MADDE VE ÖZELLİKLERİ Maddenin tanımı Boşlukta yer kaplayan, kütlesi ve eylemsizliği olan her şey maddedir.  Madde ile ilgili örnekler Oturduğumuz sıralardan, yediğimiz yiyeceklere, dev yıldızlardan gezegenlere, kullandığımız basit aletlerden bilgisayarlara, tek hücreli canlılardan karmaşık yapılı canlılara, gözümüzle görebildiğimiz bütün nesnelerden, göremediğimiz atmosferdeki gazlara kadar her şey maddedir.

Maddenin sınıflandırılması Maddeler  saf maddeler ve  Karışımlar  olmak üzere ikiye ayrılır. Saf maddeler, Elementler ve Bileşiklerdir. Karışımlar, Homojen karışım ve Heterojen karışım olmak üzere ikiye ayrılır . MADDE SAF MADDELER KARIŞIMLAR ELEMENTLER - Metaller - Ametaller - Soygazlar BİLEŞİKLER - Asitler - Bazlar - Tuzlar - Oksitler  HOMOJEN KARIŞIM  (Çözeltiler) - İyonal çözelti - Moleküler çözelti  HETEROJEN KARIŞIM - Emülsiyon - Süspansiyon

ELEMENTLER Aynı cins atomlardan meydana gelen saf maddelere element denir. Elementlerin özellikleri -Saf ve homojen maddelerdir . -En küçük yapı taşları atomdur. -Kimyasal ve fiziksel yollarla daha basit parçalara ayrıştırılamaz.  -Belirli erime ve kaynama noktaları vardır. -Sabit öz kütleleri vardır.  -Homojendir.  -Elementler sembollerle gösterilir.  -Tabiatta oda sıcaklığında üç halde de bulunur.

Elementlerin Sınıflandırılması Metaller -Tabiatta atomik halde bulunur. Genellikle yüzeyi parlak görünüşlüdür. -Levha ve tel haline getirilebilir.  Isı ve elektrik akımını iletir.  Oda sıcaklığında hepsi katıdır. ( civa hariç) Ametaller -Yüzeyleri parlak görünüşlü değil, mattır. -Genellikle erime noktası düşüktür. -Katı olan ametaller tel ve levha hâline getirilemez. Kırılgandır. -Tabiatta oda sıcaklığında üç halde de bulunur. (Klor gaz, brom sıvı, iyot katıdır.) -Elektrik akımını iletmez. (Grafit hariç)

Soy gazlar He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn elementleri soy gazdır Soy gazlar   He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn elementleri soy gazdır.    Soy gazlar son yörüngesinde maksimum sayıda elektron bulundurur. Bu sayı helyum için 2, diğer beş soy gaz için 8 dir.    Soy gazlar nötr atomlar olarak kalmayı tercih ederler. Elektron almaz, vermez ve ortaklaşmazlar.

BİLEŞİKLER  Birden fazla atomun belirli oranlarda kimyasal reaksiyon sonucu bir araya gelmesiyle oluşan yeni, saf maddeye bileşik denir.   Bileşiklerin en küçük yapı taşları moleküldür. Bileşiklerin özellikleri  -Saf ve homojen maddelerdir.   -Kimyasal yollarla bileşenlerine ayrıştırılabilir.  -Erime ve kaynama noktaları, öz kütleleri sabittir  -Bileşiği oluşturan elementler sabit kütle oranlarında birleşir.   -Bileşikler formüllerle gösterilir.  -Bileşiğin kimyasal özellikleri kendisini oluşturan elementlerin kimyasal özelliklerinden farklıdır. 

KARIŞIMLAR   Birden fazla maddenin kimyasal özellikleri değişmeyecek şekilde istenilen oranda bir araya getirilmesiyle oluşan madde topluluğuna karışım denir.   Karışımlar homojen ve heterojen olmak üzere ikiye ayrılır. Homojen karışım   Her tarafında aynı özelliği gösteren, tek bir madde gibi gözüken karışımlardır. Homojen karışımlara genel olarak “çözeltiler” de denir.    Tuzlu su, şekerli su, alkollü su, çeşme suyu  ile içerisinde bulunduğumuz hava homojen karışıma örnek verilir.

Heterojen karışım     Her tarafında farklı özellik gösteren tek bir madde gibi gözükmeyen karışımlardır.     Yer altından çıkarılan maden filizleri, kaya parçaları, odun parçaları, bir bitki yaprağı, sis, ayran, petrol su karışımı , beton parçası, toprak  heterojen karışımlara örnek verilebilir.  Süt çıplak gözle homojen gibi gözükmesine rağmen mikroskopla bakıldığında (yağ damlacıklarından dolayı) heterojen olduğu gözlenir. Heterojenlik mikroskopla tespit edildiği gibi tyndall ışığı etkisi ile de tespit edilebilir.

Heterojen karışım emülsiyon ve süspansiyon olmak üzere ikiye ayrılır Heterojen karışım emülsiyon ve süspansiyon olmak üzere ikiye ayrılır. Emülsiyon Bir sıvıda çözünmeyen başka bir sıvının heterojen olarak bulanık bir şekilde dağılmış hâlidir. Su–zeytinyağı karışımı, su–benzin karışımı, gibi. Süspansiyon Bir sıvıda çözünmeyen katının heterojen olarak dağılmış şeklidir. Su–kum karışımı, su–tebeşir tozu karışımı gibi.

Karışımların özellikleri     -Karışımı oluşturan maddelerin kimyasal özelliklerinde değişiklik olmaz.     -Saf değildir.     -Fiziksel yollarla ayrıştırılır.     -Erime ve kaynama noktaları sabit değildir.     -Karışımların öz kütleleri sabit değildir. Karışımı oluşturan maddelerin miktarına bağlı olarak karışımın öz kütlesi değişir.    -Karışımın yapısında farklı cins atom veya molekül vardır.     -Karışımda bulunan maddelerin miktarı arasında belirli, sabit bir oran yoktur.

Bileşik ve karışım arası farklar    -Bileşikler aynı cins moleküllerden, karışımlar farklı cins atom veya moleküllerden meydana gelir.     -Bileşikle kimyasal yollarla, karışımlar fiziksel yollarla birleştirilir-ayrıştırılırlar.     -Bileşikteki atomlar belirli kütle oranlarında birleşirlerken karışımlar için belirli bir oran yoktur.     -Bileşiklerin sabit bir öz kütleleri varken karışımların öz kütleleri karışımdaki maddelerin birleşme oranlarına bağlı olarak değişir.

MADDENİN ÖZELLİKLERİ      Fiziksel özellikler  Maddenin bir başka maddeye dönüşmeksizin gözlenebilen ve ölçülebilen dış görünüşü ile ilgili özellikleridir. Maddenin rengi, kokusu, tadı, çözünürlüğü, sertliği, hacmi, ısı ve elektrik iletkenliği v.b. özelliklerdir. Kimyasal özellikleri Maddenin maddeler ile birleşerek yeni madde oluşturabilme kapasitesidir. Bir maddenin başka madde ile etkileşmesi veya etkileşmemesi, onun kimyasal yapısı ile ilgili özelliklerdendir.    Yanıcı olup olmaması, asidik ya da bazik olması, suyla reaksiyona girip girmemesi kimyasal özelliklere örnek verilebilir.

MADDENİN HALLERİ Maddenin katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç hâli vardır MADDENİN HALLERİ Maddenin katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç hâli vardır. Genel olarak madde ya katı ya sıvı ya da gaz hâlinde bulunur. İstenildiğinde ortam şartları elverişli hâle getirilerek bir hâlden diğerine dönüştürülebilir. Maddenin katı hâli, belirli bir şekle ve hacme sahiptir. Katı maddeyi oluşturan atom ve moleküller birbirine çok yakındır. Aralarındaki boşluklar çok azdır. Atom ve moleküller arasında bir düzenlilik vardır.

Maddenin sıvı hâli, belirli bir şekle sahip değildir Maddenin sıvı hâli, belirli bir şekle sahip değildir. Sıvılar akışkan olduklarından bulundukları kabın şeklini alır. Sıvı hâlde atom veya moleküller katılardan daha düzensiz olup tanecikler arası boşluklar katılardan daha fazladır. Maddenin gaz hâli, atom veya molekülleri arasında boşlukların çok olduğu durumdur. Gaz tanecikleri düzensiz olarak hareket ederler. Bir odaya damlatılan bir kolonyanın kokusu kısa sürede hissedilirken, bir sigara dumanının yayılması da gözle takip edilebilir. Gazların belirli bir şekil ve hacimleri yoktur. Konuldukları kabı dolduracak şekilde genleşerek kabın şeklini ve hacmini alırlar.

MADDENİN ORTAK VE AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ Maddenin ortak özellikleri Maddenin kütle, hacim ve eylemsizlik olmak üzere üç tane ortak özelliği vardır.  Maddenin uzayda kapladığı yer, hacim olarak ifade edilir.  Kütle, madde miktarının bir ölçüsüdür, terazi ile ölçülür. Ağırlık, bir cismin üzerine yerkürenin uyguladığı çekim kuvvetidir. 

Maddenin ayırt edici özellikleri İki maddenin aynı ya da farklı maddeden mi yapıldığını anlamak için birtakım özellikleri araştırmak gerekir. Bunlar maddenin ayırt edici özellikleridir.  Maddenin ayırt edici özellikleri şekle, biçime ve miktara bağlı olmayıp, maddenin cinsine bağlıdır.  1) Öz kütle (yoğunluk) 2) Erime noktası ve kaynama noktası 3) Çözünürlük 4) Sıcaklıkla genleşme 5) Esneklik 6) İletkenlik

ÖZ KÜTLE (YOĞUNLUK) -Maddelerin 1 cm3’ünün gram cinsinden kütlesine öz kütle denir. Öz kütle (d) ile gösterilir. -Kütle (m) ve hacim (V) arasında d=m/v bağıntısı vardır. Öz kütlenin birimi g/cm3 dür. -Saf maddelerin (element ve bileşik) öz kütleleri sabittir. Karışımların öz kütleleri ise sabit değildir -Bir maddenin öz kütlesinden söz ederken sabit bir sıcaklıktaki öz kütlesinden söz edilmelidir. Sıcaklık değiştiğinde maddenin hacmi değişeceğinden öz kütlesi de değişir. Özellikle gazlardaki değişiklik daha belirgindir.

Nikelin özkütlesi 8,9 g/cm3’tür Nikelin özkütlesi 8,9 g/cm3’tür. Acaba özkütlesi 8,9 g/cm3 olan bir madde nikel midir? Yoksa başka bir madde olabilir mi? Demirin özkütlesi 7,86 g/cm3 ve gümüşün özkütlesi 10,5 g/cm3’tür.  Belli bir oran da demir ve gümüşten karıştırarak özkütlesi 8,9 g/cm3 olan alaşım hazırlanabilir. Bu durumda özkütleleri 8,9 g/cm3 olan madde nikel de olabilir, demir – gümüş alaşımı da olabilir. (Birden fazla madde aynı özkütleye sahip olabilir.) Demek ki, özkütle yalnız başına tam anlamıyla ayırt edici olma özelliği göstermeyebiliyor. Bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla özelliğinin incelenmesi gerekir. 

MADDENİN ORTAK VE AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ ERİME VE KAYNAMA NOKTASI Erime noktası Katı maddelerin ısıtıldığında sıvı hâle geçtiği sıcaklıktır. Kaynama noktası Isıtılan bir sıvının gaz fazına geçtiği sıcaklıktır. Kaynama sırasında sıvının buhar basıncı açık hava basıncına eşittir.   Saf bir maddenin erime noktası ve donma noktası aynı sıcaklıktır.   1 atmosfer basınç altında -20°C sıcaklığa sahip bir buz parçasının ısıtılması olayının grafiği aşağıdadır.

ÇÖZÜNÜRLÜK  Doymuş çözeltideki 100 gram suda çözünmüş olan madde miktarı, o maddenin o sıcaklıktaki çözünürlüğüdür.   Çözünürlük, çözücünün cinsine, çözünenin cinsine, sıcaklık, basınç ve ortak iyonun varlığına bağlıdır.  Sıcaklığın değiştirilmesi maddelerin çözünürlüğünü değiştirir. Genellikle sıcaklığın artırılması ile katılarda çözünürlük artarken gazlarda azalır

SICAKLIKLA GENLEŞME   Genleşme, ısıtılan cisimlerin, boyunda, yüzeyinde veya hacmindeki değişmedir. Yandaki resimde sıcak su içerisindeki hava genleştiğinden balon şişerken, soğuk sudaki balonda değişiklik olmamaktadır.                Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici bir özelliktir. Her katı ve sıvının farklı bir genleşme katsayısı vardır.   Aynı şartlarda eşit hacimdeki iki gaz örneği özdeş ısıtıcılarda aynı sürede ısıtıldıklarında hacimleri eşit miktarda artar. Bütün gazların genleşme katsayısı aynıdır.

ESNEKLİK   Esneklik yalnız katılar için ayırt edici bir özelliktir.   Sıvı ve gaz maddelerin esneme özellikleri yoktur. İLETKENLİK   Üzerinden geçen elektrik akımına karşı maddelerin gösterdiği kolaylık iletkenliktir.   Bir madde elektrik akımına karşı ne kadar az direnç gösterirse o kadar iyi iletkendir.   Maddelerdeki elektrik akımı iletkenliği elektronların hareketi ve iyonların hareketi ile ilgilidir.   Elementlerden metaller elektrik akımını iletir, ametaller iletmez. İyonik bağlı katı kristaller elektrik akımını iletmezler. Bunlar sıvı hâlde ve sulu çözelti hâlinde elektrik akımını iletirler.

MADDELERİN AYRIŞTIRILMASI 1. Bileşiklerin ayrıştırılması 2 MADDELERİN AYRIŞTIRILMASI 1. Bileşiklerin ayrıştırılması 2. Karışımların ayrıştırılması BİLEŞİKLERİN AYRIŞTIRILMASI Isı Enerjisi ile Ayrıştırma Bazı bileşikler ısı etkisi ile parçalanırlar. Bileşiklerin ısı ile ayrıştırılmasında yeni maddeler oluşur. Kireç taşı olarak bilinen kalsiyum karbonat (CaCO3) ısıtılacak olursa kalsiyum oksit (CaO) ve karbondioksite (CO2) parçalanır

Elektrik Enerjisi ile Ayrıştırma (elektroliz) Elektrik akımı yardımıyla iyonik bağlı bileşikleri elementlerine ayırma işlemine elektroliz denir. Elektrolizle elementlerine ayrıştırılacak madde ya sıvı hâle getirilir ya da sulu çözeltisi hazırlanır. Daha sonra bu çözeltiye bir elektrik akımı uygulanır. Asitli ortamda su elektroliz edildiğinde anottan oksijen, katottan hidrojen gazı açığa çıkar.Açığa çıkan hidrojen gazı oksijenin iki katı kadardır.

KARIŞIMLARIN AYRIŞTIRILMASI 1. Elektriklenme ile Ayrıştırma 2 KARIŞIMLARIN AYRIŞTIRILMASI 1. Elektriklenme ile Ayrıştırma 2. Mıknatıs ile Ayrıştırma 3. Öz kütle Farkı ile Ayrıştırma 4. Çözünürlük Farkı ile Ayrıştırma 5. Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı ile Ayrıştırma Elektriklenme ile Ayrıştırma   Sürtünen bir kısım maddelerin elektriklenme özelliği vardır. Meselâ, yün kazağı çıkarırken saç ve kazak arasında kıvılcım sesleri duyulur. Bu, yün kazağın elektriklendiğini belirtir.   Elektriklenen maddeler hafif bazı maddeleri çekerler. Kırmızı pul biber ve yemek tuzu karışımına elektrik yüklü ebonit çubuk yaklaştırıldığında çubuğun pul biberleri çektiği gözlenir. Pul biber yemek tuzundan bu metotla ayrıştırılmış olur.

KARIŞIMLARIN AYRIŞTIRILMASI MIKNATISLANMA İLE AYRIŞTIRMA   Çivi, toplu iğne, makas, pense gibi maddelerin mıknatıs tarafından çekilir. Bu maddelerin yapısında demir vardır   Demir tozu–kükürt karışımı, demirin mıknatıstan etkilenme özelliğinden yararlanılarak ayrıştırılır.

ÖZ KÜTLE FARKI  İLE AYRIŞTIRMA   Öz kütleleri farklı iki katı karışımı: İki katının da çözünmediği bir sıvıya atılır. Katıların öz kütleleri farklı olduğundan ve sıvıda çözünmediğinden sıvı içerisinde farklı bölgelerde toplanırlar. Kum ve naftalin karışımının ayrılması: Karışım suya atılır. Kumun yoğunluğu sudan fazla olduğundan dibe çöker, naftalinin yoğunluğu sudan az olduğundan suyun üst kısmında kalır. Üstteki naftalin alınır. Geriye su–kum karışımı kalır, su süzülür. Böylece kum naftalinden ayrıştırılmış olur.

Öz kütleleri farklı ve birbiri içerisinde çözünmeyen iki sıvı, karışımı ayırma hunisi yardımıyla ayrıştırılabilir. Öz kütlesi büyük olan altta, küçük olan üstte bulunur.    Ayırma hunisi, alt kısmında musluk olan kılcal boruya sahip bir cam balondur. Karbontetraklorür-Zeytin yağı–bakır sülfat  karışımının ayrılması: Karışım ayırma hunisine konur. Karışım, böyle bir kapta bir müddet dinlendirildiğinde karbontetraklorür en altta, zeytinyağı en üstte faz olarak bulunur.  Musluk açılarak karbontetraklorür  bitinceye kadar alttaki behere aktarılır. Daha sonra bakır sülfat alınır. Zeytinyağı, ayırma hunisinde kalır. Böylece zeytinyağı–karbontetra klorür - bakır sülfat  karışımı ayrıştırılmış olur.

ÇÖZÜNÜRLÜK FARKI  İLE AYRIŞTIRMA   Her maddenin sudaki çözünürlükleri farklıdır. Kükürt–bakır sülfat karışımın ayrılması: Kükürt–bakır sülfat karışımı suya atıldığında bakır sülfat çözünür, kükürt çözünmeden su üzerinde kalır. Çözelti süzgeç kâğıdından süzülürse kükürt ayrılır. Süzgeç kâğıdından geçen bakır sülfat çözeltisi ısıtılarak suyu buharlaştırılır ve bakır sülfat elde edilir. Böylece kükürt ve bakır sülfat ayrıştırılmış olur. Yemek tuzu kum karışımın ayrılması:Yemek tuzu ve kum suya atılıyor, yemektuzu çözünüyor, kum çözünmüyor. Karışım süzüldüğünde kum süzgeç kağıdında kalıyor, Daha sonra tuzlu su çözeltisinin suyu buharlaştırıldığında geriye tuz kalıyor.

Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı ile Ayrıştırma    Hâl değiştirme sıcaklığından yararlanarak erime noktası farklı olan katı–katı karışımları, kaynama noktası farklı sıvı–sıvı karışımları ve yoğunlaşma noktaları farklı gaz–gaz karışımları birbirinden ayrılabilir.    Demir ve kurşundan oluşan bir karışımın ayrılması: Demirin erime noktası 1540°C ve kurşunun erime noktası 327,5°C’dir. Karışım bir potada ısıtıldığında erime noktası düşük olan kurşun önce erir. Sıvı hâle geçen kurşun süzülerek demirden ayrılır.