Prof. Dr. Baki Hazer Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü

Prof. Dr. Baki HazerZonguldak Karaelmas

Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

Kimya Bölümü

GENEL KİMYA IGENEL KİMYA I

Dersin Künyesi Dersin Adı ve Kodu KİM115 Genel Kimya I 4 2 5

Dersin İçeriği Temel kimya kavramları, maddenin mikro yapısı, atom, molekül, iyon. Katılar, sıvılar, gazlar. Maddelerin birbiriyle etkileşimi. Reaksiyon hızları ve kimyasal denge.

Dersin Amacı Kimya eğitimine başlayan öğrenciye kimyanın temel kavramlarını öğretmek, maddenin mikro yapısını ve maddeler arasındaki etkileşimler hakkında bilgilendirmek.

Kaynak Kitap Baki Hazer (1997); Genel Kimya, 4. Baskı. Akademi Ltd. Şti, Trabzon.

Yardımcı Kitaplar A. Bahattin Soydan, A. Sezai Saraç (2004); Genel Üniversite Kimyası, 7. Baskı. Alfa Yayınları, İstanbul; Petrucci.Harwood.Herring (2002);Çev.Ed: Tahsin Uyar, Serpil Aksoy; Genel Kimya, Palme Yayıncılık, Ankara.

Hafta Konu Başlığı

Birinci Hafta Kimya ve bilim. Ölçme ve Sonuç Bildirme. Üslü sayılar.

İkinci Hafta Atomun yapısı. Spektroskopi. Atom modelleri.

Üçüncü Hafta Modern kuantum mekaniği. Elementlerin periyodik tablosu.

Dördüncü Hafta Kimyasal bağlar. Metalik, iyonik, kovalent bağ. Yükseltgenme sayıları.

Beşinci Hafta Dipol moment. Valens bağ teorisi ve hibridleşme.

Altıncı Hafta Moleküller arası çekim kuvvetleri. Sıvılar ve katılar.

Yedinci Hafta Kimyasal maddeler. Mol kavramı. Denklem denkleştirme.

Sekizinci Hafta Gazlar. Gazların kinetik teorisi. İdeal gaz kanunu.

Dokuzuncu Hafta Daltonun kısmi basınçlar kanunu. Gazların yayılma kanunu.

Onuncu Hafta Çözeltiler. Çözeltilerin derişimleri. Net iyonik denklem.

Onbirinci Hafta Çözünürlük ve baskı. Roult kanunu. Koligatif özellikler.

Onikinci Hafta Kimyasal kinetik. Reaksiyon hızları. Aktivasyon enerjisi.

Onüçüncü Hafta Reaksiyon mertebeleri. Katalizör ve reaksiyon hızları.

Ondördüncü Hafta Kimyasal Denge. Reaksiyon ilerleme değeri. Le Chatelier ilkesi.

Kimya ve bilim. Ölçme ve

Sonuç Bildirme. Üslü sayılar.

BİRİNCİ HAFTABİRİNCİ HAFTA

KİMYA VE BİLİM

Kimya; organik, inorganik, analitik,

fizikokimya (+ polimer kimyası ve teorik kimya)

ve biyokimya alanlarını içine alır.

Ölçme ve Sonuç Bildirme

Kimya deneysel bir bilimdir. Deneyler yapılarak bir takım

ölçüler alınarak bir sonuca varılır. Deneylerde hatanın en az

olması istenir. Deney hataları; deney yapanın kendisinden,

seçilen yöntemin uygunluğundan, kullanılan bağıntılardan ve

ölçü aletlerinin durumundan kaynaklanabilir. Kimyada

deneylerin tekrarlanabilirliği temel esastır.

Sayılar, kesin sayılar ve ölçme sayıları olarak ikiye ayrılırlar. Kesin sayılar belirsizliği olmayan sayma sayıları ve tanım sayılarıdır. Ölçme sayıları ise bir ölçme sonucu elde edilen ve son hanesinde belirsizlik bulunan sayılardır. Hiç bir ölçme sonucunda kesin sayılar elde edilemez. Ölçme sayılarının da son hanesindeki rakamda belirsizlik vardır. Fakat son hanedeki rakamın önündeki rakamlar kesin olarak bilinen rakamlardır. Kesin olarak bilinen rakamlarla belirsizlik olan rakamların tümüne birden anlamlı rakamlar denir:

25 (belirsizlik 1) , 2300 (belirsizlik 100)

2300. (belirsizlik 1) , 0.029 (belirsizlik 0.001)

Anlamlı Rakam Sayısı

Kimyada en basit deney bir miktar maddenin tartılmasıdır. Bunun için kullanılan terazilerin hassasiyeti yani ölçebileceği en küçük miktar çok değişik olabilir. 5 g, 0.1 g, 0.01 g, 0.001 g ve hatta 10-5 g’a kadar hassasiyeti değişebilen terazi çeşitleri vardır. Şimdi bunlardan, diyelim 0.1 g hassasiyetinde bir terazide bir demir çubuk tarttık ve yirmi dokuz g geldi. Biz bu tartım sonucunu 29 g diye veremeyiz. Terazinin hassasiyeti 0.1 g yani kesir noktasından sonra bir haneye kadar hassas ölçtüğüne göre 29.0 diye göstermeliyiz.

Sayıların Yuvarlatılması

Eğer yuvarlatılmış bir sayıyı tekrar yuvarlatmak istersek orijinal rakamdan hareket etmeliyiz. Örneğin,

16.7654 sayısını noktadan sonra üç haneye yuvarlatalım: 16.765 olur. Eğer noktadan sonra iki haneye yuvarlatmak gerekirse o zaman sayımız 16.77 olacaktır.

Örnek:

3. Üslü sayıların bölme işleminde pay ve paydanın üsleri aynı ise ortak üsse alınabilirler:

Üslü Sayılar

1. Kuvveti alınmış sayılara üslü sayılar denir. Üslü sayılar ters çevrildiğinde üssün işareti değişir:

2. Üssü sıfır olan tüm sayıların değeri bire eşittir: 9 = 1, a = 1, c = 1, X = 1, (0.25) = 1

b) Tabanı aynı olan üslü sayılar bölündüğünde katsayılar bölünür, üsler çıkarılır:

4. a) Tabanı aynı olan üslü sayılar çarpıldığında katsayılar çarpılır, üsler toplanır.

5. Değişik üslü sayıların toplama veya çıkarma işlemlerinde, sayılar önce üslü sayılar halinde düzenlenir. Katsayıları toplanır veya çıkarılır:

6. Üslü bir sayının yine üssü alınmışsa üsler çarpımı üs olarak alınır.

((23)5)7 = 2105 , ((42)3)-2 = 4-12

7. Bir üslü sayının üssü kesirli bir sayı ise o kesrin payı sayının kuvvetini, paydası ise o sayının kökünü gösterir:

SI birim sistemine göre temel birimler.

Birim Sistemleri

SI temel birimlerinden türetilmiş birimler

SI birimleri için kullanılan önekler.

Birimlerin birbirine dönüşümü (ft: feet, L: litre, gal: galon, Å: angström, eV: elektronvolt, cal: kalori, lb: libre, oz: ons).

Birimlerin birbirine dönüştürülmesi:

Örnek: 5.2 J’ü kaloriye dönüştürelim:

Kesirlerin ayırımında virgül yerine nokta kullanılmaktadır,

virgül sadece bin, milyon, milyar gibi binlik

bölümleri göstermek için kullanılır.

Örnek: 1.2 (bir tam onda iki) ve 1,000,000,000

(bir milyar)...gibi.

Atomun yapısı. Spektroskopi. Atom modelleri.

İKİNCİ HAFTAİKİNCİ HAFTA

ATOMUN YAPISI

Çevremizdeki eşyaların analizi bize,

eşya malzeme madde element atom

sırasını verir.

Görülüyor ki çevremizde, boşlukta bir hacim işgal eden her şeyin temeli madde element ve atom olmaktadır. Öyleyse atom nedir?

Dalton Atom Teorisi

1. Elementler atom denilen bölünemeyen parçacıklardan oluşmuştur. Kesirli değildir. Tam sayılarla ifade edilen miktarlarla belirlenir.2. Belirli bir elementin bütün atomları tıpatıp aynı özelliklere sahiptirler. Aynı kütleye sahiptirler. Farklı elementlerin atomları farklı kütleye

sahiptir.3. Atomlar kimyasal değişmelerin birimleridir. Kimyasal değişme;

birleşme, ayrılma ve atomların yeniden düzenlenmesini içine alır. 4. Bir element için verilen kimyasal sembol aynı zamanda o elementin

atomu için de kullanılır.5. Atomlar birleştiğinde molekülleri oluştururlar. Bileşikler değişik

atomların birleşmesinden oluşur. Aynı atomların birleşmesi ile de elementin molekülleri oluşur (H2, O2, Cl2,... gibi).

6. Atomlar parçalanamaz, yaratılamaz veya değiştirilemez.

Elektronun Keşfi

1833’de M.Faraday bakır-II-klorür ü elektroliz ederek elektrik akımını kullandı. Kimyasal değişimin elektrik miktarı ile orantılı olduğunu buldu.

1874’de Faradayın deneysel sonuçları G.J.Stoney’i elektriğin madde gibi parçacıklardan ibaret olduğu sonucuna sevketti. Atomların yapısında bulunan bu parçacıklara elektron adını verdi.

Bu arada W.Crooks ve birçok bilim adamı havası boşaltılabilen, iki ucundaki iletkenlerle elektrik akımı uygulayabilen gaz deşarj tüpleri üzerinde çalışıyorlardı. 1886’da W.Crooks, bu gaz deşarj tüpünde birçok gazın davranışını inceledi.

(1) katottan anoda doğru düz bir yolda ilerlerler,

(2) önlerine bir metal levha konursa geçemezler ve gölgesini yaparlar,

(3) tüpün cam çeperlerinde floresans oluştururlar,

(4) metal bir yaprağı akkor hale ısıtırlar,

(5) gaz moleküllerini iyonlaştırırlar,

(6) fotoğraf plakalarında iz yaparlar,

(7) bir metale çarptıkları zaman yüksek giriciliği olan x- ışınlarını oluştururlar,

(8) çarptıkları metali negatif yükle yüklerler,

(9) elektrik ve magnetik alanda saparlar

Katot ışınları

Elektron Yükünün Belirlenmesi

R. A. Millikan 1909 da yağ damlası deneyi ile elektronun Yükünü ve kütlesini ayrı ayrı başarı ile hesaplamıştır

Millikan’ın yağ damlası deneyi

Elektronun m kütlesinin hesabı

Kanal Işınları, Protonun Keşfi

1886 da E.Goldstein bir Crooks tüpünde delik

katot kullanarak pozitif yüklü ışınları keşfetti.

Neon gazı bulunan bir Crooks tüpünde katot

ışınlarının neon molekülüne çarpmasıyla

oluşan artı yüklü neon iyonlarının delik

katottan geçerek tüpün iç çeperini ışıldatması

pozitif yüklü iyonların varlığını ispatladı.

X-Işınları ve Radyoaktiflik

1895 de W.Roentgen, katot ışınları bir metale çarptığında yepyeni

türde ışınlar oluştuğunu buldu. Bu ışınlara X-ışınları veya

Roentgen ışınları adını verdi. X-ışınlarının elde edildiği daha

gelişmiş düzeneklere daha sonraları Coolidge tüpü adı verildi.

Bir Coolidge tüpünde X-ışınlarının oluşumu.

Elektromanyetik Işık

Elektromanyetik spektrumu oluşturan ışıma bölgelerinin kaynakları:

Kozmik ışınlar atmosfer dışından bize gelen ışınlardır.

-ışınları radyoaktif elementlerin salıverdikleri bir cins ışımadır.

X-ışınları katot ışınlarının bir elemente çarparak oluşturdukları ışımadır.

Ültraviyole, görünür ve infrared ışınlar genel olarak ısıtılan cisimlerin yayınladıkları ışınlardır.

TV ve radyo dalgaları bir antenden alternatif akım geçirildiğinde oluşurlar.

Elektromanyetik Dalga Spektrumu.

Kuantum Teorisi

1900’de Max Planck’ın ortaya koyduğu

Kuantum teorisi, elektronun bir harmonik

ossilatör gibi davrandığı temeline dayanır

Kara Cisim Işıması

Kara cisim, dışı siyaha boyanmış ve üzerine bir delik

açılmış metal bir küredir (Şekil 2.11.a). Üzerine

düşen bütün ışınları absorblayan (emen, soğuran) bir

cisimdir. Cisim ısıtıldığı zaman üzerinde bulunan

delikten ışımalar yayılmaya başlar.

Fotoelektrik Olay1902 yıllarında bilinen bu olay metallerin üzerine vakum yapılmış

bir cam tüp içinde, yeterli enerjiye sahip bir ışık düşürüldüğü

zaman bir elektronun koparılması olayıdır.

Bir fotoelektrik hücrede fotoelektrik olayın meydana gelişi.

ATOM MODELLERİ

Rutherford’un önerdiği atom modeli,

merkezde bir çekirdek ve etrafında dönen

elektronlar şeklindedir.

Atomu oluşturan temel parçacıklar.

Atom SpektrumlarıRutherford’un atom modelinde fizik kurallarına ters gelen ve açıklanamayan eksiklikler vardı. Bir kere çekirdek etrafında dönen elektronların ışıma yaparak enerji kaybedip çekirdeğe yapışması gerekir. Halbuki atomlarda normal halde bir enerji kaybı sözkonusu değildir. Bu gibi eksik noktalar yeni bir atom modeline gerek duyuyordu. 1913 de Bohr atom modelini ortaya koydu. Bohr atom modelini anlamak için 19.yüzyıla kadar yapılan spektroskopik çalışmaları gözden geçirelim.

Spektrumlarda görülen ışığın üç çeşit dağılımı vardır:(1) Devamlı spektrum güneş, ampuldeki flamanın ışığı,

görünür bölgedeki tüm dalga boylarını içerirler. 500C nin yukarısında ısıtıldığında katı ve sıvılarla çok yoğun gazlar devamlı spektrum verirler.

(2) Çizgi spektrumları ışıma sadece özel dalga boylarında yayınlandığı zaman oluşur. Fazla enerji absorblamış gaz halindeki atomlar tarafından yayınlanır. Gaz deşarj tüpündeki hidrojen gazı ve sodyum buharı çizgi spektrumları verir.

(3) Bant spektrumu bazı ısıtılmış gaz moleküllerinin çizgi spektrumları birbirine çok yakın olduğu zaman bant şeklinde gözlenir.

Bohr Atom Teorisi

Hidrojen atomunda bulunan elektron dairesel bir

yörüngede hareket eder ve çekirdeğin Coulomb

çekimi dairesel hareketteki merkezkaç kuvvetle

dengelenir.

Herhangi bir elektronun enerjisi sabittir.

Sadece, elektronun açısal momentumu (mvr’nin) h/2’nin

tam katları değerine eşit olan yörüngelere izin verilir.

Elektron bir yörüngeden daha düşük enerjili bir alt

yörüngeye geçtiğinde bir ışık yayınlanır.

Bohr’a göre ışık serilerinin oluşumu

Bohr’a göre X- Işınlarının oluşumu

1. Kesiksiz Spektrum: Katottan çıkan elektronların antikatot üzerinde birdenbire durdurulmasıyla oluşur. Akkor haldeki katı ve sıvıların verdikleri spektrumlarda olduğu gibi dalga boyu kesiksiz bir biçimde değişen ışımalar dizisinden ibarettir.

2. Kesikli Spektrum (Çizgiler Spektrumu): Antikatoda gönderilen elektronlar bu elementin atomunda bulunan kabuklardan elektronlar koparır. Koparılan bu elektronların yerini doldurmak için elektronlar üst kabuklardan bu boşluklara atlarlar. Böylece yüksek enerjiden düşük enerjiye düştükleri için aradaki enerji farkını ışık olarak yayınlarlar. İşte bunlar X-ışınları çizgi spektrumlarıdırlar.

X-ışınları çizgiler spektrumunun oluşumu.

Modern kuantum mekaniği. Elementlerin periyodik tablosu.

ÜÇÜNCÜ HAFTAÜÇÜNCÜ HAFTA

Modern Kuantum Mekaniği

Madde DalgasıModern kuantum mekaniği 1924 yılında Louis de Broglie’nin dalga-tanecik eşleşmesi kuralıyla başlar. Buna göre bütün hareketli taneciklere pilot dalga denilen bir dalga eşlik eder ve bu dalganın dalga boyu aşağıdaki bağıntıyla verilir:

hmv

Dalga boyu Planck sabiti

hızıkütlesi

Elektronun bulunabileceği kararlı yörünge ve bulunamayacağı yörünge şekilleri:

Kararlı yörünge (izin verilen yörünge) 2r = n

Böyle bir yörüngeye izin verilmez,çünkü dalga, girişimle yok olur.

Belirsizlik Kuralı

1927’de Heisenberg, elektronun çekirdek etrafında bulunacağı yerin Bohr’un önerdiği yörüngeler üzerinde kesinlikle bilinemeyeceğini bildirdi.

Schrödinger Denklemi

Heisenberg’in belirsizlik kuralına göre elektronun atomun çekirdeği etrafında “nerede” bulunduğundan değil, “ne kadar olasılıkla nerede”bulunduğundan sözedilebilir.

Schrödinger dalga denklemi

h

m

d

dxV E

2

2

2

28

Kuantum Sayıları Schrödiner denklemi polar koordinatlara göre

çözüldüğü zaman eşitliğin sol tarafı radyal (çapla

ilgili) fonksiyon, sağ tarafı açısal fonksiyona eşit

olur. Radyal fonksiyonun çözümünden baş kuantum

sayısı (n) ve açısal fonksiyonun çözümünden de alt

kabuk (azümütal) (l) ve orbital magnetik, ml

kuantum sayıları elde edilir.

Sem-bol

Adı Alabildiği değerler

Başlıca özelliği

n Baş 1,2,3,..... Orbitalin enerjisini ve büyüklüğünü belirler

l Alt kabuk

0,1,2,...,n-1 Orbitalin şeklini belirler

ml Orbital -l, -l+1, ...,0, l-1, l Orbitalin yönlenmesini belirler

ms Spin +1/21/2 Elektronun dönme yönünü belirler

Kuantum sayıları ve özellikleri

Kuantum sayılarınının topluca gösterimi

n l m ml s+ 1/2

- 1/200

0 0 - 1/2

+ 1/2

- 1/2

+ 1/2

+ 1/2

- 1/2

+ 1/2

- 1/2

- 1/2

+ 1/2

+ 1/2

- 1/2

+ 1/2

- 1/2

- 1/2

+ 1/2

+ 1/2

- 1/2

+ 1/2

- 1/2

- 1/2

+ 1/2

+ 1/2

- 1/2

- 1/2

+ 1/2

+1

0

-1

0

+1

0

-1

+2

+1

0

-1

-2

1

1

0

2

M 3

K 1

L 2

Orbitallerin Şekilleri ve Büyüklüğü

Elektronların Yerleşim Düzeni

(n+l) KuralıOrbitallerin birbirlerine göre enerji seviyelerinin yüksek veya düşük oluşunu hesaplamaya yarar. Hund KuralıAynı enerji seviyeli orbitallerin her biri birer elektrona sahip olmadan önce orbitallerden herhangi biri iki elektrona sahip olamaz. Pauli Dışarlama (exclusion) Kuralıİşte bu kural bir atomda bulunan herhangi iki elektronun 4 kuantum sayısının da aynı olamayacağını, en azından birer kuantum sayılarının farklı olduğunu söyler.

6C: 1s2 2s2 2p2

2p

2s

1s( 6C)

Elektron dağılımının sayılarla gösterimi:

Elektron dağılımının sayılarla gösterimi:

Magnetik Özellikler

Çiftleşmemiş elektronlara sahip maddelerin gösterdiği magnetik alana doğru çekilme özelliğine paramagnetizma denir. Bunun zıddı özellik diamagnetizmadır. Yani bütün elektronları çiftleşmiş maddelerin gösterdiği magnetik alan tarafından itilmesi özelliğine diamagnetizma denir. Paramagnetizma sadece dışarıdan bir magnetik alan uygulandığı zaman gözlenen bir özelliktir. Birde kobalt, nikel, demir gibi metallerin dışarıdan bir magnetik alan uygulanmadığı halde kendiliğinden magnetik özellik göstermesi özelliği vardır ki buna da ferromagnetizma denir.

Periyodik Tablo (Elementlerin Düzenli Sıralanışı)Elementlerin düzenli bir şekilde sıralanması çalışmaları

1829'da Döbereiner ile başlamış, 1864-1887 yılları

arasında Newlands ile devam etmiş ve birçok eksiklikleri

olmasına rağmen rağmen ilk bilimsel periyodik

tablo1869'da Rus kimyacısı Mendelev tarafından ortaya

konulmuştur. Periyodik tabloda her bir elementin atom

numarası, atom ağırlığı ve sembolü gösterilmiştir.

Düşey sütunlara grup veya aile, yatay sıralara sıra veya

periyot adı verilir.

Atomik ve İyonik ÇapElektron bulutunun belirli bir hacimde sınırını çizerek oluşturulan küre atomun şeklini belirler. Buna göre belirlenmiş atomun çapı periyodik tabloda yatay olarak ilerledikçe -atom numarası arttıkça- küçülür.

İyonlaşma EnerjisiGaz halindeki bir atomdan en dıştaki elektronu (en yüksek enerjiye sahip olan elektron) çıkarabilmek için gerekli minimum enerjiye iyonlaşma enerjisi denir.

Elektron İlgisiİyonlaşma olayının aksine, gaz halindeki bir atomun bir elektronu yakalaması ile açığa çıkan enerjiye elektron ilgisi denir.

ElektronegatiflikElektronegatiflik iyonlaşma enerjisi ve elektron ilgisini birleştiren bir tanım olarak karşımıza çıkar. Bir atomun molekül içinde bir kimyasal bağda elektronları kendine doğru çekme yeteneğidir.

İzoelektroniklikElektron sayıları eşit olan element veya iyonlara izoelektronik denir.

Kimyasal bağlar. Metalik, iyonik, kovalent bağ. Yükseltgenme sayıları.

DÖRDÜNCÜ HAFTADÖRDÜNCÜ HAFTA

KİMYASAL BAĞ

Kimyasal bağ, iki veya daha çok atomu yeni bir tür

(molekül, bileşik, metal) oluşturmak üzere bir arada

tutan yeteri kadar yüksek bir çekim kuvvetidir.

Lewis sembolü Buna göre normal olarak dolmuş alt tabakalar

hiç gösterilmez, sadece en dış kabuktaki elektronlar

elementin etrafında birer nokta olarak işaretlenir.

Periyodik tabloda ilk üç sıra elementlerin Lewis sembolleri.

Metalik BağMetalik bağlanmada metallerin değerlik elektronlarının bir tanesi veya daha fazlası atomdan ayrılır ve pozitif yüklü bir katyon oluşur. Böylece oluşan pozitif katyonlar tamamen serbest bir elektron denizinde yüzüyor gibidir. Artık hangi elektron hangi atoma aittir, belli değildir. İşte metalik bağ pozitif metal iyonları ile çevresindeki serbest elektronlar arasındaki çekim kuvvetidir.

Bir metalin dövülerek şekil değiştirmesi.

İyonik Bağİyonik bağ pozitif ve negatif iyonlar arasındaki çekim kuvvetidir. Metallerin kolayca verebildikleri değerlik elektronlarının, ametallerin değerlik elektronlarına katılmasıyla iyonlar oluşur:

Na. + .Cl:.... ..

..Na

+ + :Cl:(1s22s22p63s1) (1s22s22p63s23p5) (1s22s22p6) (1s22s22p63s23p6)

Neonun elektronikyapısı

Argonun elektronikyapısı

[ ]-

Bir iyonik kristalin darbe ile kırılması:

.N:..

(1s2 2s2 2p6)(Mg3N2)

3-:N:]....2 [+3 [Mg]2+

(1s2 2s2 2p6)

Mg :

Mg :

Mg :..

.N:

Mağnezyum nitrür iyonik bileşiğinin oluşumu:

Kovalent BağKovalent bağlanmada değerlik elektronları ortaklaşa kullanılır. Kovalent bağ değerlik elektronlarının ortaklaşa kullanılması sonucu bir moleküldeki atomları bir arada tutan bağdır.

C, N, O ve F nin Kovalent bağlı örnek bileşikleri ve özellikleri.

......

....H F:H O HH N H

H

H

C

H

H H

F (VII.grup)O (VI.grup)N (V.grup)C (IV.grup)

metan, CH4 amonyak, NH3

su, H2O hidrojenflorür, HF

(renksiz gaz) (renksiz gaz) (renksiz sıvı)

(renksiz sıvı)

e.n.-183C e.n.-78C e.n. 0C e.n.-83.1C

k.n. -161C k.n. -33C k.n.100C k.n. 19.5C

Çift Bağlar

çift bağ

H : C : : O..H

veya H C O

H

H C C

H

H

H

veyaH..

H : C : : C : H

çift bağ

..H

formaldehit, CH2O etilen, C2H4

Üçlü Bağlar

üçlü bağ

azot, N2

N N::N : : : N: veya :

C2H2asetilen,

üçlü bağ

H C C HH : C : : : C : H veya

Koordine Kovalent BağTekli kovalent bağı oluşturan ortaklanmış elektron çifti tek bir atomdan geliyorsa buna koordine kovalent bağ denir.

H : N :....H

H+ H+

H

H....H : N : H

+

elektron çifti verici alıcı

koordine kovalent bağ

Dipol moment. Valens bağ teorisi ve hibridleşme.

BEŞİNCİ HAFTABEŞİNCİ HAFTA

Polar ve polar olmayan kovalent bağlar,Aynı iki atom kovalent bağla bağlandığı zaman her iki atom da bağ

elektronlarını aynı derecede ortaklaşarak çekerler (H2, F2, O2, N2

molekülleri gibi). Bu şekilde iki atom tarafından aynı derecede

ortaklaşarak çekilen bağlara polar olmayan kovalent bağlar denir.

Farklı iki atom kimyasal bağla birbirine bağlandığı zaman aradaki

bağın tamamen iyonik veya tamamen kovalent olduğu söylenemez.

Ancak ortaklaşılan elektron çiftinin daha elektronegatif atoma doğru

ne kadar kaydığına dikkat edilir. Bunlar polar bileşiklerdir, dipol (iki

uçlu, pozitif ve negatif uçlara sahip) özellikler gösterirler.

Kovalent Bağ Özellikleri

Polar olmayan, polar ve iyonik bileşiklerde elektron dağılımları:

Pozitif ve negatif uçların elektrik yükleri, q ile yükler arasındaki mesafe, r çarpımı olarak tarif edilir. İyonik ve polar bileşikler dipol momente sahiptirler. Polar olmayan bileşiklerin dipol momenti yoktur. Tamamen iyonik sayılan bir bileşikte q yükü=1 pozitif yük = 1 negatif yük = 4.8x10-10 esb olur. Atomlararası uzaklık, r, 1 = 10-8 cm alınırsa dipol moment, (mü) = 4.8x10-18 esb cm bulunur. Debye (Debay okunur) ın adına izafeten 10-18 esb cm = 1 Debye (D) denilmiştir.

Dipol Moment, = q x r

Polar moleküllerin elektrik alanda yönlenmeleri.

Bazı moleküllerin dipol momentleri:

Yükseltgenme sayıları bir bileşikte iyonların sahip olduğu yüklere eşittir. Yükseltgenme sayılarının bilinmesi denklemlerin denkleştirilmesi bakımından çok yararlıdır, kimyasal reaksiyonların sonucunu tahmine yarar. Yükseltgenme sayıları, elementler, bileşikler ve moleküllerde değişik şekillerde belirlenir.

Yükseltgenme Sayıları

2(+5)+(-2)5 =0 1+7+(-2)4 =0 4+(-1)4 Sb2 O5 H Cl O4 C Cl4

Nötral bileşiklerde yükseltgenme sayıları toplamı sıfırdır.

Çok atomlu iyonlarda yükseltgenme sayıları toplamı iyon yüküne eşittir.

P O4

(-2)4

O4

+5-3

+6 (-2)4

S

-2-1

HO

-2 +1

Valens Bağ Teorisi

Valens bağ teorisine göre moleküllerin oluşumunda çekirdek etrafında atomik orbitallerdeki elektronların ortaklaşa kullanılması halinde atomik orbitallerin birbirine girişim yapması ile bağ açıklanır. Molekül orbital teoride ise kovalent bağ oluşumuna iştirak eden elektronlar artık ortak bir molekül orbitalde bulunurlar. Atomik orbital bulunmaz.

(Valens bağ teoriye göre)

(Moleküler orbital teoriye göre)

(b)

(a)

H2

H2

HH

HH

: ..

. ...

+

+

..

Hidrojen molekülünün (a) molekül orbital teoriye göre, (b) valens bağ teoriye göre oluşumu:

Çok Atomlu Moleküller ve Hibridleşme

sp3 hibridleşmesi sp2 hibridleşmesisp hibridleşmesi

Hibrid orbitallerinin özellikleri.

H2O molekülü bağ açıları 104.5 sp3 hibritleşmesine çok benzer bir yapıya sahiptir.

Moleküller arası çekim kuvvetleri. Sıvılar ve katılar.

ALTINCI HAFTAALTINCI HAFTA

Hepside insanın beş duyusundan en az biri ile hissedilebilen cisimlerdir. Tarif olarak madde, sabit bir bileşimi olan ve ayrı ayrı parçaları her zaman aynı özellikleri gösteren cisimlerdir. Element, tek bir cins atomların yığılımından oluşmuş bir maddedir; bileşik, birbiriyle kimyasal bağlarla birleşmiş farklı atomların yığılımından meydana gelen maddelerdir. Örnek olarak oksijen (element), elmas (karbon elementi), demir (element), tuz (bileşik), şeker (bileşik), naftalin (bileşik), bakır sülfat (bileşik) ..vs hepsi birer maddedir.

Madde, Element, Bileşik

Moleküler kovalent bağlı maddelerde moleküllerin birbirine yapışıp yığılımı sağlayan metalik, iyonik ve kovalent bağlardan daha zayıf olan kuvvetlere moleküller arası çekim kuvvetleri denir.

Moleküller arası çekim kuvvetleri

Bunlar, -en kuvvetlisinden en zayıfına doğru-:

Dipol çekim kuvvetleri,

Hidrojen bağları,

London (van der Waals) çekim kuvvetleri

ve Sürtünme yüzeyidir.

Moleküller arası çekim kuvvetleriçeşitleri

Maddenin Halleri

Madde gaz halde, katı halde ve sıvı halde bulunabilir. Gaz halde maddeyi oluşturan moleküller birbirinden bağımsız bir şekilde uçuşurlar. Moleküller arası çekim kuvvetleri yok denecek kadar azdır. Gaz halin fiziksel özellikleri bundan sonraki konuda daha geniş olarak incelenecektir.

SıvılarYüzey GerilimiSıvının yüzeyindeki moleküllerin içeri ve yanlara doğru çekim kuvvetleri yaparak sıvı yüzeyini ince bir zarla örtmesi özelliğidir. Sıvı içindeki moleküller her yönde çekim kuvvetleri gösterirken yüzeydeki moleküller sıvı yüzeyinde ince bir zar meydana getirecek çekim kuvvetlerine sahip olurlar.

Islatma özellikleriIslatan sıvılar kaba yapışıp tırmanmak ister; bu özellik çok küçük çaplı bir kapiler boruda daha belirgin bir yükselme gösterir. Islatmayan sıvılarda sıvı kaba yapışmaz, tırmanmaz ve bu yüzden sıvı kapiler boruda kabın içindeki sıvı seviyesinin altında kalır. Islatan sıvı yüzeyi kenarları çeperlere doğru uzanan bir çukur şeklindedir ve buna menüsküs adı verilir. Islatmayan sıvıda ise kapilerdeki sıvı yüzeyi tümsek şeklindedir.

Buhar Baskısı (Buhar Basıncı)Bir sıvının buhar baskısı dengede olduğu buharının

basıncıdır. Katıların buharlaşması ihmal edilecek

kadar azdır ve bu yüzden dikkate alınmaz.

Kloroformun buhar basıncınınölçülmesi

Sıvıların buhar baskısı eğrileri

Bir madde uygun şartlarda gaz, sıvı ve katı hallere geçebilir. Gaz soğutularak sıvı hale; sıvı, katı hale dönüştürülebilir. Gaz halde moleküller birbirinden tamamen bağımsız hareket eder, bulunduğu kabın şeklini alır.

Hal Değişimleri

Aşırı ısınma, bir sıvının kaynama noktası üzerinde

ısıtıldığı halde kaynamanın meydana gelmemesi

olayıdır.

Aşırı soğuma (veya aşırı kaynama) olayının tersi

aşırı ısınmadır (veya aşırı kaynama). Aşırı soğuma,

su -2C ye soğuduğu halde donmayabilir. Bu aşırı

soğumadır. Ama bir kaç kristal parçası atıldığında

veya çözelti karıştırıldığında hemen donma

gerçekleşir.

Aşırı ısınma, Aşırı soğuma ve Kritik nokta

Kritik Nokta: Bir tüpün içine yarıya kadar su koyalım. Tüpün ağzını alevle eriterek kapatalım ve bu kapalı tüpü ısıtalım. Isıtmaya devam ettikçe sıvı ile gaz fazının kaybolup tek bir faz oluştuğunu görürüz. İşte bu andaki sıcaklık kritik sıcaklık ve bu sıcaklıktaki basınç da kritik basınçtır.Faz diyagramları bir maddenin katı-sıvı-gaz hallerinin buhar baskısı sıcaklık ilişkilerini bir arada gösteren eğrilerdir.

Sıvı KristallerOda sıcaklığında kristal-katı olan bu maddeler, ısıtıldıklarında, birkaç erime noktasından geçerek düzensiz moleküllü sıvı hale ulaşırlar. Aradaki geçtikleri erime noktaları halen daha düzenli molekül dizilişine sahip sıvı haller olup bu özelliği gösterdiğinden dolayı böyle maddelere hem sıvı, bulunduğu kabın şeklini alacak, hem akıcı olacak fakat hem de kristal yapıda olduğu gibi düzenli sıralanmış moleküllere sahip olacak anlamına gelen sıvı kristaller denmiştir.

Camlar

Camlar viskozitesi çok yüksek olan sıvılar gibi düşünülebilir. Pencere camları tipik bir örnektir. Bunlar çok yavaş bir şekilde akarlar.

Kristal Katılar

Kristal katılarda moleküller atomlar veya iyonlar yüksek derecede düzenli olarak birbirine yapışmıştırlar.

Kristal Yapının BelirlenmesiX-ışınlarının dalga boyu atom boyutunda olduğu için kristal yapı aydınlatılmasında başarı ile kullanılır. Bu belirlemede prensip, kristal üzerine gönderilen x-ışınlarının yansımalarını takip etmektir.

Kimyasal maddeler. Mol kavramı. Denklem denkleştirme.

YEDİNCİ HAFTAYEDİNCİ HAFTA

Bir atomun ağırlığı, o atomu oluşturan parçacıkların tümünün toplamıdır. Çekirdekte bulunan nötron ve protonlarla, çekirdeğin çevresinde bulunan elektronların toplamı atom ağırlığını verir.

Atom Ağırlığı

Mol kelimesi molekül kelimesinin kısaltılmışı anlamında değildir. Düzine ve deste gibi bir sayı topluluğunun adıdır. 1971 yılında yapılan uluslararası tartılar ve ölçüler genel konferansında bir mol 0.012 kg 12

6C elementinde bulunan atom sayısı kadar parçacık (atom, molekül, iyon, elektron.....gibi) içeren madde miktarı olarak tanımlanır. Bu sayı 6.02x1023 dür.

Mol

Maddeler element halde veya elementlerin bileşikleri halinde çevremizde bulunurlar. Bileşiklerde hangi cins element atomlarından kaç tanesinin bir arada olduğunu bildiren semboller topluluğuna formül adı verilir. Bu semboller yine elementler için kullandıklarımızın aynısıdır ve yan yana yazılarak bileşik formülünü oluştururlar.

En Basit Formül ve Moleküler Formül

n x En basit formül = Moleküler formül veya n X En basit formül ağırlığı = moleküler formül ağırlığı (mol kütle). Bu bağıntılarda n bir tam sayıdır.

Kimyasal maddelerin sembollerine kimyasal formüller denir. Kimyasal formüller, bileşikte hangi cins atomlardan kaç tane bulunduğunu belirtirler. Tüm saf maddeler element veya bileşiktirler. Bunlar atomların değişik kimyasal bağla bağlanmasıyla oluşurlar. Aynı cins atomların yığılımı ile oluşan saf maddelere element denir. Birkaç farklı atomun bir arada yığılımıyla oluşan maddelere bileşik denir.

Kimyasal Formüller

Bazı tek atomlu ve çok atomlu (poliatomik) iyonlar.

Bileşikleri adlandırmada iki sistem vardır. Bu sistemler IUPAC (Uluslararası Kimyacılar Birliği) tarafından konulan adlandırma sistemi ve geleneksel sistemdir. Her iki adlandırmaya göre de katyon adı önce, anyon adı sonra söylenir.

Bileşiklerin Adlandırılması

Reaksiyona giren ve reaksiyon sonucu oluşan maddelerin cins ve miktarlarını belirten semboller topluluğudur. Denklemde yer alan maddelerin formüllerinin arkasına o bileşiğin hangi durumda olduğunu belirten işaretler konur: (k: katı kristal), (s: sıvı), (g: gaz), (amorf), (aq veya suda: sulu çözelti). Bir kimyasal denklem bize:(a) kaç molekül, (b) kaç mol, (c) kaç gram başlangıç maddesi veya maddelerinden : (a) kaç molekül, (b) kaç mol, (c) kaç gram ürün oluşur, sorularının cevabını verir.

Kimyasal Reaksiyon Denklemleri

Reaksiyon denklemleri elektron alışverişi olmayan (redoks olmayan) ve elektron alışverişi olan (redoks) reaksiyonlar olarak iki sınıfta incelenebilirler.

Reaksiyon denklemleri

Basit redoks reaksiyonları iki elementin bileşmesi, bir birleşik ve bir elementin açığa çıkarılması bölünme ve iyonlar arasındaki elektron alışverişidir. Basit redoks reaksiyonlarda yükseltgenme (yükseltgenme sayısının artışı) ve indirgenme (yükseltgenme sayısının azalışı) beraberce yürür. Her redoks reaksiyonda bir yükseltgen karşısında bir indirgen madde bulunur. Yükseltgen maddeler karşılarındaki maddeyi yükseltgedikten sonra kendi yükleri azalır; indirgen maddeler karşılarındaki maddeyi indirgedikten sonra kendi yükleri yükselir.

Basit redoks reaksiyonlar

Metallerin aktiflik sırası.

oksit

oksijen

+

metal

metal

ısı+

oksitHg

Ag

Pd

Pt

Au

metal

H2

+

H2

Sb

Cu

Ni

Sn

PbH2

asit+

metal

H2

subuharı+

metal

oksit

yok

reaksiyon

FeCr

MnZn

Al

Mg

hidrojen

+

NaCa

Sr

KBa

H2

su

+ oksidi

soğuk

Metal Li metal

Bir kimyasal denklemde kütlelerin korunumu prensibi geçerlidir. Buna göre denklemin bir tarafındaki atomların toplam sayısı, öbür taraftaki atomların toplam sayısına eşittir. Redoks olmayan denklemlerde denklem denkleştirme redoks olanlara göre daha basittir.

Denklem Denkleştirme

Bir kimyasal reaksiyon hiçbir zaman %100 gerçekleşmez. Bizim tam olarak nitelendirdiğimiz denklemler bile mutlaka çok az da olsa gerçekleşmediği bir miktara sahiptir. Genellikle inorganik maddeler arasındaki çökelme reaksiyonları tam reaksiyonlardır ve pratikte %100 gerçekleşir, verim de % 100 olarak söylenir. Ancak tam gerçekleşmeyen organik reaksiyonlarda teorik olarak beklenen miktarda ürün alınamaz. Bu durumda ele geçen miktarı teorik elde edilmesi gerekene bölüp yüzle çarparak verim yüzdesi hesaplanır.

Verim

Bir kimyasal reaksiyonda reaksiyon denklemindeki miktarlara uygun oranda alınan maddeler reaksiyona girdiğinde reaksiyon sonucunda ortamda sadece ürünler vardır, başlangıç maddeleri hiç kalmamıştır. (Tabii ki reaksiyon veriminin % 100 olduğunu kabul ediyoruz). Ancak kimyasal reaksiyon denklemindeki oranlara sadık kalmayıp başlangıç maddelerinden biri fazla alınırsa, az olanına bağlı olarak ürünler oluşur ve bu arada fazla alınan başlangıç maddelerinin fazlası da ortamda bulunur.

Reaktifin Aşırısı

Gazlar. Gazların kinetik teorisi. İdeal gaz kanunu.

SEKİZİNCİ HAFTASEKİZİNCİ HAFTA

Gazlar moleküller arası çekim kuvvetleri en az olan maddelerdir ve gaz molekülleri birbirinden bağımsız hareket ederler. Aralarındaki çekim kuvveti ancak ve sadece London çekim kuvvetidir. Büyük basınç ve düşük sıcaklıklarda sıvılaştırılabilirler. Gaz molekülleri bulundukları kabın her tarafına eşit oranda yayılıp doldururlar ve kabın şeklini alırlar. Sonsuz oranda genişleyebilirler. Basınç altında yüksek oranda sıkıştırılabilirler. Yüksek basınçtan alçak basınca doğru çabucak akarlar. Sıcaklık yükseldikçe büyük basınç yaparlar. Düşük yoğunlukları vardır.

GAZLAR

Gaz moleküllerinin yere düşmeden havada asılı kalmaları onların birbirleri ile devamlı çarpışma halinde bulunmaları ile açıklanır. Gazların kinetik teorisine göre önce bazı karmaşık özellikler taşımayan ve gerçekte var olmayan bir ideal gaz tasavvur edilmiş, bu ideal gaz kavramına göre bazı bilgiler elde edildikten sonra gerçek gazlara ilişkin kurallar ve prensipler geliştirilmiştir.

Gazların Kinetik Teorisi

Gazların kinetik teorisi, gaz basıncını, moleküllerin çeperlere çarpmaları olarak tarif etmektedir. Yaşadığımız ortamda havanın her türlü cismin çeperlerine yaptığı basınca atmosfer basıncı denir ve bu basınç 1 atmosfer olarak tarif edilir. Basınç birim yüzeye etki eden kuvvettir. Öyleyse basınç bir tür ağırlık, bir tür kuvvettir.

Basınç

Basınç birimleri

Basınç ölçerler

Sıcaklık ısının akış yönünün bir ölçüsüdür. Isı da bir enerjidir. Isı ile sıcaklık çoğunlukla birbirine karıştırılır. Isı bir enerji çeşididir ve ısı enerjisi, diğer enerji türlerine dönüşebilir. Çoğunlukla sıcaklık yerine ısı kelimesi çok yanlış olarak kullanılıyor. Isının bir enerji birimi olduğunu tekrarladıktan sonra sıcaklığı mutlak olarak tarif etmeye çalışalım. Sıcaklık bir molekül hareketi özelliğidir. Gazların kinetik teorisine göre hızlı moleküllerin sıcaklığı yüksek, yavaş moleküllerin sıcaklığı düşüktür.

Sıcaklık

Fahrenhayt (toF), Santigrat(toC) ve Reomür(toRe)sıcaklık değerlerinin birbirine dönüştürülmesi:

Boyle Kanunu: P.V = Sabit

(a)Hacim ile basınç ilişkisi, (b)Hacim ile 1/basınç ilişkisi, (c) Hacim x basınç ile basınç ilişkisi.

Charles kanunu

Avogadro Kanunu

İdeal gaz kanunu bir gazın P, T, V ve n değişkenlerinindördünün birden birbiriyle ilişkisini bir bağıntıda toplar. Bunun için Boyle , Charles ve Avogadro kanunları birleştirilerek tek bir bağıntı ortaya çıkarılır.

İdeal Gaz Kanunu

PV = nRT

R ye ideal gaz sabiti adı verilir ve normal şartlarda 1 mol gaz için ideal gaz bağıntısından hesaplanır:

DOKUZUNCU HAFTADOKUZUNCU HAFTA

Daltonun kısmi basınçlar kanunu.Gazların yayılma kanunu.

Daltonun kısmi basınçlar kanunu.Gazların yayılma kanunu.

Bir gaz karışımında gazlardan herbirinin kendi yaptığı basınca kısmi basınç denir. Birbiriyle reaksiyona girmeyen bir gaz karışımının yaptığı toplam basınç gazların o hacimde yalnız başlarına iken yaptıkları basınçların (kısmi basınçlarının) toplamına eşittir. 1803 de Daltonun kurduğu bu kısmi basınçlar kanununun matematik ifadesi şöyledir.

Daltonun Kısmi Basınçlar Kanunu

Daltonun kısmi basınçlar kanununa göre 0.5 L N2 ve 0.5 L H2’nin aynı hacimde toplanması halinde toplam basınç 2 katına çıkar.

Graham’ın Gazların Yayılma KanunuGraham gazların bir gaz içinde yayılmasını (difüzyon) ve boşluğa doğru yayılmasını (efüzyon) incelemiştir.

(a)Efüzyon:Bir gazın boşluğa yayılması

(b)Difüzyon:İki ayrı gazın birbiri içine doğru yayılması

Gerçek gazlarda moleküllerarası çekim kuvvetlerinden dolayı birkaç molekül birbirine yapışarak çarpışan molekül sayılarında bir azalma gözlenir. Böylece ideal gaza göre daha az basınca sahip olurlar. Gerçek gaz moleküllerinin bir hacimleri oluşu nedeniyle çarpışma mesafeleri azalır ve daha sık çarpışmalar gerçekleştiğinden ideal gaza göre daha yüksek basınç elde edilir. Bir gazda her iki etki vardır. Basıncı artırıcı etki hakim ise ideal gazdan pozitif sapma, basıncı azaltıcı etki hakim geliyorsa ideal gazdan negatif sapma gözlenir.

İdeal Gaz Kanunundan Sapmalar

İdeal gazdan pozitif ve negatif sapmalar

Van der Waals (1837-1923) ideal gazlardan sapmaları gözönüne alarak gerçek gazlar için yeni bir bağıntı geliştirmiştir:

Pan

VV nb nRT

2

2

Burada n molsayısıdır. a ve b Van der Waals sabitleridirler. Bu sabitlerin sıfır alınması halinde ideal gaz bağıntısı elde edilir!

Çözeltiler. Çözeltilerin derişimleri. Net iyonik denklem.

ONUNCU HAFTAONUNCU HAFTA

Görünür büyüklükte parçacıkların asılı kaldığı karışımlara süspansiyon denir. Karıştırmaya son verildiğinde kum tanecikleri kabın dibine çökerler. Bir süzgeç kağıdı kullanılarak kum ve su birbirinden süzme yoluyla ayrılabilir.Boyutları 1 nm ile 1000 nm arasında değişen asılı parçacıklardan(kolloid) oluşan karışıma kolloidal dağılım adı verilir. Kolloidal dağılımlarda bir kolloid fazı ve bir de dağılma ortamı fazı vardır. Bu fazlar, süspansiyonlarda olduğu gibi bir süzgeç kağıdı yardımıyla birbirinden süzme yoluyla ayrılamazlar.Eğer bir madde diğer bir madde içinde molekül, atom veya iyonları halinde dağılmışsa böyle karışımlara çözelti adı verilir. Çözeltiler homojen karışımlardır ve tek bir fazdan ibarettirler.

ÇÖZELTİLER

Çözelti Çeşitleri

Belirli miktar bir çözeltide çözünmüş madde

miktarına çözünen maddenin konsantrasyonu

veya derişimi denir. 1. Ağırlık yüzdesi (%, ağırlıkça) 2. Hacim yüzdesi (%,

hacimce) 3. Molarite, M(mol/L) 4. Normalite, N

(eşdeğer/L) 5. Molalite, m(mol/çözücü, kg) 6. Mol kesri, X.

Çözeltilerin Derişimleri

İçindeki çözünen madde miktarı yüksek olan çözeltiye derişik çözelti, çözünen madde miktarı düşük olan çözeltiye seyreltik çözelti denir.

M1 . V1 = M2 . V2 bağıntısı geçerlidir.

M1 ve M2 sırasıyla derişik ve seyreltilmiş çözeltilerin molariteleri, V1 ve V2 de sırasıyla derişik ve seyreltik çözeltilerin hacimlerini göstermektedir.

Çözeltilerin Seyreltilmesi

Çözeltideki çözünen maddesi, çözünmeden kalanı ile dengede olacak şekilde çözünen madde bulunduran çözeltilere doygun çözelti denir. Doygun çözelti belirli bir sıcaklıkta belirli bir çözücüye ve gazların çözünmesinde belirli bir gaz basıncına göre tarif edilir. Doygun çözeltiden daha az çözünen madde içeren çözeltilere doymamış çözelti denir.

Doygun Çözelti ve Çözünürlük

PbCl2 nin sudaki çözünürlüğünün incelenmesi

Bir sıvı veya katının bir çözücü içersinde çözünmesinde iki olay gözlenir. Birincisi, katının önce moleküller arası çekim kuvvetlerini yenerek çözücü içersinde molekül veya iyonlarına ayrışması, ikinci ve sonraki olay da bu molekül veya iyonların çözücü molekülleri tarafından sarılarak çözünmenin tamamlanmasıdır. Çözücü moleküllerinin çözünen maddenin molekül veya iyonlarını sarması olayına genel olarak solvatasyon, eğer çözücü su ise hidratasyon adı verilir.

Çözünürlük ve Sıcaklık

Bazı tuzların (a) ve bazı gazların (b) çözünürlük eğrileri

Suda çok çözünen, az çözünen ve çok az çözünen tuzlar

Reaksiyona girmeden çözeltide iyonlaşmış şekilde aynen kalan iyonlara seyirci iyonlar denir. Bir reaksiyon denkleminde kolaylık ve kısa yazılışı olması bakımından seyirci iyonlar gösterilmez. İşte sadece reaksiyona giren iyonların yazıldığı, seyirci iyonların gösterilmediği reaksiyon denklemlerine net iyonik denklem adı verilir.

Net İyonik Denklem

Çözünürlük ve baskı. Roult kanunu. Koligatif özellikler.

ONBİRİNCİ HAFTAONBİRİNCİ HAFTA

Henry kanunu: Doygun bir çözelti üzerindeki bir gazın kısmi basıncı o çözeltideki gazın çözünürlüğü ile doğru orantılıdır veya kısaca basıncı arttıkça bir gazın çözünürlüğü de artar diye de tanımlanabilir.

Çözünürlük ve Baskı

Roult kanununa göre buhar fazındaki bileşenlerin kısmi baskıları çözeltideki mol kesirleri ile doğru orantılıdır. A ve B sıvılarının birbirinde çözünmesi ile oluşan bir çözelti için Roult kanunu şöyledir:

Sıvı-Sıvı Çözeltileri. Roult Kanunu

Roult kanunundan negatif ve pozitif sapmalar:

Basit bir laboratuar destilasyon sistemi.

Koligatif özellikler maddenin yapısı ve kimyasal

özelliğine bağlı olmayan, sadece molekül sayısına

bağlı olan özelliklerdir. Bunlar

buhar baskısı alçalması,

donma noktası alçalması,

kaynama noktası yükselmesi

ve osmotik basınç

olmak üzere dört tanedir.

Çözeltilerin Koligatif Özellikleri

Buhar Basıncı Alçalması

Uçucu olmayan ve elektrolit olmayan bir madde (B) saf bir çözücüde (A) çözündüğü zaman, çözeltinin buhar basıncı saf çözücününkine göre daha düşük olur.

Kaynama Noktası Yükselmesi

Donma Noktası Alçalması

Çözeltinin kaynama noktası saf çözücününkinden daha yüksektir.

Çözeltinin donma noktası saf çözücününkinden daha düşüktür.

Osmotik Basınç

Sadece bazı moleküllerin geçmesine izin veren bazı moleküllerin geçmesine izin vermeyen zarlara yarı geçirgen zar adı verilir. Seyreltik bir çözeltiden çözücü moleküllerinin bir yarı geçirgen zar içinden daha derişik bir çözeltiye geçişine osmoz adı verilir.

Osmoz, (a) çözücü molekülleri yarı geçirgen zardan geçer. Fakat çözünen madde molekülleri zardan geçemez. b) 2 nolu koldaki sıvı seviyesi yeteri kadar yükseldikten sonra osmoz olayı dengeye gelir ve bu seviye farkı osmotik basıncı verir.

Çözelti değildirler, iyon veya moleküllerden daha büyük 1 nm ile 1000 nm arasında parçacıklar içerirler.

Kolloidal Dağılım

Kolloidal dağılım çeşitleri

Kimyasal kinetik. Reaksiyon hızları. Aktivasyon enerjisi.

ONİKİNCİ HAFTAONİKİNCİ HAFTA

KİMYASAL KİNETİK

Kimyasal kinetik bir kimyasal reaksiyonun ne kadar hızlı yürüdüğünü ve hangi mekanizma ile oluştuğunu inceleyen bilim dalıdır. Orta hızlı reaksiyonların hızları ve mekanizmalarını incelemek kimyasal kinetiğin konusunu oluşturur.

Bir reaksiyon başladıktan sonra iç enerjisi artar ve bir ara ürün oluşur. Sonra bu ara ürün parçalanarak ürünlere dönüşür. Reaksiyona giren maddeler birbirine yaklaşarak önce potansiyel enerjileri yükselir. Bir maksimumda geçiş hali ara ürünü oluşumu. Sonra ara ürün çok kısa bir zaman sonra ürünlere bölünür. Geçiş hali ara ürünü ile başlangıç maddeleri enerjileri arasındaki farka aktivasyon enerjisi (Ea) denir ve reaksiyonun gerçekleşebilmesi için başlangıç maddelerinin sahip olması gereken en düşük (minimum) enerji olarak tarif edilir. Aktivasyon enerjisi sıcaklıkla ters orantılı olarak değişir. Sıcaklık yükseldikçe aktivasyon enerjisi azalır.

Aktivasyon Enerjisi

Geçiş hali ara ürünü ile başlangıç maddeleri enerjileri arasındaki farka aktivasyon enerjisi (Ea) denir.

Bir tek reaksiyon adımından ibaret olan reaksiyonlar basit reaksiyonlardır. Basit reaksiyonlar, başlangıç maddelerinin molekül sayısına (molekülaritelerine) göre sınıflandırılırlar. Tek bir başlangıç maddesi, A ürünler gibi olan reaksiyonlara unimoleküler; iki başlangıç maddeli, A + B ürünler, gibi olanlara bimoleküler; üç başlangıç maddeli, A + 2B ürünler gibi olan reaksiyonlara da termoleküler reaksiyonlar denir.

Basit Reaksiyonlar

Bir işlemin hızı birim zamanda değişen miktar olarak tarif edilir. Bir kimyasal reaksiyon için hız da birim zamanda bir ürün veya bir başlangıç maddesindeki konsantrasyonunda ki değişme olarak tarif edilir.

Reaksiyon Hızları

Genel reaksiyonu için genel olarak reaksiyon hızı ifadesi:

ONÜÇÜNCÜ HAFTAONÜÇÜNCÜ HAFTA

Reaksiyon mertebeleri. Katalizör ve reaksiyon hızları.Reaksiyon mertebeleri. Katalizör ve reaksiyon hızları.

Bir reaksiyonun mertebesi deneyle bulunur. Reaksiyon mertebesi, hız denkleminde başlangıç maddelerinin konsantrasyonlarının üsleri toplamı olarak tarif edilir.

Reaksiyon Mertebeleri

Basit reaksiyonların hız bağıntıları ve mertebeleri

Reaksiyon hızı başlangıç maddesinin konsantrasyonuna bağlı olmayan reaksiyonlardır. Hız baştan sona sabit bir değerde kalır:

Hız = k[A] = k

Sıfırınca Mertebe Reaksiyonlar

Sadece tek başlangıç maddeli reaksiyonlardır. Birinci mertebe reaksiyonlar için hız ifadesi:

Birinci Mertebe Reaksiyonlar (I.)

Bir maddenin başlangıçtaki miktarının yarıya inmesi için geçen zamana yarılanma ömrü denir. Birinci mertebe reaksiyonlar için yarılanma ömrü:

Birinci Mertebe Reaksiyonlarının Yarılanma Ömrü (t1/2)

İkinci mertebe reaksiyonlar,

2A ürünler için Hız = k [A]2

A + B ürünler için Hız = k [A] [B]

İkinci Mertebe Reaksiyonlar (II.)

A+B ürünler reaksiyonunda şayet başlangıç maddelerinden birinin değişimi diğerine göre çok büyük ise (A B hali) reaksiyon sanki birinci mertebedenmiş gibi yürür ve böyle reaksiyonların hızları birinci mertebe reaksiyon hız bağıntıları ile hesaplanır.

Yalancı I. reaksiyonlar

Reaksiyon mertebelerinin tayini çok büyük önem taşır. Mertebe tayininde reaksiyonun önce basit veya karmaşık bir reaksiyon olup olmadığı ayırımı yapılmalıdır.

1. Basit reaksiyonlarda mertebe tayini

Denkleşmiş denklemin başlangıç maddelerinin katsayıları hız denkleminde üs olarak alınır:

A + 2B ürünler hız = k [A] [B]2 dir.

Reaksiyon Mertebelerinin Belirlenmesi

2. Başlangıç hızları yöntemi ile mertebe tayini

Başlangıç hızları yönteminde deneysel hız bağıntısını bulmak için bir seri deney yapılır.

3. Grafik yöntemi ile reaksiyon mertebesinin bulunması:

Sıfırıncı mertebe hariç birinci ve ikinci mertebeden reaksiyonların zaman-derişim grafikleri birer eğridir. Ancak bu bağıntılar y=mx+n genel doğru denklemine göre düzenlenerek hız ifadeleri doğru denklemleri cinsinden verilebilir.

Reaksiyon Hızını Değiştiren Etkenler

1. Sıcaklık

Arrhenius bağıntısı ile verilir:

2. Temas Yüzeyi:

Temas yüzeyi arttıkça reaksiyon hızı da artar. Bu yüzden katı maddelerin heterojen reaksiyonlarına katı madde ne kadar ufaltılarak, öğütülmüş parçalar halinde reaksiyona sokulursa reaksiyon hızı da o derece yüksek olur.

3. Katalizör:

Bir kimyasal reaksiyonun hızını artıran ve reaksiyonun sonunda da aynen geri kalan maddelere katalizör adı verilir. Katalizör, reaksiyonun denge karışımındaki konsantrasyonlarını asla değiştirmez sadece dengeye gelme zamanını kısaltır.

4. Derişim:

Reaksiyon hızı üzerine konsantrasyonun etkisi hız bağıntılarından kolayca anlaşılabilir: 0. Reaksiyonlarda konsantrasyonun etkisi yoktur. I. Reaksiyonlarda konsantrasyonun birinci kuvveti, II. Reaksiyonlarda konsantrasyonun ikinci kuvveti ile doğru orantılıdır.

Kimyasal Denge. Reaksiyon ilerleme değeri. Le Chatelier ilkesi.

ONDÖRDÜNCÜ HAFTAONDÖRDÜNCÜ HAFTA

Bir miktar kalan başlangıç maddeleri ile oluşan ürünlerin derişimleri artık değişmeksizin kaldığı duruma reaksiyon dengededir (çift yönlü reaksiyonlar).

KİMYASAL DENGE

Geri reaksiyon hızı dengede ileri reaksiyon hızına eşittir. Buna göre, yazılabilir. Burada ileri hız sabitinin geri hız sabitine oranına denge sabiti (K) denir.

Denge Sabiti

Genel bir çift yönlü reaksiyonda

Gaz fazında yürüyen reaksiyonlarda denge sabitini ürün ve başlangıç maddelerinin kısmi basınçları cinsinden de ifade edebiliriz. Bu durumda molar konsantrasyonlar cinsinden denge sabiti (Kc) ve kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (Kp) olmak üzere iki tür denge sabiti ifadesi ortaya çıkar. Şimdiye kadar yazdığımız denge sabitleri molar konsantrasyonlar cinsinden (Kc) idi. Bir gaz fazı reaksiyonu için Kp şöyledir:

Kp ve Kc

Kısmi basınçlar cinsindendenge sabiti

N2O4

NO2p

pKp = 2NO2 (g)N2O4 (g)

Kp ile Kc arasındaki ilişki

Belirli bir zamandaki derişimler denge sabiti bağıntısında yerine konarak elde edilen denge değerine reaksiyon ilerleme değeri (Q) adı verilir. Q = K ise reaksiyon dengede, Q<K ise reaksiyon ileri, Q>K ise reaksiyon geri gidiyor demektir.

Reaksiyon İlerleme Değeri, Q

Le Chatelier ilkesine göre, sistem üzerine dengede iken bir etki yapılırsa (sıcaklık, basınç, konsantrasyon veya katalizör ilavesi veya azaltılması gibi) sistem bu etkiyi azaltacak yönde reaksiyona meyleder.

Le Chatelier İlkesi