MADDENİN TANECİKLİ YAPISI

Maddenin tanecikli yapısı 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

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.

Maddelerin Katı, Sıvı ve Gaz Olarak Sınıflandırılması 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.

Maddelerin Katı, Sıvı ve Gaz Olarak Sınıflandırılması 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.

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.

Maddelerin Sıkışma ve Genleşme Özellikleri : 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

Maddelerin Sıkışma Genleşme Özellikleri : 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 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.

a) Democritus Atom Teorisi : Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400’lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur. Democritus, maddenin taneciklerden oluştuğunu savunmuş ve bu taneciklere atom adını vermiştir. Democritus, atom hakkındaki görüşlerini deneylere göre değil varsayımlara göre söylemiştir. Democritus’ a göre; • Madde parçalara ayrıldığında en sonunda bölünemeyen bir tanecik elde edilir ve bu tanecik atomdur. • Bütün maddeler aynı tür atomlardan oluşur. • Maddelerin farklı olmasının nedeni maddeyi oluşturan atomların sayı ve dizilişi biçiminin farklı olmasıdır. • Atom görülemez. • Atom görülemediği için bölünemez.

b) John Dalton : Atom hakkında ilk bilimsel görüş 1803 – 1808 yılları arasında İngiliz bilim adamı John Dalton tarafından ortaya atılmıştır. Dalton’ a göre; • Maddenin en küçük yapı taşı atomdur. (Maddeler çok küçük, bölünemez, yok edilemez taneciklerden oluşur.) • Atomlar parçalanamaz • Atom içi dolu küre şeklindedir. • Bütün maddeler farklı tür atomlardan oluşmuştur. • Maddelerin birbirlerinden farklı olmasının nedeni maddeyi oluşturan atomların farklı özellikte olmasıdır. • Bir maddeyi oluşturan atomların tamamı birbirleriyle aynı özelliklere sahiptir.

c) John Joseph Thomson : Atomun yapısı hakkında ilk model 1898 yılında Thomson tarafından ortaya konmuştur. Thomson atom modeli bir karpuza yada üzümlü keke benzer. Thomson’ a göre; • Atom küre şeklindedir. (Çapı 10–8 cm) • Atomda (+) ve (–) yüklü tanecikler bulunur. • Thomson’a göre atom; dışı tamamen pozitif yüklü bir küre olup negatif yüklü olan elektronlar kek içerisindeki gömülü üzümler gibi bu küre içerisine gömülmüş haldedir.

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

d) Sır 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.

e) Niels David Bohr: 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