Maddelerin Sınıflandırılması ve Özellikleri
22 12 2008

Maddelerin Sınıflandırılması ve Özellikleri

Bu kazanım makro ölçek düzeyinde ele alınmalıdır. Örneğin fotondan bahsedilmemelidir.

 

  Yüzyıllar boyunca  merak konusu olmuş bir sorunun cevabını birlikte bulmaya çalışalım. Bunun için çok çok geriye döneceğiz.

  Yıllar yıllar önce insanlar dünyanın neden oluştuğunu merak ettiler. O zaman için etkin olan insanlar, toprak dediler, her şeyin kaynağı topraktır. İlk bakışta doğru gibiydi, kaynak sulara, yanardağlara, bitkilere bakınca hepsi toprağın içinden çıkıyor gibiydi. Birisi çıkıp ya denizler, okyanuslar bunlar nasıl topraktan oluşabilir? dedi. Toprak var, ancak su olmadığında bitki de yetişmiyor! dedi. Bunu merak etmişti. Başta " hadi ordan sende deli " dediler belki ama söyledikleri doğruydu. Sonra toprağın yanına su'yu da eklediler. Toprak ve su tüm doğanın kaynağıdır. Bir başkası ya ateş dedi, toprak yanmıyor, su da yanan ateşi söndürüyor, ateş ayrı bir şey olsa gerek. Tabi hemen kabul görmedi. Ancak Toprak ve suyun yanında bir süre sonra ateşte yerini aldı.

   Bu tartışmalar, bir düşünürün" madde atomlardan oluşuyor" dediği noktaya kadar sürüp gitti. Atom " en küçük " demekti, bilim insanının yaşadığı toplumda. En küçük şeylerden oluşan her şey maddeydi artık.

   Bizler bugün biliyoruz ki atomlar yan yana gelerek ya da birleşerek molekül denilen gurupları da oluşturuyor ve bunlarda yeni maddelerin meydana çıkmasına neden oluyor.

   Maddeyi bir kez daha tanımlarsak " atom ya da moleküllerden oluşan her şey " diyebiliriz.

   Her şey; demir, bakır, hava, su, toprak, karbon, altın, oksijen... bunların hepsi için madde diyoruz.

   Birde maddelerden yapılan cisimler var. Maddenin şekil almış hali. Masa bir cisimdir. Bunun neden madde olmadığını şimdi daha iyi anlayacaksınız. Bu masa neden yapılmış; tahta bir masa mı, demir mi, plastik mi? Bu sorularla karşılaştığınız da bilin ki sözünü ettiğiniz şey CİSİM dir. Tahta, demir ya da plastik diye cevap verdiğinizde kullandıklarınız ise MADDE dir. 

* Maddenin katı, sıvı ve gaz halleri hatırlatılarak plazma hali açıklanır. Öğrenciler, maddenin plazma halini ilk defa öğrendikleri için bu kavram üzerinde durulmalı ve günlük yaşamdan örnekler verilmelidir. Maddenin dört halinin öteleme hareketi yapıp yapmadıklarına göre, sıkıştırılıp sıkıştırılamadıklarına göre ve mıknatıstan etkilenip etkilenmediklerine göre sınıflandırılabileceği açıklanır.

 

  Çevremize biraz daha dikkatli baktığımızda maddelerin katı, sıvı ve gaz halde bulunduklarını görürüz.

  İlköğretim Fen ve Teknıloji dersini birlikte hatırlayalım.

  Katı bir maddeyi ısıttığımızda bir süre sonra sıvı, ısıtmaya devam ettiğimizde de gaz haline geçtiğini öğrenmiştik.

  Acaba gaz halindeki maddeye ısı vermeye devam edersek ne olur? Maddeyi meydana getiren atom ya da moleküllerin sahip olduğu enerji artacak, atoma bağlı olan elektronlar atomdan kopabilecektir. Bu da atomu iyon ( yüklü ) hale getirecektir. Maddenin bu durumuna da plazma hali diyeceğiz.

  Madde katı, sıvı, gaz ve plazma halinde bulunmaktadır.

  Günlük yaşamda neon ışığı denilen ışıklı yazılar görmüşsünüzdür ya da evinizde florasan lambalar vardır. Bunların içerisindeki gazlara yüksek enerji verilerek atomlardan elektron kopması sağlanıyor ve gaz plazma hale geçiyor. Bu da plazmayı elektrik akımını iletebilecek duruma getiriyor. İlerleyen konularda dünyayı oluşturan tabakalar ve yıldızlarında plazma olduğunu ayrıntılı olarak vereceğiz.

   Maddeyi kabaca dört gruba ayırdıktan sonra onları daha alt gruplara da ayırabiliriz. Maddelerin bazıları sıkıştırılabilirken, bazılarının sıkıştırılamadığını, bazı maddelerin mıknatıs tarafından çekilirken bazılarının çekilmediğini fen ve teknoloji derslerinden hatırlarsınız.

   Katı maddeler sıkıştırılamıyorlardı ancak sıvılar bir miktar sıkıştırılabiliyordu. Sıvıların sıkıştırılma oranları çok küçük olduğu için sıvıları da sıkıştırılamıyor diye sınıflamıştık. Gaz maddeler ise sıkıştırılabiliyor du. Bunu basit bir deneyle görmemiz mümkün. Bir şırıngayı hava ile doldurup, deliğini parmağımızla kapattıktan sonra, pistonunu itebiliyorduk. Bu da basit olarak bize gazların sıkıştırılabilir olduğunu gösteriyordu. Plazmaların sıkıştırılıp sıkıştırılamayacağını da siz tartışın.

   Katı, sıvı, gaz ya da plazma olsun, atom ya da moleküllerden ya da iyonlardan meydana gelen maddeler bir yer kaplarlar. Bu yere maddenin hacmi diyoruz. Müzik aletlerinin üzerinde sesi yükselten düğmenin altında yazan yazıyı görmüşsünüzdür. VOLUMU, hacım demektir. Volumü yükseltiğinizde müzik aletinin çıkardığı ses artar ve müzik aletinin bulunduğu ortamın her yerini doldurur.Maddenin de her tarafa doğru doldurduğu yere hacım diyoruz. Şekli geometrik olan katı cisimler için hacmi bulmak kolaydır. Matematiksel ifadelerinde ölçtüğümüz değerleri yerine koyarak bu katı maddenin hacminı bulabiliriz. Bir kenarı 5 cm olan küpün hacmi ne kadardır? denildiğinde V = 5 cm x 5 cm x 5 cm = 125 cm3 olarak kolayca hesaplayabiliriz.  

  

* Sıvılarda çözünmeyen, kum vb. katılar dışında, düzgün şekilli olanlar hesaplanır. Diğerleri ise dereceli silindir ile ölçülerek bulunur. Gazların ise bulundukları kabın hacmini aldığı vurgulanır.

 

  Her katı maddenin ya da cismin şekli geometrik olmayabilir. Şekli geometrik olmayan ve sıvı içerisinde çözünmeyen katı maddelerin hacımlarını sıvılar yardımıyla bulabiliriz. Silindirik bir kap içerisine sıvıyı doldurur ve miktarını ölçeriz. Daha sonra bu katı cismi sıvının içerisine koyduğumuzda hepinizin tahmin ettiği gibi sıvının yüksekliği artar. Sıvının yüksekliğini arttıran şey içerisine koyduğumuz katı cismin hacmidır. Sıvı düzeyi 120 ml olan sıvının içerisine sıvı da çözünmeyen katı bir madde koyduğumuzda sıvı yüksekliği 170 ml oluyorsa katının hacmi ne kadardır? Basit ancak anlaşılır olduğunu biliyorum; 170 ml - 120 ml = 50 ml sıvının içerisine koyduğumuz katının hacmi olacaktır.

   Sıvılarında kapladıkları yerin miktarını bulabiliriz. Kapladıkları yerden kastımızın hacım olduğunu anlamışsınızdır. Sıvıların hacımlarını dereceli silindirler yardımıyla buluruz.

   Gazlarda yer kaplarlar. Onlarında hacımları vardır. Ancak gazların hacımları ölçülürken, ortamın basınç değeri, sıcaklığı vb. değerler çok önemlidir. Gazlar için bir hacım hesapladığınızda şu sıcaklıkta, bu basınçta bu gazın hacmi budur, demeniz gerekmektedir. Aynı miktar gaz için basınç ve sıcaklık değerleri değiştiğinde hacmi da değişecektir. Bir miktar hava dolu balonu sıcak buhara tuttuğumuzda balonun hacminın genişlediğini fark ederiz. Balonun genişlemesinin nedeni içindeki havayı oluşturan moleküllerin ısı enerjisi alarak daha uzaklara hareket edebilmelerinden kaynaklanır. 

 

* “ Gazların hacimleri yoktur. “

Kavram hatasının verilmemesine ve düzeltilmesine dikkat edilecek.

 

* Maddenin farklı özellikleri ( şekil, renk, tat, miktar vb. ) dışında cinsine bağlı olarak yalnızca kendisine özgü bazı özellikleri vardır. En yaygın olanları yoğunluk, elektrik iletkenliği, ısı iletimi, erime sıcaklığı, kaynama sıcaklığı ve öz ısı, vb. dir.

 

  Maddeleri katı, sıvı, gaz ve plazma olarak dört gruba ayırdık. Ancak katı maddeler de birbirlerinden farklıdırlar. Toz şeker katı bir maddedir, demir de öyle ancak özellikleri birbirlerinden farklıdır. Sıvılar, gazlar da aynı şekilde birbirlerinden farklıdırlar.

  Bunun nedeni maddeyi meydana getiren atom ya da moleküllerin özelliklerinden kaynaklanır. Biliyorsunuz ki kabaca atomlar elektron, proton ve nötrondan oluşurlar. Bir atomun proton ve buna bağlı olarak elektron sayısı maddenin hangi madde olacağını da belirler. Hidrojenin oluşabilmesi için bir elektronla bir protonun atom oluşturması gerekir. Atomunda bir elektron ve proton varsa meydana gelen madde hidrojendir. Atomunda iki elektron ve iki proton varsa bu sefer helyum diye bir madde ortaya çıkar. Bir atom üç elektron ve üç protondan oluşuyorsa yeni oluşan maddenin adı artık lityumdur. Atomlardaki elektron ve protonların özellikleri birbirinin aynı olmasına rağmen, atomdaki elektron ve proton sayılarının farklı olması, farklı maddelerin meydana gelmesini sağlar.

   Dikkatli öğrenciler şunu düşünebilirler. Elimde bir lityum atomu var ve ben bunun bir elektronu ile protonunu sökersem madde lityum olmaktan çıkıp, helyum mu olur? Bunun cevabı evet dir. Burada zor olan elektronun koparılması değil protonun, atomun çekirdeğinden sökülmesidir. Bunu evde denemeyin, atom bombasının çalışma prensibi de çekirdekten proton koparmaya dayalıdır.

 

   Şimdi bir elektron ve bir protondan meydana gelen hidrojen atomu mu, yoksa üç elektron, üç protondan meydana gelen lityum atomu mu daha ağırdır? Sorusuna cevap arayarak öz kütle ya da diğer adıyla yoğunluk kavramına geçebiliriz. Sorumuzun cevabı elbette lityum atomu daha ağırdır olacaktır.

   Eşit büyüklükte iki kap alıp bunlardan birini hidrojen ile diğerini lityumla doldurduğumuzda ve götürüp terazinin kefelerine bıraktığımızda, lityumun olduğu taraf aşağıya inecektir.

   Bunu bütün maddeler için genelleştirirsek, birim hacımda bulunan madde miktarına yoğunluk ya da öz kütle denir.

   Şunu demek istiyoruz, bir cm3 büyüklüğünde bir kabımız var bunu her hangi bir madde ile doldurup terazi de tartığımızda bulduğumuz değer bize o maddenin yoğunluğunu yani öz kütlesini veriyor.

   Öz kütle değeri tüm maddeler için farklıdır. Nedeni yukarıda da söylediğimiz gibi maddeyi meydana getiren atom ya da molekülleri oluşturan atomların içerisindeki proton sayılarının farklılığından kaynaklanmaktadır. Öz kütle ayırt edici bir özelliktir. Şunu demek istiyoruz. Bir maddenin öz kütlesine ya da yoğunluğuna bakarak o maddenin ne olduğunu söyleyebilirsiniz. 1 cm3 büyüklüğündeki kabınızı bir maddeyle doldurdunuz ve terazide tarttınız, bulduğunuz değer 1 gr ise, tarttığınız madde kesinlikle sudur. Su olabilir demediğimize dikkat ediniz.

   Öz kütle = Yoğunluk = d harfi ile gösterilir.

   Terazi de kütle ölçüldüğünü hatırlarsanız;

           d = Kütle / Hacım

           d = m / V den maddelerin öz kütlelerini bulabiliriz.

           m = gram

           V = cm3 alınırsa d'nin birimi gr/cm3 olacaktır.

 

   Maddelerin atom ve moleküllerindeki proton buna bağlı olarak elektron sayılarının farklı olması onların birbirine göre daha erken ve daha geç ısınmalarına, elektriği iyi iletip iletmemelerine, erime, kaynama ısılarının, öz ısılarının farklı olmasına da neden olmaktadır.

 

Şimdi madde için bir tanım yapabiliriz; uzayda yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye denir.

Eylemsizlik daha sonraki konularda geniş bir şekilde açıklanacaktır.

 

777
0
0
Yorum Yaz
mrp haber Oto Yıkama makinesi
cam - evden eve nakliyat - msn