kar olarak tekrar yeryüzüne düşer. Bunlar sayesinde su kaynakları tekrar dolarak canlı hayatının devamını sağlar. Su kaynaklarının üzerine düşmeyen yağmur ve kar taneleri yer çekiminin yardımıyla yer altında birikir. Biriken bu sular insanoğlunun bulmasıyla kaynak olarak tekrar yeryüzüne çıkarılır.

 

Buradan yola çıktığımızda yeryüzünde bulunan hiç bir su damlası kaybolmamakta ve su döngüsü sayesinde tekrar bize ulaşmaktadır. Küresel ısınma adı verilen doğal felaket ise havaların aşırı ısınmasına ve doğal olarak bulunan buzulların eriyerek tekrar bize ulaşmasına engel olmaktadır. Evde uygulayacağımız bir kaç yöntem ile küresel ısınmaya engel olabilir yeryüzünde bulunan tüm suyun tekrar bize ulaşmasını sağlayabiliriz.

Suyun hâl değişiminin canlı ve çevre için önemi nedir? Açıklayınız.

 

Doğada 3 temel halde bulunan tüm maddeler sıcaklığın etkisiyle hal değiştirir. Bu maddeler içerisinde bulunan su insan hayatı için çok büyük önem taşımaktadır. Vücudumuzun yüzde 70’nin su olmasından dolayı bir an bile su eksikliğinin olması geri dönüşü olmayan hasarlara sebep olur.

 

Doğada su, belirli hal değişimi sonucunda canlı yaşamı için gerekli olan döngüyü meydana getirmektedir. Denizlerde ve okyanuslarda bulunan sular sıcaklığın etkisiyle buharlaşarak atmosfere karışır. Bu su buharı yükseklere çıktıkça daha düşük sıcaklıkların etkisiyle belirli bir noktada yoğunlaşmak zorunda kalır. Bu yoğunlaşma sırasında bazı katı maddelere tutunarak kar ve buz tanecikleri halini alır. Yeryüzüne yaklaştıkça artan sıcaklıkların etkisiyle tekrar sıvı hale geçerek, yağmur olarak yeryüzüne ulaşır. Bu yağmur insanlar, hayvanlar ve bitkiler için oldukça önem taşır. Başta bitkiler olmak üzere su ihtiyacını yağmur damlalarından karşılamaktadır. Yere düşen yağmur yine aynı aşamaları tekrar ederek bu döngü sürekli olarak tekrarlanır.

 

Suyun bu hal değişimi bir aşamada devam etmezse Dünya kuraklık ile karşı karşıya kalır ve bütün canlılar yok olma tehlikesi altına girer. Yağmur olayının gerçekleşmesi için buharlaşma olayının yaşanması gereklidir bu yüzden güneşin bu döngüde payı büyüktür. Suyun sadece gaz halinde kalması bu buharın Dünya etrafını tamamen sararak atmosferden gelen güneş ışıklarının tamamen geri yansıma sebep olabilir. Bu da ekosistem üzerindeki bütün dengenin bozulacağı anlamına geldiğinden hayatın devamlılığının sona ermesi kaçınılmaz olur. Hayatın devamlılığı ve ekosistem üzerinde yaşayan tüm canlıların yaşamını sürdürebilmesi için bu su döngüsünün hiç durmadan devam etmesi şarttır.

Aşağıda bazı olaylar verilmiştir. Bu olaylar gazların hangi özelliği veya özellikleri ile ilgilidir? Karşılarına yazınız. Olayları kısaca anlatınız.

 

• Mayalanan hamurun kabarması
• Sıcak hava balonları
• Oda spreylerinin odaya hoş koku vermesi
• Doğal gazın evlerimize ulaşması

 

Mayalanan hamur kabarması:

Tek hücreli mantarların mayalanma olayına sebep olmasına maya denir. Mayalar gözle görülmeyecek büyüklükte tek hücreli bir yapıdır. Tomurcuklanarak bölünerek çoğalırlar. Glikoz gibi şekerleri alkol ve karbondioksite çeviren, maya hücreleri oksijensiz ortamda yaşayabilmektedir. Bira ve şarap gibi içkiler kapalı şişelerde dinlenmeye bırakılan meyve sularının mayalanarak alkole dönüşmesiyle yapılır. Mayanın kendine övgü bir koku vardır. Maya hücrelerinin ölü veya diri olduğunu mayanın içine su, un ve şeker koyarak anlayabilirsiniz. Bir süre beklenildiğinde önce küçük kabarcıklar oluşur, daha sonra hamur kabarır, köpürür ve yükselir. Bu yükselen kabarcıklara mikroskop ile baktığımızda, hareket halinde olan bir kütle görülür. Hamurun mayalanması yani kabarması, karbonik gazın meydana gelmesi ile ilgilidir.

 

Sıcak hava balonları:

Sıcak hava balonları gazların yoğunluğu ve özellikler ile ilgili olarak yükselmektedir. Sıcak hava balonlarında gazların hal değişiminden faydalanılır. Balonunun ana gövdesi sıcak hava ile doldurulur. Böylece sıcak havanın yükselmesi balonun havaya yükselmesini sağlar.

 

Oda spreylerinin odaya hoş koku vermesi:

Katı maddeler belirli formda doğada bulunmaktadır. Bu formları dışarıdan etki almadıkları müddetçe bozulmamaktadır. Katılar ve gazlar bu açıdan birbirinden farklıdır. Gazlar bulundukları kabın şeklini alır ve kabın her bir yüzeyine basınç uygularlar. Oda spreylerinin içerisinde basınçlı gaz molekülleri vardır. Bu yüzden oda spreyini sıktığımızda gaz molekülleri odaya yayılmaktadır. Gaz molekülleri hızlı hareket ettiğinden koku hemen hissedilmektedir. Oda spreylerinin odaya hoş koku vermesi gaz molekülerinin hızlı hareket etmesinden dolayıdır.

 

Doğalgazın evlerimize ulaşması:

Hidrokarbonca zengin ve yanıcı bir gaz olan doğalgaz, fosil bir yakıt olarak evlerimizde ısınma amaçlı kullanılmaktadır. Bu yüzden gazların depolanarak evlerimize ulaşabilmesi için gazlar sıvılaştırılmaktadır. Doğalgazın evlerimize ulaşması, gazların basınç altında sıvılaşması özelliğinden kaynaklıdır.

Kar yağarken ve kar erirken hangi hâl değişimi gerçekleşir ve bu değişim hava sıcaklığını nasıl etkiler?

 

Kar yağarken havanın ısındığına dair halk arasından bir inanç vardır. Fakat kar yağdığında hava ısınmaz, aksine havanın ısınması kar yağmasına sebep olmaktadır. Havanın ısınmasıyla su buharı yeryüzünden yükselir ve kendinden yüksekteki hava tabakalarına ulaşarak kar oluşturur. Daha sonra kar yere indiğinde ise hava sıcaklığı 0 derece civarında olmaktadır. Kış günlerinde çoğunlukla hava sıcaklığı sıfırın altındadır. Kar yağdığı günlerde ise hava sıcaklığı normal kış günlerinden daha yüksek olduğundan, kar yağması ile havanın ısındığını düşünülmektedir.

 

Yeryüzünde yerle gök arasında durmadan süre gelen bir su döngüsü mevcuttur. Bu döngünün sebebi suyun hal değiştirmesidir. Güneşin etkisi ile buharlaşan su gökyüzünde bulutları oluşturur. Küçük su damlacıklarından oluşan bulutlar soğuk hava tabakası ile rastlayınca yoğunlaşma artar. Su damlacıkları yoğunlaşmayla ağırlaşarak yeryüzüne düşer, bu olaya yağmur denir. Eğer bu soğuk hava tabakası su damlacıklarını dondurursa, kar yağmasına neden olur. Kar yağarken, gaz halden sıvı hale geçme olayı yani yoğunlaşma hal değişimi gerçekleşir. Yoğunlaşma hal değiştirme sırasında ortaya ısı çıkmaktadır. Kar erirken ise erime hal değişimi gerçekleşir. Erime hal değişimi sırasında ise ortamdan ısı alınmaktadır. Kar yağarken yoğunlaşma hal değişimi yani gazdan sıvıya geçiş yaşandığından dolayı hava sıcaklığı artar, kar erirken ise erime hal değişimi yani katıdan sıvıya geçiş yaşandığından dolayı hava sıcaklığı düşer.

Uçan balonlardaki He gazı ile oksijen tüplerindeki O2 gazının tanecik yapıları arasında fark var mıdır? Açıklayınız.

 

Bir maddeyi oluşturan en küçük yapıtaşına atom adı verilmektedir. Bu atomlar bir araya gelerek molekül adı verilen parçacıkları oluşturur. Doğada soygazlar ve metaller genel olarak atomik yapıda bulunurlar. Metaller bazı durumlarda moleküler yapıda bulunsa da bu ihmal edilmektedir. Ametal elementler ise tek başlarına kararsız bir yapıya sahip olduklarından daha çok moleküler yapıda bulunmaktadır.

 

Molekül kelime anlamı olarak iki veya daha fazla ametal atomlarının bir araya gelerek oluşturduğu nötr atom gruplarıdır. H₂ ve Cl₂ gibi moleküllere element molekülü ismi verilirken H₂O ve CO gibi moleküller bileşik molekülü olarak adlandırılmaktadır. Metal atomları ile ametal atomlarının oluşturduğu bileşikler molekül olarak adlandırılmamaktadır.

 

Yukarıdaki verilen örnekte atom numarası 2 olan helyum elementi bir soygazdır. Soygaz elementleri doğada atomik yapıda bulunur. O₂ ise 2 adet oksijen atomunun bir araya gelerek oluşturduğu moleküler bir yapıdır. Aynı zamanda bu iki atom arasında kovalent yapılı bir bileşik bulunmaktadır.

 

Kovalent bağ : İki veya daha fazla ametal elementinin bir araya gelerek elektronları ortaklaşa kullandığı bir bağ türüdür. Bu bağ türünde elektron alışverişi yerine ortaklaşa kullanma söz konusudur. Örnek olarak Cl₂ molekülünü örnek verirsek ; atom numarası 17 olan klor elementinin son katmanında 7 adet elektron bulunmaktadır. İki klor elementi son katmanında bulunan birer elektronu ortaklaşa kullanarak kararlı bi yapıya sahip olan soygaz elektron dizilimine sahip olmaktadır.