Editör: Prof. Dr. Hüseyin Bağ GENEL KİMYA - I ISBN X. Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir.

(1)

5. Baskı

(2)

Editör: Prof. Dr. Hüseyin Bağ GENEL KİMYA - I ISBN 978-9944-919-42-X Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir.

© 2012, Pegem Akademi Bu kitabın basım, yayın ve satış hakları Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti’ye aittir.

Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri, kapak tasarımı, mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıt ya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz.

Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır.

Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınları satın almamasını diliyoruz.

1. Baskı: Ekim 2006

5. Baskı: Eylül 2012

Dizgi-Grafik Tasarım: Yakup Çiçek

Kapak Tasarımı: Gürsel Avcı

Baskı: Tarcan Matbaası

(Ankara-0312-384 34 35)

Yayıncı Sertifika No: 14749

Matbaa Sertifika No: 25744

İletişim

Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARA

Yayınevi: 0312 430 67 50 - 430 67 51

Yayınevi Belgeç: 0312 435 44 60

Dağıtım: 0312 434 54 24 - 434 54 08

(3)

iii

ÖNSÖZ

Bu ders kitabı, Eğitim Fakülteleri Fen Bilgisi Öğretmenliği Bölümü öğ- rencileri için, YÖK’ün 2006–2007 öğretim yılında uygulamaya koyduğu yeniden yapılandırma programı müfredatına uygun olarak Genel Kimya I dersine yönelik olarak hazırlanmıştır. Ayrıca, aynı program kapsamında yer alan Eğitim Fakülteleri İlköğretim Matematik Öğretmenliği Bölümü öğrenci- leri için Kimya I derslerine yönelik de ders kitabı olması hedeflenmiştir.

Kitapta kimyanın temel kavramları, Fen Bilgisi Öğretmenliği Bölümü öğ- rencilerinin hazır bulunuşluk durumlarına ve öğretmenlik mesleğinde gerek- sinim duyacakları bilgi düzeyine uygun olarak anlatılmıştır. Konular, örnek soru çözümleri ile zenginleştirilmiş ve bölümlerin sonlarına değerlendirme soruları eklenmiştir. Konuların yalnızca bilgi düzeyinde değil, kavrama, ana- liz, sentez ve değerlendirme düzeyinde öğretilmesi hedeflenmiştir.

Prof. Dr. Hüseyin BAĞ

Editör

(4)

BÖLÜMLER VE YAZARLARI

1. Bölüm: Maddenin Özellikleri ve Ölçümü

Yrd. Doç. Dr. Hilmi Erten, Fırat Üniversitesi Eğitim Fakültesi 2. Bölüm: Stokiyometriye Giriş

Yrd. Doç. Dr. Abuzer Akgün, Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi 3. Bölüm: Atomun Elektronik Yapısı

Prof. Dr. Giray Topal, Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi 4. Bölüm: Periyodik Sistem

Zale Topal, Milli Eğitim Bakanlığı Cumhuriyet Fen Lisesi Kimya Öğretmeni 5. Bölüm: Kimyasal Bağlar

Yrd. Doç. Dr. Hulusi Çokadar, Pamukkale Üniversitesi Eğitim Fakültesi 6. Bölüm: Moleküler Geometri ve Hibridleşme

Doç. Dr. İbrahim Bilgin, Mustafa Kemal Üniversitesi Eğitim Fakültesi 7. Bölüm: Gazlar

Doç. Dr. Mustafa Özden, Gaziantep Üniversitesi Adıyaman Eğitim Fakültesi 8. Bölüm: Maddenin Yoğun Halleri: Sıvılar ve Katılar

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

(5)

vii

İÇİNDEKİLER

Sayfa No

Önsöz... iii

İçindekiler ...v

birinci bölüm MADDENİN ÖZELLİKLERİ VE ÖLÇÜMÜ

(ss: 1-40) Yrd. Doç. Dr. Hilmi Erten 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...23

Maddenin Halleri ...23

Maddedeki Değişmeler ...24

Maddenin Sınıflandırılması...25

Kimyasal Yasalar ...36

Değerlendirme Soruları ...39

ikinci bölüm KİMYASAL DENKLEMLER VE HESAPLAMALAR

(ss: 41-70) Yrd. Doç. Dr. Abuzer Akgün Giriş ...41

Kimyasal Tepkime Türleri ...43

Birleşme Tepkimeleri...44

Ayrışma Tepkimeleri...44

Yer Değiştirme Tepkimeleri...44

Yanma Tepkimeleri...45

Çökelme Tepkimeleri...45

Nötralleşme Tepkimeleri ...47

(6)

Yükseltgenme-İndirgenme Tepkimeleri...48

Bağıl Atom Kütlesi ...48

Ortalama Atom Kütlesi...49

Mol Kavramı ...50

Bileşiklerin Yüzde Bileşimi...54

Kimyasal Formüllerin Bulunması...55

Kimyasal Hesaplamalar...59

üçüncü bölüm ATOMUN YAPISI VE ATOMLARDA ELEKTRONLAR

(ss: 71-115) Prof. Dr. Giray Topal Atomun Yapısı...71

Atomaltı Parçacıklar ve Atom Çekirdeği...76

Atom ve Kütle Numaraları ...82

Atomlarda Elektronlar...87

dördüncü bölüm PERİYODİK CETVEL

(ss: 115-137) Zale Topal Tarihçe ...115

Modern Periyodik Tablo ...116

Grup ve Periyot Bulma...119

Periyodik Özellikler ...123

Atom Çapı ve İyonik Çap ...123

İyonlaşma Enerjisi...125

Elektron İlgisi ...128

Elektonegatiflik ...130

Metalik ve Ametalik Özellik...132

Oksitlerin Bazlık – Asitlik Özelliği...132

(7)

ix

beşinci bölüm KİMYASAL BAĞLAR

(ss: 139-166)

Yrd. Doç. Dr. Hulusi Çokadar

Giriş ...139

Elektronegatiflik: Elektronların Çekimi...141

İyonik Sınır...144

Kovalent Sınır ...146

Tekli ve Çoklu Kovalent Bağlar ...150

Metalik Bağ...153

Molekül Şekli ve Polarite...156

altıncı bölüm MOLEKÜLER GEOMETRİ VE HİBRİTLEŞME

(ss: 167-199) Doç. Dr. İbrahim Bilgin Giriş ...167

Molekül Geometrisi ...167

Değerlik-Kabuğu Elektron-Çifti İtme (VSEPR) Kuramı ...168

İki Elektron Çifti...168

Üç Elektron Çifti ...170

Dört Elektron Çifti ...171

Beş Elektron Çifti ...173

Altı Elektron Çifti...175

Dipol Moment ve Molekül Geometrisi...177

Değerlik Bağ Kuramı ...179

Hibrit Orbitaller...180

Çoklu Kovalent Bağlar...187

Molekül Orbital Kuramı ...190

Bazı İki Atomlu Moleküllerin Elektron Konfigürasyonları ve Bağ Dereceleri ...192

(8)

yedinci bölüm GAZLAR

(ss: 201-237) Doç. Dr. Mustafa Özden

Giriş ...201

Maddenin Kinetik Teorisi...202

Gazların Kinetik Modeli ...203

Gazların Genel Özellikleri...206

Gazların Doğası ...206

Gaz Basıncı ...206

Gaz Basıncının Ölçülmesi ...208

Basınç Birimleri ...213

Gaz Yasaları...214

İdeal Gaz Denklemi ...225

Gazların Özkütlesi...226

Dalton Kısmi Basınçlar Yasası ...226

Gazların Kinetik Teorisi...227

Gazların Yayılma Hızı (Difüzyon) ve Yayınımları (Efüzyon)...228

Kimyasal Tepkimelerde Gazlar ...229

Gerçek Gazlar...230

sekizinci bölüm MADDENİN YOĞUN HALLERİ: SIVILAR VE KATILAR

(ss: 239-277) Prof. Dr. Hale Bayram Sıvılar...240

Yüzey Gerilimi...241

Viskozite...244

Katılar...245

Katıların Yapılarının Tayini...246

Kristal Türleri ...252

Faz Değişimleri...256

Buhar Basıncı...260

Isınma ve Soğuma Eğrileri...266

Faz Diyagramları ...267

Kaynakça ...271

(9)

birinci bölüm

M ^ADDENİN Ö ZELLİKLERİ VE Ö ^LÇÜMÜ

Yrd. Doç. Dr. Hilmi Erten

Fırat Üniversitesi Eğitim Fakültesi

KİMYA VE AMACI

Doğal ve sosyal çevresi ile sürekli etkileşim içinde olan insanoğlu çevre- sinde bulunan maddelere karşı ilgi duymuştur. Evrendeki her şey maddenin farklı hallerinden oluşmuştur. Doğal çevremize baktığımızda çevreyi saran bir çok maddelerin farklı formlarda olduklarını görürüz. Fen bilimleri doğadaki varlıkları ve olayları bilimsel yöntemlerle açıklamaya çalışır. Fen bilimlerin- deki fizik, kimya, jeoloji, astronomi gibi bilimler cansız doğa ile biyoloji, bo- tanik, zooloji, anatomi v.b. gibi bilimlerde canlı doğa ile uğraşır.

Kimyanın temel konusu madde olup; maddelerin bileşimlerini, maddele-

rin birbirleriyle olan etkileşimlerini ve bu etkileşimler sonucunda oluşan yeni

maddeleri 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 maddeler, hafif kaplama ve ağır endüstriyel ürünler

kimyanın bize sunduğu harika maddelerdir. Ayrıca; genetik biliminin açık-

lanması, çelikten daha dayanıklı fakat çelikten daha hafif polimer maddele-

rinin yapılması, uzay yakıtı ve bioyakıt üretimi, daha ucuz ve daha verimli

nükleer enerji üretimi, kalp pillerinin yapımı, geniş hafızalı bilgisayar üretimi

(10)

Genel Kimya 2

gibi teknolojik gelişmeler hayatımızı kolaylaştıran Kimya Teknolojisinin ürün- leridir. Kimya diğer bilim dallarını da ilgilendirdiğinden merkez bilimi olarak da bilinir. Kimya teknolojisinin gelişmesi insanlara sayısız faydalar sağlarken birtakım sorunları da beraberinde getirmiştir. Hava, su, toprak kirliliği, rad- yoaktif atıklar, ozon tabakasının delinmesi teknolojik gürültüler biyolojik ve nükleer silahlar teknolojik gelişmelerin oluşturduğu başlıca sorunlardır. Kim- yanın 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 bileşikleri Analitik Kimya Madde bileşimi, miktarı ve öl-çümü Eser analiz ve kalite kontrol

Biyokimya Madde ve canlı organizma Metabolizma, dializ, fermantasyon

Fizikokimya Kimyanın fiziksel yasalarla ince- lenmesi

Tepkime hızı, denge

Kimya gelişimini tamamlamış bir bilim olmakla birlikte maddenin iç ya- pısı yanıtlanmamış sorular ve açıklanmamış olaylarla doludur. Modern tek- noloji olağanüstü özellikler taşıyan yeni maddeleri gerektirdiği için kimyacılar da bu maddelerin sentezi için yeni yöntemler geliştirmelidirler.

BİLİMSEL YÖNTEM

Bilimde ilerleme sağlayabilmek için bilim adamları belirli bir yöntem uy- gularlar. Bu yöntem, doğru soruların sorulması, doğru yanıtları vermek için doğru deneylerin tasarlanması ve buluşların mantıklı açıklamalarla yorum- lanmasını içerir. 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 genelleme ve ilkeler bulma ve bu ilkeler yardımıyla gelecekteki olayları kes- tirmek gayretleridir.

Bilim adamlarının araştırma yaparken izlediği yollar bilimsel yöntemler- dir. Bilimsel bilgi doğal olayların açıklanmasında bazen de gelecekteki olay- ların önceden tahmin edilmesinde kullanılabilir.