05.11.2014
GENEL KİMYA
Bölüm 1: Kimyaya Giriş
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
1
Neden Kimya?
Maddelerin özelliklerini ve aralarındaki tepkimelerinin
araştırılması
• İçsel (intrinsic) ve nicel (quantitative) özellikler: malzemeye esas olan ve
değişmeyen değerler (matematiksel değerler ile ifade edilebilen)
→ Erime noktası, Kaynama noktası, Kütle, çözünürlük, yoğunluk, iletkenlik,
Dövülgenlik, Süneklik, Sertlik, Mukavemet, Esneklik…
• Dışsal (extrinsic) ve nitel (qualitative) özellikler: malzemenin yapısına ve içerdiği
kusurlara bağlı tanımlayıcı değerler (matematiksel değerler ile ifade edilemez)
→ hal (ka4, sıvı, gaz, plazma), koku, tat, renk…
2
1
05.11.2014
Amaç
İhtiyaçları karşılamak
Mühendisliğin temelinde:
→ malzeme seçimi ile maliyeti düşürmek,
→ performansı artırmak,
→ üre7mi artırmak,
→ çevreyi korumak,
→ sağlığı korumak…
yaşam standartlarını iyileştirmek
Örnek: Gübreler → tarım hasılatının artırılması,
İlaçlar → sağlığın korunması (1920’lerden bu yana ortalama insan ömrü 15 yıl uzadı)
Polimerlerin, Seramiklerin, Camların, Metallerin geliştirilmesi…
103 temel birim ile yaşam biçimleniyor!
3
Kimya Bilimi
Kimya deneysel bilim → bilimsel yöntem
1) Sorun veya Amaç
2) Nicel ve Nitel bilgiler
3) Faraziye / Hipotez / Varsayım
4) Deney
5) Varsayımlara uygun değil
5) Varsayımlara uygun
6) Varsayımların gözden geçirilmesi
6) Yasa
→Eş şartlar altında olayların gelişmesinde
devamlılık sağlanması
7) Nazariye / Teori
→ Yeni deneyler ışığında revize edilebilir
ÖRNEK
4
2
05.11.2014
Uluslararası Birim Sistemi
“Ölçü ve Ağırlık Konferansında”, 14/10/1971 Paris’te kabul edildi “(SI) Unités du Système
International” → Her alana uygulanabilen Temel Birimler:
Metrik (Ondalık) Sistem
Birçok ülkede kanuni standart.
Fiziksel Büyüklük
Uzunluk
Kütle
Zaman
Elektrik Akım Şiddeti
Sıcaklık
Madde Miktarı
Işık Şiddeti
Birim
Metre
Kilogram
Saniye
Amper
Kelvin
Mol
Candela
Simge
m
kg
s
A
K
mol
cd
NOT
5
Desimal büyüklük ve küçüklük ön ekleri
Y
Z
E
P
T
G
M
k
h
D (da)
d
c
m
µ
n
p
f
a
z
y
yotta
zeta
eksa
peta
tera
giga
mega
kilo
hekto
deka
birim
desi
senti
mili
mikro
nano
piko
femto
atto
zepto
yokto
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
1024
1021
1018
1015
1012
109
106
103
102
101
100
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
10-21
10-24
1 000 000 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000
1 000 000 000
1 000 000
1 000
100
10
1
0,1
0,01
0,001
0,000 001
0,000 000 001
0,000 000 000 001
0,000 000 000 000 001
0,000 000 000 000 000 001
0,000 000 000 000 000 000 001
0,000 000 000 000 000 000 000 001
ÖRNEK
6
3
05.11.2014
Kesinlik / Doğruluk / Hassasiyet
Bir çay kasığında kaç adet pirinç tanesi olabilir?
Diyelim 140
140 kesin sayı olduğu için doğruluk aranmaz.
Ağırlık tespitinde doğru netice, kullanılacak terazinin hassasiyetine bağlı.
Hassasiyet :
- Rakam veren cihazlarda son dijit (terazi, voltmetre…)
- Ölçeklendirmelerde en küçük değer diliminin yarısı (büret, cetvel…)
- Bazı aletlerde yüzde olarak veya değer olarak verilir (pipet, erlen…)
ÖRNEK
Dikkat Mutlak değer: aynı birim
İzafi değer: yüzde/oran
ÖRNEK
Neticenin doğruluğu başka nedenlere bağlı olabilir:
- Ölçüm protokolü (bütün taneciklerin koyulması, kap ağırlığının çıkarılması…)
- Okuma hatası
- Terazinin kalibrasyonu…
7
Hassas verilerde anlamlı basamak
Kurallar:
∞“0” dan farklı rakamlar ve bu rakamlar arasındaki “0” lar anlamlıdır (örnek: 2005)
∞ Desimal noktasının sağındaki ve verinin sonunda bulunan “0” lar anlamlıdır (örnek: 0,020)
∞ Desimal noktasını belirlemek için kullanılan “0” lar anlamsızdır (ilk anlamlı rakamın solundaki
“0” lar) anlamlıdır (örnek: 0,020)
∞ Desimal noktası olmayan rakamlarda, verinin sonunda bulunan “0” lar duruma göre anlamlı
olabilir veya olmayabilirler (örnek: Yürüyüşe 350 000 katılımcı/Tiyatroda 250 seyirci)
→ Bilimsel yazılışta kalan “0” lar anlamlıdır (örnek: 0,001050 → 1,050.10-3)
350 000 → 3,50.105 şeklinde yazılırsa
8
4
05.11.2014
Matematik hesaplarda anlamlı
basamak
∞toplama ve çıkartmaların sonucu, hesapta en az desimal içeren sayının formatında yazılmalı
ÖRNEK
∞çarpma ve bölme sonucu, hesapta en az anlamlı rakam içeren sayının formatında yazılmalı
ÖRNEK
Yuvarlama kuralları:
Rakamlar sadece neticeyi verirken yuvarlanmalı
Elenecek rakam <5 ise: bir önceki rakam değişmez
Elenecek rakam ≥5 ise: bir önceki rakama 1 eklenir
Boyutsal analiz:
Farklı birimler ile yapılan hesaplarda verilen sonucunun birim doğruluğunu kontrol etmek için
kullanılır.
ÖRNEK
Hacimsel ağırlık (g/cm3) = ağırlık (g) / hacim (cm3) → g = (g/cm3) x cm3
9
GENEL KİMYA
Bölüm 2: Atom ve Yapısı
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
10
5
05.11.2014
Tarihçe
Madde hakkında iki düşünce vardı
1) Temel unsurlar
1.a) Thales (MÖ 6-7. yüzyıl) → Su
Miletli Anaksimenes (MÖ 5-6. yüzyıl) → Hava
Heraklitos (MÖ 4-5. yüzyıl) → Ateş
1.b) Empedokles (MÖ 4-5. yüzyıl) → Ateş, Su, Toprak ve Hava maddeyi oluşmaktadır
2) Atomik yaklaşım (madde sonsuza kadar bölünemez)
2.a) Demokrit (MÖ 4-5. yüzyıl)
→ bölünemeyen (= Atopos Yun) en küçük parçacıklardan oluşmaktadır
2.b) Epikür (MÖ 3. yüzyıl)
→ Evren bölünemeyen parçacıkların yoğunlaş4rılmış hali ile başlamış4r
2.c) Lukretius (MÖ 3. yüzyıl)
→ Atomların yapıları kimyasal bileşenlerin çeşitliliklerini oluşturmaktadır
→ Doğa birbirinden ayırt edilemeyen Madde ve Boşluktan oluşmaktadır
Atomik yaklaşıma deneysel kanıt bulunamadı → 17. yüzyıla kadar 4 unsur kabul görmüştür.
11
17. ve 18. yüzyılların katkıları
3.a) Gassendi (17. yüzyıl)
→ nesnecik kuramı: madde zaman zaman molekül oluşturarak, birbirine bağlanan atomlardan
oluşuyor
3.b) Newton (1745)
→ atomsal çekim ve itişim
3.c) Lavoisier (1777)
→ Kimyasal tepkimelerde kütle korunum kanunu (element kavramı)
3.d) Proust (1801)
→ Kimyasal tepkimelerde belirli oranlar kanunu
3.d) Dalton (1804)
→ Kimyasal tepkimelerde kat oranlar yasası
3.e) Gay-Lussac (1808)
→ İdeal gazlarda toplam hacim yasası: P/T = k sabiti
3.f) Dalton (1808)
→ Atom teorisi:
∞ atom: kombinasyon yapabilecek en küçük partikül
∞ atomların birleşmeleri bağımsız olan molekülleri oluşturmaktadır
∞ moleküllere eş çekirdekli olunca element, farklı çekirdekli olunca bileşik denir 12
6
05.11.2014
19. ve 20. yüzyıllar…
→ Elektrik deşarj deneyleri ile modern atom teorisi:
çekirdek etrafında hareket eden elektronlar
1) elektronun keşfi (1879-1897)
1.a) Crooks deneyi (1879)
P1 atm: elektrik deşarj oluşmuyor
P0,1→0,01 atm: tüpün ışıldaması
P<0,01 atm: anot arkasındaki tüpün ışıldaması
Video\02 Atom ve Yapisi - Crook's Deneyi.avi
1.b) Perrin (1895) → negatif yüklü parçacık akımı
13
İlk sayısal veriler…
Pleksiglas
Anot
Filament
P1
1.c) Thompson (1897)
→ e/me =
-1,7587.1011
6,3V
V0
C/kg
m
P2
HT
+
Filament
isitma
kaynagi
U0
Helmohltz
bobinleri
“Thompson Plum Pudding” (erik pudingi)
→ + yüklü derya içinde, - yüklü parçacıklar
14
7
05.11.2014
Elektronun özellikleri
1.d) Stoney → Temel elektrik parçacığı: Elektron
1.e) Milikan (1911) → Yağ Damlası Deneyi
Elektrik alan kuvveti: F = q.E
Yer çekimi kuvveti: G = m.g
→ Dengede: F+G = 0
→ q = k.e (k = tamsayı)
e = -1,60219.10-19 C
Deneylerin sonucu:
me = 9,1095.10-31 kg
15
Çekirdeğin keşfi (1909-1911)
Atom nötr fakat negatif yüklü parçacık var → pozitif parçacık
2.a) Becquerel 1896 → Radyoak7vite
Uranyum atomları spontane radyasyonlar ile bozulmaktadır: Radyoaktif atom.
2.b) Ruthenford (Geiger ve Royds) (1907-1908)
α bozunması → Helyum atom çekirdeğinin yayılması
Not:
α bozunması → elektron içermeyen He çekirdeği
β- bozunması → elektron + antinötrino
β+ bozunması → poziton + nötrino
γ bozunması → güçlü elektromanye7k dalga
16
8
05.11.2014
Çekirdek/elektron ilişkisi
2.c) Rutherford (Geiger ve Marsden) 1909
Ağır olan He çekirdeğinin büyük kısmı altın folyosundan sapmadan geçiyor
→ Atom çoğunlukla boşluktan oluşuyor
→ Atomun ağırlığını çekirdek taşıyor, ebadını elektronlar belirliyor
Çekirdek yarıçapı = 10-15m
Atom yarıçapı = 10-10m
17
Protonun keşfi
3.a) Proton
∞ 1911 Rutherford çekirdeğin keşfi
∞ 1913 Moseley çekirdeğin yükü ile atom özelliklerinin bağımlılığını deneysel olarak göstermiştir
∞ 1919 Rutherford Hidrojenin çekirdeğinin diğer çekirdeklerde mevcut olduğunu göstermiş7r
ZnS ekran
α partikül
Mesafe m
α parçacık kaynağı / ZnS detektör mesafe: m ≤7cm → ışıldama α parçacığından
α parçacık kaynağı / ZnS detektör mesafe: m >7cm → ışıldama α parçacığından değil
→ α parçacığı azot gazı (N2) ile çarpışması: N atomlarının ayrışması
→ N atomlarının α parçacıkları ile çarpışması: O ve H atomlarının oluşması (transmütasyon)
14N + 4He → 17O + 1H
7
2
8
1
m>7 cm ‘de ZnS ışıldaması H’den kaynaklanıyor ve yükü: -e = 1,60219.10-19 C
Hızlandırılmış parçacık yönüne dik manyetik alanı deviyasyon oluşturuyor:
Merkezcil kuvvet = Manye7k alanın kuvve7 → (m.v²)/r = B.q.v
m = parçacık kütlesi, v = parçacık hızı, r = deviyasyon yarıçapı, B = manyetik alan kuvveti, q = parçacık yükü
protonun kütlesi: mp = 1,67265.10-27 kg
18
9
05.11.2014
Nötronun keşfi
3.b) Nötron
∞ Bothe ve Becker (1930): α parçacıklarının hafif elementler ile çarpışması → uzun yayılımlı ışın
(radyoaktiviteden türeyen γ ışınlarından daha güçlü γ ışınları)
∞ Irène ve Frédéric Joliot-Curie (1931): atom çekirdeklerini, özellikleri protonları
hareketlendirebilecek ışın (γ ışın ve H’nin çarpışması sonucu γ ışının dalga boyunun
değişmesi (Compton olayı)
∞ Chadwick (1932): Berilyum ve α parçacıklarını çarpıştırması sonucu saçılan yüksek enerjili
çekirdekler kütlesi 1 ve yükü 0 parçacıktır → nötronlar
4He (α)
2
+ 9Be4 → 12C6 + 1n0
→ atomların kütleleri bilindiğinden nötronların kütleleri tespit edilmiş7r:
mN = 1,67495.10-27 kg
(mp = 1,67265.10-27 kg)
19
Temel parçacıklar
Antiparçacıkları ile birlikte toplam 24 adet temel parçacık vardır.
Fermiyonlar
Bozonlar
→
→
buçuklu spin (1/2, 3/2, 5/2)
tam spin (0, 1, 2)
20
10
05.11.2014
Fermiyonlar
4.a) Fermiyonlar → Madde parçacıkları
2 gruba ayrılırlar:
i) 6 kuarks ve anti-kuarksları (u up, d down, c charme, s strange, t top, b bottom)
→ kuvvetli interaksiyonlarda
Hadronlar
Baryon: 3 kuarks’dan oluşur → proton (uud), nötron (udd)…
Mezon: kuarks/antikuarks çiglerinden oluşur → Pion (ud), Kaon(us, ds),…
ii) 6 lepton ve anti-leptonları (νe neutrino, e elektron, νµ neutrino, µ muon, ντ neutrino, τ tau)
→ zayıf interaksiyonlarda
21
Bozonlar
4.b) Bozonlar → ışın parçacıkları
Farklı interaksiyonların vektörleridir:
i) 8 gluon → kuvvetli interaksiyonlarda
ii) W+ ve W- → zayıf interaksiyonlarda
iii) Z0 → elektrozayıf interaksiyonlardan oluşan zayıf interaksiyonlarda
iv) Foton → elektromanye7k interaksiyonlarda
Fermiyon bağları → bozon değişimleri
Kuarks bağları → gluon bağlantıları
Nükleon bağları → pion bağlantıları
4.c) Higgs bozonu
Evrenin boşluk parçacığı (→ kar tanesi analojisi)
Diğer parçacıkların kütlelerinin var olmasında rol sahibi olan.
Büyük patlama sonrası maddenin oluşmasını anlamak için.
2012’de deneysel olarak gözlemlenmiştir fakat başka parçacıklar ile birlikte !
→ yeni fizik modeli arayışı başlamıştır…
22
11
05.11.2014
Atom tarihi
2300 yıl sonra!
Demokrit M.Ö.4-5 Empedokles
1925 Schrödinger (elektron bulutu)
18. yy Dalton (bilardo topu)
Modern atom (elektron olasılık
bulutu = orbital)
1897 Thompson (plum cake)
1913 Bohr (daire seklinde kabuklar) 1911 Rutherford (güneş etrafında gezegenler gibi)
23
Pauli dışlama ilkesi
Bir atomda iki elektronun aynı anda, aynı enerji seviyesinde bulunamamaktadır.
Elektronun konumu → dört kuantum sayıları:
1- Baş kuantum sayısı (n) → ana enerji düzeyi: elektron-çekirdek mesafesi (n ne kadar küçükse,
elektron çekirdeğe o kadar yakındır → n = 1, 2, 3, 4…
2- Orbital kuantum sayısı (l) → ana enerji düzeylerinde bulunan alt enerji düzeyleri (orbital)
→ orbital kuantum sayısı, baş kuantum sayısına bağlıdır: l = n-1 → l = 0,1,2,3
l = 0 → elektron s orbitalinde
l = 1 → elektron p orbitalinde
l = 2 → elektron d orbitalinde
l = 3 → elektron f orbitalinde
3- Manyetik kuantum sayısı (ml) → manye7k alan etkisiyle kalan orbitallerin 3 boyutlu yönelim
biçimleri ve alt enerji düzeylerinde orbital sayısı → ml = 2l + 1
l = 0 için ml = 1 → s orbitalleri 1 7p7r (0)
l = 1 için ml = 3 → p orbitalleri 3 7p7r (-1, 0, 1)
l = 2 için ml = 5 → d orbitalleri 5 7p7r (-2, -1, 0, 1, 2)
l = 3 için ml = 7 → f orbitalleri 7 7p7r (-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3)
4- Spin kuantum sayısı (ms)
Elektronun spin değerini gösterir: ms = 1/2 veya -1/2 → her orbitalde en fazla 2 elektron
24
bulunabilir
12
05.11.2014
Elektronların yerleşme önceliği
Klechkowski kuralı → elektronların orbitaller üzerine yerleşmesi
Hund kuralı → Eş enerjide boş orbital varken elektronlu orbitale 2.’si giremez
Örnek:
25
Atom yazılışı
Atom numarası (Z),
Kütle numarası (A),
Elementin simgesi (M)
1) Atom numarası: Z
Çekirdekteki proton sayısını göstermektedir
→ atom nötr olduğu için elektron sayısını da.
A=Z+N
(N = nötron sayısı)
2) Kütle numarası: A
Çekirdekteki proton ve nötron sayısını göstermektedir
→ atom kütlesinin en yakın tam sayısıdır.
26
13
05.11.2014
Elementlerin isimleri
Uluslararası çalışmaları kolaylaştırmak için atomlar değişik faktörlere göre simgelenmiştir:
∞ Keşfeden bilim adamına göre:
Aynştaynyum (Es) → Albert Einstein
Mendelevyum (Md) → Gregor Mendeliev
Rutherfordiyum (Rf) → Rutherford
Küriyum (Cm)
→ Andre Marie Curie
∞ Kıta, şehir ve ülke isimlerine göre:
Europyum (Eu) → Avrupa
Amerikyum (Am) → Amerika
Kaliforniyum (Cf) → Kaliforniya
Fransiyum (Fr) → Fransa
∞ Renklere göre:
Sezyum (Cs)
→ Gök mavisi (lat.)
Iridyum (Ir)
→ Gök kuşağı (lat.)
Zirkonyum (Zr) → Al4n rengi (Arap.)
∞ Gezegen isimlerine göre:
Neptünyum (Np) → Neptün
Plütunyum (Pu) → Plüton
Uranyum (U)
→ Uranüs
∞ Özelliklerine göre:
Hidrojen (H) → Hydro genes (su üreten lat.)
Oksijen (O) → Oxygenium (asit yapan lat.)
Fosfor (P) → Phosphorus (ışık veren lat.)
27
Nüklidler
Nüklid: enerji içeriği, kütle sayısı veya atom numarasına göre tanımlanan atom türü.
→ Evrende 325 nüklid doğal olarak mevcuttur (51 radyoaktif – 274 kararlı)
Nükleer tepkimelerden dolayı ~1200 radyoaktif nüklid üretilmiştir.
1) İzotoplar
Atom numarası (Z) aynı olup, kütle numarası (A) farklı olan nüklidler → Aynı element
2) İzobarlar
Atom numarası (Z) farklı olup, kütle numarası (A) aynı olan nüklidler → Farklı element
Not: iki atom arasında (Z1) = (N2) ve (N1) = (Z2) ise → “Ayna çekirdek” (“mirror nuclei”) denir.
3) İzotonlar
Nötron sayısı (N) aynı olup, atom (Z) ve kütle numarası (A) farklı olan nüklidler → Farklı element
4) İzodiaferler
Atomlar arasinda nötron sayısı (N), atom (Z) ve kütle numarası (A) farklı olan ve her atomda
nötron (N) ile atom numarası (Z) arasındaki fark aynı olan nüklidler → Farklı element
5) İzomerler
Nötron sayısı (N), atom (Z) ve kütle numarası (A) aynı olan ve nükleon bağlarının enerjisi farklı
olan → Aynı element
ÖRNEK
28
14
05.11.2014
Atom kütlesi
1) Fiziksel kütle
Nüklidin gerçek kütlesidir (kg).
→ çok küçük değerler olduğu için yeni bir birim: birleşik atomik kütle birimi (unified atomic
mass unit)
2) Atomik kütle birimi: u
Referans değer: 1 atom 12C6 kütlesi = 12 u
Deney ile tespit edilmiştir.
3) İzafi atomik kütle
Periyodik cetvelde bütün elementlerin izafi atomik kütlesi verilmektedir → doğada mevcut hali
ile.
İzafi atomik kütle asla tam rakam olamaz:
i/ bütün izotopların tabi oranları ile hesaplanır
ii/ 12C6 haricinde izotoplarda bulunan nükleonların izafi kütleleri tam rakam değildir
iii/ kütle açığı: mçekirdek < mproton + mnötron → Einstein’ın kütle-enerji formülü: ΔE = Δm.c²
→ nükleonların birleşmesi enerji kaybına sebep olmaktadır, yani kütle kaybına
4) İzafi atomik molar kütle
1 mol = 12 g (12C6) elemen7ndeki atom sayısı kadar tanecik içeren sistemdir → 6,022.1023 atom
1 mol (atom, molekül, parçacık…) = 6,022.1023 (atom, molekül, parçacık…)
İzafi atomik molar kütle = 1 mol nüklid kütlesinin “g” ve “u” birimlerinde aynı rakamlarla ifade
edilmesi.
ÖRNEK
29
Molekül kütleleri
Atom kütlelerine benzer şekilde moleküler kütleler ifade edilebilir:
1) Fiziksel kütle
→ kg
2) İzafi atomik kütle
→ u (örnek: mH2O = 2 mH + mO)
3) İzafi atomik molar kütle → g
M = Na x m
30
15
05.11.2014
GENEL KİMYA
Bölüm 3: Peryodik Cetvel
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
31
Kimyasalların Özelliklerinden
Atomların kütlelerini karşılaştırarak 108 element keşfedilmiştir
Aralarındaki tepkimeler ile benzerlikler tespit edilmiştir
→ Sınıflandırma
Örnek 1
Metal Sodyum (Na0)
→ O2 ve H2O ile şiddetli ve
spontane tepkime
→ Kerozen içinde saklanır
2Na0 + Cl2(g) → 2 NaCl(k) (şiddetli tepkime)
Klor (Cl2(g))
→ Sarı-yeşilimsi zehirli gaz
→ Metallerin çoğu ile tepkime
Sodyum Klorür (NaCl(k))
→ mutfak tuzu !!
NOT
32
16
05.11.2014
Kimyasalların Özelliklerinden
Örnek 2
Hidrojen (H2(g)):
renksiz, kokusuz, patlayıcı gaz
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(s)
(kıvılcım ile patlayabilecek karışım)
Oksijen (O2(g)):
renksiz, kokusuz, patlayıcı gaz
Su (H2O(s))
insanda su oranı (yaşa göre)
→ %65 ile %80 arası
Ürünlerin özellikleri, tepkimeye girenlerin özelliklerinden farklı olabilir
NOT
33
Kimyasal Denklemler
Kimyasal denklemlerde tepkinlerin ve ürünlerin türleri, miktarları ve fizik halleri yazılmaktadır.
→ değişmeyen bazı özellikler: Atom sayısı ve cinsi, Toplam kütle, Toplam proton sayısı, Toplam
nötron sayısı, Toplam elektron sayısı, Kütle numaraları, Çekirdek kararlılıkları
→ değişebilen bazı özellikler: Mol sayısı, Molekül sayısı, Basınç, Hacim, Sıcaklık
Denklemlerin denkleştirilmesi: kütle korunum kanunu
→ kaybolan yoktur, türeyen yoktur, sadece dönüşen vardır.
Kural 1: kimyasalların formüllerini, ok “→” işare7nin sağına ve soluna “+” işaretleri ile yazmak.
Kural 2: tek bir üründe ve tepkimeye girende bulunan elementleri tespit edip miktarlarını
dengelemek
Kural 3: diğer elementleri tek tek kontrol edip oranlar ile miktarlarını dengelemek
Kural 4: tek elementli atom/moleküllerin dengelemeleri en son aşamada yapılır
NOT
34
17
05.11.2014
Periyotlar
Mendeleyev 1869’da bilinen elementleri kütlelerine göre sıralıyor
→ Kimyasal özelliklerin seri halinde düzenli şekilde geliştiğini fark ediyor
→ Benzer gelişme serilerine rastlıyor
→ Ayni özellikleri taşıyan elementleri sütünler halinde birleştiriyor
→ Periyotların bütünlüğünü korumak için boşluklar tespit ediyor
→ Eksik olan elementlerin varlığını ve özellikleri tahmin etmiştir
1910’da bilinen elementler ile sıralama atom numarasına göre yapılmıştır
NOT
NOT
35
Periyotlarda Gelişen Özellikler
Aynı periyotta genellikle
iyonlaşma enerjisi
artmakta ve atom
yarıçapları azalmaktadır.
Atom yarıçapları kütleler
ile orantılı değil !
36
18
05.11.2014
Gruplar
8 A grubu ve 8 B grubu var ve latin rakamlar ile yazılmaktadır:
IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA
IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB
Aynı grupta olan elementler genelde benzer kimyasal özelliklere sahiptir (ilk element hariç).
→ her gruptaki elementlerin dış kabuklarında elektron sayısı aynıdır
Gruplar blok (s, p, d, f) oluşturmaktadır
37
“s” Bloku: IA Grup Elementleri
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
Alkali metaller: “alkali” arap kökenli “el-kali” ye dayanıyor
→ K ve Na bitki küllerinden keşfedildiği için kullanılmaktadır
∞ Düşük öz kütle (d) : dLi, dNa, dK < 1
∞ Düşük kaynama noktası < 200°C
∞ Yumuşak olduklarından küçük çakı bıçağı ile kesilebilir.
∞ Klor ve Su ile şiddetli tepkime verirler:
2 Li0 + Cl2(g) → 2 LiCl(k)
2 Li0 + 2H2O(s) → 2 LiOH(k) + H2(g)
→ Klorür beyaz kristaldir, iyoniktir, kararlıdır, suda kolayca eriyip, ergime noktası yüksektir.
→ Hidroksitleri yarısaydam beyaz katıdır, suda erir ve koroziftir.
→ Oksitleri ve Hidroksitleri kuvvetli bazdır.
Kullanım alanları: Li: Batarya, Antidepresan, (Al, Zn, Mg) alaşımları…
Na: Sabun, Deterjan, Kâğıt, Isı taşıyan akışkan, Deşarjlı ampul…
K: Sabun, Isı taşıyan akışkan, Cam, Boya, Patlayıcı, Gübre…
Rb: Cam, Manyetometre, …
Cs: Fotosel, Katalizör, Füze yakıtı, Radyoterapi…
Fr: yok zaten yeryüzünde toplam 30 g kadar var olduğu tahmin ediliyor
38
Alkali + H2O
NOT
19
05.11.2014
“s” Bloku: IA Grup Elementleri
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
Toprak Alkali metaller: Bileşenleri sıkça alkali metaller içeren topraklarda bulunduğu için bu isim
verilmiştir.
∞ Be haricinde kimyasal özellikleri birbirlerine benzer
∞ Oksijenli ortamda ateşlendiğinde parıldayarak yanarlar
2 Mg0 + O2(g) → 2 MgO(k)
∞ Su ile yavaş tepkime verirler (Mg sıcak ortamda)
2 Mg0 + 2 H2O(s) → 2 Mg(OH)2(k) + H2(g)
Kullanım alanları: Be: Jiroskop, Al alaşımı, X ışını geçirgen camlar, Nötron kaynağı, Antikorozif…
Mg: Havai fişekler, Boya, Diş macunu, Araba, İlaç, Uçak, Kâğıt, Seramik…
Ca: Metal, Vitamin, Kurutucu, Gübre, Seramik, Çimento…
Sr: Hafif metaller, Kurutucu, Katot lambaları, Seramik, Havai fişekler, Sabun…
Ba: Metal, Katot lambaları, Petrol arama, Röntgen, Seramik, Havai fişekler…
Ra: Kanser tedavisinde, Nötron kaynağı…
39
Toprak Alkali + O2
“p” Bloku Elementleri
Halojenler
6 gruptan oluşmaktadır: Bor grubu (IIIA), Karbon grubu (IVA), Azot grubu (VA), Kalkojenler (VIA),
Halojenler (VIIA) ve Soygazlar (VIIIA)
→ Cetveldeki ametalleri ve yarı metalleri içerir, Anyonları oluşturmaktadırlar
Halojenler (tuz oluşturan yun.):
∞ iki atomlu moleküller olarak var olurlar: F2, Cl2, Br2, I2 (At radyoaktif olduğundan grup dışı sayılır)
∞ çoğu metal ve ametaller ile kolayca tepkimeye girmektedir (dış kabuklarını doldurmak için tek
elektron gerekmektedir)
∞ F tepkimeye en kolay giren elemenqr → HF camı çözen tek asit
∞ alkali metaller ile iyonik bileşikler oluşturmaktadır → halojenür
2 Na(k) + F2(g) → 2 NaF(k) (sodyum flüorür)
∞ toprak alkali metaller ile MF2(k) (M = toprak alkali metal) tuz oluşmaktadır
Kullanım alanları:
F: Nükleer teknoloji, Isı dayanıklı malzeme, Soğutma kimyasalları, Cam sanatı…
Cl: Su arıtımı, Beyazlatma kimyasalı, Asit üretimi, Patlayıcı, Füze yakıtı…
Br: Havuz temizliği, İlaç, Gübre, Boya, Yangına dayanıklı kıyafet…
I: İlaç, Katalizör, Kauçuk üretimi, Fotoğrafçılık…
40
20
05.11.2014
“p” Bloku Elementleri
Soygazlar
Soygazlar (inert ve nadir gazlar diye bilinirler):
∞ Kokusuz, Renksiz ve Tek atomlu gazlar (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)
∞ Atmosferde oranları %1 (Ar %0,9), fakat evrenin ¼ yakını He’den oluşmaktadır
∞ Dış elektron kabukları dolu → tepkimeye eğilimleri düşük
∞ Her bir soy gazın erime ve kaynama noktaları birbirine çok yakındır
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Kaynama (°C)
-272,2
-248,6
-189,3
-157,2
-111,9
-71
Erime (°C)
-268,9
-245,9
-185,8
-153,3
-108,1
-61,8
Kullanım alanları:
He: Aydınlatma, Balon, Dalgıçlık, Soğutma kimyasalı, Lazer…
Ne: Aydınlatma, Lazer…
Ar: Aydınlatma, Kaynak…
Kr: Aydınlatma…
Xe: Aydınlatma…
Rn: Tümör tedavileri…
41
Diğer “p” Bloku Elementleri
IIIA, IVA, VA ve VIA gruplar
∞ Organik kimyada en çok rastlanan atomları içerirler
∞ Elektron kabukları arttıkça ametalden, yarı metale ve metale geçiş oluşuyor
∞ Yarı iletken malzemelerin üretiminde kullanılmaktadır
Kullanım alanları: Al: İnşaat, Uçak, Denizcilik, Patlayıcı, Gıda, Ambalaj, Kâğıt…
C: Kalem, Mücevherat, Çevre koruması, Kauçuk, Havacılık, İlaç, Polimer…
Si: Elektronik, Güneş hücreleri, İnşaat, Cam, Seramik, Taşlama…
N: Elektronik, Gaz bombaları, Gübre, Patlayıcı, Boya…
O: Kaynak, Tıp, Yakıt, Dezenfeksiyon, Beyazlatıcı…
S: Boya, İlaç, Barut, Kibrit, Fungisit, Solvent, Selüloz, Gübre, Batarya…
42
21
05.11.2014
“d” Bloku Elementleri
38 Geçis Metalleri
∞ Sanayide sıkça rastlanan elementler (Fe (çelik), Cu (kablo), Zn (oluk)…)
∞ 10 elektron kapasiteli dış “d” kabukları → farklı yükseltgenme durumlu kararlı iyonlar
∞ Mukavemetleri, Erime noktaları, İletkenlikleri yüksek.
∞ Aralarında metalik alaşım oluşturmaktadırlar
∞ Kolayca kompleks oluşturmaktadırlar
∞ Çözülmüş iyonlar renkli solüsyon oluşturabilmektedir
Kullanım alanları: Fe: Çelik ve dökme demir üretimi, Mıknatıs, Zımpara, İlaç, Renklendirici…
Ni: Paslanmaz çelik, Kaplama, Batarya, Mıknatıs, Katalizör, Seramik…
Ag: Mücevherat, Sofra takımları, Diş protezleri, Batarya, Antibakteriyel…
Zn: Oluk, Kova, Paslanmaz alaşımlar, Fosforlu pigment, Kereste,
Ti: Gaz/su türbinleri, Uzay/havacılık, Boya, Fotosel, Kesici alet, Katalizör…
43
Cu: Kablo, Fungisit, Pigment, Petrokimya,
“f” Bloku Elementleri
30 İç Geçis Metalleri
∞ Az bulunan, tepkimeye elverişli ve parlaktırlar
∞ Lantanitlere nadir toprak elementleri denilir
∞ Aktinitler radyoaktiftirler ve çoğunun uygulama alanı yoktur
Kullanım alanları:Lantanitler: Petrokimya, Katodik TV, Alaşımlar, Özel camlar, Nükleer reaktörler…
Aktinitler: Nükleer reaktörler (Th,U, Pu), Silah sanayi…
Hidrojen
1A ve 7A gruplarından özellikler taşıyor:
∞ Metal değil fakat alkali metallere benzer tepkimelere giriyor (HCl/NaCl, H2S/Na2S…)
∞ Halojenler gibi molekül iki atomdan oluşuyor (H2/Cl2…)
∞ Halojenlere benzer bileşikler oluşturuyor (NaH/NaCl, NH3/NCl3…)
→ bileşiklerin özellikleri farklı olabilir:
NaH + H2O → şiddetli tepkime / NaCl + H2O → çözel7
44
22
05.11.2014
Metaller / Ametaller
Özellik
Görünüş
Metal
Katı
(Hg hariç)
Parlak
İletkenlik
İyi
Dövülgenlik
Süneklik
İyi
İyi
Erime noktası
Genellikle yüksek
Kaynama noktası
Genellikle yüksek
Fiziksel hal 20°C
Ametal
Katı, Sıvı veya Gaz
(Br sıvı)
Mat (I hariç)
Zayıf
(Grafit hariç)
Zayıf
Zayıf
Genellikle düşük
(Grafit hariç)
Genellikle düşük
45
Günümüz Cetveli
NOT
46
23
05.11.2014
GENEL KİMYA
Bölüm 4: Bileşiklerin Kimyasal Adlandırılması
(Nomenklatür)
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
47
Metal / Ametal Bileşenler
Kimyasal bileşiklerin adlandırması IUPAC adlandırma
sistemine göre yapılmaktadır.
NOT
metal / ametal bileşenlerde ilk önce metalin ismi daha sonra “ür” ile biten ametalin ismi yazılır
Element
Arsenik
Brom
Karbon
Klor
Flüor
Hidrojen
İyot
Azot
Fosfor
Selenyum
Kükürt
Tellür
Oksijen
“ür” yazılışı
Arsenür
Bromür
Karbür
Klorür
Flüorür
Hidrür
İyodür
Nitrür
Fosfür
Selenür
Sülfür
Tellürür
Oksit
Genellikle:
Metaller → elektron kaybı: katyon
Ametaller → elektron kazancı: anyon
Amaç: Dış kabukların elektron dolum sayısına ulaşması
Bileşikler nötr → kaybedilen ve kazanılan elektronların
sayıları dengeli olmalı
NOT
48
24
05.11.2014
Değişik yüklü metaller
İyonik bileşiklerde: metalik element değişik yükler taşıyabiliyor ise
→ her iki elementin yükleri tespit edilip isimlendirme yapılır.
NOT
Farklı yükler taşıyabilen yaygın metaller:
Metal İyonik yük Kimyasal simge
İsimlendirme
Krom
+2 & +3
Cr2+ & Cr3+
Krom (II) & Krom (III)
Kobalt
+2 & +3
Co2+ & Co3+
Kobalt (II) & Kobalt (III)
Bakır
+1 & +2
Cu+ & Cu2+
Bakır (I) & Bakır (II)
Altın
+1 & +3
Au+ & Au3+
Altın (I) & Altın (III)
Demir
+2 & +3
Fe2+ & Fe3+
Demir (II) & Demir (III)
Cıva
+1 & +2
Hg22+ & Hg2+
Cıva (I) & Cıva (II)
Kalay
+2 & +4
Sn2+ & Sn4+
Kalay (II) & Kalay (IV)
Talyum +1 & +3
Tl+ & Tl3+
Talyum (I) & Talyum (III)
NOT
49
Ametal / Ametal Bileşenler
İlk önce elektronegatifliği en düşük ametalin ismi, daha sonra “ür” ile biten diğer ametalin ismi
yazılır.
Ayrıca bileşiklerin sayısı birden fazla olabileceğinden yunan etimolojisi kökenli önekler kullanılır.
Atom sayısı
Önek
1
Mono-, Mon2
Di3
Tri4
Tetra-, Tetr5
Penta-, Pent6
HekzaNOT
50
25
05.11.2014
Karmaşık İyonlar: Katyonlar
Birden fazla atomun birleşmesiyle oluşan iyonlara denilir.
Karmaşık iyonlar içeren tuzların isimlendirmesi→ önce katyon, sonra anyon
Amonyum
Hidronyum/Oksonyum Metilyum (karbokacatyon) Nitrozyum (oksikatyon)
NH4+
H3O+
CH3+
NO+
Gümüş (diamino) Metanyum (karbokacatyon) Nitronyum (oksikatyon)
Üranil (oksikatyon)
Ag(NH3)2+
CH5+
NO2+
UO22+
51
Karmaşık İyonlar: Anyonlar
Arseniat
Kromat
Hidrojenosülfit Perklorat
Difosfat
Hidrojenosülfür
AsO43−
CrO42HSO3−
ClO4−
P2O74HS−
Arsenit
Dikromat
Hipobromit Permanganat Manganat
Amidür
AsO33−
Cr2O72−
BrO−
MnO4−
MnO42NH2−
Borat Dihidrojenofosfat
Hipoklorit
Fosfat
Peroksodisülfat
Peroksit
BO33−
H2PO4−
ClO−
PO43−
S2O82−
O22−
Bromat Hidrojeno-oksalat
İodat
Fosfit
Asetat
Siyanat
BrO3−
HC2O4−
IO3−
PO33−
CH3COO−
OCN−
Hidrojenokarbonat
Karbonat
Nitrat
Sülfat
Formiat
Süperoksit
/ Bikarbonat
CO32−
NO3−
SO42−
HCO2−
O2−
−
HCO3
Klorat
Hidrojenofosfat
Nitrit
Sülfit
Siyanür
Tiosiyanat
ClO3−
HPO42−
NO2−
SO32−
CN−
SCN−
Hidrojenosülfat
Klorit
Oksalat
Tiosülfat
Alüminat
Hidroksit
/ Bisülfat
2−
2−
−
ClO2−
C
O
S
O
Al(OH)
OH−
2 4
2 3
3
HSO4−
Oksi anyonlar: Oksijen ve başka bir element (H hariç) ile oluşan anyonlar (AxOyz-)
→ oksi asit oluşturmaktadırlar
Organik asitlerden elde edilen anyonlar
Diğer anyonlar
52
26
05.11.2014
Oksi Asitler
Cl, N, P, S… birkaç değişik oksi asit vermektedir → isimlendirme ön ve son ek ile yazılmaktadır
“Kilit asit” → “-at” son eki ile yazılmaktadır
NOT
Anyonlar:
1) hipo (ön ek)
2)
3)
4) per (ön ek)
…it (son ek): “en küçük pozitif” değerlik
…it (son ek): “en küçük pozitif değerin bir üstü” değerlik
…at (son ek): “en büyük pozitif değerin bir altı” değerlik
…at (son ek): “en büyük pozitif” değerlik
Asitler:
1) …it (son ek) → …öz (son ek) asit
2) …at (son ek) → …ik (son ek) asit
NOT
53
Atom Numarası > 100
IUPAC → Yeni keşfedilen elementlere uygun isim takdim edilinceye kadar aşağıdaki kökler
kullanarak isimlendirme yapılacak
0 = nil
1 = un
2 = bi
3 = tri
4 = quad
5 = pent
6 = hex
7 = sept
8 = oct
9 = enn
→ İsimler “-ium” ile bitecek
119
Ununennium
Uue
101
Mendelevium (Unnilunium) Md*
120
Unbinilium
Ubn
102
Nobelium (Unnilbium)
No*
121
Unbiunium
Ubu
103
Lawrencium (Unniltrium)
Lr*
130
Untrinilium
Utn
104
Unnilquadium
Unq
140
Unquadnilium
Uqn
105
Unnilpentium
Unp
150
Unpentnilium
Upn
106
Unnilhexium
Unh
160
Unhexnilium
Uhn
107
Unnilseptium
Uns
170
Unseptnilium
Usn
108
Unniloctium
Uno
180
Unoctnilium
Uon
109
Unnilennium
Une
190
Unennilium
Uen
110
Ununnilium
Uun
200
Binilnilium
Bnn
111
Unununium
Uuu
201
Binilunium
Bnu
112
Ununbium
Uub
202
Binilbium
Bnb
113
Ununtrium
Uut
300
Trinilnilium
Tnn
114
Ununquadium
Uuq
400
Quadnilnilium
Qnn
115
Ununpentium
Uup
500
Pentnilnilium
Pnn
116
Ununhexium
Uuh
900
Ennilnilium
Enn54
117
Ununseptium
Uus
118
Ununoctium
Uuo
27
05.11.2014
GENEL KİMYA
Bölüm 5: Kimyasal Bağlar
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
55
Genel Bilgi
1) Kısa tarihçe
1893: Werner merkez oluşturan bir atoma → 4 veya 6 atom/molekül bağlanabiliyor, bu sayı 8’e
kadar artabilir
1904: Abegg valans kuralını: bir elementin en yüksek pozitif valansı ile en düşük negatif valansı
arası 8
1911: Kossel iyonik bağlar sayesinde iyonların kararlılığını açıklıyor
1916: Lewis → p bloku atomlar için oktet kuralını : p blokunun atomları dış kabuklarında 8
elektron olan soygazların düzenlemesini aldıklarında kararlı olmaktadırlar
ÖRNEK
→ Lewis: Atomik bağ iki valans elektronun birleşmesiyle oluşmaktadır
2) Elektronegatifliğin etkisi
ΔΧp > 1,7
→ en yüksek elektronega7f atom diğer atomdan bağa katkıda bulunan elektronu
kendine çekiyor: iyonik veya elektron değerlikli bağ.
ΔΧp < 0,5
→ ortak elektron paylaşımından atomlar arası bağ oluşmaktadır: saf kovalent veya
ortaklaşım bağ.
0,5 < Δχp < 1,7 → ortak elektron paylaşımı mevcut fakat elektronlar en elektronega7f atom
tarafından çekilir: polar veya kovalent bağ
(atomlar arası yük farklılığı oluşur → δ+ / δ-).
Atomlar arasındaki bağların sayesinde kararlı olan molekül veya kristaller oluşur.
Atomların toplam enerjisi oluşan molekülün enerjisinden üstündür
56
→ enerji farkı 40 kJ/mol değerini aşarsa bağ oluşur.
28
05.11.2014
İyonik Bağ
1- Soygaz düzeni→ atomlar arası bir veya birden fazla elektron transferi
2- Oluşan iki iyon arasında elektrostatik çekim
→ elektronegatif ve elektropozitif atomlar arası oluşan bağlar
(genelde Grup I/II ve Grup VI/VII elementler arasında oluşmaktadır)
Örnek:
NOT
NOT
İyonların oluşumu:
∞ Fiziksel etken (bombardıman, kıvılcım…)
→ kararsız denge: etken durdurulduğunda, iyonlaşma durur
∞ Kimyasal etken (yükseltgeme/indirgeme…)
→ kararlı denge: elektron ilgi (elektrofil), iyonlaşma potansiyeli veya elektronegatiflik etkisi
→ elektron kazanıldığında: anyon / elektron kaybedildiğinde: katyon
57
Katyon Oluşum Kuralları
1/ 8 elektron soygaz benzeri düzenlenme biçimi → Na+, Mg2+, Al3+…
Örnek: Na [Z=11]: 1s22s22p63s1
2/ 18 elektron içeren dış kabuk (nd10 + soygaz)
→ Ag+, Cu2+, Zn2+, Ga3+, Tl3+…
2
2
6
2
6
2
10
6
1
10
Örnek: Ag [Z=47]: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d
3/ Etkisiz elektron çift bitimli (soygaz + (n+1)s²) → Tl+, Pb2+, Bi3+…
Örnek: Tl [Z=81]: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p1
4/ Tamamlanmamış kabuk: Geçiş metalleri (n-1)dm
→ Fe3+, Co2+, W3+…
2
2
6
2
6
2
6
Örnek: Fe [Z=26]: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
Lantanitler (n-2)fm
→ Nd4+, La3+…
2
2
6
2
6
2
10
6
2
10
6
Örnek: Nd [Z=60]: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s24f4
ÖRNEK
ÖRNEK
ÖRNEK
ÖRNEK
ÖRNEK
İyonların çapları
Anyonlar
→
Elementten daha büyük çaplı
Katyonlar
→
Elementten daha küçük çaplı
Çapları etkileyen faktörler:
1/ iyonun yükü → elektron eksildikçe çekirdeğin pozitif çekim gücü artıyor
ÖRNEK
2/ iyonun düzenleşimi → yakın karşıt yüklü iyon sayısı arHkça çekim gücü paylaşılıp azalıyor
ÖRNEK
58
29
05.11.2014
İyonik Bağ Enerjisi
İtişim Enerjisi =
Çekim Enerjisi =
Toplam Enerji (= Potansiyel Enerji)
İyonik bileşiğin enerjisi (r = r0)
B: iyonun özüne bağlı terim,
r: Anyon/Katyon mesafesi,
ε0: boşluğun dielektrik sabiti
n: Born eksponenti (iyonların ebadına bağlı
terim): n = (nanyon+nkatyon)/2 → 5 < n < 12
59
Katı İyonik Bileşikler
İyonik bileşiklerin katı hali
→
kristal yapı: gaz halindeki iyonların yapışması
●Kristalde atom dağılımları
→ 3 boyu•a tekrarlanan birim hücre:
Kübik
Rhombohedral
Tetragonal
Hegzagonal
Ortorombik
Monoklinik
Triklinik
Kristal Birim Hücre
Kübik
Rhombohedral
Tetragonal
Hegzagonal
Ortorombik
Monoklinik
Triklinik
● 7 birim hücre → her bir hücrede 4 farklı
dağılım şekli olabilir: temel Bravais hücresi:
Basit / Primitif hücre (P)
Hacim Merkezli hücre (I)
Yüzey Merkezli hücre (F)
Taban Merkezli hücre (C)
● Birim hücre ve temel Bravais hücrelerinin
kombinasyonu → 14 Bravais kafesi
● Kristal birim hücrenin tanımlanması için:
a, b, c kenarları arasındaki ilişki nedir?
α, β, γ açıları ne kadardır?
Kenar ve açıların ilişkileri
a=b=c; α=β=γ=90o
a=b=c; 90o≠α=β=γ<120°
a=b≠c; α=β=γ=90o
a=b≠c; α=β=90o γ=120°
a≠b≠c; α=β=γ=90o
a≠b≠c; α=γ=90o β≠90o
a≠b≠c; α≠β≠γ≠90o
Bravais Hücreleri
F,I,P
P
I,P
P
C,F,I,P
C,P
P
60
30
05.11.2014
Bravais Hücreleri
61
Born-Haber Döngüsü
Kristal oluşum enerjisi
(Tepkime entalpisi
ΔHformation)
=
Tepkimeye girenlerin iyonik
gaz haline dönüşüm enerjisini
(hal değişim entalpisi ΔH,
iyonlaşma enerjisi IE, elektron
ilgisi EA)
+
İyonları bir kristal kafeste
toplama ve düzenleme enerjisi
(Örgü / Latis / Kristalizasyon
enerjisi: Uk)
NOT
ÖRNEK
62
31
05.11.2014
İyonik Bileşikler
a/ Katılar
Malzeme Özellikleri: Sertlik, yüksek kaynama ve ergime noktası, sıvı halde iletkenlik
ÖRNEK
b/ Elektrolitler
Polar solventlerde (H2O, NH3, CH3CN… ) çözünürler → serbest iyon → elektriksel iletkenlik
Örnek: Batarya, Metalik kaplama (galvaniz), Alüminyum üretimi, Kan elektrolitleri (vücuttaki Na,
K, Ca dengeleri)…
∞ Kuvvetli elektrolit → iletkenliği yüksek elektrolit → iyon ayrışımı kolay olan bileşikler
Kuvvetli asitler
Grup I ve II hidroksitleri
Tuzlar
ÖRNEK
∞ Zayıf elektrolit → iletkenliği düşük elektrolit → iyon ayrışımı zor olan bileşikler
Zayıf asitler
Hidroksit olmayan bazlar
Ağır metal halojenür veya siyanürleri
ÖRNEK
Organik bileşikler
63
Kovalent Bağ Özellikleri
1- İki atomun dış kabuklarındaki elektron(ları) ortaklaşa kullanması
2- Elektronlar kendi kabuklarından çıkıp moleküler yörünge oluşturmaktadırlar
3- Saf kovalent bağ → Eş çekirdekli (H-H): çözünür ve iletken olmayan bireysel molekül
4- Polar kovalent bağ → Farklı çekirdekli (C-H): her iki atom yük farklılıkları gösterir
5- Datif kovalent bağ → Her iki elektronun aynı atom tara€ndan (yalın çig) sağlandığı bağ
6- tekli, çift veya üçlü bağ oluşabilir
Eş çekirdekli molekül
Farklı çekirdekli molekül
NOT
64
32
05.11.2014
Lewis Yapısı
Molekül veya iyonların basit ibrazı:
∞ Moleküler bağları,
∞ Molekülün 3 boyutlu konumunu,
∞ Molekülde bulunan atomların sayı ve türlerini
a/ Valans elektronlarının tespiti
ÖRNEK
Elektron diziliminde dış kabukta bulunan elektronlar → elektron düzenlenmesi
● Serbest elektron (saf / polar bağ yapar)
● ● Yalın çift (datif bağ yapabilir)
b/ Atomların dizilimi
Genelde elektronegatifliği en düşük atom (H hariç) ortaya koyulur diğer atomlar etrafına dizilir
c/ Molekül valans elektronları
ÖRNEK
Her molekülde mevcut olan valans elektronlarının hesaplanması:
d/ Bağlar ve kalan yalın çiftler
e/ formel yük (q)
formel yük = atomun valans elektron sayısı – serbest elektron sayısı – bağ sayısı
Rezonans
NOT
65
Rezonans
Aynı kimyasal yapıda, üstünlüğü olmayan farklı elektron dağılımının oluşmasıdır
→ bir atoma veya bağa a•edilmemiş, yöresizleşmiş elektronlar
(π bağlarından veya yalın çiftlerden)
Uç şekilli moleküller (mezomer) arasında eşlenirlik söz konusudur
Benzen
CO32→ hibrid molekül gerçeğe en yakındır.
NOT
66
33
05.11.2014
Atom Etrafındaki Elektron Orbitalleri
67
σ Bağları
çekirdekler ekseni etrafındaki simetrik yörüngeler → tek bağ
ÖRNEK
NOT
68
34
05.11.2014
π Bağları
çekirdekler ekseni etrafında düğümlü yörüngeler (nodal düzlem) → çift bağ
ÖRNEK
Bağlar aynı yüklü orbitaller arasında yapılanır → bağ yapıcı ve yok edici orbitaller
NOT
69
Orbital Hibridleşme
enerjisi birbirine yakın olan iki yörüngenin birleşmesi → bağ sayısının artması
→ 5 hibridleşme bilinmektedir: sp, sp2, sp3, sp3d, sp3d2
70
35
05.11.2014
Karbonda Hibridleşme
∞ sp3 hibridleşme (4 σ bağ )
esas hal
∞
sp2
uyarılmış hali
hibridleşme (3 σ bağ + 1 π bağ)
hibridleşme hali
∞ sp hibridleşme (2 σ bağ + 2 π bağ)
Bağ sayısı
moleküllerin
geometrisini
biçimlendiriyor
NOT
71
VSEPR metodu
(Valence Shell Electron Pair Repulsion)
a/ Bileşiklerin tanımlanması
AXnEm
→
b/ Geometrik şekiller
A: Merkez atom
X: A’ya bağlı atomlar
E: A etrafında bulunan yalın çiftler
NOT
n+m = 2
AX2E0
→ doğrusal / lineer (bağ arası açı 180°):
ÖRNEK
n+m = 3
AX3E0
→ düzlem üçgen (bağ arası açı 120°):
AX2E1
→ V şekilli (bağ arası açı <120°):
ÖRNEK
ÖRNEK
72
36
05.11.2014
VSEPR n+m = 4
AX4E0
→ tetrahedral / dört yüzlü (bağ arası açı 109,3°):
ÖRNEK
AX3E1
→ piramitsi (bağ arası açı <109°):
ÖRNEK
AX2E2
→ V şekilli (bağ arası açı <<109°):
ÖRNEK
73
VSEPR n+m = 5
AX5E0
→ üçgen çiftpiramit (bağ arası açı 90° ve 120°):
ÖRNEK
AX4E1
→ kelebek (bağ arası açı <90° ve <120°):
ÖRNEK
AX3E2
→ T şekilli (bağ arası açı <90°):
ÖRNEK
AX2E3
→ düzlemsel (bağ arası açı 180°):
ÖRNEK
74
37
05.11.2014
VSEPR n+m = 6
AX6E0
→ oktahedral / sekizyüzlü (bağ arası açı 90°):
AX5E1
→ kare piramit (bağ arası açı 90° ve <90°):
ÖRNEK
ÖRNEK
AX2E4
→ kare?? (bağ arası açı 180°):
ÖRNEK
AX3E3
→ T şekilli?? (bağ arası açı <90°):
ÖRNEK
75
VSEPR n+m = 7
AX7E0
→ beşgen çiftpiramit (bağ arası açı 72° ve 90°):
ÖRNEK
n+m = ½ ( merkez atom valans elektron sayısı + bağ sayısı – çift bağ sayısı – 2 x üçlü bağ sayısı )
+ ½ (negatif yük – pozitif yük)
76
38
05.11.2014
Kovalent Bağlarda Kutuplaşma
Benzer atomlar arasındaki kovalent bağ hariç, iki atom
arasında ne saf kovalent, ne de saf iyonik bağ gerçekte oluşur
Elektronegatifli farklılıklarından dolayı atomlar arasında kutuplaşma oluşabilmektedir
→ iyono-kovalent veya polar kovalent bağ
→ yük merkezleri
Pozitif ve negatif yük merkezleri aynı
→ Apolar Molekül
Pozitif ve negatif yük merkezleri farklı
→ Polar Molekül
NOT
77
Kovalent Bağlarda Orbital Enerjileri
İki atomlu moleküllerde her bir atomun valans elektron düzlemini bileştirerek
→ moleküler orbitalin elektronik yoğunluğu tespit edilir
NOT
C≡O
O-O
E
Molekül orbitalin elektron dolumu
→
→
1) bağ yapıcı orbitaller (σ1s, σ2s, π2p…)
2) bağ bozucu orbitaller (σ*1s, σ*2s, π*2p…)
78
39
05.11.2014
Kovalent Bağ Endeksi
bağ endeksi ≤ 0
bağ endeksi = tam sayı
bağ endeksi = desimal
→
→
→
molekül yok
bağ sayısı
bağın gücü hakkında bilgi
ÖRNEK
NOT
79
Manyetik Alan Etkisi
Molekül manyetik özellikleri → molekül orbitalindeki elektron çiftleşme durumu
Tüm elektronlar çiftleşmiş
Tüm elektronlar çiftleşmemiş
Manyetik alan mevcut değil
→ Malzeme dengede
= diamanyetik molekül
= paramanyetik molekül
Manyetik alan mevcut
→ Diamanyetik molekül
alan dışına itilir
Manyetik alan mevcut
→ Paramanyetik molekül
alan içine çekilir
ÖRNEK
80
40
05.11.2014
Kovalent Bağ Uzunluğu
∞ atom yarıçapları ile
Saf kovalent bağlar ve polar kovalent bağlar arasında fark gözetilmektedir:
Saf bağ:
bağ uzunluğu ≈ A atom yarıçapı + B atom yarıçapı
Polar bağ:
bağ uzunluğu ≈ A atom yarıçapı + B atom yarıçapı – 0,09 IχA - χBI
(χ: elektronegatiflik)
∞ bağ sayısına göre
İki atom arası bağ sayısı ne kadar fazla olursa mesafe küçülür ve bağ enerjisi yüksek olur.
ÖRNEK
NOT
81
Kovalent Bağ Enerjisi
Gaz halinde iki atom arasında bağ oluşma esnasında açığa çıkan enerji.
İki atom arası bağ sayısı ne kadar fazla olursa bağ enerjisi yüksek olur
→ Aynı atom arasındaki π bağları genelde σ bağlarından zayıf olur
Enerji hesaplaması iki metot ile gerçekleşebilir:
∞ Kimyasalın çözünme entalpisinden
Bağ enerjisi (entalpisi) = eleman gaz halindeyken 1 bağın kırılması için gereken ısı
ÖRNEK
∞ Pauling elektronegatiflik hesaplarından (1960)
Pauling elektronegatifliği aşağıdaki formüller ile tanımladı:
Kovalent bileşiklerde aritmetik olarak: | χX - χY | = 0.208 √(ΔHX–Y - 1/2(ΔHX–X + ΔHY–Y))
geometrik olarak: | χX - χY | = 0.208 √(ΔHX–Y - √(ΔHX–XΔHY–Y))
Bu formüllerden kovalent bağ enerji aşağıdaki gibi hesaplanır:
Aritmetik olarak: ΔHX–Y = 1/2(ΔHX–X + ΔHY–Y) + 23| χX - χY |²
Geometrik olarak: ΔHX–Y = √(ΔHX–X ΔHY–Y) + 23| χX - χY |²
Saf kovalent: χX - χY ≈ 0
Geometrik hesapların daha doğru olduğu Pauling tarafından savunulmaktadır, fakat literatür
değerleri ile farklılıklar görünmektedir.
82
ÖRNEK
NOT
41
05.11.2014
Kovalent Bağ Özellikleri…
83
Kovalent Bileşiklerin Özelliklerinden
Sade molekül: atomlar arası bağ kuvvetli, moleküller arası zayıf çekim
Örnek: HCl, SO2, CO2, CH4…
Moleküler yapı: zayıf çekim gücü olduğundan düşük kaynama ve ergime noktası
Örnek: CH3CH2OH, I2, CO2(k)…
Makromoleküler yapı
(1 boyutlu (zincir), 2 boyutlu (katmanlı) veya 3 boyutlu yapılar):
yüksek ergime ve kaynama noktası,
kırılgan ve genelde iletken değil,
3-4 bağ oluşturabilecek yüksek elektronegatifli elementler içerir.
Örnek: grafit (xy düzleminde iletkendir), elmas, kuvars…
84
42
05.11.2014
Metalik veya Metalsel bağ
Metaller yani “s” ve “d” blokları elementlerinden oluşmaktadır
→ Elektron serbest bırakarak kolayca soygaz düzenlemesine geçilmektedir
→ Pozi7f iyonlar ağ/örgü oluşturmaktadır
Valans elektronlarının hem miktarları az, hem çekirdeğe bağımlılıkları zayıf
→ elektronlar rahatça gezinmektedir ve yükleri katyonların kohezyonunu sağlamaktadır
Not
Valans elektronları → elektrik ve ısı iletkenliği, parlaklık
Düşük yönlü bağ → dövülgen: her yöne çekilebilir
Not
85
Enerji Bantları: Moleküler Orbital Kuramı
Metalik bağ: Yakın enerji seviyelerinde çok sayıda valans elektronun bulunması → enerji bandı
Atom
Sayısı
Enerji
Seviyeleri
Yörünge
Metallerde Valans bandı ile İletkenlik bandı
seviyeleri kesişiyor
Not
86
43
05.11.2014
Metal yapılar
Hacim merkezli kübik (HMK)
(Body centered cubic)
Yüzey merkezli kübik (YMK)
(Face centered cubic)
Koordinasyon = 8
Atomsal Dolgu Faktörü = 0.68
Birim Hücrede Atom = 2
Cetvelin solundaki elementler
Koordinasyon = 12
Atomsal Dolgu Faktörü = 0.74
Birim Hücrede Atom = 4
d bloku sağındaki elementler
Sıkı düzen Hegzagonal (SDH) (Hexagonal closed packed)
Koordinasyon = 12
Atomsal Dolgu Faktörü = 0.74
Birim Hücrede Atom = 2
d bloku ortasındaki elementlerde
Not
87
Metalik bileşikler
“s” bloku metaller (gerçek metaller)
yumuşak metaller
ergime ve kaynama noktaları düşüktür.
“p” bloku metaller (B/Si/As/Te ve Ge/Sb/Po hattının solunda)
ergime noktaları düşük
kaynama noktaları yüksektir.
“d” bloku metaller (geçiş metalleri)
ergime ve kaynama noktaları yüksektir,
(özellikle blok ortasındaki elementler için)
88
44
05.11.2014
Kuvvetli Bağlar
Metalik Bağ
İyonik Bağ
Kovalent Bağ
110-350 kJ/mol
2,6-3,0 Å
335-1050 kJ/mol
1,5-2,4 Å
63-920 kJ/mol
1,5-2,4 Å
89
Van Arkel-Ketelaar üçgeni
İyonik Karakter hesabı:
1
2
∞ Bağ dipol momenti (polaritesi)
Elektronegatiflik farklılığın mutlak değeri :
De = |χX - χY|
∞ Teorik değerleri kullanarak:
Bağ dipol momenti:
µ=q.m
İyonik Karakter:
İ.K. = 100 x (1 – e(-1/4 x De ²))
µ = vektörsel değer (10-29 C.m)
q = pozitif yük (coulomb)
m = atomlar arası mesafe (metre)
1 Debye = 3,33. 10-30 C.m
Örnek
µD = 48.(q/e).m
(debye)
e = elektron yükünün mutlak değeri: 1,602. 10-19 C.m
m = atomlar arası mesafe (nanometre)
90
q/e = bağdaki yük oranı
İ.K. = 100 x (µdeney/µteorik)
45
05.11.2014
Elektronegatiflik farkı vs İyonik Karakter
91
Zayıf Bağlar
i) Van der Waals kuvvetleri
Asteroitler toz ve aralarında boşluk olan bağımsız bloklardan (tas, kaya…) oluşuyor.
Kütle çekimi (gravite) zayıf olmasına rağmen bir bütün halinde hareket etmektedir.
Elektrik kuvvetlerin devreye girmesi mümkün değil boşlukta yeterince yük taşıyıcı yok.
Van der Waals bağları bu kadar cisimleri tek bir blok halinde tutabilir…
Un gibi küçük tanecikli tozların akışkanlığını önleyen kuvvetler.
Moleküller arasında oluşan dipol (çift kutup) etkileşimler sonucu 3 kuvvetten oluşmaktadırlar:
EVdW ≈ EKeesom + EDebye + ELondon
ii) Hidrojen bağ
92
46
05.11.2014
Daimi Dipol – Daimi Dipol Etkileşimi
(Keesom Kuvveti)
Elektronegatifliğin sonucu iki polar molekül arasında görünmektedir.
Kovalent bağ
Keesom kuvveti
İyonik bağlardaki gibi yönlü bir kuvvettir, moleküllerin ortamda düzenlenmesini dolaysıyla fiziki
özelliklerini etkilemektedirler:
Örnek
∞ Polar moleküller, polar solventlerde çözünürler
∞ Kütle ağırlığı eşit olan fakat biri polar diğeri apolar olan iki molekülün ergime ve
kaynama noktaları farklı olur
Örnek
Matematik formülünü ilk olarak Keesom 1912’de sağlamıştır:
→ Enerji: 0,5-3 kJ/mol
Not
93
Daimi Dipol-İndüklenmiş Dipol Etkileşimi
(Debye Kuvveti)
Bir polar molekül ve bir apolar cisim arasında görünmektedir,
polar molekülün çekim kuvveti apolar cismin yük dağılımını etkiler → dipol indükler
Polar molekül / Apolar atom
Polar molekül / Apolar molekül
1920’de Debye’ın yapmış olduğu çalışmalar sonucu aşağıdaki formül gelişmiştir
→ Enerji: 0,02-0,5 kJ/mol
Not Örnek
94
47
05.11.2014
İndüklenmiş Dipol - İndüklenmiş Dipol
Etkileşimi (London Dağılım Kuvveti)
London:
→ Soygazlarda : Van der Waals kuvvetleri > 100 x (Debye ve Keesom kuvvetleri)
→ Daimi dipola ihtiyaç vardır
→ Atomlardan kaynaklanan bir dipol momenti
Atomlarda London dağılım kuvveti
Moleküllerde London dağılım kuvveti
1930’da London’un yapmış olduğu çalışmalar sonucu aşağıdaki formül gelişmiştir
Not Örnek
→ Enerji: 0,5-30 kJ/mol
95
Van der Waals Bağ Enerjisi
96
48
05.11.2014
Hidrojen Bağları
Doğada yaygın olan ve merkezi rol oynamaktadır: “yaşam bağları” olarak adlandırılabilir
A molekülün polar grup (OH, NH, FH…) hidrojeni
B molekülün elektronegatif atomun yalın çiftleri (O, N, F…)
daimi dipol - daimi dipol
etkileşimidir.
Elektronegatifliği yüksek atomlar ile görülür: N (χ=3), O (χ=3,5), F (χ=4)…
X–H----Y
→ X-H çift kutuplu merkez oluşturup, kutuplanabilirliği kolay olan Y atomunun yalın çiftini
çekmektedir
→ Bağ kuvveti yalın çift ve hidrojen atomu arasındaki elektrostatik çekişim kuvvetine bağlıdır
Not 97
Hidrojen Bağ Özellikleri
Atomlar arası açı 180°’dir ( ± 30° değişkenlik görülebilir)
→ molekülerin yapılarını etkilemektedir (buz, biyolojik molekül, protein, DNA...)
Hidrojen bağ, kovalent bağından daha uzun fakat Van der Waals bağlarından daha kısadır
Örnek
Bağ enerjisi 27°C ısısındaki enerji değişimlerinin seviyesindedir
→ esnekliği ve o sıcaklıkta kopup tekrar oluşabildiği için biyolojik süreçlerde etkilidir.
→ Enerji: 5-40 kJ/mol
Hidrojen bağlar sayesinde, birleşen moleküller H+ iyonlarının transferini ve tepkimeye
girmelerini sağlamaktadır.
98
49
05.11.2014
Hidrojen Bağ Etkileri
Periyodik cetvelde aynı sütunda benzer bilesenler arasında hal değişim noktaları, kütle arttıkça
artar.
→ N, O ve F içeren sütunlarda bu kural geçerli değildir
→ H bağlar moleküllerin birbirinde ayrılmasını zorlaştırmaktadır
99
Suda Hidrojen Bağlarının Etkisi
• Biyolojik moleküllerin devamlı tepkimeye girmeleri
→ aktif kalmaları
→ hayatın var olması ve devam etmesi
Not
• Bağların kolayca oluşması
→ suda çözülen tuzların, asitlerin veya bazların iyonlarının etraflarında set oluşması
→ anyon ve katyonların ayrı kalması
Suda Hidrojen Bağları
Not
100
50
05.11.2014
DNA Düplikasyon ve Yapısı
Biyolojik moleküllerin birbirlerini tespit edip, aralarında tepkimenin oluşmasını sağlamaktadır:
DNA düplikasyonu → A-T ve G-C eşleşmeleri
Uyumlu çift sarmal yapı
101
Nişasta / Selüloz Sindirimi
Nişastanın sindirimi:
Amilaz enzimi
Selüloz sindirilemiyor:
H bağlarının oluşturdukları
ağdan dolayı
Not
102
51
05.11.2014
Kevlar’ın Mukavemeti
Zırh, sağlam halat yapımı, yanmayan koruyucu giysi yapımında kullanılan kumaş
103
Keratin’in Yapısı ve Mukavemeti
Keratin 18 amino asitten (sistein oranı yüksek) oluşan en sağlam doğal fiberlerden biridir.
O ve N : kutuplaşma (polarizasyon) ve hidrojen bağlarının oluşması
→ helis/sarmal yapısı vardır
Neme hassasiyet → %11’e kadar nemlenme → %20’e kadar mukavemet kaybı
α-keratin (saç, kıl, yün, deri, toynak…) bazik veya nötr
β-keratin (balık pulu, tüy, tırnak, pençe…) asidik
Not
kükürt bağ (S-S) oranına göre
sertliği değişmektedir
Sistein
Keratin
104
52
05.11.2014
Bir Doğa Mucizesinden…
Geko = Her türlü yüzeyde yürüyebilen geniş parmaklı kertenkele
Her ayak yüzlerce lamelden (lamellae) ve her lamellae on binlerce kalın kıldan (setae) oluşuyor
Her ayakta 2 milyon setae
Setaeler (< 100 µm) yüzlerce dallanmadan sonra β-keratinden oluşan eğik ince kıllara (spatulae)
bölünüyor
Van der Waals kuvvetleri (polarizasyon) → spatulae seviyesinde devreye girmektedir:
→ her bir kıl 2 nN / ortalama her ayak 40 N ~ 4 kg taşıyabilir
Van der Waals kuvvetlerinin etkisini yok etmek için Geko setaelerin açılarını 30° değiştiriyor
105
…Bir Mühendislik Uygulamasına
Gekkomat
106
53
05.11.2014
GENEL KİMYA
Bölüm 6: Gazlar, Sıvılar, Katılar
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
107
Gazlar
Maddenin en sade sekli
Karışıklığın en üst seviyesi → Yapı yok
Gazlar kuramı
→
ideal gazlar
ve
gerçek gazlar
Hesaplamalarda → ideal gazlar:
● Makroskopik seviyede → madde miktarı, hacim, basınç, ısı...
● Mikroskobik seviyede → molekül hareketliliğinin mekaniği, çarpışması...
İdeal gazlar:
•İdeal gaz → molekül arasında etkileşim yok
→ ideal gaz yok !
•Gerçek gazların davranışları ideal gazlara yakın → ideal gazlar kanunu gerçeğe yakın veriler
•İdeal gazlar kanununun hesapları basit → gazları anlamak için yararlı
108
54
05.11.2014
Gazların Özellikleri
→ molekül miktarı
gözetmeksizin mevcut hacmi
spontane şekilde işgal eder
→ düzensiz hareketlilik
ısı ↑ → hareketlilik ↑
→ müdahale ederek
sıkıştırılabilir ve basınç ↑
NOT
NOT
Gaz hali → birbirine bağlı olan sıcaklık, basınç, miktar veya hacim verilebilir
Sıcaklık ve basınç sabit tutulup, hacim ve miktar değeri verilir
NOT
Normal şartlar = 273,15K ve 1,013.105 Pa
ÖRNEK109
Basınç / Hacim ilişkisi
(Boyle-Mariotte kanunu – 17. yy)
T ve n sabit :
→
veya
→
P x V = sabit
V=k/P
P1 x V 1 = P2 x V 2
↔
P1 / P2 = V 2 / V 1
izoterm
NOT
ÖRNEK
110
55
05.11.2014
Hacim / Sıcaklık ilişkisi
(Charles kanunu -– 18. yy)
P ve n sabit
→
veya
→
V / T = sabit
NOT
V=kxT
V1 / T1 = V2 / T2
↔
V1 / V2 = T1 / T2
ÖRNEK
Gaz genleşme katsayısı (α)
V0 / T0 = Vx / Tx
izobar
Vx = V0 x Tx / T0
→ Vx = V0 x Tx / T0
(Tx(K) = x(°C) + T0)
Vx = V0 ((x + T0)/T0)
Vx = V0 (1 + x/T0)
Vx = V0 (1 + αx)
α = 1/T0
111
Basınç / Sıcaklık ilişkisi
(Gay-Lussac kanunu -– 19. yy)
V ve n sabit :
→
veya
→
P / T = sabit
P=kxT
P1 / T 1 = P2 / T 2
↔
P1 / P2 = T 1 / T 2
izokor
NOT
ÖRNEK
112
56
05.11.2014
İdeal Gaz Yasası
Gazın bütün değişkenleri birbirine bağlı ve ayırt edilemez
PV = nRT
P (Paskal) → basınç, V (m3) → hacim, n → mol sayısı,T (Kelvin) → sıcaklık
R gaz sabiti (8.3145 J.mol-1K-1)
NOT
R gaz sabiti (19. yy sonu)
R = NA x kB
NA: Avogadro sayısı
kB: Boltzmann sabiti (1,38.10-23 J.K-1) → bir sistemin sıcaklığı ve enerjisi arasındaki oran katsayısı
Molar hacim ve Avogadro kanunu (19. yy)
Gaz hacmi:
V = nRT / P
→ gazın bileşeni, gazın hacmini etkilemiyor
Gaz atom sayısı:
n = PV / RT
→ aynı şartlarda olan iki gazın atom sayısı eşittir (Avogadro yasası)
Normal şartlar altında gaz hacmi:
Vn = 0,022414 m3 = 22,414 L
ÖRNEK
NOT
113
Kısmi gaz basıncı
Gaz karışımlarında:
ideal gazlar yasası → her gaz için geçerli
her gaz ve toplam basınç için:
↔
→
(etkileşimler göz ardı edilir)
Pi = (RT/V) ni
Pi/ni = sabit = Pt/nt
Pi = (ni/nt) x Pt
Pi = αi x Pt
αi = ni/nt → i gazın karışımdaki molar kesiri
Kısmi basınçların toplamı:
P1 + P2 +...+ Pi = (n1/nt) x Pt + (n2/nt) x Pt +...+ (ni/nt) x Pt
= ((n1 + n2 +...+ ni/nt) x Pt
= (nT/nT) x Pt
= Pt
(Toplam basınç)
ÖRNEK
114
57
05.11.2014
Gerçek gazlar
Davranışları ideal gazlardan farklılık göstermektedir.
→ Patm: teori / deney arasında %1 kadar fark
● Molar hacim farklılıkları:
H2 = 22,424 L
N2 = 22,401 L
O2 = 22,393 L
CO2 = 22,263 L
NH3 = 22,083 L
ClCH3 = 21,878 L
● Hal değişkenleri arasındaki ilişkiler:
P0 = 1 atm → Pf = 2 atm
veya
P0 = 100 atm → Pf = 200 atm
Vf ≠ V0 / 2
115
Gerçek gazlarda izoterm, izokor ve izobarlar
NOT
NOT
116
58
05.11.2014
Gerçek / İdeal Gaz Mukayese
Farklılıkların nedeni:
● Bileşenlerin kütle farkı
→ her molekülün öz hacmi var: işgal ettikleri hacim görünen hacimden az
● Moleküller birbirinden bağımsız değil
→ aralarında Van der Waals veya Hidrojen bağları olabilir
Sonuçta:
→ moleküller birbirlerine yaklaşıyorlar: molar hacim < 22,414 L
→ gerçek gaz duvar basıncı < duvar basıncı ideal gaz
Gerçek gazlar denklemi → İdeal gaz yasasını doğrulayarak:
- Daha yüksek bir basınç
veya
- Daha düşük bir hacim
ÖRNEK
(P + n²a/V²) (V – nb) = nRT
a ve b her gaz için spesifiktir
Gerçek gaz ~ ideal gaz ne zaman görünür:
Nitel özellikler → Düşük molar kütle, Apolar, Kutuplanabilirliği zayıf
117
Nicel özellikler → Düşük basınç, Düşük hacim,Kaynama noktasından yüksek sıcaklık
Gazların kinetik kuramı
İdeal gaz ve gerçek gaz kuramı
→ deneyler sonucu gözlemlerin rakamlar ile ifade edilmesi
Kinetik kuram (19. yy) molekül davranışlarını değerlendirerek:
→ kinetik enerjinin istatiski dağılımı ile bir fiziki modelin geliştirilmesi
→ sıcaklıkların mutlak ölçek kavramının açıklanması
Kinetik kuramda gaz ortamı:
- ebatlarına göre moleküllerin birbirlerinden
uzak olması
- doğrusal ve yüksek hızla hareket etmeleri
(→ mevcut hacmin işgali)
- aralarında veya kap duvarı ile durmaksızın
çarpışmaları
ÖRNEK
118
59
05.11.2014
Kinetik enerji → gaz ortalama hızı
Ek = ½ m.h²
(m = kütle, h = hız)
→ çarpışmalar sonucu moleküllerin hızları devamlı değişiyor fakat bir ortalama hız mevcut: horta
(Ek)orta = ½ m.(h²)orta
((h²)orta = kare hızların ortalaması)
≠
(horta² = ortalama hız karesi)
(h²)orta = √(Ʃnivi²/n)
(Ek)orta sıcaklık (T) ile orantılı
(Ek)orta = 3/2 kB.T
NOT
√(h²)orta = √(2.(Ek)orta / m) = √(3.kB.T / m)
İstatiski hesaplara göre:
NOT
horta = √(8.kB.T / π.m)
gaz
horta
(m/s)
H2
He
O2
Ar
NOT
1690 1200 425 380
119
Ortalama Kinetik Enerji Dağılımı
(Maxwell-Boltzman dağılımı)
vp = √ (2.k.T/m)
→
olasılığı en yüksek olan hız
vm = √ (8.k.T/π.m)
→
istatiski hız
v = √ (3.k.T/m)
→
ortalama hız
NOT
Atomlar arası çarpışmalar:
Ortalama serbest mesafe (OSM) uzunluğu = ortalama her molekülün bir yönde kat ettiği mesafe
→ çok çarpışma = kısa OSM
OSM’yi etkileyen parametreler:
- hacim başına molekül sayısı
Gazların yayınımı
ÖRNEK
- sıcaklık
- molekül çapları
120
60
05.11.2014
Kinetik kuram / İdeal gaz kuram
•Avogadro yasası: bütün gaz molekülleri aynı sıcaklık ve aynı ortalama kinetik enerjiye sahip ise
→ Aynı hacimdeki farklı gazlarda: aynı sıcaklık ve aynı basınç = aynı molekül sayısı
•Hacme göre basınç değişikliği
→ Vf = V0/2 → hacim başına molekül sayısı (x2), duvar çarpma sayısı (x2) → Basınç (x2)
•Isıya göre basınç değişikliği
→ sıcaklığın kareköküne oranla, molekül hızı ↑ ve duvar çarpma hızı ↑
→ Basınç orantılı olarak artıyor: hız ve çarpışma x 2 → basınç x √2)
•Basınç formülü duvarlara çarpan moleküllerin hareket sayısı ve çarpma frekansı ile:
P = (2/3.n.NA/V).(1/2.m.(h²)orta)
n = mol sayısı
NA = Avogadro sayısı
V = hacim
(h²)orta = molekül kare hızların ortalaması
Basınç = (Ek)orta x hacim birimi başına molekül sayısı (n.NA/V)
→ 1 molekül için:
(Ek)orta = 3/2.kB.T
P =
(n.NA/V).kB.T
→
P.V =
=
n.NA.kB.T
n.R.T
→ R = NA.kB
121
Sıvıların Yapıları
Sıvılarda moleküller yoğunlaşmış haldeler
Sıvı halinde eşit miktar atom, gaz halinden daha az hacim kaplıyor
Sıvıların sıkıştırılabilirliği çok düşük → Basınç iletici
Sıvıların öz yapısı yok → bulundukları hacmin şeklini alırlar → akışkandırlar
ÖRNEK
ÖRNEK
Sıvı moleküller hareketlidir (gaz kadar değil): uzun mesafeler kat etmeden birbirlerinin yerine
alırlar → difüzyon (yayınım / dağılım)
Sıvıların yayınımı
Sıvılar uzun mesafede düzensizdir → gazlardaki gibi kinetik enerji hesapları yapılabilir ÖRNEK
→ moleküller arası etkileşim kısa mesafede veya dış bir etken (elektrik alan…) ile kohezyon
gösterebilir
ÖRNEK
122
61
05.11.2014
Sıvı-Gaz Dengeleri
kaynama-yoğunlaşma
ÖRNEK
Hal değişim noktalarında sıcaklık sabittir
123
Kaynama - Yoğunlaşma
Sıvının buharlaşması → enerji ih7yacı = buharlaşma molar entalpisi: ∆Hvap
(vap = vaporization)
∆Hvap = 1 mol sıvının belirli bir sıcaklıkta buharlaşması için gereken sıcaklık
ÖRNEK
Buharın yoğunlaşması → aynı sıcaklıkta fakat enerji kaybı = molar yoğunlaşma entalpisi: ∆Hcond
(cond = condensation)
∆Hcond = kohezyon güçlerin 1 mol gazı yaklaştırmak için harcadıkları enerji
ÖRNEK
∆Hvap = - ∆Hcond
Eşit miktar maddenin: gaz hal enerjisi Egaz > sıvı hal enerjisi Esıvı
ÖRNEK
124
62
05.11.2014
Buhar Basıncı
Tuz göllerinin, teldeki çamaşırın, yağmur sonrası yaprakların kuruması (< 100°C):
→ Suyun atmosferde buharlaşarak kaybolması
Kışın camlarda buğu oluşması, buzdolabından çıkarılan su şişesi üzerinde damlacıkların oluşumu
→ Havada nem mevcut
Kaynama noktası sıcaklığının altında suyu hem sıvı, hem gaz halinde bulabiliriz!
Bütün sıvılar için geçerlidir
Kapalı kap içinde sıvı yüzeyinde piston
Boşluk
→ sıvı yüzeyinde bazı moleküllerin kine7k enerjisi sıvıdan ayrılmaları için yeterli oluyor
→ bir kısmı tekrar sıvıya dönüyor fakat sıvıdan ayrılan ilk başta daha fazla (P↑)
→ belirli bir süre sonra sıvıya dönen ve ayrılan sayısı sabitleniyor (P sabit)
(sat = saturation)
sabit P = doymuş buhar basıncı (Psat)
Doymuş buhar basıncı statik durum değil: durağan/kararlı denge (hareketlilik devamlı mevcut)
→ basınç, hacim, sıcaklık veya sıvı miktarı değişirse, denge değişir
ÖRNEK
125
Le Châtelier prensibi / ilkesi
Buhar Basıncı ve Sıcaklık
Clausius-Clapeyron bağlantısı
● Denge basıncı sıcaklık ile değişmektedir:
ln (P1/P2) = (∆Hvap / R) (1/T2 - 1/T1)
Pi = Ti (K) sıcaklığındaki buhar basıncı
∆Hvap = buharlaşma entalpisi (J)
R = ideal gaz sabiti (J.mol-1.K-1)
ÖRNEK
● Eğer T2 = Tkay normal şartlarda kaynama noktası (P2 = 1 atm):
ln (P1) = (∆Hvap / R) (1/Tkay - 1/T1)
126
63
05.11.2014
Örnekler
1) y-eksen = gaz fazın basıncı
x-eksen = mevcut olan hacme göre sıvı/gaz oranını gösterir:
sağa kayma → az sıvı / çok gaz
sola kayma → çok sıvı / az gaz
plato uçlarında → saf sıvı (solda) veya saf gaz (sağda)
2) sabit hacimde: sıcaklık ↑ → P ↑
az sıvı miktarı (sağa daha yakın) → sıvı buharlaşır → gaz izotermini takip eder
az gaz miktarı (sola daha yakın) → sıvı yoğunlaşır
→ ısıtma devam ederse: T>Tc → buharlaşma oluşur (kırmızı eğri üstünde)
sıvı/gaz oranı tam Tc al4nda → sistem kritik halde
→ Tc = hacimsel kütle gaz ve sıvı için eşit, iki hal dengede (ayrıştırılamıyor)
→ madde sis benzeri “yarı-yoğun” halde
Fire balloon
NOT
127
Serbest Hacimde Buharlaşma
Sonsuz hacimde: sıvı yüzeyinde oluşan buhar yüzeyden uzaklaşıyor
→ sıvı üstünde basınç = ortam basıncı (atmosferik 1 atm) + sıvı buhar basıncı
→ sıvı yüzeyindeki basınç, asla doymuş sıvı buhar basıncına ulaşmaz
→ sıvı yüzeyinden uzaklaş4kça → sıvı buhar basıncı ↓
sıvıdan ayrılan molekül sayısı > sıvıya dönen molekül sayısı
● Sıvı uçuculuğuna göre buharlaşır
● Sıvı buharlaşması → ↓ sıvı sıcaklığı: enerjisi en yüksek moleküller ilk önce gider
→ buharlaşmayan moleküller ortamdaki ısıdan faydalanıp sıvının ısı dengesini sağlıyor
Buharlaşma hızını etkileyen faktörler:
• ortamın hareketliliği: yüzeyde gaz fazının duraklamasını engelliyor, geri dönen molekül olmaz
(rüzgârda kuruyan çamaşır)
• sıvı yüzey alanı: yüzey ↑ → ayrılan molekül sayısı ↑
(tuz gölleri derin olmayıp geniş alan kaplar)
• ısı kaynağı: sıvıyı ısıtmazsa bile, soğumasını engeller ve ayrılan moleküllerin kinetik enerjisini
yüksek tutar
(tuz göllerinde güneş etkisi)
NOT
128
64
05.11.2014
Kaynama
Isı ↑ → buharlaşma hızlanıyor
Kaynamada: Buhar basıncı = ortam basıncı (atmosferik basınç)
→ buharlaşma sıvının içinde oluşuyor
→ baloncuklar yüzeye çıkıyor ve ayrılan molekül sayısı artıyor
→ buhar ortama yayılıyor, buhar basıncı ortam basıncından düşük ve sabit kalıyor
→ Kaynama süresince: P sabit, V sabit = T sabit
Kaynama noktası: bir sıvının belirli bir basınç altında ulaşabileceği en yüksek sıcaklık
ÖRNEK
NOT
129
Yaşantımızdan kareler
130
65
05.11.2014
Yüzey Gerilimi
Sıvı yüzey katmanı → Esnek tabakaya benzer özellikler göstermesinden kaynaklanan etki
→ Yüzeydeki moleküller → Yakın moleküller (yüzey ve hacimde) etkisi altında:
∑ (kuvvet) ≠ 0 → hacme yönelik
Yüzey
Gerilimleri
Küre: yüzey gerilimlerini en aza indiren şekil
131
Yüzey gerilim etkilerinden
• Kapiler güçler / kılcal çekme
→ sıvı yüzeyinde menisk oluşması
→ adezyon kuvvetlerinden dolayı sıvının ince tüp içinde hareket etmesi
Sabit Tüp Çapı: yüzey gerilimi ↑ → tüp içi seviye ↑
Sabit Yüzey Gerilim: tüp çapı ↑→ tüp içi seviye ↓
NOT
Sıvı/duvar adezyon kuvvetleri > yüzey gerilim → sıvının yükselmesi
Sıvı/duvar adezyon kuvvetleri < yüzey gerilim → sıvının alçalması
ÖRNEK
• Tanecikler arası kohezyon → kum tanecikleri ve su
UZMAN
OLUNCA
132
66
05.11.2014
Viskozite
Sıvıların akışkanlığını göstermektedir:
• Moleküller aralarında kaymaktan zorluk çekerse → akışkanlık ↓ → viskozite ↑
• Moleküller aralarında kolayca kaymakta ise → akışkanlık ↑ → viskozite ↓
Viskozitenin sebepleri:
• moleküller arası etkileşimler → hidrojen bağ, Van der Waals bağlar…
• moleküllerin ebadı ve kütleleri → kompleks şekillerin oluşumu
ÖRNEK
ÖRNEK
ÖRNEK
ÖRNEK
Ölçümü: çapı bilinen bir tüpte sıvı akış hızını ölçerek
Kursun bilye/viskozite
133
Dielektrik / Yalıtkanlık Sabiti εr
Sıvının/Solventin yükleri depolayabilme yeteneğini göstermektedir
→ yük ayırabilme!
Yüksek εr (>40) → yüksek çözünürlük gücü
Düşük εr (<20) → düşük çözünürlük gücü
Sıcaklığın etkisi:
ÖRNEK
134
67
05.11.2014
Katıların Özellikleri
Gazlar ve sıvılara göre yapıları ve özellikleri çok sayıdadır:
ağır/hafif,
sert/yumuşak,
iletken/yalıtkan,
erime noktaları yüksek/düşük,
sünek/kırılgan…
Tek bir katı hal yoktur:
İçeriklerine göre: iyonik, moleküler, metalik
Yapılarına göre: amorf, kristal
Katılar sıkıştırılamaz fakat üzerlerine kuvvet uygulayarak şekil değiştirebilir:
→ sertlik: aşınmaya ve penetrasyona dayanıklılık
→ çekme mukavemeti: çekme kuvvetleri altında kopmaya karşı direniş gösterilmesi
→ dövülgenlik: levha yapılabilir
→ süneklik: tel haline getirilebilir
NOT
135
Katıların Oluşumu
Sıvıların soğutulması ile katılar oluşur
→ Erime/ergime noktası veya donma noktası: sıvı / katı denge noktası
NOT
ÖRNEK
Ergime noktasında oluşan donma → kristal yapı: sıvının düzensizliğinden katı düzenine geçiş
Donma: enerji kaybı = molar donma entalpisi: ∆Hsol (sol = solidification)
Ergime: enerji ihtiyacı = molar ergime entalpisi: ∆Hfus (fus = fusion)
∆Hfus = - ∆Hsol
Sıvıdan ka4ya geçiş → hacim kaybı: öz kütle katı halde daha yüksek
NOT
136
68
05.11.2014
Aşırı Ergime
Yüksek hızlı soğutma veya yüksek viskoziteli sıvı donması → aşırı ergime (ergime noktası altı)
→ farklı kristal veya amorf yapı ile sonuçlanabilir.
137
Amorf katılar
Oluşumlarını etkileyen faktörler:
- yüksek soğutma hızında → kristal yapının te7klenmesi için yeterince zaman oluşmuyor
- yüksek viskozite → kristal yapıyı oluşturmak için moleküller yeterince hızlı hareket edemiyor
Termodinamik açıdan kararlı değiller → Zaman ile gelişebilirler
Sıra dışı özellikler gösterebilirler
ÖRNEK
138
69
05.11.2014
Diğer Katı Üretim Prosesleri
Prensip
Doymuş sıvı kristalleştirme
(solvent buharlaştırma +
çözünürlüğü değiştirme)
Prensip
Örnek
Örnek
Süblimleşme
(gaz katılaşması)
Kimyasal tepkime
(gaz ortamında veya
sıvıda çökelti)
Prensip
Örnek
139
Katılar ve Özellikleri
Katı türü
Bileşeni
Çekim kuvvetleri
Genel özellikler
Örnek
Metalik
kristal
Katyon ağı ve
yöresizleşmiş
elektronlar
Yöresizleşmiş
moleküler orbital
İyi iletken
Na, Ag, Cu
İyonik
kristal
Katyon /
Anyon
Elektrostatik
Sert, kırılgan, yüksek
kaynama noktası,
kötü iletken
NaCl, KCl, CaO
Moleküler
kristal
Molekül
Van der Waals
Yumuşak, düşük
kaynama noktası,
kötü iletken
CO2, I2, C12H22O11
Kovalent
yapılı
kristal
Atom
Geniş dağılımlı
kovalent bağlar
Çok sert, Yüksek
kaynama noktası
C, SiC, SiO2
Amorf
Molekül
grupları
Değişken
Belirsiz kaynama
noktası
Cam, Plastik
Detaylı bilgi “Malzemeye Giriş” dersinde…
140
70
05.11.2014
Faz Diyagramları
Basınç ve sıcaklığa göre, genel olarak maddenin 3 haline göstermek için kullanılan eğri.
•Üçlü noktada: üç hal denge halde mevcuttur
→ eğriler üzerinde uzaklaşılınca: iki hal denge halinde
→ alanlar içerisinde uzaklaşılınca: madde tek haldedir
•Halin serbestlik derecesi = halin dengede kalmasını sağlayan serbestçe değiştirilebilen değişken sayısı
→ hal alanlarında: 2 (Basınç ve Sıcaklık)
→ iki alan arası denge eğrilerinde: 1 (Basınç veya Sıcaklık sabitlenir → diğeri bulunur)
→ üçlü noktada: 0 (Ne Basınç, Ne Sıcaklık → ikiside mecburi)
141
Suyun Faz Diyagramı
NOT
142
71
05.11.2014
GENEL KİMYA
Bölüm 7: Çözeltiler
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
143
Çözeltilerin önemi
Tepkime ürünleri nadiren saf bileşendir
→ Ayrıca saflık kavramı çok izafidir ve değerlendirmesi zordur, analiz yöntemlerine bağlıdır
Gerçek malzeme → karışımlardan oluşmaktadır (ka7, sıvı ve/veya gaz)
Gaz karışımları: Gazlar daima aralarında çözünür
Sıvı karışımları: Gaz, sıvı veya katı madde çözünebilir
Katı karışımları: Kafes yapıları yakın olan metaller arası alaşım
Metal yüzey üstünde gaz adsorpsiyonu
144
72
05.11.2014
Sıvı ortam avantajları
Kimyanın önemli bir bölümü sıvı içeren karışımlardan oluşuyor → çözeltiler
Avantajlar:
- Tepkimeye girenler arası kolay temas
- Homojen ortam
- Tepkimedeki miktarlar hakkında hassas değerler
- Yoğunluk kontrolleri ile tepkime hızlarının ayarlanması
Çözelti = çözünen (katı, sıvı veya gaz) + çözücü/solvent (sıvı)
NOT
145
Çözeltiye geçiş
Katı çözünmesinde:
- solvent molekülleri katı yüzeyine çarpmaktadır
- yüzeydeki moleküller/atomlar katıdan ayrılıp sıvının içine doğru yayılmaktadır
- moleküller/atomlar arası mesafeler artmaktadır
NOT
Sıvı moleküllerin çarpması:
- ka4dan ayrılanlar: ka4ya dönüp tekrar bağlanabilirler → çöküntü
- başlangıçta katı özlü dönen molekül sayısı az
- zaman geçtikçe dönen molekül sayısı artıyor
- çözünebilirlik seviyesinde dönen ve ayrılan miktarı eşitleniyor → doygunluk
NOT
146
73
05.11.2014
Enerji gelişimleri
Sistem enerji verdiğinde → ar4 (+) enerji (sıcaklık verir…) → ekzotermik (giren → ürün + enerji)
Sistem enerji aldığında → eksi (-) enerji (soğukluk verir…) → endotermik (giren + enerji → ürün)
∆H = ƩHürünler - ƩHgirenler
Çözelti, enerji değişimi görünen 3 olaydan oluşmaktadır:
- çözünen moleküllerin ayrışması (endotermik / ∆H > 0)
- çözücü moleküllerin ayrışması (endotermik / ∆H > 0)
- çözücü/çözünen moleküllerin birbiriyle etkileşimi (ekzotermik / ∆H < 0)
NOT
147
Enerji Bilançosu
Toplam enerji = çözünürlük ısısı
ÖRNEK
NOT
148
74
05.11.2014
İyonik bileşenlerin ayrışımı
İyonik bileşenler:
- atmosfer sıcaklığında katı
- yüksek erime noktası,
- ortam sıcaklığında suda çözünüyorlar
ÖRNEK
Çözünürlük ısısı → sisteme çok fazla enerji verme ih7yacı gerek7rmiyor:
- Kristal kohezyon (iç yapışkanlık) kuvvetlerinin zayıflatılması
F = (q1.q2/4πεd²)
Dielektrik sabiti ε olan ortamda q1 ve q2 yüklü ve birbirinden d uzaklığında bulunan iki atomun
kohezyon kuvveti.
NOT
- Kristalden ayrılan iyonların etrafında sıvı sarılımı oluşmaktadır (solvasyon):
● iki iyonun birbirine yaklaşmasını engelliyor
● sarılım oluşumu ekzotermik bir işlemdir → kararlı: sisteme katkıda bulunuyor
ÖRNEK
NOT
İyonik bileşenler ve solventler ile oluşan çözeltiler iletkendir → elektrolit denir
149
Polar kovalent bileşenlerin iyonlaşmaları
Polar kovalent bileşenler + polar solvent → iyonlaşma
İyonlaşma: daha önce olmayan fakat ayrışımları sonucu oluşan iyonlar
H+:
● küçük yarıçap → çevresinde yoğun elektrik alanı
● düşük enerjili boş orbital → koordinasyon bağı yapabilmektedir
H+ + H2O → H3O+ (oksonyum iyonlarının en basiti: hidronyum)
H3O+: ● kararlı bir iyon (∆Hf = 694 kJ/mol)
● solvasyon → hidrat: H3O+, nH2O
● asitlerde H3O+ olarak var olduğunu kabul ediyoruz
ÖRNEK
ÖRNEK
ÖRNEK
Bileşen suda tamamen çözününce → kuvvetli elektrolit
Bileşen suda kısmen çözününce → zayıf elektrolit
Çözülme katsayısı:
ÖRNEK
ÖRNEK
ÖRNEK
150
75
05.11.2014
Çözünürlük
Bazı çözeltiler, çözen/çözünen oranlarının bütünüyle hazırlanabilir
ÖRNEK
Genellikle çözünürlük sınırlıdır ve çözen/çözünen özellikleri ile değişmektedir
ÖRNEK
Çözünürlüğü etkileyen çok fazla parametre mevcut
DİKKAT: Çözünürlük ve çözünme hızı farklı kavramlardır
151
Yapı etkileri
Yapıları benzer olan çözen ve çözülen ile daha kolay çözelti oluşuyor
Benzen ve Tetraklorometan: aralarında sadece London kuvvetleri bulunan 2 apolar molekül
Su ve Metanol: aralarında hidrojen bağlar ile birleşebilen 2 polar molekül
→ Benzen ve Tetraklorometan / Su ve Metanol aralarında her oranda tamamen karışabilir
→ Tetraklorometan ve Su aralarında hiç denilmeyecek kadar az karışabilmektedir
Aynı grupta, aynı iyon ile oluşturulan bileşikler ve polar solventlerden oluşan çözeltiler için
geçerlidir
→ aralarındaki çözünürlük farklılıkları iyonların hacimleri ile açıklanabilmektedir:
ÖRNEK
Katyon Hacimleri ↑ → Çözünürlük ↓
152
Anyon Hacimleri ↑ → Çözünürlük ↑
76
05.11.2014
Sıcaklık etkileri
Le Châtelier prensibi: Şartların değiştirilmesi ile sistem spontane gelişme göstermektedir
Çözeltiye geçiş endotermik: T↑ → çözünürlük ↑
Çözeltiye geçiş ekzotermik: T↑ → çözünürlük ↓
Tuzlarda
Gazlarda
NOT
153
Basınç etkileri
Çözünürlüğün akıbetinde hacim değişikliği olduğu zaman basınç etkisi görünmektedir:
Gazların sıvılarda çözülmesinde → Henry kanunu
C = kH x pg
C = sıvı içinde en çok çözünebilecek gaz derişimi, pg = kısmi basınç
ÖRNEK
154
77
05.11.2014
Çözeltide derişim birimleri
Molarite → En çok rastlanan birim:
NOT
ÖRNEK
Kütle Yüzdesi → Kimyasal formül veya çözeltinin içinde bulunan maddelerin detayı
bilinmediğinde, kütle yüzdesi kullanılmaktadır
→ Çözel7 kütlesinin belirli bir yüzdesini çözünen, kalanını ise solvent ve içerdiği
muhtemel kimyasallar oluşturuyor:
Molalite/Molallik → Derişimi düşük çözeltilerde kütle yüzdesi yerine molalite kullanılır
ÖRNEK
ÖRNEK
155
NOT
Denge sabiti K (Kdissociation)
Bir tepkimenin dengeye ulaşmak için ne kadar ilerlediğini göstermektedir.
Genel olarak AmBn şeklinde formüle edilen çözelti oluşturan bir tuz için doymuş sulu çözeltisi
içindeki iyonları arasındaki çözünürlük dengesi:
AmBn(k) → mA+n + nB-m
Dengedeki derişimler (mol/litre) değişmediğinden denge sabiti:
K = [A+n]m.[B-m]n / [AmBn(k)]
→ Denge sabiti = ürünler / tepkimeye girenler
ÖRNEK
Denge sabitinin birimi yoktur ve sıcaklık ile değişmektedir
ÖRNEK
Genelde verilen değerler 25°C sıcaklıkta verilmektedir
156
78
05.11.2014
Çözünürlük çarpım sabiti Kçç (Ksolubility)
Eğer çözünürlük dengesi:
AmBn(k) → mA+n + nB-m
Denge sabiti:
K = [A+n]m.[B-m]n / [AmBn(k)]
Çözünürlük çarpım sabiti Kçç:
Kçç = [A+n]m.[B-m]n = K.[AmBn(k)]
Çok düşük bile olsa, her tuzun bir çözünürlük çarpım sabiti vardır.
ÖRNEK
NOT
157
Çözünürlük değerlendirilmesi
Bir çözünen ile çözelti yapılabilirliğini değerlendirmek için aşağıdaki referanslar esas
alınmaktadır:
0,01 mol/L > çözünürlük
→ çözünmez
0,01 mol/L < çözünürlük < 0,1 mol/L
→ az çözünür
çözünürlük > 0,1 mol/L
→ çözünür
Suda çözünürlük tahmin kuralları:
Nicel olarak bir tuzun suda çözünebilirliğini değerlendirmek imkânsızdır, fakat tuzun suda
çözünürlüğü basit kurallar ile tahmin edilebilir.
1. Na+, K+ ve NH4+ tuzları çözünebilir
2. NO3-, CH3COO- ve ClO4- tuzları çözünebilir
3. Ag+, Pb2+ ve Hg22+ tuzları çözünemez
4. Cl-, Br- ve I- tuzları çözünebilir
5. CO32-, S2-, O2- ve OH- tuzları çözünemez
6. SO42- tuzları çözünebilir CaSO4 ve BaSO4 hariç
DİKKAT: Yukarıdaki kurallar sıralamaya göre uygulanmalı
158
ÖRNEK
79
05.11.2014
Çözeltilerin hal değişim diyagramları
Saf bileşenler/elementler gibi, çözeltiler buharlaşır veya katılaşır
Saf bileşenlere nazaran, çözeltilerde dengeler farklıdır
ÖRNEK
Çözelti çeşitleri çok fazla olduğundan, kurallar/kanunlar aşağıdaki kriterleri taşıyan çözeltiler için
geçerli:
- buharlaşmayan çözünen → saf bileşen
Katının buhar basıncı (yok sayılır)<< solvent buhar basıncı
- buharlaşmada sadece solvent hal değiştiriyor (saf solvent buharı)
- donmada/katılaşmada sadece çözünen katı oluşturuyor (solvent kristalleri yok!)
NOT
159
Kaynama / Buharlaşma
İdeal çözelti = çözünen A ve çözen B molekülleri arasındaki ilişkilerin (A-B), çözünen molekülleri
arasındaki (A-A) ve çözen molekülleri arasındaki (B-B) ilişkiler ile eşit olması.
NOT
ÖRNEK
Varsayım: Yüzeydeki atom dağılımı = kütledeki atom dağılımı
İdeal çözeltilerde belirli bir sıcaklıkta çözelti buhar basıncı < saf solvent buhar basıncı (Raoult
kanunu):
PA = χA . P°A / PB = χB . P°B
PT = PA + PB
NOT
χi = ni / ni + nj +...+ nsolvent → (ni + nj +...+ nsolvent = ntoplam)
Sonuç: çözeltinin kaynama noktası > solvent kaynama noktası.
∆Tkaynama = Kkaynama x m
Kkaynama = R.Tkaynama²/1000.Lbuharlaşma
Kkaynama = ebülioskopik sabit, sadece solvent bağımlı (K.Kg.mol-1),
Lbuharlaşma = buharlaşma ısısı (kJ/kg), m = molalite (mol/kg)
Neden: çözünen molekülleri yüzeyde buharlaşabilecek solvent molekül oranını azaltıyor
ÖRNEK
160
80
05.11.2014
Katılaşma
Sonuç: çözeltinin donma noktası < solvent donma noktası
Neden: çözünen solvent içerisindeki düzensizliği ↑ → düzenli hal olan ka4ya geçişi geciktiriyor
∆Tdonma = Kdonma x m
Kdonma = R.Tdonma²/1000.Lerime
Kdonma = kriyoskopik sabit, sadece solvent bağımlı (K.Kg.mol-1)
Lerime = erime ısısı (kJ/kg), m = molalite (mol/kg)
ÖRNEK
Molar kütle hesapları:
Çözelti ve solvent arası buhar basınç, donma nokta veya kaynama nokta farklılığı sayesinde
çözünenin molar kütlesi hesaplanabilir
∆Tdonma / kaynama = Kdonma / kaynama x mçözünen/Mçözünen
mçözünen (g), Mçözünen (g/mol)
NOT
161
Ayrıştırılmış çözünenlerin durumu
1) ∆Tdonma veya ∆Tkaynama çözünenin çözeltide oluşturduğu molekül sayısına göre verilen derişimi
ile oranlı.
→ çözünenin ayrışması = molekül/iyon sayısının artması
∆Tkaynama / donma= Kkaynama / donma x m x n
n = ayrışma sonucu oluşan iyon sayısı
ÖRNEK
2) kısmi ayrışımlarda (zayıf asit/baz gibi): α = ayrışım oranı (0<α<1)
→ çözünen molekül z iyona ayrışırsa: kalan molekül sayısı = (n- nα)
ayrışan iyon sayısı= (znα)
Toplam molekül/iyon sayısı = (n- nα) + znα = n (1 – α + z α) = n (1 + α (z-1))
∆Tkaynama / donma= Kkaynama / donma x m x n (1 + α (z-1))
ÖRNEK
∆Tdonma ve ∆Tkaynama değerlerini birbirleriyle kıyaslayarak çözünen oranı (α) hesaplanabilir
162
81
05.11.2014
Ozmotik basınç
Sistem = Çözelti + çözeltide kullanılan saf solvent + aralarında yarı geçirgen membran
membran solvent moleküllerini geçirir, çözüneni geçirmez
Solvent (derişim 0) molekülleri çözel7ye doğru göç eder → derişim farkı ↓ → dengelenme
Göç sonucu çözeltinin hacmi ↑
Gazlardaki gibi hacmin artması ozmotik basınç (π) uygulanarak engellenebilir
π.V = n.R.T
→
π = M.R.T
M molarite (mol/L)
ÖRNEK
163
Koligatif özellik nedir?
Çözeltilerin hal değişim diyagramları ve ozmotik basınç → koligatif özelliktir
Koligatif = moleküllerin veya taneciklerin tabiatına değil de onların sayılarına bağlı özellik.
Koligatif molarite:
Mk = i x M
Koligatif molalite:
mk = i x m
i = Van’t hoff faktörü (katsayısı)
→ ortamdaki kimyasal eleman sayısı (molekül, iyon, kompleks, …)
Problem çözümlerinde dikkat edilmeli!
164
82
05.11.2014
GENEL KİMYA
Bölüm 8: Kimyasal Reaksiyonlar
Yrd. Doç. Dr. Yasin Ramazan Eker
165
Kimyasal Reaksiyonların sınıflandırılması
Amaç: Temel kimyasal reaksiyonları tespit etmek
Tepkimelerin ürünlerini tahmin etmek
İki çeşit sınıflandırma:
1. tip: Elektron transferi
Elektron transferi olan tepkimeler.
Elektron transferi olmayan tepkimeler.
2. tip: 4 temel kimyasal tepkime
1/ Kombinasyon reaksiyonu
2/ Ayrışma / dekompozisyon reaksiyonu
3/ Yer alma reaksiyonu
4/ Çift yer alma reaksiyonu
→2. tip bütün tepkimeleri tam içermemektedir.
NOT
166
83
05.11.2014
Elektron transferi olan tepkimeler
Yükseltgeme-indirgeme / Oksidasyon-Redüksiyon / Redoks reaksiyonları
ÖRNEK
“Oxidation”: metallerin havadaki oksijen ile tepkimelerinden oluşan oksitler için kullanılmıştır.
“Reduction”: metallerin oksitleşince kütle kaybından dolayı kullanılmıştır.
ÖRNEK
Günümüzde “Oxidation-Reduction” reaksiyonları ≈ elementlerin yük değiştirme tepkimesi:
M + A elektron transferi Mx+ + AyElektron kaybı (yük artması) = “oxidation”
Elektron kazancı (yük düşmesi) = “reduction”
→
→
yükseltgenme
indirgenme
ÖRNEK
ÖRNEK
Yükseltgenler: elektron kabul eden elementler veya koparan elementler
İndirgenler: elektron bırakan veya devamlı sallınım yapan elementler
Yükseltgen + İndirgen → İndirgenmiş + Yükseltgenmiş
NOT
ÖRNEK
Yükseltgen + İndirgen → İndirgenmiş-Yükseltgenmiş
Günlük hayatımızda redoks tepkimeler: Yanma Tepkimesi, Korozyon, Kaplamacılık, Piller,
Fotokromik/ UV duyarlı camlar, Yakıt hücreleri, Oksijenin vücutta taşınması, Kaslarda enerjinin
167
dönüşümü
Atomların oksidasyon seviyesi
Atomların oksidasyon seviyesi değişimini görmek için, her atomun seviyesini bilmek gerekir
İkili iyonik bileşenlerde: tek atom halinde olacak iyonların yüklerine eşittir
ÖRNEK
Atom oksidasyon seviyesinin tespit kuralları:
1. tek, çift… atomlu saf elementlerde 0
2. tek atomlu iyonlarda, iyon yükü
3. bileşenlerde halojen → -1:
●F → daima geçerli (F daima elektronları çekmektedir)
●Diğer halojenler → O olduğunda değişebilir
4. hidrojen:
●ametaller ile bileşende → +1 (H-Cl)
●metaller ile bileşende → -1 (Na-H)
5. oksijen: -2
●peroksitlerde (H2O2), süperoksitlerde (KO2) ve O-O bağları hariç
6. nötr bileşenlerde veya çok atomlu iyonlarda: toplam yükseltgenme seviyesi = bileşen yükü
168
ÖRNEK
84
05.11.2014
Redoks denklemlerinin denkleştirilmesi
Oksidasyon seviyesi metodu ile denkleştirme kuralı:
1. tepkimeye girenlerin ve ürünlerin yükseltgenme seviyelerine bakarak redoks tepkimesi
olduğunu tespit etmek
2. oksidasyon seviyesinin değişimini her bir atom için yazmak
3. yükseltgenme seviyesini ve indirgenme seviyesini eşitlemek için en küçük ortak kat sayısını
(EKOK) belirlemek
4. her tepkimeye giren için EKOK’u eşitleme katsayısı stokiyometrik orandır
5. denkleştirme için ürünlere uygun kat sayıları atfetmek
ÖRNEK
169
Kombinasyon reaksiyonu
Elektron transferi ve element transferi olan tepkimeler
Tepkimeye giren: 2 element / 1 element + 1 bileşen / 2 bileşen
→
1 tek ürün
A + B → AB
ÖRNEK
a) İki element
Genelde kombinasyon reaksiyonları iki ametal arasında gerçekleşmektedir:
●Yanma reaksiyonu → kombinasyon reaksiyonudur
→ redoks reaksiyonu: yanıcı (O2 → indirgen) + yakıt (S, C... → yükseltgen)
ÖRNEK
●Metallerin oksitleşmesi
→ kombinasyon reaksiyonu ve redoks reaksiyonu
ÖRNEK
b) Bir element + bir bileşen
Genelde yanma tepkimelerinde yanıcı O2’dir, fakat F2, N2O4... olabilir.
Mesela buharın flüor gazı içinde yanması:
H2O(g) + 2 F2(g) → OF2(g) + 2 HF(g)
Yanma reaksiyonu redoks reaksiyonu olmayabilir.
c) İki bileşen
Genelde reaksiyon ürünü = karmaşık iyonların oluşturduğu iyonik bileşendir.
ÖRNEK
170
NOT
85
05.11.2014
Suda çözülen oksitler
Kombinasyon tepkime örneği
Suda çözülen oksitler → su hem tepkimeye giren, hem de solvent rolünü üstlenmektedir.
●Metal oksitler → baz oluşturmaktadır (OH-)
●Ametal oksitler → asit oluşturmaktadır (H+)
Suda çözülen oksitlere → anhidrit denir
Anhidrit tespiti için asit veya baz formülünden H2O çıkartmak gerekir.
Suda çözülen oksit oluşturan metaller:
Grup Grup
IA
IIA
Li
Na
K
Rb
Cs
Ca
Sr
Ba
NOT
ÖRNEK
ÖRNEK
Suda çözülen oksit oluşturan ametaller: N, S, Cl
171
Ayrışma & Yer alma reaksiyonu
Ayrışma reaksiyonu: 1 bileşen → 2 veya daha fazla element veya daha sade ürüne bölünüyor
→ kombinasyon reaksiyonunun tam tersi
AB → A + B
ABC → A + BC veya B + AC veya C + AB
ÖRNEK
NOT
Yer alma reaksiyonları
Tepkime sonucu: bir bileşenin bir elementinin başka bir element ile yer değiştirmesi
→ Redoks reaksiyonudur
AB + C → AC + B
ÖRNEK
NOT
172
86
05.11.2014
Tepkinirlik veya Reaktiflik
a) metaller
Metal ve metal bileşenleri arasında redoks tepkime sonucunda
→ hangi metal tepkimeye daha elverişli
ÖRNEK
Kolay tepkimeye girebilme sıralaması:
Zn
Cu
indirgenme kuvveti yükselenler
Ag
Metal/Metal değişimleri → saf metal oluşumu sağlamaktadır,
NOT
Endüstride: Metal/Karbon değişimleri → saf metal üretilmektedir
ÖRNEK
b) Halojenler
Reaktifliklerine göre sıralanmaları:
NOT
F2 > Cl2 > Br2 > I2
Genelde: Ametallerde bir grupta yükseldikçe reaktiflik artar
Metallerde bir grupta indikçe reaktiflik artar
ÖRNEK
NOT
173
Çift yer alma reaksiyonu
Element transferi olan tepkimeler
1) İyonik bileşenler → çökel7 oluşumu
Tepkimeye giren bileşenlerin elementleri çözünüp/ayrışıp yeni ürün oluşuturur:
AB + CD → AD + CB
●Ürünler, tepkimeye girenler gibi ortamda çözünmeyip, çökelti (katı hal) oluşturabilirler:
●Ortamdaki iyonlar ile tepkimeyi yazmak okunurluk sağlamaktadır
●Çökeltinin oluşum hızı, tepkimenin ilerlemesini (itici güç, yürütücü kuvvet) göstermektedir
●Çözülmüş halde kalan iyonlar seyirci pozisyonundadır → denklemden kaldırılabilir
ÖRNEK
2) Asit-Baz reaksiyonlar → nötr molekül oluşumu
Bir asidin baz ile, veya bir bazın asit ile nötrleşmesi:
asit + baz → tuz + su
Yürütücü kuvvet: H2O molekülünün oluşumu
●Asidin temel özelliği: sıvı ortama H+ salınımı
●Bazın temel özelliği: sıvı ortama OH- salınımı
3) Asit ile tepkimeye giren ve baz olmayan bileşenler → gaz oluşumu
Asit-Baz tepkimelerinin bir benzeridir fakat ürün tuz yerine gazdır:
asit + baz → gaz + su
ÖRNEK
174
ÖRNEK
87
05.11.2014
Reaksiyonların stokiyometrileri
1) Kimyasal denkleştirmeler
Kütle korunum yasası:
“hiç bir şey yoktan var edilmiyor, deneysel dönüşümlerde madde miktarı değişmez”
→ Tepkimeye giren atom sayısı ve kütlesi, iyonlarda toplam yükler ürünlerde aynen bulunmalı
→ Tepkimeye giren mol ve molekül sayısı, gazlarda ise hacim ürünlerde farklı olabilir ÖRNEK
NOT
2) Stokiyometrik şartların sağlanmaması
Tepkimeye girenlerin en az birinin gereken miktardan daha fazla veya daha az olması.
ÖRNEK
NOT
3) Tepkime süresince dönüşümler
Tepkime esnasında her an tepkimeye girenlerin ve ürünlerin miktarı tespit edilebilir.
→ Ürün mol miktarı oluştukça, tepkimeye girenlerden eşit mol miktarı çıkartılır.
ÖRNEK
4) İki yönlü tepkimeler
ÖRNEK
Tepkimeye girenler, dengelerin değiştirildiğinde ürün rolünde olabiliyorlar
→ Tepkimeye girenler tükenmeden reaksiyon durur
NOT
175
Kimyasal denge nedir?
Denge = zaman ile değişikliklerin olmaması, durumların korunması (basınç, sıcaklık, derişim…).
Kararlı – Kararsız – Yarıkararlı
Kimyasal denge:
●Tek yönlü tepkimeler için statik → girenler tükenince tepkime durmaktadır ÖRNEK
● İki yönlü tepkimeler için dinamik → tepkime girenler tükenmeden durmaktadır
(girenler ve ürünler ortamda denge halindedirler): tepkime kısıtlı
ÖRNEK
NOT
Dengede → tepkileşme var: 1. ve 2. yöne doğru tepkileşmeler birbirini telafi etmektedir
176
88
05.11.2014
Dengeyi değiştiren parametreler
Tepkime şartları değiştirildiğinde: tepkime yönleri arasında dengesizlik oluşuyor
→ tepkileşme yönleri birbirini yeniden telafi edinceye kadar sistem aktifleşiyor
NOT
a) Derişim / yoğunluk
● Kimyasalların birinin miktarının ↑→ eklenen kimyasalın tüketiminin ↑
● Kimyasalların birinin miktarının ↓→ yok edilen kimyasalın üretiminin ↑
ÖRNEK
b) Basınç
Bir bileşenin basıncını ↑ → sistemin basıncını ↓için dengenin değişmesi
(basınç → gaz molekül sayısını )
ÖRNEK
Dikkat: sistem hacmi değişirse, basınç tepkime dengesini etkilemektedir:
- Gaz mol sayısı sabit ise, denge değişmez
- Katı ve sıvı kimyasallar ile basınç etkisi olmaz
ÖRNEK
c) Sıcaklık
Sistem sıcaklığın değişmesi ile, denge ısı değişikliğinin ters yönüne doğru gelişir:
● Sıcaklık ↑ → endotermik yöne
● Sıcaklık ↓ → ekzotermik yöne
Dikkat: Nadirde olsa tepkime endotermik veya ekzotermik değilse, sıcaklık etkisizdir
ÖRNEK
177
ÖRNEK
Aktiflik
Denge sabitinin genel formülü
Dengelerin değişmesinde parametrelerin etkinlikleri, miktarlarında önemli!
→ aktiflik
Bir “i” bileşenin aktifliği:
ai = γi x Xi
γi = aktiflik katsayısı,
Xi = bileşenin fiziki haline göre molar kesir, kısmi basınç veya molarite.
NOT
Denge sabiti (K) kullanılarak yeni miktarlar hesaplanır:
K = ürünlerin aktifliği / girenlerin aktifliği
ÖRNEK
Katılarda: ai = 1
178
89
05.11.2014
Tepkime ilerlemesi
Tepkime hızı yüksek olsa bile asla ani değildir, zaman içerisinde gerçekleşir:
Tepkimeye giren ↓ / ürün ↑
Tepkime ilerlemesi = her an ortamda mevcut (oluşmuş ürün / kaybolmuş tepkimeye giren) olan
bileşenlerin miktarını oluşması gereken miktarlar göre tespiti
Tepkime ilerleme değişkeni (ξ):
ni = n0 + ξ ν
→
ξ = (ni – n0) / ν
ni = i zamanında mevcut olan mol sayısı
ν = bileşenin denklemdeki stokyiometrik oranı (giren: ν <0 / ürün: ν >0)
ξ = tepkimeye katılan bileşen miktarı (bileşen bağımsızdır ve ξ >0)
NOT
● Tepkime başlamadan ξ = 0
→
giren: ni = n0 / ürün: ni = n0 = 0
● Tepkime sonunda tükenmiş bileşen (giren) için (n0 = 0 ve ni = n0): ξ = n0 / ν
tükenmemiş bileşen için: giren: ξ = (ni-n0) / ν / ürün: ξ = ni / ν
Tek yönlü tepkime : ξf = 1 → bileşen için stokiyometrik oran: ν = ni – n0 = ∆n
nA = n0A + νAξ
νA A + νB B → νC C + νD D
nB = n0B + νBξ
nC = n0C + νCξ
nD = n0D + νDξ
=> deney boyunca bir anda bilinen bir bileşen miktarı → ξ tespiti → diğer miktarlar bulunur ! 179
ÖRNEK
Tepkime verimi / randımanı (η)
Verim = tepkime sonucu oluşan ürün miktarının / teorik olarak beklenen ürün miktarının
●Tek yönlü tepkimede → η = 1
●İki yönlü tepkime → η < 1
ÖRNEK
180
90

kimya 10 snf cozum 2014.indd - 9 Kimya Soru Bankası, 10 Kimya

boşluk - WordPress.com

Mayıs 2014 - Sayı 173 Aylık Şiir ve Eleştiri Dergisi ISSN

4.HAFTA

TDV DIA - İslam Ansiklopedisi

Ürün Grubuna Ait Tabloyu İndir

Metalina D 299_TDS_TR

Temmuz 2014 Bülten No:1 - ankara bahçelievler rotary kulübü

İndir (PDF, 208KB) - Kimya Ders Notları