7.Sınıf Fen Bilimleri 4.Ünite: Saf Madde ve Karışımlar

1. MADDENİN TANECİKLİ YAPISI

Alüminyum folyo toz haline gelinceye kadar parçalara böldüğünüzde en küçük parça alüminyum özelliği taşır. Bu küçük toz parçalarını göremeyeceğiniz kadar küçük parçacıklara ayırırsanız yine alüminyum özelliği taşır. Bu parçacıklar maddenin yapı taşlarıdır.

Bir elementin tüm kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük taneciğine o elementin atomu denir.

Bütün demir maddesinin atomları aynıdır. Ama demir atomları ile bakırın atomları farklıdır. Aynı maddenin bütün atomları aynı, farklı maddelerin atomları farklıdır. Sadece tek tür atom içeren maddeler olduğu gibi, farklı tip atomların bir araya gelmesi sonucu oluşan maddeler de vardır.

Balonun yünlü kumaşa sürtündüğünde elektriklenmesi, kaydıraktan kayarken ya da otomobilin kapısını açarken elektriklenme, yün kazağı çıkarırken sesler çıkması elektriklenme olayıdır. Çevrede görülen tüm maddeler pozitif (+) ve negatif (-) yükler içerir. Birbirine sürtünerek elektriklenen cisimler arasında alınıp verilen taneciğin adı elektrondur.

7.SINIF TÜM DERSLERİN PAYLAŞILDIĞI WHATSAPP GRUBU İÇİN TIKLAYINIZ

KİTAP ÇEKİLİŞLERİNİN YAPILACAĞI GRUBUMUZA KATILMAK İÇİN TIKLAYINIZ

Çekirdek atomdan yaklaşık on bin kat küçüktür. Elektronlar ise çekirdeğin etrafında dolanır. Atomlar temelde proton, nötron ve elektron olmak üzere üç temel tanecikten oluşur. Atomda proton ve nötron çekirdekte bulunur.

Elektronlar ise çekirdeğin etrafında dolanır. Elektronların yoğun olarak bulunduğu bölgeye yörünge (katman) adı verilir. Gerçekte böyle katmanlar bulunmazken katman kavramı atom modelini anlamayı kolaylaştırır.

Proton: Pozitif yüklü olan taneciktir  ve p+ sembolü ile gösterilir.

Nötron: Yüksüz olan taneciktir ve n° sembolü ile gösterilir.

Elektron: Negatif yüklü taneciktir  ve  e· sembolü ile gösterilir.

Elektronların hareketi çok hızlıyken proton ve nötronların hareketi çok yavaştır. Proton ve nötron kütleleri birbirine çok yakındır.

Elektronun kütlesi proton ve nötronun kütlesinden yaklaşık iki bin kat küçüktür. P ≅ n > e  atomun kütlesini çekirdek belirler.

Atom, çekirdek ve katmanlar olmak üzere iki bölümden oluşur. Atomun etrafında dolanan negatif yüklü elektronlar, çekirdekte bulunan pozitif yüklü protonlar tarafından çekilir.

Bilimsel araştırmaların amacı yaşanan doğal dünyayı anlamak ve açıklamaktır. Bilimsel araştırma soru sormakla başlar ve soruların cevabını arayarak devam eder. Sorulara cevap ararken bilimsel gözlem ve bilimsel fikir iki temel kaynaktır.

Bilimsel gözlemlerde duyular kullanılır. ve gözlemler genellikle bir deney sırasın da yapılır. Deney, soruların cevaplanmasına  yardımcı  olacak delilleri üreten bir deneme veya kontrollü gözlemdir.

Bilimsel gözlem yapmak için mutlaka deney yapmak gerekmez. Bazen doğal dünyayı anlamak için ölçümler ve doğrudan gözlemler yapılabilir.

Ölçüm: zaman. uzunluk, hacim, kütle ve sıcaklık gibi niceliklerin ölçülmesidir. Modeller, teoriler ve kanunlar bilimsel açıklama türleridir.

Teori birçok gözlemin bir arada değerlendirilmesi sonucunda yapılan açıklamalardır. Teoriler zamanla yeni gözlemlerle değişebilir.

Democritus (Demokritus): Atom hakkında ilk görüş Democritus (Demokritus) tarafından ortaya konmuştur. Maddenin taneciklerden oluştuğunu ve bu taneciklere atom adını vermiştir.

-Madde parçalara ayrıldığında en sonunda bölünemeyen bir  tanecik elde edilir ve bu tanecik atomdur.

-Atom parçalanamaz.

-Bütün maddeler aynı tür atomlardan meydana gelmiştir.

John Dalton: Atoma dair ilk bilimsel görüşü İngiliz bilim insanı John Dalton ortaya koymuştur. Atom, paraçalanamayan içi dolu bir küredir. Bütün maddeler farklı tür atomlardan oluşmuştur.

Maddenin en küçük yapı taşı atomdur. (Maddeler çok küçük,  bölünemez, yok edilemez sert taneciklerden oluşur.)

John Joseph Thomson: Atom dışı tamamen pozitif (+) yüklü bir küre olup ve negatif yüklü (-)  elektronların gömülü bulunduğu küre şeklinde üzümlü keke benzetmiştir. Atomlar daha küçük taneciklerden oluştuğu için parçalanabilir.  Atomda (+) ve (-) yüklü tanecikler bulunur.

Ernest Rutherford: Çekirdeği keşfederek atomun kütlesinin yaklaşık olarak çekirdeğin kütlesine eşit olduğunu, elektronların da çekirdek etrafındaki enerji katmanlarından yörüngelerde döndüğünü ileri sürmüştür. Buna göre atomu güneş sistemine benzetmiştir.

Niels Bohr: Negatif (-) yüklü elektronlar çekirdek çevresinde ve belirli uzaklıklarda bulunan katmanlarda dolanır. Bohrun çalışmasından sonra çekirdekte proton yalnız olmadığı, nötronun da var olduğu bulundu. Bohr Atom Modelinden sonra gelen kuram ise “Modern Atom Teorisi”dir.

Modern Atom Teorisi: Bu model bulut  modeli olarak da bilinir. Bu teoriye göre elektronlar çok hızlı hareket ettiği için bunların belirli bir yörüngesi yoktur. Sadece elektronların  bulunma olasılıklarının çok yüksek olduğu bölgeler vardır ve bu bölgeler elektron bulutu olarak adlandırılır.

Doğada var olan tüm maddeler atomlardan oluşur. Bazı maddeler tek tek atomlardan oluşan bir yapıya sahiptir. Bazı maddelerin yapıları ise iki ya da daha fazla atom bulunduran gruplardan oluşur. Bazı maddeler atomik yapıya sahipken bazıları moleküler yapıya sahiptir. Atomlar bir araya gelerek oluşturduğu kümelere molekül adı verilir. Bir molekül aynı atomların bir araya gelmesiyle oluşabileceği gibi farklı atomların bir araya gelmesiyle de oluşabilir. Aynı elementlerin atomlarından oluşan moleküller element molekülü olarak adlandırılır. Element molekülleri tek çeşit atom içerir.

Oksijen ve hidrojen doğada moleküller halinde bulunan elementlere örnektir.

Farklı elementlerin atomlarından oluşan, büyüklüğü ve özellikleri farklı moleküller bileşik molekülü olarak adlandırılır. Su, şeker gibi bileşikler molekül yapılı bileşiklere örnektir. Moleküllerden oluşan element ve bileşikler vardır. Ancak bütün element ve bileşikler molekül yapılı değildir.

İki adet klor atomu bir araya gelerek klor molekülünü oluşturur. Farklı atomların bir araya gelmesiyle oluşan moleküle glikoz ve su molekülleri örnek verilebilir.

Glikoz molekülü(C₆H₁₂O₆), bir şeker molekülüdür. 6 karbon, 6 oksijen ve 12 hidrojen  atomundan oluşur.

2. SAF MADDELER

Kütlesi ve hacmi olan, her şeye madde denir. Maddeler kimyasal özelliklerine göre saf madde ve saf olmayan madde (karışımlar) olarak ikiye ayrılır.

Element ve bileşikler saf maddedir. Karışımlar ise (homojen  ya da heterojen) saf madde değildir. Çevremizde bulunan tüm maddeler, günlük hayatta kullandığımız tüm maddeler atomlardan oluşur. Bazı maddeleri oluşturan atomlar birbiri ile aynı iken bazı maddeleri oluşturan atomlar birbirinden farklıdır.

Aynı cins atom veya moleküllerden oluşan maddelere saf madde denir. Saf maddelerin kendine ait ayırt edici özellikleri var. Saf maddelerin belirli bir yoğunluğu, erime ve kaynama noktası vardır.

Elementler: Tek cins atomdan oluşan saf maddelerdir. Farklı elementlerin atomları birbirinden farklıdır. Elementler, atomlardan yada aynı atomların birleşmesiyle oluşmuş moleküllerden meydana gelir. Elementler sembollerle gösterilir. Fiziksel ve kimyasal yollarla başka maddelere ayrıştırılamayan Hidrojen, demir ve altın elementlere örnektir.

Aynı tip (tür) atomların bir araya gelmesi sonucu oluşan saf maddelere element denir. Bazı elementler doğada tek tek atomlar halinde bulunurken, bazı elementler ise ikişerli atom grupları yani molekül halinde bulunur.

Bileşikler: En az iki farklı atomun birleşmesiyle oluşan saf maddelerdir. Bileşiği oluşturan  elementler kendi özelliklerini kaybeder. Bileşiği oluşturan element atomları belirli oranlarda birleşir. Formüllerle gösterilir. Bileşiklerin bazıları moleküllerden oluşur.

Su, tuz, şeker, sodyum hidroksit, hidrojen klorür, kalsiyum oksit bileşiklere örnektir.

Bileşik: İki veya daha fazla farklı  element atomlarının belirli oranlarda bir araya gelmesi sonucu oluşan saf maddelere denir. Bileşikler formüllerle gösterilir. Moleküler yapılı ve molekül yapılı olmayan bileşikler olmak üzere iki gruba ayrılır.  Hidrojen ve oksijen atomları birleşerek su moleküllerini oluşturur. Su gibi moleküllerden oluşan bileşiklere moleküler yapılı bileşikler denir.  Verilen modellerden CO2 ve CH4 bileşikleri de moleküler yapılıdır. Ancak NaCl de bileşik olmasına rağmen moleküler yapılı değildir. Bileşikteki moleküllerin hepsi aynı sayıda ve aynı cinste atom içerir. Örneğin metan (CH4) bileşiğini oluşturan moleküllerden her biri bir karbon (C) ve dört hidrojen (H) atomundan oluşur.

Bileşikler kendini oluşturan elementler den tamamen farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Örneğin su, kendini oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinden tamamen farklı özelliklere sahiptir. Hidrojen yanıcı, oksijen yakıcı bir maddedir. Ancak bu elementlerden oluşan  suyun  yanıcı yada yakıcı  bir özelliği yoktur.

Elementlerin Sembolleri: Doğada canı, cansız tüm maddeler elementlerden oluşur. Günümüzde bilinen element sayısı 120 civarındadır. Ancak binlerce farklı madde vardır. Bu yüzden maddeler tek cins elementten oluşmakla kalmayıp farklı cins elementlerden de oluşabilir.  

Elementlere bazı özelliklerine göre isimler verilmiştir. Bilim insanları bilimsel iletişimi kolaylaştırmak için elementleri sembollerle göstermişlerdir.

Element sembollerinin dünyanın her yerinde aynı olması dünyadaki bilgi paylaşımını ve bilimsel iletişimi kolaylaştırır.

Elementler periyodik sistem (periyodik çizelge) adı verilen bir tablo ile gösterilir.

Elementlerin sembolleri bilimsel dil olan Latince adlarına göre kısaltılarak oluşturulmuştur. Bir elementin sembolü Latince isminin ilk harfi veya ilk iki harfidir.
Hydrogenium: H  Helyum:  He       Carboneum: C     Calsium: Ca

Elementlerin Sembolleri  genellikle bir ya da iki harften oluşan bir simgeyle ifade edilir. Element sembollerinde ilk harf her zaman büyük, varsa diğerleri daima küçük yazılır.

Gümüş – Ag        Altın – Au    Cıva  – Hg         Kurşun – Pb

Azot – N        Hidrojen – H       Bakır – Cu

Atomik yapıda olan elementler sembollerle gösterilir. Moleküler yapıda olan elementlerin kaç atomdan oluştuğunun belirtilmesi için formüller kullanılır.

Elementlerin bütün dillerde aynı sembollerle gösterilmesi uluslararası bilim dilini oluşturmakta ve bilimsel çalışmalarda kolaylık sağlamaktadır.

Elementlerin Kulanım Alanları

1.Hidrojen (H): Suyun yapısında bulunur. Roket yakıtı olarak kullanılır.

2.Helyum (He): Balon ve Zeplin gibi hava taşıtlarının şişirilmesinde kullanılır.

3.Lityum (Li): Pil ve İlaç yapımında kullanılır.

4.Berilyum (Be): Uzay araçlarının yapımında kullanılır.

5.Bor (B): Isıya dayanıklı cam yapımında kullanılır.

6.Karbon (C): Kömür, petrol, doğalgaz gibi yakıtların yapısında bulunur.

7.Azot (N): Soğutmada ve tarımda kullanılır.

8.Oksijen(O): Havada  ve Oksijen tüplerinde bulunur.

9.Flor (F): Diş macunu  yapımında kullanılır.

10.Neon (Ne): Işıklı reklam tüplerinde kullanılır.

11.Sodyum (Na): Sofra tuzunda bulunur.

12. Magnezyum (Mg): Hafif olmasından dolayı uçak ve araba motorunda kullanılır.

13.Alüminyum(Al): Mutfakta eşya yapımında ve içecek kutularında kullanılır.

14.Silisyum(Si): Camın ham maddesidir. Kum ve kilde bulunur.

15.Fosfor (P): Suni gübre yapımında kullanılır.

16.Kükürt (S): Kurutulmuş meyvelerin sarartılmasında ve mikrop öldürücü olarak kullanılır.

17. Klor (Cl): Suların dezenfekte edilmesinde kullanılır.  

18.Argon(Ar): Ampullerde ve floresan yapımında kullanılır.

Demir (Fe): İnşaat malzemesi olarak kullanılır.

Bakır (Cu): Süs eşyası yapımında kullanılır.

Altın (Au): Ziynet eşyalarının yapımında kullanılır.

Civa (Hg): Termometrelerin haznesinde kullanılır.

Platin (Pt): Diş hekimliğinde, laboratuvar aletlerinde kullanılır. Oksitlenmemesi nedeniyle tıpta ortopedi alanında kullanılır.

Kurşun (Pb): Akü imalatında kullanılır.

Çinko (Zn): Mutfak eşyası ve Pil yapımında kullanır.

Gümüş (Ag): Ziynet eşyalarının yapımında kullanılır.

İyot (I): Deniz ürünlerinde ve İyotlu sofra tuzlarında kullanılır.

Kalsyum (Ca): Kemik ve dişlerin yapısında bulunur.

Bileşikler: Bileşiği oluşturan elementlerin sembolleri ve bileşikteki birleşme oranlarını ifade eden rakamlar ile yani bileşik formülleri ile ifade edilir. Örneğin su bileşiğinde iki hidrojen (H) atomuna karşılık bir oksijen(O)atomu yer almaktadır. Bu nedenle formülü H₂0 olur.

Su (H₂O): Vücuttaki metabolik olayların düzenli yürümesi için gereklidir. Su aynı zamanda çok iyi bir çözücüdür. Yediğimiz besinlerin  sindirilmesine yardımcı olur. Vücuttaki atık maddelerin dışarı  atılmasında önemli rol oynar.

Amonyak (NH₃): Boya, gübre deterjan yapımında kullanılır.

Karbondioksit (CO₂): Yangın söndürme tüplerinde ve gazlı içecek yapımında kullanılır.

Sodyum Klorür (NaCl): Beyaz kristal yapılı bir bileşiktir. Yemek tuzu olarak kullanılır. Gıdaların korunmasında, kışın yollarda oluşan buzlan eritilmesinde, kimya endüstrisinde, tıp ve eczacılıkta kullanılır.

Hidroklorik Asit (HCI): Halk  arasında tuz ruhu olarak bilinir. Temizlik malzemesi olarak kullanılır.  

Nitrik Asit (HNO₃): Halk arasında kezzap olarak bilinir. Gübre üretiminde kullanılır.

3. KARIŞIMLAR

KARIŞIM: Maddeler saf maddeler ve karışımlar olmak üzere iki gruba ayrılır. Karışımlar birden fazla element yada bileşiğin kimyasal özellikleri  değişmeden fiziksel yöntemlerle bir araya gelmesi sonucu oluşur. Karışımı oluşturan maddeler kendi özelliklerini kaybetmez.  

Karışımı oluşturan maddeler kendi özelliklerini kaybetmez. Karışımların sembol yada formülleri yoktur.

Karışımı oluşturan maddeler arasında belirli bir oran yoktur. Hava, salata, toprak farklı maddelerin bir araya gelmesi sonucu oluşan karışımlardır. Karışımlar homojen ve heterojen olarak iki sınıfa ayrılır. Her yerinde aynı özelliği gösteren karışımlara homojen karışım denir. Bu karışımlara dışarıdan bakıldığında tek bir madde gibi görünür. Homojen karışımlar çözelti olarak da adlandırılır. Deniz suyu, şekerli su, tuzlu su, parfüm, homojen karışımlara örnektir.

Maddenin başka bir çözücü içinde gözle görülemeyecek kadar küçük taneciklere (atom, molekül gibi) ayrılmasına çözünme denir. Maddenin bir çözücü içinde çözünmesi ile oluşan homojen karışımlar çözeltilerdir. Çözelti de genellikle miktarı az olan madde çözünendir. Örneğin tuzlu su çözeltisinde su çözücü, tuz ise çözünendir.

Her yerinde aynı özelliği göstermeyen karışımlara ise heterojen karışım adı verilir. Süt, çorba, su, zeytin yağı  toprak gibi  karışımlar heterojen karışımlardır. Çözelti oluşurken çözünen madde çözücünün içine ilave edildiğinde çözünen maddenin tanecikleri birbirinden ayrılır ve çözücü maddenin taneciklerinin içine eşit olarak dağılır. Şeker suda çözünürken şeker molekülleri birbirinden  ayrılarak  su moleküllerinin arasında eşit olarak dağılır.

ÇÖZÜNME HIZINA ETKI EDEN FAKTÖRLER

Sıcaklığı Artırmak: Sıcaklık artarsa çözünme hızlanır.                                                                                 Karıştırma: Karıştırma çözünmeyi hızlandırır.

Temas Yüzeyi Artırma: Çözünenin tanecik boyutunu küçültmekle çözünme hızı artar.

Değişken: Bir durumdan diğerine, gözlemden gözleme farklılık gösteren özelliklere değişken denir. Bilimsel araştırma basamaklarından biri deney yapmaktır. Deney yaparken üç değişken belirlenir.

Bağımsız Değişken: Sizin değiştirdiğiniz, deneyin sonucu üzerinde etkili olması beklenen değişkendir.

Bağımlı Değişken: Bağımsız değişkenden etkilenen değişkendir. Bağımsız değişkene göre değişimi incelenen sonuç değişkenidir.

Kontrol Edilen(Sabit tutulan) Değişken: Kontrolünüzde kalan ve miktarı değişmeyen değişkendir.  

DEĞİŞKENLER:

Bağımsız Değişken (Değiştirilen)  Bağımlı Değişken – (Gözlenen)

Kontrol Edilen Değişken – (Sabit Tutulan)

Örnek: Bağımlı değişken: Şekerin tanecik boyutu

Bağımsız değişken: Çözünme hızı                                                                                                               

Kontrol edilen değişken: Suyun sıcaklığı, su miktarı                  

Bilimsel bir araştırmada birden fazla bağımsız değişken varsa bağımsız değişkenlerden birinin etkisi incelenirken genellikle diğerleri sabit tutulur.                                                 

Bağımlı Değişken (Gözlenen): Çözünme hızı                      

Bağımsız D.(Değiştirilen):  Suyun sıcaklığı Kontrol Edilen D. (Sabit Tutulan): Küp şeker, su konulan bardak, su miktarı

4.  KARIŞIMLARIN AYRILMASI

Farklı yöntemler kullanarak karışım halindeki maddelerden saf maddeler elde edilmesine ayrıştırma denir.

KARIŞIMLARI AYRIŞTIRMA YÖNTEMLERİ

1. Buharlaştırma

2. Damıtma 

3. Yoğunluk Farkı

4. Eleme

5. Süzme

6. Mıknatısla ayırma

BUHARLAŞTIRMA İLE AYIRMA YÖNTEMİ: Bir sıvı madde içinde çözünmüş başka bir katı maddeyi çözeltiden ayırmak için kullanılan yöntemdir. Buharlaştırma işlemi, çözeltiden tüm sıvı buharlaşıp geriye sadece katı madde kalıncaya kadar devam eder.

Katı-sıvı homojen karışımları ayırmak için kullanılan bir yöntemdir. Tuzlu suyu buharlaştırdığımızda su (çözücü) ortamdan uzaklaşacaktır ve ortamda tuz (çözünen) madde kalacaktır.

DAMITMA İLE AYIRMA YÖNTEMİ: Sıvı – sıvı homojen  karışımları ayırmak için kullanılan bir yöntemdir. Sıvıların kaynama noktaları farkından yararlanılır. Kaynama noktası düşük olan sıvı daha önce buharlaşarak kaptan ayrılır ve yoğunlaştırılarak başka bir kapta toplanır. Böylece karışımlar birbirinden ayrılmış olur.

Alkollü su karışımında alkolün kaynama noktası 76°C, suyun kaynama noktası ise 100 °C’dir. Çözeltiyi ısıttığımızda ayrımsal damıtmada ilk olarak kaynama noktası düşük olan alkol buharlaşacak sonra tekrardan sıvı hale getirilerek bir kapta toplanacaktır. Alkol tamamen buharlaştığında bir kapta su diğer kapta alkol bulunacaktır.

Ham petrolden benzin ve mazot elde edilmesi damıtma yöntemine örnektir. Kolonya, sirke, petrol gibi sıvı homojen karışımlar bu şekilde kendisini oluşturan maddelere ayrışırlar.

YOĞUNLUK FARKI İLE AYIRMA YÖNTEMİ:  Yoğunlukları farklı olan heterojen iki sıvıdan yoğunluğu fazla olan sıvı dipte olurken yoğunluğu küçük olan sıvı yüzer.                                                          

Bu iki sıvıyı ayırma hunisi ile ayırabiliriz. Zeytinyağı – su karışımı ayırma hunisi ile ayrılırken karışımdan önce su sonra da zeytinyağı elde edilir.                                                                                 

Benzin – su karışımları da bu yöntemle ayrılır.

Mıknatıs İle Ayırma Yöntemi: 
Demir gibi mıknatısın çektiği maddelerle karışmış başka maddeleri ayırmada mıknatıs
kullanılır.

Mıknatısla ayırmaya örnekler:  Demir tozu–Kükürt tozu ve Demir tozu–Kum

Yüzdürmeyle Ayırma Yöntemi: Suya atıldığında yoğunluğu küçük olan katı suda yüzerken, yoğunluğu büyük olan katı suda batar. Örneğin talaş-kum karışımı yüzdürülerek birbirinden ayrılır.

Savurma ile Ayırma Yöntemi: Rüzgâr, yoğunluğu farklı olan çeltikteki pirinç ve samanı ayırır.  

Eleme ile Ayırma Yöntemi:  Değişik irilikteki katı taneciklerden oluşan karışımları birbirinden ayırmak için eleme yöntemi kullanılır. Elemeye Kum – Çakıl, Kepek–Un ve Mısır–Pirinç örnek verilebilir.

Süzme ile Ayırma Yöntemi:  Katı taneciklerle karışmış sıvı maddeler süzme yöntemiyle birbirinden ayrılır. Süzmeye  Su–Kum, Su–Tebeşir, Su–Demir  ve Su – Makarna örnek verilebilir.