24 Ocak 2016 Pazar

MADDE NEDİR?


MADDE NEDİR?
Boşlukta yer kaplayan ve ağırlığı olan her şey. Bu tarif genel bir nitelik taşır. Mesela üzerinde yaşadığımız yer küresi, hava, su, taş, toprak, vs. maddedirler. Maddenin şekil almış haline cisim denir. Şişe, bardak, pencere camı, ayrı ayrı birer cisimdir. Fakat hepsi cam maddesinden yapılmıştır.



Çevremizde sayısız madde vardır.


Etrafımızda gördüğümüz bütün maddeler, genellikle saf değil, birer karışımdır. Mesela içtiğimiz su, homojen olduğu, her tarafı aynı göründüğü halde, içinde az da olsa tuzlar ve hava ihtiva eder. O halde bir karışımdır. Karışımların belirli özellikleri yoktur. Yalnız bir maddeye saf madde denir. Saf maddenin belirli özellikleri vardır ve bu özellikleri hiç değişmez. Tam saf madde yok gibidir. Bir madde içinde bulunan yabancı maddeler, kimya usulleri ile anlaşılmayacak kadar az olunca, bu maddeye, saf diyoruz. Saf süt demek, kimya bakımından doğru bir söz değildir. Çünkü süt belli özellikler taşıyan tek bir madde değildir.

Maddede daima değişiklikler olduğunu bilmekteyiz. Maddede meydana gelen değişikliklere olay denir. Bu ise genel olarak fiziksel ve kimyasal olmak üzere ikiye ayrılır:
Fiziksel olay: Bir madde üzerinde meydana geldiği vakit, o maddenin hüviyetini, yapısını değiştirmeyen olaydır. Mesela kağıdın yırtılması, fiziki bir olaydır. Çünkü kağıdın şekli değişmiş fakat özü yine kağıttır.
Kimyasal olay: Bir madde üzerinde meydana geldiği vakit, o maddenin hüviyet ve yapısını değiştiren olaydır. Mesela kağıdın yanması gibi.
Atomların çekirdeklerinde değişmeler, parçalanmalar olduğu, radyoaktif denilen elementlerden anlaşılmaktadır. Atomların ortasında bulunan çekirdeklerin bu parçalanmasında, bir elementin başka bir elemente dönüştüğü anlaşılmıştır. Ayrıca, Albert Einstein’in relativite teorisine göre madde ve enerji birbirine eşdeğerdir. Bu sebeple madde enerjiye, enerji de maddeye dönüştürülebilir. Mesela bir uranyum çekirdeğinin veya başka bir ağır atom çekirdeğinin ikiye ayrılmasıyla meydana gelen çekirdek bölünmesinde madde enerjiye dönüşür. Bileşik cisimlerde olduğu gibi, elementler de hep değişmekte, bir halden başka hale dönmektedir. Canlı cansız her madde değişmekte, yani eskisi yok olup, yenisi var olmaktadır. Bugün var olan her canlı, (her bitki, her hayvan) önce yok idi. Başka canlılar vardı. Bir zaman sonra da, şimdiki canlılardan hiçbiri kalmayacak, başka canlılar var olacaktır. Cansız her varlık, mesela bir element olan demir veya birkaç cisim karışımı olan taş, kemik, bütün maddeler, bütün zerreler hep değişmektedir. Yani eskileri yok olmakta ve başkaları var olmaktadır. Yeni meydana gelen madde ile, yok olan maddenin özellikleri birbirine benziyorsa, insan bu değişikliği anlayamıyor, maddeyi hep var sanıyor.

MADDENİN HALLERİ

Maddenin halleri nedir?

Boşlukta yer kaplayan, Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan ve bu değerleri ölçülebilen  her şeye "madde" denilmekteydi, maddenin sınıflandırılması konusunda bu bilgileri sizlere vermiştik.
Maddeler Atom ya da moleküllerden oluşur, bu atom ya da moelküllerin durumuna göre madde çeşitli haller alır işte bu maddelerin faz durumlarını tanımlayan terim ise "Maddenin halleri" dir.
16 tane madde hali tanımlanır ve madde, istenildiğinde ortam şartları elverişli hale getirilerek bir halden diğerine dönüştürülebilir.


Maddenin iç yapısı

Maddenin klasik halleri

1. Maddenin Katı hali
2. Maddenin Sıvı hali
3. Maddenin Gaz hali

Maddenin katı hali

Maddenin katı hali belirli bir şekle ve hacme sahiptir. Katı maddeyi oluşturan atom ve moleküller yok denecek kadar azdır. Atom ve moleküller arasında bir düzenlilik vardır.Atomlar titreşim hareketi yaparlar.Maddenin en düzenli halidir.


Maddenin katı hali özellikleri

1. Tanecikleri birbirine temas eder.
2. Tanecikleri arasındaki boşluk yok denecek kadar azdır.Bu sebeple maddenin en düzenli halidir.
3. Tanecikleri yer değiştiremez.Sadece bulundukları yerde sürekli titreşim halinde bulunurlar.Öteleme hareketi yapamazlar.
4. Belirli bir şekli vardır.Bu şekli bulundukları kabın yada ortamın şekline göre değiştirmez.
5. Sıcaklık ile genleşebilir .Sıcaklık etkisi ile tanecikler birbirinden uzaklaşır ve hacim artar.Ama sıkıştırılamazlar çünkü tanecikler arasındaki boşluk yok denecek kadar azdır.

Maddenin Sıvı hali

Maddenin sıvı hali, belirli bir şekle sahip değildir. Sıvılar akışkan olduklarından bulundukları kabın şeklini alır. Sıvı halde atom veya moleküller katılardan daha düzensiz olup tanecikler arası boşluklar katılardan daha fazladır ama sıkıştırlamazlar. Birazcık düzensiz hareket vardır.Ayrıca bulundukları kabın şeklini alırlar ve bir halden başka bir hale girebilirler.


Maddenin Sıvı halinin özellikleri

1. Kendilerine ait bir şekilleri yoktur.Bulundukları kabın şeklini alırlar.
2. Akışkan halde bulunurlar.Fakat her sıvının akışkanlığı aynı değildir.Yoğunluklarına göre değişkenlik gösterirler.
3. Tanecikleri birbiri ile temas halindedir.
4. Tanecikleri arasındaki boşluk katılardan daha fazla olmasına rağmen çok azdır.
5. Tanecikleri birbiri üzerinden kayarak hareket edebilirler.Yani tanecikleri yer değiştirebilir.Bu sayede akışkan olurlar.
6. Hem titreşim hem de öteleme hareketi yaparlar.
7. Sıcaklık etkisi ile genleşebilir.Sıkıştırılamaz.
8. Maddenin sıvı hali katı haline göre düzensizdir.
9. Katı haldeki bir maddenin sıvı hale geçmesi için dışarıdan ısı enerji alması gerekir.Bu değişim fiziksel bir değişimdir.

Maddenin Gaz hali

Atom veya moleküllerin arasında boşlukların en çok olduğu haldir. Gaz tanecikleri arasında boşluk fazla olduğunda gazlar sıkıştırılabilirler. Gaz tanecikleri düzensiz olarak hareket ederler. Bu hareketleri sırasında gaz molekülleri birbiri ile homojen olarak karışabilirler. Bunların yayılmaları hissedilebilir veya gözle takip edilebilir.


Maddenin Gaz halinin özellikleri

1. Maddenin taneciklerinin serbest hareket ettiği fiziksel hal gaz halidir.
2. Tanecikler birbirinden bağımsız sürekli hareket halindedir.
3. Belirli bir şekilleri ve hacimleri yoktur.
4. Tanecikleri arasındaki boşluk çok fazladır.En fazla boşluk bulunan haldir.
5. Boşluğun çok olmasından dolayı rahatlıkla sıkıştırılabilir.Sıkışma etkisi ile sıvı hale geçebilir.Sıcaklık etkisi ile katı ve sıvılara göre daha iyi genleşebilirler.
6. Akışkan haldedir.
7. Bulundukları kabın her yerine eşit oranda dağılırlar yani bulundukları kabı doldurarak kabın şeklini alırlar.
8. Hem titreşim hem de öteleme hareketi yaparlar.

Maddenin Diğer Halleri

1. Sıvı kristal
2. amorf katı
3. Manyetik düzenli
4. Süper iletken
5. Süper akışkan
6. Bose-Einstein yoğunlaşması
7. Rydberg molekülü
8. plazma (iyonlaşmış gaz)
9. Kuark-gluon plazması
10. Dejenere madde
11. Süper katı
12. Sicimsi sıvı
13. Süper cam

Amorf katı

Amorf katı atomların kararlı bir kristal yapıya sahip olmadığı katılar için kullanılan terimdir.

Sıvı kristal

Sıvı kristaller, sıvıların ve katı kristallerin özellikleri arasında özelliklere sahip olan kimyasal maddelerdir.

Süperiletken

Süper iletken (Üstün iletken), elektriksel iletkenlikleri sonsuza ulaşan maddelere denir.

Bose-Einstein yoğunlaşması

Bose-Einstein yoğunlaşması bozonlardan oluşan maddelerin mutlak sıfır sıcaklığına çok yakın değerlere kadar soğutulmasıyla ortaya çıkan maddenin bir halidir.

Plazma (iyonlaşmış gaz)

Plazma, basitçe gaz haldeki maddelerin manyetik kutuplaştırmaya bağlı doğrusal noktalarda oluşan fiziksel ve kimyasal reaksiyonun kontrollü etkileşim sürecine verilen genel ad.

MADDENİN ORTAK ÖZELLİKLERİ

MADDENİN ORTAK ÖZELLİKLERİ

Çevreye bakıldığında çok sayıda ve özellikleri değişik varlıkların olduğu görülür. Çevrede görülen her şey maddedir.  Bizde bir maddeyiz. Yeryüzü çok çeşitli maddelerin bir topluluğudur. Hava su toprak ve güneş kainatın en önemli dört maddesidir. Bazı bilim adamları yeryüzündeki maddelerin kaynağının bunlar olduğunu söylemişlerdir. 

Maddelerin çoğunu görebiliriz. Su, taş, toprak, kitap sıra… vb. maddeler görebildiğimiz maddelerdir. Bazı maddeleri ise göremediğimiz   halde duyu organlarımızla hissedebiliriz. Hava ve koku gibi maddeleri göremeyiz ama hissedebiliriz. 
Isı, ışık, ses, düşünceler veya fikirler ise madde değildir.

Maddelerin ortak özellikleri:

 Bütün maddelerde bulunan özelliğe ortak özellik denir. Bütün maddelerin hacmi ve kütlesi vardır. Ağırlık ortak özellik olarak akla gelebilir ama, bir maddenin uzayın her yerinde kütlesi olduğu halde bazı yerlerde ağırlığı sıfır olabilir. Yani ağırlık ortak özellik değildir.

 Maddelerin, renk, koku, tat, biçim ve sıcaklık gibi özellikleri de vardır. Renk, koku ve tat bazen ortak, bazen de ayırt edici özelliktir. Örneğin tuz ve kömürü rengine bakarak ayırt edebiliriz. Tuz ve toz şeker gibi maddeleri rengine bakarak ayırt edemeyiz. Maddeyi gruplandırmak ve bu gruplandırma hakkında genelleme yapabilmek için maddeler arasında maddenin rengine, kokusuna, canlı ya da cansız oluşuna bağlı olmayan ortak özellikler aranır. 

Bu ortak özellikler;

 a. Eylemsizlik
 b. Hacim 
 c. Kütle 

Eylemsizlik: Maddenin doğal durumunu koruma isteğine Eylemsizlik denir. Duran bir araç aniden harekete geçerse araç içerisindeki cisimler aracın arkasına doğru hareket ederler, araç aniden fren yaptığında cisimler aracın ön tarafına doğru hareket eder. Dolmuş veye Otobüs içerisinde giderken şoförün aniden fren yapması durumunda bütün yolcular öne doğru giderler. Yolcuların bu şekilde hareket etmesinin sebebi eylemsizlik kuvvetinden kaynaklanır. Kütle: Bir maddenin madde miktarına kütle denir. Kütle tanecik sayısıdır diyebiliriz. Bu nedenle kütle miktarı bulunduğu yere göre değişiklik göstermez. Günlük hayatda kütle ve ağırlık birbiriyle karıştırılır. Ancak aynı şeyler değildir. Ağırlık Dünyanın, cismin kütlesinden dolayı uyguladığı bir kuvvetdir. Ağırlık bulunulan ortama göre değişiklik gösterebilir. Örneğin bir cismin  Dünyada ve Ayda ki ağırlıkları birbirine eşit değildir, ama kütleleri eşittir. 


Hacim: Maddenin boşlukta kapladığı yere Hacim denir. Bütün maddelerin bir hacmi vardır. Birimi m3 tür. 
Kütle:Bir cisimde bulunan madde miktarına kütle denir. m ile gösterilir.
Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür.
Sıcaklık basınç ve cismin bulunduğu yere bağlı değildir.
Kütle evrenin her yerinde aynıdır,değişmez.
Fiziksel ve kimyasal bir olay sonucunda toplam kütle değişmez.
Kütle skaler bir niceliktir.

MADDENİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ

Maddenin ayırt edici özellikleri

 İki maddenin aynı ya da farklı maddeden mi yapıldığını anlamak için birtakım özellikleri araştırmak gerekir. Bunlar maddenin ayırt edici özellikleridir. Maddenin ayırt edici özellikleri şekle, biçime ve miktara bağlı olmayıp, maddenin cinsine bağlıdır.
 1) Öz kütle (yoğunluk)
 2) Erime noktası ve kaynama noktası 
 3) Çözünürlük
 4) Sıcaklıkla genleşme
 5) Esneklik
 6) İletkenlik 

ÖZ KÜTLE (YOĞUNLUK): 
Maddelerin 1 cm3’ünün gram cinsinden kütlesine öz kütle denir. Öz kütle (d) ile gösterilir. 
Kütle (m) ve hacim (V) arasında d=m/v bağıntısı vardır. Öz kütlenin birimi g/cm3 dür. 
Saf maddelerin (element ve bileşik) öz kütleleri sabittir. Karışımların öz kütleleri ise sabit değildir. 
Bir maddenin öz kütlesinden söz ederken sabit bir sıcaklıktaki öz kütlesinden söz edilmelidir. Sıcaklık değiştiğinde maddenin hacmi değişeceğinden öz kütlesi de değişir. Özellikle gazlardaki değişiklik daha belirgindir. Öz kütle, maddenin karakteristik özelliği olmasına rağmen yalnız öz kütlesi bilinen bir maddenin hangi madde olduğu anlaşılamayabilir. Bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla ayırt edici özelliğinin incelenmesi gerekir. Yalnız öz kütlesi bilinen bir maddenin hangi madde olduğu anlaşılabilir mi? Nikelin özkütlesi 8,9 g/cm3’tür. Acaba özkütlesi 8,9 g/cm3 olan bir madde nikel midir? Yoksa başka bir madde olabilir mi? Demirin özkütlesi 7,86 g/cm3 ve gümüşün özkütlesi 10,5 g/cm3’tür. Belli bir oran da demir ve gümüşten karıştırarak özkütlesi 8,9 g/cm3 olan alaşım hazırlanabilir. Bu durumda özkütleleri 8,9 g/cm3 olan madde nikel de olabilir, demir – gümüş alaşımı da olabilir. (Birden fazla madde aynı özkütleye sahip olabilir.) Demek ki, özkütle yalnız başına tam anlamıyla ayırt edici olma özelliği göstermeyebiliyor. Çoğu zaman maddenin diğer ayırt edici özellikleri de yalnız başına maddeleri tanımaya yetmeyebilir. Buna göre, bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla özelliğinin incelenmesi gerekir. 


Erime ve Donma Noktası: 

Katı maddelerin ısıtıldığında sıvı hâle geçtiği sıcaklığa erime; sıvıların sıvı halden katı hale geçtiği andaki sıcaklığa donma sıcaklığı denir. Katı ve sıvılar için ayırt edicidir. 

Kaynama Noktası: 

Isıtılan bir sıvının gaz fazına geçtiği sıcaklıktır. Kaynama sırasında sıvının buhar basıncı açık hava basıncına eşittir. Sıvılar ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir, çünkü kaynama sıcaklığı yoğunlaşma sıcaklığına eşittir, 
- 1 atmosfer basınç altında -20°C sıcaklığa sahip bir buz parçasının ısıtılması olayının grafiği aşağıdadır.
 - Grafiğin II. ve IV. bölgelerinde hâl değişimi sırasında sıcaklıkta değişiklik yoktur.
 - I. III. ve V. bölgelerde sıcaklık artmaktadır. I. bölgede verilen ısı buzun ısınmasında, II. bölgede verilen ısı buzun erimesinde, III. bölgede verilen ısı suyun ısınmasında, IV. bölgede verilen ısı suyun buharlaşmasında, V. bölgede verilen ısı su buharının ısınmasında kullanılmaktadır. 

Çözünürlük: 

Doymuş çözeltideki 100 gram suda çözünmüş olan madde miktarı, o maddenin o sıcaklıktaki çözünürlüğüdür. Çözünürlük, çözücünün cinsine, çözünenin cinsine, sıcaklık, basınç ve ortak iyonun varlığına bağlıdır. Sıcaklığın değiştirilmesi maddelerin çözünürlüğünü değiştirir. Genellikle sıcaklığın artırılması ile katılarda çözünürlük artarken gazlarda azalır Katı-sıvı-gazlar için ortak ayırt edici bir özelliktir. 

Genleşme:

Genleşme, ısıtılan cisimlerin, boyunda, yüzeyinde veya hacmindeki değişmedir. Genleşme katı ve sıvılar için ayırt edici bir özelliktir. Her katı ve sıvının farklı bir genleşme katsayısı vardır. Aynı şartlarda eşit hacimdeki iki gaz örneği özdeş ısıtıcılarda aynı sürede ısıtıldıklarında hacimleri eşit miktarda artar. Bütün gazların genleşme katsayısı (hacimlerinin 1/273’ü oranında) aynıdır ve bu sebepten gazlar için ayırt edici bir özellik değildir. 

Esneklik: 
Esneklik yalnız katılar için ayırt edici bir özelliktir. Sıvı ve gaz maddelerin esneme özellikleri yoktur 

İletkenlik:

Üzerinden geçen elektrik akımına karşı maddelerin gösterdiği kolaylık iletkenliktir. Bir madde elektrik akımına karşı ne kadar az direnç gösterirse o kadar iyi iletkendir. Maddelerdeki elektrik akımı iletkenliği elektronların hareketi ve iyonların hareketi ile ilgilidir. Elementlerden metaller elektrik akımını iletir, ametaller iletmez. İyonik bağlı katı kristaller elektrik akımını iletmezler. Bunlar sıvı hâlde ve sulu çözelti hâlinde elektrik akımını iletirler. 

MADDE VE ÖZELLİKLERİ VİDEOSU

Madde ve özellikleri videosu:


MADDENİN HAL DEĞİŞİMİ

Maddenin hal değişimi nedir?

Maddenin hallerinden maddenin halleri nedir? adlı konumuzda bahsetmiştik. Kısaca bahsetmemiz gerekise maddenin klasik olarak bilinen 3 hali vardır. Katı, Sıvı ve Gaz Hali. Bu bilinen 3 halin dışında maddenin 13 hali daha bulunmaktaydı. İşte bu maddelerin klasik halleri ve çok fazla bilinmeyen 13 halinin birbiriyle değişimiçerisine girmesin Maddenin Hal Değişimi denir.
Bilimsel terim olarak açıklarsak maddenin sıcaklığı değişmeden moleküller arası potansiyel enerjisinin ısı alarak ya da vererek değişmesi sonucu meydana gelen değişimlere Maddenin Hal Değişimi denir.
Saf maddelerin hal değişimi sırasında, sıcaklığı değişmez. Maddenin Hal Değişimi, maddenin katı, sıvı, gaz ve plazma halleri arasındaki geçişlerden görülmektedir.

Maddenin hal değişimleri

1. Erime
2. Süblimleşme
3. Kaynama - Buharlaşma
4. İyonizasyon
5. Deiyonizasyon
6. Yoğunlaşma
7. Kırağılaşma
8. Donma

Erime

Katı, ısı alarak sıvı hale geçer. Bu olaya erime denir.

Süblimleşme

Katı, ısı alarak gaz hale geçer. Bu olaya süblimleşme denir.

Kaynama - buharlaşma

Sıvı, ısı alarak gaz hale geçer. Bu olaya kaynama, buharlaşma denir.

İyonizasyon

Gaz, ısı alarak plazma hale geçer. Bu olaya iyonizasyon denir.

Deiyonizasyon

Plazma, ısı vererek gaz hale geçer. Bu olaya deiyonizasyon denir.

Yoğunlaşma

Gaz, ısı vererek sıvı hale geçer. Bu olaya yoğunlaşma denir.

Kırağılaşma

Gaz, ısı vererek katı hale geçer. Bu olaya kırağılaşma denir.

Donma

Sıvı, ısı vererek katı hale geçer. Bu olaya donma denir.

Maddenin hal değişim infografisi