• Sonuç bulunamadı

Yrd. Doç. Dr. Hilmi Erten, Fırat Üniversitesi Eğitim Fakültesi

2. BÖLÜM: Stokiyometriye Giriş

Doç. Dr. Abuzer Akgün, Adıyaman Üniversitesi Eğitim Fakültesi

3. BÖLÜM: Atomun Elektronik Yapısı

Prof. Dr. Giray Topal, Dicle Üniversitesi Eğitim Fakültesi

4. BÖLÜM: Periyodik Sistem

Prof. Dr. Giray Topal, Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi

5. BÖLÜM: Kimyasal Bağlar

Yrd. Doç. Dr. Gamze Dolu, Balıkesir Üniversitesi Necatibey Eğitim Fakültesi

6. BÖLÜM: Moleküler Geometri ve Hibridleşme

Doç. Dr. Bülent Pekdağ, Balıkesir Üniversitesi Necatibey Eğitim Fakültesi

7. BÖLÜM: Gazlar

Yrd. Doç. Dr. Gamze Dolu, Balıkesir Üniversitesi Necatibey Eğitim Fakültesi

Dr. Handan Ürek, Balıkesir Üniversitesi Necatibey Eğitim Fakültesi

8. BÖLÜM: Maddenin Yoğun Halleri: Sıvılar ve Katılar

Prof. Dr. Hale Bayram, Marmara Üniversitesi Atatürk Eğitim Fakültesi

İÇİNDEKİLER

Önsöz ... iii

İçindekiler ...v

1. BÖLÜM MADDENİN ÖZELLİKLERİ VE ÖLÇÜMÜ (ss: 1-40) Kimya ve Amacı ...1

Bilimsel Yöntem ...2

Kimya Laboratuvarı ...3

Maddenin Ölçülmesi: SI (Metrik) Birimleri ...5

Türetilmiş Birimler ...9

Bilimsel Ölçümlerde Belirsizlik ...9

Anlamlı Rakamlar ...11

Madde ...14

Maddelerin Ortak Özellikleri ...15

Maddelerin Fiziksel Özellikleri ...16

Maddelerin Kimyasal Özellikleri ...22

Maddenin Halleri ...22

Maddedeki Değişmeler ...24

Maddenin Sınıfl andırılması ...24

Kimyasal Yasalar ...36

Değerlendirme Soruları ...39

2. BÖLÜM KİMYASAL DENKLEMLER VE HESAPLAMALAR (ss: 41-70) Giriş ...41

Kimyasal Tepkime Türleri ...43

Birleşme Tepkimeleri ...43

Ayrışma Tepkimeleri ...44

Yer Değiştirme Tepkimeleri ...44

Yanma Tepkimeleri ...45

Çökelme Tepkimeleri ...45

vi Genel Kimya-I

Nötralleşme Tepkimeleri ...47

Yükseltgenme-İndirgenme Tepkimeleri ...48

Bağıl Atom Kütlesi ...48

Ortalama Atom Kütlesi ...49

Mol Kavramı ...50

Bileşiklerin Yüzde Bileşimi ...54

Kimyasal Formüllerin Bulunması ...54

Kimyasal Hesaplamalar ...58

Değerlendirme Soruları ...66

3. BÖLÜM ATOMUN YAPISI VE ATOMLARDA ELEKTRONLAR (ss: 71-114) Atomun Yapısı ...71

Atomaltı Parçacıklar ve Atom Çekirdeği ...76

Atom ve Kütle Numaraları ...82

Atomlarda Elektronlar ...87

Değerlendirme Soruları ... 110

4. BÖLÜM PERİYODİK CETVEL (ss: 115-136) Tarihçe ... 115

Modern Periyodik Tablo ... 116

Grup ve Periyot Bulma ... 119

Periyodik Özellikler ... 123

Atom Çapı ve İyonik Çap ... 123

İyonlaşma Enerjisi ... 124

Elektron İlgisi ... 128

Elektonegatifl ik ... 129

Metalik ve Ametalik Özellik ... 131

Oksitlerin Bazlık – Asitlik Özelliği... 131

Değerlendirme Soruları ... 132

vii İçindekiler

5. BÖLÜM KİMYASAL BAĞLAR

(ss: 137-163)

Giriş ... 137

Elektronegatifl ik ... 138

İyonik Bağ ... 140

Kovalent Bağ ... 143

Tekli ve Çoklu Kovalent Bağlar ... 146

Metalik Bağ... 149

Van der Wools Bağları ... 153

Değerlendirme Soruları ... 160

6. BÖLÜM MOLEKÜLER GEOMETRİSİ VE MELEZLEŞME (ss: 165-200) Giriş ... 167

Değerlik-Kabuğu Elektron-Çift i İtmesi (VSEPR) Kuramı ... 165

İki Elektron Çift i... 167

Üç Elektron Çift i ... 167

Dört Elektron Çift i ... 169

Beş Elektron Çift i ... 170

Altı Elektron Çift i ... 173

Dipol Moment ve Molekül Geometrisi ... 182

Değerlik Bağ Kuramı... 185

Atom Orbitallerinin Melezleşmesi ... 187

Çoklu Kovalent Bağlar ... 196

Değerlendirme Soruları ... 200

viii Genel Kimya-I

7. BÖLÜM GAZLAR (ss: 201-234)

Giriş ... 201

Gazların Kinetik Teorisi ... 202

Gaz Basıncı ... 204

Gaz Basıncının Ölçülmesi ... 205

Gaz Yasaları ... 210

İdeal Gaz Denklemi... 218

Dalton Kısmi Basınçlar Yasası ... 220

Gazların Yayılma Hızı (Difüzyon) ve Yayınımları (Efüzyon) ... 222

Kimyasal Tepkimelerde Gazlar ... 225

Gerçek Gazlar... 226

Buhar Basıncı ... 228

Değerlendirme Soruları ... 230

8. BÖLÜM MADDENİN YOĞUN HÂLLERİ: SIVILAR VE KATILAR (ss: 235-263) Sıvılar ... 236

Yüzey Gerilimi ... 237

Viskozite ... 239

Katılar ... 240

Katıların Yapılarının Tayini ... 241

Kristal Türleri ... 247

Faz Değişimleri ... 250

Buhar Basıncı ... 254

Isınma ve Soğuma Eğrileri ... 259

Faz Diyagramları ... 260

Değerlendirme Soruları ... 267

Kaynakça ... 265

Değerlendirme Soruları Cevap Anahtarı ... 267

KİMYA VE AMACI

Doğal ve sosyal çevresi ile sürekli etkileşim içinde olan insanoğlu çevresinde bulunan maddelere karşı ilgi duymuştur. Evrendeki her şey maddenin farklı hal-lerinden oluşmuştur. Doğal çevremize baktığımızda çevreyi saran bir çok mad-delerin farklı formlarda olduklarını görürüz. Fen bilimleri doğadaki varlıkları ve olayları bilimsel yöntemlerle açıklamaya çalışır. Fen bilimlerindeki fizik, kimya, jeoloji, astronomi gibi bilimler cansız doğa ile biyoloji, botanik, zooloji, anatomi v.b. gibi bilimlerde canlı doğa ile uğraşır.

Kimyanın temel konusu madde olup; maddelerin bileşimlerini, maddelerin birbirleriyle olan etkileşimlerini ve bu etkileşimler sonucunda oluşan yeni mad-deleri bilimsel yöntemlerle açıklamaya çalışan bir bilim dalıdır. Fen ve teknoloji alanında insanın hayatını kolaylaştıran birçok yenilikte kimyanın etkisini görmek mümkündür. Bugün giyecek ve yiyecek olarak kullandığımız maddelerin büyük çoğunluğu kimyasal niteliklidir. Vitaminler, proteinler, boyar maddeler, ilaçlar, plastik maddeler, temizlik malzemeleri, piller, süper iletken ve yarı iletken mad-deler, hafif kaplama ve ağır endüstriyel ürünler kimyanın bize sunduğu harika maddelerdir. Ayrıca; genetik biliminin açıklanması, çelikten daha dayanıklı fakat çelikten daha hafif polimer maddelerinin yapılması, uzay yakıtı ve bioyakıt üreti-mi, daha ucuz ve daha verimli nükleer enerji üretiüreti-mi, kalp pillerinin yapımı, geniş hafızalı bilgisayar üretimi gibi teknolojik gelişmeler hayatımızı kolaylaştıran Kim-ya Teknolojisinin ürünleridir. KimKim-ya diğer bilim dallarını da ilgilendirdiğinden merkez bilimi olarak da bilinir. Kimya teknolojisinin gelişmesi insanlara sayısız

1. BÖLÜM

MADDENİN ÖZELLİKLERİ VE

ÖLÇÜMÜ

faydalar sağlarken birtakım sorunları da beraberinde getirmiştir. Hava, su, toprak kirliliği, radyoaktif atıklar, ozon tabakasının delinmesi teknolojik gürültüler biyo-lojik ve nükleer silahlar teknobiyo-lojik gelişmelerin oluşturduğu başlıca sorunlardır.

Kimyanın bir çok bilim dalı vardır. Bunlar;

Tablo 1.1: Kimyanın Bazı Bilim Dalları

Bilim Alanı Çalışma Alanı Örnek

Organik Kimya

Karbon bileşikleri Polimerler, ilaçlar, deterjanlar

İnorganik Kimya

Karbon içermeyen bileşikler Metal, mineral ve kompleks bileşik-leri

Analitik Kimya

Madde bileşimi, miktarı ve ölçümü

Eser analiz ve kalite kontrol

Biyokimya Madde ve canlı organizma Metabolizma, dializ, fermantasyon Fizikokimya Kimyanın fiziksel yasalarla

incelenmesi

Tepkime hızı, denge

Kimya gelişimini tamamlamış bir bilim olmakla birlikte maddenin iç yapısı yanıtlanmamış sorular ve açıklanmamış olaylarla doludur. Modern teknoloji ola-ğanüstü özellikler taşıyan yeni maddeleri gerektirdiği için kimyacılar da bu mad-delerin sentezi için yeni yöntemler geliştirmelidirler.

BİLİMSEL YÖNTEM

Bilimde ilerleme sağlayabilmek için bilim adamları belirli bir yöntem uygu-larlar. Bu yöntem, doğru soruların sorulması, doğru yanıtları vermek için doğru deneylerin tasarlanması ve buluşların mantıklı açıklamalarla yorumlanmasını içe-rir. Bu anlamda bilimsel ve teknolojik kültür için “işleyen beyin yeteneği ve çalışan el” becerisinin olması gerekir.

Bilim; bir alandaki varlıkları ve olayları inceleme, açıklama, onlara ilişkin ge-nelleme ve ilkeler bulma ve bu ilkeler yardımıyla gelecekteki olayları kestirmek gayretleridir.

Bilim adamlarının araştırma yaparken izlediği yollar bilimsel yöntemlerdir.

Bilimsel bilgi doğal olayların açıklanmasında bazen de gelecekteki olayların önce-den tahmin edilmesinde kullanılabilir.

Bilimsel yöntem, 17. yüzyılda Galileo Francis Bacon, Robert Boyle ve İsaach Newton gibi kişilerle başlamıştır. Başarılı bir bilim adamı her şeyden önce merak doludur ve çevresindeki dünya ile büyülenmiş haldedir. Bilim adamı iyi bir gözlem-2 Genel Kimya-I

cidir ve gözlemlerden elde ettiği verileri mantıksal düşünceyi ısrarla uygular. Bir ge-nelleme yada doğal yasa, bir modelin oluşmasına yetecek kadar gözlemler yapıldık-tan sonra formülleştirilir. Doğal yasalar doğanın gerçeklerinin kısa ve çoğunlukla matematiksel olarak ifadeleridir.

Bir bilim adamı, doğal yasadan çıkarılan sonuçların deneysel sonuçlarla uy-gunluğunu görebilmek için doğal yasayı, deney olarak bilinen kontrollü bir çalış-mayla analiz etmelidir.

Varsayım (hipotez) bir doğal yasanın geçici bir açıklamasıdır. Eğer bir var-sayım deneysel sonuçlarla tekrar ifade edilebilirse teoriye dönüşür. Teori; doğal olayları açıklamak ve bunlara ilişkin daha fazla öngörülerde bulunmak için kul-lanılan bir model yada doğaya bakış tarzıdır. Bilimsel araştırmalarda kulkul-lanılan bilimsel yöntemlerin akış şeması aşağıda verildiği gibidir.

Gözlem Varsayım Teori Bilimsel Yasa

Şekil 1.1: Bilimsel yöntemin akış şeması

Bilimde bazen rastlantıların da payı olduğu görülmüştür. Örneğin X-ışınları, radyoaktifl ik, penisilin, vulkanize kauçuk gibi birçok buluşlar rastlantı eseridir.

KİMYA LABORATUVARI

Kimya bilimi, maddenin gizemli gerçeklerini bilimsel yöntemlere uygun bir şekilde açıklayabilmek için laboratuar çalışmalarına başvurur. Bu anlamda öğren-ci laboratuar çalışması, çoğunlukla öğrenöğren-cilerin zihinlerinde oluşturdukları bilgi-nin kullanımını ve sahip oldukları bilgiden yola çıkarak yeni bilgiye ulaşmalarını sağlayacak şekilde olup, araştırmaya dayalı türdendir.

Laboratuarlarda, deneyler; öğrenilmesi gereken konunun gerektirdikleri, öğ-renci grubunun özellikleri ve araç-gereç imkanları doğrultusunda üç değişik tür-den yapılabilir. Bunlar;

1. Kapalı Uçlu Deneyler 2. Açık Uçlu Deneyler

3. Hipotez Test Etme Deneyleri

Kapalı Uçlu Deneyler: Kimya bilimlerinde verilen bilgilerin doğruluğunun araştırılması şeklinde düzenlenmiş deneylere kapalı uçlu deneyler denir. Kapalı uçlu deneyler bilimdeki gerçeklerin yeniden ispatlanmasına yöneliktir.

Maddenin Özellikleri ve Ölçümü 3

Bu deneylerin nasıl yapılacağı, laboratuar kılavuz kitapları veya öğretmen ta-rafından adım adım belirtilerek açıklanır. Yapılacak deneylerle hangi sonuca ula-şılacağı ayrıntılarıyla belirtilir. Ulaşılan sonuç, beklenilen sonuçla karşılaştırılır.

Beklenen sonuçla ulaşılan sonuç aynı ise deney tamamlanır ve rapor edilir. Şayet beklenen sonuç gerçekleşmemişse, bu sonuca ulaşıncaya kadar deneylere devam edilir. Bu teknik yaratıcılık yeteneğini geliştirmez. Özellikle yetenekli öğrenciler için bu teknik sıkıcı olabilir. Çok zaman alıcı bir tekniktir.

Açık Uçlu Deneyler: Bu tür deneylerde, öğrencilerin, bilim adamları gibi ça-lışarak, bilmedikleri birtakım bilgileri yeniden bulup ortaya çıkarmaya çalışmaları hedefl enir. Kapalı uçlu deneyler gibi, deneyin sonucu önceden belirgin değildir.

Öğrenciler deneyin nasıl yapılacağını ve işlem sırasını kılavuz kitaplardaki açıklamaları okuyarak veya oradaki resimleri inceleyerek öğrenirler. Deneyde kul-lanılacak araç ve malzemeler laboratuarda hazır tutulur. Öğrenci, deney için ge-rekli olan araç ve malzemeleri buradan alarak, işlem sırasına göre deneyi uygular ve birtakım veriler alır. Alınan veriler, yine öğrenciler tarafından yorumlanarak bir genellemeye gidilir.

Hipotez Test Etme Deneyleri: Bu teknik, daha çok öğrencilerin bireysel ça-lışmalarını gerektirir. Öğrenci kendi kurduğu veya kurulmuş olarak verilen hi-potezin doğru olup olmadığını kontrol etmek için deneyler tasarlar. Bu deneyler için gerekli düzenekleri kurar; deneyleri yapar. Gerekli gözlemleri ve ölçmeleri yaparak kaydeder; verileri işler; bulguları ortaya koyar ve yorumlar. Deneylerin sonucuna göre hipotezin doğru veya yanlış olduğuna karar verirler. Hipotez doğ-ru ise, yeni bir bilgi edinilmiş olur ve genelleyerek hipotezin kapsamı genişletilir.

Eğer denemeler sonucu verilen veya kurulan hipotezin yanlış olduğuna karar ve-rilirse, hipotez reddedilerek yeni bir hipotez kurulur ve bu hipoteze ait deneyler düzenlenerek veriler toplanır.

Bu üç deney türü, sunuluş, işleyiş ve gerektirdiği laboratuar koşulları bakı-mından temel farklılıklar gösterir. Bu farklılıklar kimya öğretiminde laboratuarın beş temel yaklaşımla yürütülmesinin nedenidir. Laboratuar yaklaşımları;

1. Doğrulama veya tümdengelim yaklaşımı 2. Tümevarım yaklaşımı

3. Bilimsel süreç becerileri yaklaşımı 4. Teknik beceriler yaklaşımı 5. Buluş esasına dayalı yaklaşım 4 Genel Kimya-I

Benzer Belgeler