5. H Moleküler Kat lar. H Kovalent Kat lar H Polimerler H yonik Kat lar H Metallik Kat lar

(1)

11..

Kat›; maddenin belirli bir flekle ve hacme sahip en düzenli halidir. Kat›lar d›fl kuvvetlerden etkilendik- lerinde hacim ve biçimlerini büyük oranda korurlar- ken s›v›lar yaln›z hacimlerini, gazlar ise ne hacimlerini ne de flekillerini korurlar. Kat›lar belli hacim ve biçime sahiptir. Madde s›v› ya da gaz halden kat› hale dönüflürken maddeyi oluflturan atomlar düzenli bir üç boyutlu yap›ya geçer ve bunun so- nucunda atomlar›n enerjisi azal›r.

22..

Kat›lar›n çeﬂitli özellikleri vard›r:

H Esneklik özelli¤i

H Elektrik özelli¤i (dielektrik, yar› iletken, süperi- letken)

H Magnetik özelli¤i (diamagnetizma, paramagne- tizma, ferromagnetizma)

H Termodinamik özelli¤i (Is› iletimi, genleﬂme, erime, donma, faz geçiﬂleri, ses iletimi, yo¤unluk)

H Optik özellikleri (saydam, yar› saydam, saydam olmayan)

33..

S›v› kristallerin özellikleri:

H Iﬂ›¤› polarize edebilirler.

H Polarize edilmiﬂ ›ﬂ›¤› geçirebilirler.

H Molekül dizilimleri elektrik ak›m› ile de¤iﬂtirile- bilir.

44..

Amorf yap›daki kat›larda atomlar ve moleküller belirli bir örgü oluflturacak biçimde dizilmifltir. Bu tür kat›lar aras›nda çeflitli cam türleri, lastikler ve jeller say›labilir.

55..

^HMoleküler Kat›lar HKovalent Kat›lar HPolimerler H‹yonik Kat›lar HMetallik Kat›lar

66..

S›v› kristaller hem do¤ada hem de teknolojik uygulamalarda mevcuttur. Ço¤u modern elektronik gös- tergeler s›v› kristallidir. Örne¤in LC ekranl› televiz- yonlarda ad›ndan da anlaﬂ›ld›¤› gibi s›v› kristaller kullan›l›r. S›v› kristaller canl› sistemlerde çok yay- g›nd›r. Örne¤in hücre zar› ve baz› proteinler s›v›

kristaldir. Di¤er iyi bilinen s›v› kristal örnekleri sa- bun, deterjan köpükleri ve tütün mozaik virüsüdür.

77..

Atomlar ve moleküller belirli bir örgü oluflturacak biçimde dizilmifltir. Kristaller katmanlar halinde atomlardan meydana gelmifl düzgün kat›lard›r. Ay- n› zamanda kristal yap› içindeki ba¤›ms›z atomlar en yak›n komflular› ile koordine halindedirler. E¤er bu katmanlar üzerine ›fl›k gönderilirse, her kat- mandan bir yans›ma olacakt›r. Yans›yan ›fl›¤›n al- d›¤› yol, yans›t›lan katman›n s›ras›na ba¤l› olarak de¤iflkenlik gösterir. Uygun ortam koflullar›nda al›- nan yol miktarlar› aras›ndaki fark, yar›m dalga boyu kadar olacakt›r. Bunun için dalga boyu Å olan

›ﬂ›k kullan›lmad›r ki bu da X-›ﬂ›n›d›r.

88..

Son yörüngelerinde (valans band›) 4 elektron bu- lunduran maddelere yar› iletken denir. Yar› iletkenlerin direnci iletkenlerin direncinden yüksek, yal›t- kanlar›n direncinden düﬂüktür. Yani iletkenlik bak›- m›ndan iletken ve yal›tkanlar aras›nda yer al›rlar.

A L I ﬁ T I R M A L A R I N Ç Ö Z Ü M Ü

MADDELER‹N YAPISI

ESEN YAYINLARI

MADDELER‹N YAPISI

(2)

99..

1100..

Nanoteknoloji;

• fizik

• malzeme bilimi

• kimya

• biyoloji

• elektronik

gibi alanlarda kullan›l›r.

1111..

Ba¤ çeﬂitleri:

aa))‹yonik ba¤: (+) yüklü iyonlar ile (–) yüklü iyonlar aras›nda kurulan ba¤d›r.

bb))Kovalent ba¤: Ayn› ya da farkl› tür atomlar›n bir veya iki elektronunu paylaﬂmalar› ile oluﬂur.

cc)) Metalik ba¤: Metal atomlar› aras›nda kurulur.

Metal atomlar›n›n serbest elektronlar›n› paylaﬂma- s› esas›na dayan›r.

enerji

iletkenlik band›

valans band›

iletken

enerji

iletkenlik band›

valans band›

yar› iletken yasak bant

enerji

iletkenlik band›

valans band›

yal›tkan yasak bant

ESEN YAYINLARI

(3)

E

ETTKK‹‹NNLL‹‹KK -- 11

11)) Kat›lar; atom ya da atom guruplar›n›n düzenli olup olmamas›na göre ikigruba ayr›labilir.

22)) Kat›lar›n termodinamiközelli¤ine örnek olarak ›s›

iletimi , genleﬂme, erime, donma verilebilir.

33)) Kat›; maddenin belirli bir ﬂekleve hacmesahip en düzenli halidir.

44)) Maddeye ›s› enerjisi verilirse titreﬂim genli¤iartar.

55)) Bir atomun iletkenli¤in d›ﬂ yörüngesindeki elektronlarsa¤lar.

66)) Yal›tkanlar elektri¤iiletmezler.

77)) ‹letkenlik band›nda elektron bulundurmayan maddeler yal›tkand›r.

88)) Elektronik elemanlarda en yayg›n olarak kullan›lan yar› iletkenler germanyumve silisyumelementleri- dir.

99)) Süperiletkenliksadece kritik s›cakl›k, kritik ak›m ve kritik manyetik alanda mevcut olur.

1100)) Nanoteknolojideatom ve moleküller tek tek ifllenip hassas flekilde birlefltirilip istenilen ürün elde edile- bilmektedir.

E

11)) S›v› kristal:S›v› kristaller, s›v›lar›n ve kat› kristallerin özellikleri aras›nda özelliklere sahip olan kimya- sal maddelerdir.

22)) Metalik Kat›lar:Metaller, kristal yap› ve metal ba¤

denen ba¤larla ba¤lanm›ﬂlard›r. Metallik ba¤da, atomun de¤erlik elektronlar›n›n boﬂ bulunan orbi- tallerde gezinmesine izin verilir. Bu da metallik ka- t›lara çok iyi ›s› ve elektrik iletkenli¤i sa¤lar.

33)) Amorf yap›l› kat›lar:Amorf yap›daki kat›larda atomlar ve moleküller belirli bir örgü oluflturacak biçimde dizilmemifltir. Bu tür kat›lar aras›nda çeflitli cam türleri, lastikler ve jeller say›labilir.

44)) S›v›: S›v› maddenin belirli bir hacmi vard›r ancak belirli bir flekli yoktur. S›v›y› oluflturan tanecikler aras›nda az da olsa boflluk bulunur.

55)) Süperiletken madde: Baz› element ve alaﬂ›mlar;

belirli bir s›cakl›k (kritik s›cakl›k) alt›na so¤utulduk- lar›nda ak›m› dirençle karfl›laflmadan geçirerek elektriksel iletkenlikleri sonsuza ulaflt›r›rlar. Bu tür maddelere süperiletken denir.

E

11.. (Y)‹letkenlerin direnci s›f›rd›r.

22.. (D)Maddenin belirli bir ﬂekle ve hacme sahip oldu-

¤u en düzenli hali kat› haldir.

33.. (Y)Gazlar hacimlerini ve ﬂekillerini korurlar.

44.. (D)Bütün maddeler atom ve moleküllerden oluﬂur.

55.. (Y)Maddeyi oluﬂturan atomlar› bir arada tutan ba-

¤›n türü ile atomlar›n yap›sal diziliﬂ biçimi ayn›d›r.

66.. (D)Kat›lar›n manyetik özelli¤i vard›r.

77.. (Y)Tüm kat›larda atomlar ve moleküller belirli bir örgü oluﬂturacak biçimde dizilmiﬂtir.

88.. (D)Polimerler amorf yap›l› maddelerdir.

99.. (D)S›v› kristaller ilk kez 1888 y›l›nda Avusturyal›

bitki bilimci Fredreich Rheinizer taraf›ndan keﬂfe- dildi.

1100.. (D)S›v› kristaller polarize edilmiﬂ ›ﬂ›¤› geçirebilir- ler.

E

enerji

‹letkenlik band›

Valans band›

yal›tkan Yasak bant

E T K ‹ N L ‹ K L E R ‹ N Ç Ö Z Ü M Ü

MADDELER‹N YAPISI

ESEN YAYINLARI

(4)

11..

Santrallerden ﬂehirlere verimli enerji iletimi, manyetik rezonans görüntüleme, parçac›k h›zland›r›c›- lar›, güç transformatörleri süperiletkenli¤in teknolojik uygulamalar›ndan baz›lar›d›r. Fakat LC tele- vizyonlar s›v› kristallerle ilgilidir.

CEVAP D

22..

Esneklik özelli¤i, elektrik özelli¤i, magnetik özelli¤i, optik özelli¤i kat›lar›n özelliklerindendir. Ak›ﬂkanl›k s›v›lar›n ve gazlar›n özelli¤idir.

CEVAP E

33..

Diamanyetizma, paramanyetizma ve ferromanye- tizma kat›lar›n manyetiklik özelli¤ine birer örnektir.

CEVAP E

44..

Kat›; maddenin belirli bir ﬂekle ve hacme sahip en düzenli halidir.

CEVAP C

55..

Kat›lar›n termodinamik özelli¤ine; ›s› iletimi, gen- leﬂme, erime, donma, faz geçiﬂleri, ses iletimi ve yo¤unluk örnek olarak verilebilir. Elektrik iletimi manyetik özelliklerdendir.

CEVAP B

66..

S›v› kristallerin özellikleri;

1. Iﬂ›¤› polarize edebilirler.

2. Polarize edilmiﬂ ›ﬂ›¤› geçirebilirler.

3. Molekül dizilimleri elektrik ak›m› ile de¤iﬂtirilebilir.

CEVAP C

77..

‹letkenlerin nötr olup olmad›¤› konusunda kesin bir ﬂey söylenemez. Elektronlar iletkenlik band›nda bulunur ve atomun en d›ﬂ yörüngesinde az say›da (1-2-3) elektron vard›r. Yörüngeler dolu de¤ildir.

CEVAP B

88..

Gazlar›n belirli bir ﬂekli yoktur. Bir gaz›n hacmi, bulundu¤u kab›n hacmine eﬂittir. Gazlar›n hacimleri;

bas›nç ve s›cakl›klar›na ba¤l› olarak de¤iﬂir. Her zaman iletken de¤illerdir. Ancak yüksek bas›nç al-

99..

Yar› iletkenlerin enerji bant aral›klar› ﬂekildeki gibidir. Buna göre;

Ι. Valans band›

ΙΙ. Yasak Bant ΙΙΙ. ‹letkenlik Band›

olmal›d›r.

CEVAP A

1100..

YYaassaakk bbaanntt;; elektron bak›m›ndan boﬂ bulunan ve

valans band›ndaki elektronlar›n iletkenlik band›na geçmesini zorlaflt›ran bofllu¤a denir. ‹‹lleettkkeennlliikk bbaanndd››;; valans band›ndan kopan ve ak›m tafl›yabi- lecek durumda olan elektronlar›n bulundu¤u bant- t›r. Maddeler, elektronlar›n›n bu banda geçmesiyle iletken hale gelirler.

CEVAP E

1111..

Yal›tkanlarda yasak bant enerji aral›¤› di¤er bant-

lara göre çok büyüktür. Her maddede iletkenlik band› vard›r. Yal›tkanlarda valans band›nda elektron bulunur fakat yasak bant aral›¤› çok büyük oldu¤undan geçip iletken olamazlar.

CEVAP A

1122..

Maddelerin enerji bant grafikleri ﬂekildeki gibidir.

Buna göre; Ι-Yar› iletken, ΙΙ-Yal›tkan ve ΙΙΙ-‹letken maddeye aittir.

enerji

iletkenlik band›

valans band›

III- ‹letken enerji

iletkenlik band›

valans band›

I- Yar› iletken yasak bant

enerji

iletkenlik band›

valans band›

II- Yal›tkan yasak bant enerji

III. iletkenlik band›

I. valans band›

II. yasak bant

T E S T - 1 ’ ‹ N Ç Ö Z Ü M Ü

MADDELER‹N YAPISI

ESEN YAYINLARI

(5)

1133..

Yar› iletkenlerde; silisyum ve germanyum devre eleman› üretiminde saf olarak kullan›lmaz. Bu maddelere katk› kat›larak de¤erlik band› enerji se- viyesi yukar›ya veya iletkenlik band› enerji seviye- si aﬂa¤›ya çekilir. De¤erlik band›n›n yukar› çekildi-

¤i yar› iletkenlere P tipi yar› iletken, iletkenlik ban- d›n›n afla¤›ya çekildi¤i yar› iletkenlere ise N tipi ya- r› iletken denir. P tipi yar› iletkende yüklü boflluk deriflimi, N tipi yar› iletkende ise elektron deriflimi göreli olarak daha yüksektir.

S tipi yar› iletken yoktur.

CEVAP C

1144..

Süperiletkenler ak›ma karﬂ› s›f›r direnç gösterirler.

Ayr›ca yak›nlar›nda bulunan herhangi bir manyetik alan› d›ﬂlarlar. Süperiletkenler her s›cakl›kta bu özelliklerini gösteremezler.

CEVAP B

1155..

Süperiletkenli¤in gözlenebilmesi için kritik s›cakl›k,

kritik ak›m ve kritik manyetik alana ihtiyaç vard›r.

CEVAP D

1166..

ABD'de de bulunan Project On Emerging Nano-

technologies adl› kurumun internette yay›nlad›¤›

listede Ocak 2009 itibari ile 803 nanoteknolojik ürün bulunmaktad›r. Listede sa¤l›k, tekstil, elektronik, otomotiv, g›da ürünlerinden örnekler bulunmaktad›r. Ayg›t fizi¤i, malzeme bilimi, elektronik, kimya, biyoloji, t›p gibi dallardan bilim araﬂt›rmac›- lar›, nanoteknoloji çal›ﬂmalar› yapmaktad›r.

CEVAP E

ESEN YAYINLARI

(6)

11..

Kat› madde; s›k›ﬂt›r›lamayan, sabit hacimli ve be- lirgin ﬂekillere sahip maddelerin en düzenli halidir.

Tahta, buz, demir, kalem, ka¤›t, silgi hepsi birer ka- t› örne¤idir.

22..

Maddeler elektrik iletkenli¤ine göre, dört guruba ayr›labilir:

aa))‹letkenler bb))Yal›tkanlar cc))Yar› iletkenler dd))Süperiletkenler

33..

Bir maddenin ak›ma karﬂ› direnç göstermemesine süperiletkenlik denir. Süperiletkenlik sadece kritik s›cakl›k, kritik ak›m ve kritik manyetik alanda mevcut olur.

44..

Bir atomun en d›fl yörüngesinde az say›da (1, 2, 3) elektron varsa, bu elektronlar› çekirde¤e ba¤layan güç zay›ft›r. ‹letken maddeden yap›lm›fl bir cismin iki ucuna belli bir gerilim uygulan›rsa, yani pil ba¤- lan›rsa, elektronlar pilin eksi (–) ucundan art› (+) ucuna do¤ru gitmeye bafllar. ‹flte bu elektron hare- keti "elektrik ak›m›d›r." Gerilim kayna¤›n›n art› ucu elektronlar› yakalarken, eksi ucu maddeye elektron verir. Elektrik ak›m› bir yük hareketidir.

55..

‹letkenler nötr ve s›v› olabilir. Ifl›¤› polarize ederler diye kesin bir fley söylenemez. Elektronlar iletkenlik band›nda bulunur ve atomun en d›fl yörüngesin- de az say›da (1-2-3) elektron vard›r. Yörüngeler dolu de¤ildir.

66..

S›v› kristallerin özellikleri:

• Iﬂ›¤› polarize edebilirler.

• Polarize edilmiﬂ ›ﬂ›¤› geçirebilirler.

• Molekül dizilimleri elektrik ak›m› ile de¤iﬂtirilebilir.

77..

11)) Yar› iletkenler; ›s›, s›cakl›k, bas›nç gibi fiziksel

ﬂartlarda elektri¤i iletir.

33)) S›v› moleküllerin birbirleri üzerinde hareketet- me özelli¤i vard›r.

44)) Maddelerin s›cakl›¤› azald›kça titreﬂim genli¤i de azal›r.

55)) Bir maddede iletkenli¤i elektronlarsa¤lar.

88..

11..( D )Süperiletkenlerin direnci s›f›rd›r.

22..( Y )Maddelerin en düzenli hali s›v› halidir.

33..( Y )Maddeler üç halde bulunur.

44..( D )Bütün maddelerin çekirde¤i vard›r.

55..( Y )Yap›s›nda nötron olmayan element yoktur.

99..

• Santrallerden ﬂehirlere verimli enerji iletiminde

• Güçlü m›knat›s isteyen uygulamalarda (Manye- tik Rezonans, maglev trenleri vs.)

• Büyük miktarlarda enerjinin manyetik alan olarak depolanmas›nda

• Mikroelektronikte (istenmeyen ›s›n›n önlenme- sinde)

• Süper m›knat›slarda (elektrom›knat›slar)

• Magnetic Resonance Imaging (MRI) teknolojisinde

• Enerji Depolama (Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) teknolojisinde

• Parçac›k h›zland›r›c›lar›nda

• Elektrik güç naklinde

• Magnetik ay›rmada

• Motorlarda

• Güç transformatörlerinde

1100..

Gazlar›n belirli bir ﬂekli yoktur. Bir gaz›n hacmi bu-

lundu¤u kab›n hacmine eﬂittir. Gazlar›n hacimleri;

bas›nç ve s›cakl›klar›na ba¤l› olarak de¤iﬂir. S›cak- l›¤a ba¤l› olarak moleküllerin hareketleri de¤iﬂir.

S›cakl›k artt›¤›nda gaz moleküllerinin h›zlar› da ar-

ESEN YAYINLARI