Egitim ve Ogretim, Sağlık, Teknoloji, Haber, Müzik, Sinema Fragman

İyon ile ilgili konu anlatımı ,İZOTOP ile ilgili konu anlatımı,

17/11/2009 · Kategori: Kimya

İYON
(+) veya (–) yüklü ya da gruplarına iyon denir.

• elektron verirse (+) yüklü iyon oluşur ve katyon olarak isimlendirilir.
• elektron alırsa (–) yüklü iyon oluşur ve anyon olarak isimlendirilir.

Bir X atomu için; gösterilir.
Buradan nötron sayısı, elektron sayısı bulunabilir.

İZOTOP
numaraları aynı kütle numaraları farklı olan atomlara izotop atomlar denir.
birbirinin izotopudur.

• İzotop atomların kimyasal özellikleri aynıdır. Fiziksel özellikleri farklıdır.
• İzotop iyonların elektron sayıları farklı ise kimyasal özellikleri de farklıdır.

• Elektron dalga özelliği göstermektedir.
• Atomdaki elektronun aynı anda yeri ve hızı bilinemez.
• Elektronların bulunma ihtimalinin fazla olduğu küre katmanları vardır ve bu katmanlara orbital denir.

• Elektronlar yörüngelere yerleştirilirken ;
• 2n2 formülüne uyarlar.
  (n : yörünge sayısı, 1,2,3 .......... gibi tamsayılar)
• Son yörüngede maksimum 8 elektron bulunur.

Bir atomun elektronları yörüngelere yerleştirilirken okların sırası takip edilir. Bunlar bu sıra ile yazılırsa aşağıdaki gibi olur.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6


Peryot : Dizilişi yapılan elementin en son yazılan s orbitalinin başındaki sayıya periyot denir.
Grup : Son yörünge orbitalleri s ve p ile bitiyorsa A grubu, d ve f ile bitiyorsa B grubu elementidir.

• A grupları son yörüngelerindeki s ve p orbitallerindeki elektronların toplamıyla bulunur.

• Elementlerin atom numaralarına göre belirli bir kurala uyarak sıralanması ile periyodik cetvel oluşur.
• Periyodik cetvelde yatay sıralara periyot, düşey sıralara grup denir. Periyodik cetvelde 7 tane periyot, 8 tane A grubu, 8 tane B grubu vardır. 8B grubu 3 tanedir. Her periyot kendine ait olan s orbitali ile başlar p orbitali ile biter. Diger bir ifade ile 1A grubu ile başlayıp 8A grubu ile sona erer.

• A grubu elementleri s ve p blokunda,
  B grubu elementleri d ve f blokunda bulunurlar.
  B grubu elementlerine geçiş elementleri denir. Bunların tamamı metaldir.
• Periyodik cetvelde A grubu elementlerinin özel isimleri vardır.

• Periyodik cetvelde aynı grupta bulunan elementlerin değerlik elektron sayıları aynı olduğundan benzer kimyasal özellik gösterirler.

1. Grup numarası 1A,2A, 3A, ve B gruplarında bulunan elementler metaldir.
2. Kendilerini soygaza benzetmek için son yörüngelerindeki elektoronları vererek
   (+)değerlik alırlar.
   1A(+1), 2A (+2)
   Kesinlikle (-) değer almazlar.

1. Kendi aralarında bileşik oluşturmazlar.Ametallerle bileşik oluştururlar.
2. İndirgen özellik gösterirler.
3. Tel ve Levha haline gelebilirler.
4. Elektirik akımını iletirler.
5. Tabiatta genellikle katı halde bulunurlar .

1. Grup numarası 5A ,6A,7A, olanlar ametaldir.
2. Soygaza benzeme yani son yörüngelerindeki elektronları 8'e tamamlamak için elektron alarak(-) değerlik alılar.

1. Kendi aralarında ve me-tallerle bileşik oluşturur-lar.
2. Yükseltgen özellik göste-rirler.
3. Tel ve levha haline gel-mezler.
4. Elektirik akımını iletmez-ler.
5. Tabiatta genelde gaz ve çift atomlu moleküller halinde bulunurlar. (F2,N2,02...)

1. Grup Numarası 8A olanlar soygazdır.
2. Kararlıdırlar,elektron alış-verişi yapmazlar.
3. Bileşik yapmazlar
4. Orbitalleri doludur.
5. Tabiatta tek atomlu gaz halinde bulunur-lar.

• Peryot numarası (yörünge sayısı) arttıkça atom hacmi büyür.
• Grup numarası arttıkça atom hacmi küçülür. Çünkü yörünge sayısı aynı kalmakta fakat çekirdek yükü ve çekirdeğin elektronları çekme gücü artmaktadır.
• Bir atom ya da iyon elektron aldıkça çapı büyür, elektron verdikçe çapı küçülür.

Örneğin; X atomunun hacmi X-n iyonunun hacminden küçük, X+n iyonunun hacminden büyüktür.

Örnek - 1
6C, 14Si, 3Li
atomlarının çaplarını karşılaştırınız?

Çözüm

Peryot numarası büyük olanın çapı en büyük olduğundan Si çapı en büyüktür.
6C, ile 3Li aynı peryotta olduğundan, grup numarası (proton sayısı) arttığı için
çekirdek çekimi büyük olanın çapı küçük olacağından 3Li çapı 6C nun çapından büyüktür. Sonuç olarak çaplar arasında Si > Li > C ilişkisi vardır.

İYONLAŞMA ENERJİSİ
Gaz halindeki bir atomdan bir elektron koparmak için verilmesi gereken enerjiye iyonlaşma enerjisi (1. iyonlaşma enerjisi) denir.
2'inci elektronu koparmak için verilen enerjiye 2. iyonlaşma enerjisi denir.
3'üncü elektronu koparmak için verilen enerjiye 3. iyonlaşma enerjisi denir.
Herhangi bir atom için daima 1.i.E < 2.i.E < 3.i.E ... geçerlidir. Yani bir sonraki elektronu koparmak daha fazla enerji gerektirir.

• Periyot numarası arttıkça iyonlaşma enerjisi azalır.
• Gruplarda iyonlaşma enerjisi sıralaması,
  1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A
  şeklindedir.

• Gaz halindeki nötr bir atomun elektron yakalamasıyla açığa çıkan enerjidir. Açıga çıkan enerji ne kadar büyük ise elektron ilgisi o kadar fazladır.
  X(g) + e– ® X–(g) + Enerji
• Periyodik cetvelde 7A grubu elementlerinin elektron ilgisi en büyüktür.
• Metallerin ve soygazların elektron ilgileri yok kabul edilir.

• Metallerle ametaller arasında meydana gelen bağlardır. Metaller elektron vererek (+) yüklü iyon, ametaller elektron alarak (-) yüklü iyon oluştururlar. Bu zıt yüklü iki iyonun birbirlerini coulomb çekim kuvveti ile çekmesinden iyonik bag oluşur.
• Örnek olarak NaCI bileşiğinde Na atomunun iyonlaşma enerjisi küçük olduğundan 1 tane değerlik elektronunu vererek (+1) yüklü iyon, klor ise Na atomunun verdiği elektronu alarak (-1) yüklü iyon oluşturur. Bu iki iyonun birbirini coulomb çekim kuvveti ile çekmesi sonucu NaCI bileşiği oluşur ve meydana gelen bağ iyonik bağdır.
• iyonik bağ oluşurken metal ve ametal ne kadar aktifse bağ o kadar sağlam olur.

• Ametallerin (C, N, P, S, O, H, F, CI, Br, I) kendi aralarında elektron ortaklığı ile oluşturdukları bağdır.
• Örnek olarak hidrojen molekülü arasındaki bağı incelersek;
• Hidrojenin atom numarası 1 olduğundan, 1 tane elektronu vardır. Bu elektron 1s orbitalinde bulunmaktadır. ıki hidrojen atomundaki birer elektronun etkileşmesinden H2 molekülü oluşur, aradaki bağ kovalent bağdır. Hidrojen molekülü H••H veya H–H şeklinde gösterilir.
• Aynı cins ametal atomları arasında oluşan kovalent bağ apolar, farklı cins ametal atomları arasında oluşan kovalent bağ polardır. H2 molekülündeki H - H bağı apolar, HCl molekülündeki H - Cl bağı polardır.

Nükleer Manyetik Rezonans ile ilgili konu anlatımı

2/11/2009 · Kategori: Kimya

Nükleer Manyetik Rezonans

Nükleer manyetik rezonans (NMR) atom çekirdeklerinin manyetik özelliklerine bağlı bir fiziksel olgudur. Tek sayılı nükleon içeren tüm çekirdekler ve çift sayılı olan bazı diğer çekirdeklerin bir manyetik momenti vardır. En yaygın kullanılan çekirdekler hidrojen-1 ve karbon-13'dür ancak çoğu başka elementin de bazı izotopları da gözlemlenebilir. NMR bir manyetik çekirdeği incelemek için onun manyetik momentini dışardan uygulanan kuvvetli bir manyetik alan ile aynı doğrultuya sokar
Manyetik alan tarafından yönlendirilmiş olan çekirdeğin momenti yer alabileceği iki enerji seviyesı vardır biri manyetik alanla aynı yönde olan düşük enerjili bir seviye yüksek enerjili bir seviye. Bu iki seviye arasındaki enerji farkına karşılık gelen frekansta bir fotonun soğurulursa moment bir an için yön değiştirir dolayıyla o frekansta bir rezonans gözlemlenir.

Bu rezonans nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve manyetik rezonans görüntülemede kullanılır. NMR spektroskopisi bir molekül hakkında fiziksel nükleer manyetik rezonans basit kuantum bilgisayarlar oluşturmak için kullanılan tekniklerden biridir.
Terimde kullanılan "nükleer"   (connorteams)sözcüğü atomun çekirdeğine değinmektedir

Tarihçe

Isidor Isaac Rabi manyetik alan içinde yer alan bir atom çekirdeğinin belli frekanslarda elektromanyetik dalgaları soğurduğunu 1938'de göstermiş ve 1944 yılında Nobel Fizik Ödülünü kazanmıştır. Nükleer manyetik rezonans 1946'da Felix Bloch ve Edward Mills Purcell tarafından birbirlerinden bağımsız olarak keşfedilmiş ve bu keşifleri için ikisi 1952 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaşmışlardır.
NMR olgusunu 1973'te görüntüleme alanına uygulayan Amerikalı Paul Lauterbur ile İngiliz (Sir) Peter Mansfield de bu başarılarından dolayı 2003 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü kazanmıştır. sonra momentlerin yönlenmesi bir elektromanyetik dalganın etkisiyle ile bozulur. öbürü manyetik alana ters yönde olan radyoaktivite ile hiçbir ilgisi yoktur. kimyasal ve yapısal bilgi edinmek için kullanılan başlıca tekniklerden biridir. Biyolojik moleküllerin çözelti içinde üç boyutlu yapıları hakkında ayrıntılı bilgi veren tek yöntemdir.

Katalizörler, Katalizörler ile ilgili konu anlatımı, Katalizörle

2/11/2009 · Kategori: Kimya

Katalizörler

Kimyasal bir tepkimenin hızını tepkimede harcanmaksızın arttıran maddelere katalizör denir. Katalizör tepkime sonunda herhangi bir değişmeye uğramadan geri kazanılabilir. Çoğu zaman katalizörün fiziksel yapısı değişse bile kimyasal yapısında herhangi bir değişiklik olmamaktadır. Sözgelimi oksijen potasyum kloratın (KClO3) doğrudan ısıtılmasıyla veya tepkime sisteminde çok az miktarda mangan dioksitin (MnO2) katalizör olarak kullanılmasıyla elde edilebilir. MnO2 yanında bu tepkime çok daha hızlı olup KClO3 daha düşük sıcaklıklarda bile yeteri hızla bozunur.
MnO2
2 KClO3  2 KCI(s) +3 O2

Katalizör net tepkimenin stökiyometrisine etki etmediği için kimyasal eşitliklerde okun üzerine yazılır. Tepkime tamamlandığında MnO2 değişmemiş olarak geri kazanılabilir.

Şimdi bir katalizörün çok az miktarının bile bir tepkimenin hızını nasıl arttırdığını kısaca açıklamayısa çalışalım: katalizörlü ve katalizörsüz olarak oluşan bir kimyasal tepkimeye ilişkin potansiyel enerji diyagramı Şekil 1 de gösterilmiştir. Buna göre katalizlenmemiş bir tepkimenin izlediğinden daha farklı bir yol veya mekanizma izleyerek meydana gelir. örneğin katalizlenmemin bir tepkimenin X ve Y molekülleri arasındaki çarpışmalar ile oluştuğunu varsayalım.
X + Y  XY

Katalizlenmiş bir tepkime ise aşağıdaki gibi iki basamaklı bir mekanizma izleyebilir.
1. X + C  XC
2. XC + Y  XY + C

Burada C katalizördür. Katalizörün birinci basamakta kullanıldığına ve ikinci basamakta ise yeniden oluşturulduğuna dikkat ediniz. Bu yüzden katalizörün tepkime sisteminde defalarca kullanılması mümkün olduğundan katalizörün çok az miktarı bile bir tepkimeyi katalize etmeye yeter. Yukarıdaki mekanizmalardan da anlaşılabileceği gibi katalizör tepkime için yeni bir yürüyüş yolu oluşturmaktadır. Katalizlenmiş yola ilişkin net aktiflenme enerjisi katalizlenmemiş yola ilişkin net aktiflenme enerjisinden daha düşük olduğundan (Şekil 1) katalizlenmiş tepkime daha hızlıdır. Şekil 1 den iki sonuç daha çıkarılabilir.

1. Katalizlenmiş tepkimenin entalpi değişimi H ile katalizlenmemiş tepkimeye ilişkin entalpi değişimi aynıdır.
2. Tersinir tepkimelerde katalizörün ileri ve geri (yada ters) tepkimeler üzerindeki etkisi aynıdır. Bu nedenle ileriye doğru  (connorteams) olan tepkimenin aktiflenme enerjisi (Eaf)ne kadar düşürüldüyse geriye doğru olan tepkimeninde aktiflenme enerjisi (Ea.f) o kadar düşürülür.

Tepkimeye giren maddeler ile katalizör aynı evre (faz) içersinde bulunabiliyorsa bu tür katalizörlere homojen katalizörler denir. Bu tanıma göre homojen bir katalizör gaz tepkimelerinde ise bir gaz olmalıdır.
Diazot oksit gazının bozunması üzerine klor gazının yapmış olduğu etki gaz fazda gerçekleştirilen tipik bir homojen kataliz örneğidir. Diazot oksit N2O oda sıcaklığında oldukça kararlı olup 600’C dolayındaki sıcaklıklarda ise aşağıdaki eşitliğe göre bozunur.
2 N2O (g)  2 N2 (g) + O2 (g)

Katalizlenmemiş tepkimenin aşağıdaki basamakları içeren karmaşık bir mekanizma ile oluştuğu sanılmaktadır.
1. N2O molekülleri arasındaki çarpışmalar sonucu bazı N2O molekülleri parçalanmak için yeterli enerjiyi kazanırlar.
N2O (g)  N2 + O (g)
2. Birinci basamakta oluşan oksijen atomlarının tepkime verebilme yetenekleri çok yüksek olduğundan bu atomlar diğer N2O molekülleri ile kolayca tepkime verirler.
O (g) + N2O(g)  N2 (g) + O2 (g)
Tepkimenin son ürünleri N2 ve O2 dir. O atomu ise tepkime ara ürünü olup son ürün değildir. Katalizlenmemiş bu tepkimeye ilişkin aktiflenme enerjisi yaklaşık 240 kJ/mol dür.

Diğer taraftan bu tepkime eser miktarda klor gazı tarafından katalizlenir. Katalizlenmiş tepkimeye ilişkin önerilen yol aşağıdaki basamakları içerir.
1. Bozunma sıcaklığında ve özellikle ışık varlığında bazı klor molekülleri klor atomlarına ayrışır.
Cl(g) à 2Cl(g)
2. Klor atomları N2O molekülleri ile kolayca tepkime verir.
N2O (g) + Cl(g) à N2(g) + ClO(g)
3. Kararsız olan ClO molekülleri ise aşağıdaki gibi bozunur.
2ClO(g) à Cl2(g) + O2 (g)

Katalizörün (Cl2) son basamakta asıl haline döndüğüne dikkat ediniz. Katalizlenmiş tepkimenin son ürünleri ( N2 ve O2) katalizlenmemiş tepkimeninki ile aynıdır. CI ve ClO ise kendilerini oluşturan basamağı izleyen basamakta tüketildiklerinden ürün değildirler. Klor tarafından katalizlenen tepkimeye ilişkin aktiflenme enerjisi yaklaşık 140 kJ/mol olup bu değer katalizlenmemiş tepkimenin Ea değerinden (240 kJ/mol) oldukça düşüktür.

Heterojen katalizde katalizör ve tepkimeye giren maddeler farklı fazlarda bulunurlar. Bu tür işlemlerde tepkimeye giren moleküller katalizör yüzeyinde adsorplanır ve tepkime yüzeyde gerçekleşir. Adsorpsiyon bir katı yüzeyinde moleküllerin tutulması işlemidir. Örneğin odun kömürü zararlı gazlar için gaz maskelerinde adsorban (adsorplayan madde) olarak kullanılır. Fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki tür adsorpsiyon vardır. Olağan fiziksel adsorpsiyonda moleküller yüzeyde London kuvvetleri ile tutulurlar.
Kimyasal adsorpsiyonda ise moleküller yüzeyde kimyasal bileşiklerdeki bağlara benzer kuvvetli bağlar ile tutulmaktadır. Heterojen kataliz çoğunlukla kimyasal adsorbsiyon (ya da kemisorpsiyon) ile oluşmaktadır. Yüzeyde bu tür bağlar oluştuğu zaman kimyasal olarak adsorplanmış moleküllerin elektronlarının düzenlenmesinde değişiklikler olmakta moleküllerin bazı bağları gerilmekte yada zayıflamakta ve bazı durumlarda ise koparılmaktadır. Örneğin hidrojen moleküllerinin platin paladyum

N2O in bozunması altın tarafından katalizlenir. Altın tarafından katalizlenen bu bozunma tepkimesine ilişkin önerilen mekanizma Şekil 2 de gösterilmiştir. Bu mekanizmayısa ilişkin basamaklar şöyledir;

1. N2O molekülleri altın yüzeyinde kimyasal olarak adsorplanır.
N2O à N2O (Au yüzeyinde)
2. O atomu altın yüzeyine bağlandığında N molekülünün N2O molekülünün O atomu ile komşu N atomu arasındaki bağ zayıflar. Bu durum N -- O bağının kopmasına ve N2 molekülünün yüzeyi terk etmesine neden olur.
N2O (Au yüzeyinde) à N2(g) + O (Au yüzeyinde)
3. Altın yüzeyindeki iki O atomu O2 molekülünü vermek üzere birleşir ve yüzeyi terk ederek gaz faza geçer.
O(Au yüzeyinde) + O (Au yüzeyinde) à O2(g)

Altın tarafından katalizlenen bu bozunma tepkimesinin aktiflenme enerjisi120 kJ/mol dolayında olup bu değer hem katalizlenmemiş bozunmanın Ea değerinden (240 kJ/mol) hem de klorun katalizlediği bozunmanın Ea değerinden (140 kJ/mol ) daha düşüktür.
Altınla katalizlenmiş bozunma mekanizmasının ikinci basamağının hız tayin basamağı olduğuna inanılmaktadır. Bu basamağa göre hız N2O moleküllerinin kimyasal olarak adsorpladığı altın yüzeyinin kesri ile orantılıdır. Eğer yüzeyin yarısı örtülüyse ikinci basamak yüzeyinin sadece dörtte birinin (1/4 ünün) örtülü olduğu halden daha hızlıdır. Diğer taraftan yüzey kesri N2O (g) in basıncı ile doğrudan orantılıdır. Eğer basınç düşükse yüzeyin örtülü olduğu kesir de düşük olacaktır. Bu nedenle N2O (g) in derişimi ile orantılı olup bozunma birinci mertebedendir.
Hız = k[N2O]

N2O (g) basıncının oldukça yüksek olduğu hallerde altın yüzeyi tamamıyla örtülür ve örtülü yüzey kesri 1 e eşit olur. Bu koşullarda tepkime sıfırıncı mertebeden olup
Hız = k

Diğer bir deyişle altın yüzeyi tutabileceği kadar N2O molekülünü yüzeyinde tutmuş olup N2O basıncı yüzeyi doygun halde tutabilmek için yeteri kadar yüksektir. Bu durumda N2O (g) in basıncındaki küçük değişmeler kimyasal olarak adsorplanmış N2O moleküllerinin artık daha yavaş ya da daha hızlı bir şekilde bozunmasına neden olamaz.

Bir katalizör yüzeyindeki atomların düzenlenmesi ve elektronik yapıları o katalizörün aktivitesini belirler. Örgü kusurları ve düzensizliklerin kataliz için aktif merkezler olduğu sanılmaktadır. Bazı katalizörlerin yüzeyi katalitik aktiviteyi arttıran ve promotör adı verilen maddelerin katılmasıyla değiştirilebilir. Örneğin amonyak sentezinde demir katalizörü eser miktarda potasyum ya da vanadyumun katılmasıyla daha etkili bir hale getirilir.

Katalitik zehirler katalizörün aktivitesini inhibe eden maddelerdir. Örneğin kükürt dioksitten kükürt trioksidin elde edilmesinde kullanılan platin katalizörünün katalizleme gücü çok az miktarda arsenik tarafından yok edilmektedir.
Bu durumda büyük olasılıkla platin yüzeyinde platin arsenür oluşmakta ve platinin katalitik aktivitesi ortadan kalkmaktadır.
Kalizörler genellikle kendilerine özgü katalitik aktiviteye sahiptirler. Bazı durumlarda bir katalizör belirli maddelerden bir seri ürünlerin sentezini katalizlerken bir başka katalizör aynı maddelerden tamamen farklı ürünlerin sentezini katalizler.
Yüzey katalizinin son yıllardaki ilginç ve yararlı uygulamalarından birisi de otomobil eksozlar katalitik dönüştürücülerin takılmasıdır. Otomobil motorlarında kullanılan yakıtın tam yanmaması nedeniyle çevreye verilen karbonmonoksit ve hidrokarbonlar oldukça ciddi ve tehlikeli bir şekilde çevre kirliliğine neden olmaktadır. Otomobil eksozlarına takılan mini dönüştürücüler metal oksit katalizörleri içermekte olup çıkış gazları ve ilave hava çevreye verilmeden önce bu dönüştürücüden geçirilmek suretiyle CO ve hidrokarbonlar oldukça zararsız olan CO ve H2O ya dönüştürülerek atmosfere bırakılırlar. Ancak katalizör kurşun tarafından zehirlendiği için katalitik dönüştürücü (konvertör) bulunan otomobillerde kurşunsuz benzin kullanılmalıdır.

Endüstriyel işlemlerin çoğu katalitik işlemlerdir. Bugün özellikle heterojen katalizörlerin geliştirilmesi ve yeni tür katalizörlerin hazırlanması üzerine yoğun bilimsel çalışmalar yapılmaktadır. Ancak enzimler olarak bilinen doğal katalizörler yaşam için çok daha büyük bir öneme sahiptir. Son derece karmaşık yapılara sahip olan enzimler sindirim solunum ve hücre sentezi gibi oldukça önemli yaşam proseslerini katalizlerler. Canlı bünyesinde oluşan ve yaşam için gerekli olan çok sayıda karmaşık kimyasal tepkime enzimlerin etkisiyle oldukça düşük vücut sıcaklığında oluşabilmektedir. Bilinen binlerce enzimin herbiri kendine özgü bir fonksiyonu yerine getirir.
Diğer bir deyişle her karmaşık tepkime spesifik (özgün) bir enzim tarafından katalizlenmektedir. Enzimlerin etkileri ve yapıları üzerine yapılan oldukça yoğun araştırmalar hastalık nedenlerinin ve büyüme mekanizmasının anlaşılabilmesine yardımcı olabilecektir. katalizlenmiş bir tepkime çözelti tepkimelerinde tepkime maddeleri ile karışabilen bir sıvı nikel ve diğer metal yüzeylerinde hidrojen atomları şeklinde adsorplandıkları düşünülmektedir. Bu nedenle yüzey katalizli bir tepkimede atom veya moleküllerin kimyasal olarak adsorplandıkları tabaka bir tepkime ara ürünü olarak görev yapar. basıncın düşük olduğu hallerde bu tepkimenin hızı hız N2O (g) derişimindeki değişikliklerden etkilenmez.

Kimyasal Tepkimeleri konu anlatımı, Kimyasal Tepkimeleri nelerdi

2/11/2009 · Kategori: Kimya

Kimyasal Tepkimeler

Kimyasal Tepkimeler


01. Giriş
02. Kimyasal Tepkimelerin Denkleştirilmesi
03. Yükseltgenme – İndirgenme Reaksiyonları
03.01. Asidik Ortamdaki Yükseltgenme –İndirgenme Reaksiyonları
03.02. Bazik Ortamdaki Yükseltgenme –İndirgenme Reaksiyonları
04. Kimyasal Hesaplamalar



01. Giriş


Kimyasal tepkimeleri yer değiştirme tepkimeleri ve indirgenme yükseltgenme tepkimeleri olarak sınıflandırabiliriz.
Nötürleşme tepkimeleri


Çökme tepkimeleri



Uçucu bileşik oluşumu


Yükseltgenme- İndirgenme tepkimeleri



02. Kimyasal Tepkimelerin Denkleştirilmesi



Yukarıdaki tepkimede reaksiyona giren H, C ve O atomları sayısı ile reaksiyondan çıkan H, C ve O atomları sayısı birbirine eşit değil. Öncelikle denkleştirme yapılmalıdır. Bu işlem aşağıdaki sıra takip edilerek yapılabilir.

1. Denklemin sol tarafında 6 C atomu olduğu için sağ taraftaki CO2 nin basına 6 eklenir.


2. Denklemin sol tarafında 14 H atomu olduğu için sağ taraftaki H2O nun başına 7 eklenir (7x2=14)


3. En son olarak O denkleştirilmesi yapılır. Reaksiyonun sağ tarafında 12 + 7 =19 tane O atomu bulunmaktadır. Bu nedenle sol taraftaki O2 başına 15/2 yazılır. ( 19-4 =15)


4. Kesirli sayıdan kurtulmak için her iki taraftaki katsayılar 2 ile çarpılır.


03. Yükseltgenme – İndirgenme Reaksiyonları

03.01. Asidik Ortamdaki Yükseltgenme –İndirgenme Reaksiyonları



1. Oksijen ve hidrojen dışında elementlerin sayısı, yarı tepkimelerin her iki tarafında eşit hale getirilir.





2. Reaksiyonun sağ ve sol tarafındaki O sayıları hesaplanarak eksik olan tarafa eksik sayı kadar H2O eklenir.



3. Hidrojen eksikliği kadar H+, gereken tarafa yazılır.




4. Yük denkliğini sağlamak için uygun tarafa uygun sayıda elektron eklenir.




5. Reaksiyonun sağ ve sol taraflarındaki elektron sayılarını eşitlemek için her bir tepkime gerekli sayı ile çarpılır.






6.  (connorteams) Yukarıdaki iki yarı tepkime taraf tarafa toplanır, Birbirine zıt tarafta olan 6e birbirini götürür. Sonuç tepkimede elektron görülmemelidir.





03.02. Bazik Ortamdaki Yükseltgenme –İndirgenme Reaksiyonları



iyonik tepkimesini ele alalım.

1. Tepkime iki eşitliğe bölünür



2. Yarı tepkimelerdeki oksijen atomu eksikliği olan tarafa, her bir O atomu için bir H2O molekülü eklenir.


3. H denkliği yapılırken her bir H atomu için karşı tarafa H2O molekülü eklenir




4. Eklenen her bir H2O molekülü için tepkimenin ters tarafına OH- eklenir.



5. Tepkimenin her iki tarafında birbirinin aynısı moleküller varsa öncelikle onlar elimine edilir.



6. Birinci yarı tepkimeyle işimiz bittikten sonra ikinci yarı tepkime denkliklerine başlanır. Tepkimenin bir tarafındaki her bir H atomu için diğer tarafa 1 H2O eklenir.Eklenen her bir H2O molekülü için diğer tarafa OH- eklenir


7. Her bir yarı tepkimedeki elektron eksiklikleri tamamlanır.




8. Ortak bir çarpan bulunarak 2 reaksiyondaki elektronların alt alta toplama yapıldığı zaman birbirini götürmesi sağlanır.





9. Sadeleştirilmeler yapıldıktan sonra denkleşmiş reaksiyon elde edilir.



04. Kimyasal Hesaplamalar

Bir tepkimeye giren atom, molekül veya iyonlar arasındaki kütle ve sayı ilişkisini veren hesaplara kimyasal hesaplamalar (stokiyometri) denir. Kimyada bu hesaplamaların yapılabilmesi için tepkimenin denkleştirilmiş olması gerekir. Denkleştirme hem kütle hem de yük bakımından yapılmalıdır.

Örnek:
NaOH üretiminde Na2CO3 ve Ca(OH)2 kullanılmaktadır. 500 g Na2CO3 kullanıldığında ne kadar NaOH üretilir.

Bu tür problemlerde ilk yapılması gereken reaksiyonun yazılarak, reaksiyondaki denkleştirilmelerin yapılmasıdır. Bu bir yer değiştirme reaksiyonudur.




Yukarıdaki reaksiyona bakacak olursak 1 mol Na2CO3’dan 2 mol NaOH oluşmaktadır.

1 mol Na2CO3= 105,9 gr/mol
1 mol NaOH = 40 gr/mol

105,9 g Na2CO3 80 g NaOH
500 g x g NaOH

x = 500 x 80/105,9

x = 377 g NaOH oluşur



Örnek:

4,00 mol Fe ile 5,00 mol H20 nun tepkimesi sonucunda kaç mol H2 oluşur?



İki reaktantın (giren ürün) miktarı verildiği için öncelikle hangi reaktantın sınır belirleyici olduğunu bulmak gerekiyor. Yani reaktantlardan biri tamamen reaksiyona girerken diğerinin bir kısmı reaksiyona girip bir kısmı artacak.

3 mol Fe 4 mol H20 (tepkimeye göre)

4,00 mol Fe x mol H20

x = (4 x 4) / 3
x = 5,33 mol H2O

Bu demektir ki bu reaksiyonun olabilmesi için 5,33 mol H2O’ ya ihtiyacımız var. Fakat elimizde 5,00 mol H2O bulunmaktadır.
O zaman bu reaksiyonun sınır reaktantı H2O. 5 mol H2O için kaç mol Fe gerektiği bulunmalıdır.


3 mol Fe 4 mol H20 (tepkimeye göre)

x mol Fe 5 mol H20

x = (5 x 3) / 4

x = 3,75 mol Fe gerekmektedir.

Elimizde 4,00 mol Fe zaten var . Öyleyse eldeki Fe’in 3,75 molü 5,00 mol H2O reaksiyona girecek ve 0,25 mol Fe reaksiyona girmeden kalacak.

Diğer bir deyişle hesaplamalar yapılırken H2O temel alınacak


4 mol H2O reaksiyona girdiğinde 4 mol H2 oluşuyorsa (reaksiyondan)

5 mol H2O x mol H2

x = (5 x 4) / 4

x = 5 mol H2 oluşur

KİMYA RADYOAKTİFLİK NEDİR, RADYOAKTİFLİK KONU ANLATIMI

25/10/2009 · Kategori: Kimya

RADYOAKTİFLİK

• RADYOAKTİFLİK
Kendiliğinden ışıma yapabilen maddelere radyoaktif maddeler denir. Radyoaktiflik çekirdek yapısıyla ilişkilidir. Radyoaktif bir atom hangi bileşiğin yapısına girerse o bileşiği radyoaktif yapar.
Radyoaktif elementler kuvvetli birer enerji kaynağıdır. Radyoaktif elementler bu enerjiyi kendiliklerinden yayınlarlar ve bu olayı hiçbir şekilde durdurmak mümkün  (connorteams) değildir.
Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.
Atomun radyoaktif özellik göstermesinde çekirdekteki proton sayısının nötron sayısına oranı etkilidir. Kararlılık kuşağı dediğimiz, aşağıdaki diyagramda görülen p/n oranı 1 ve 1'e yakın olan atomlar kararlıdır. Yani radyoaktif değildir.
Grafikte de görüldüğü gibi hafif atomlarda, (kütle numaraları düşük) çekirdekte, aşağı yukarı eşit sayıda proton ve nötron bulunduğu halde, ağır elementlerin kararlı yani radyoaktif olmayan çekirdekleri protondan daha çok nötron bulundurur.
Kararlılık kuşağı içerisinde bulunmayan çekirdekler radyoaktiftir. Bu şekilde olan atomlar daha kararlı hale gelmek için ışımalar yaparlar. Işıma yapan atomlara radyoaktif atomlar denir.

RADYOAKTİF IŞIMALAR
Işıma; atomun yapısından bazı parçaların atılmasıdır.
a. Alfa (a) Işıması
şeklinde olduğu bilinmelidir.
a tanecikleri (+) yüklü taneciklerdir.

a ışıması

b. Beta (b–) Işıması
şeklinde olduğu bilinmelidir.
b tanecikleri (–) yüklü taneciklerdir.

b– ışıması
Beta ışımasında bir nötron bir protona dönüşür. Yani,

Bu esnada çekirdekten bir elektron kütlesine eşit ağırlıkta bir parçacık fırlatılır. Buna b denir.
Beta ışıması b veya b– şeklinde gösterilir.

c. Gama (g) Işıması
Yükü ve kütlesi olmayan ışınlardır. Enerjisi fazla olan atomlar g ışıması yaparak kararlı hale geçerler. g ışınları saf enerjidir.
g ışıması mutlaka bir başka çekirdek tepkimesinden sonra gerçekleşir.

d. Pozitron ( b+ ) Işıması
Pozitronun kütlesi, elektronun kütlesine eşit +1 yüklü bir parçacıktır.
Bir protonun bir nötrona dönüşmesiyle oluşur.


e. Elektron Yakalama
Kararsız olan çekirdeğin 1s orbitalinden bir elektron almasına denir. Elektron -1 yüklü, çekirdekteki proton +1 yüklü olduğundan çekirdeğe elektronun girmesi ile bir proton bir nötrona dönüşür.

f. Nötron Işıması

n ışıması
nötron ışımasıyla atom izotopuna dönüşmüş olur.

Bahsedilen bu ışımalar sonucu atom kararlılık kazanırsa radyoaktiflik özelliği de
sona erer.

RADYOAKTİF BOZUNMALARIN HIZI
Yarılanma Süresi  nedir
Radyoaktif maddeler kendilerine has hızlarla parçalanırlar. Parçalanma hızı sıcaklığa, basınca, maddenin fiziksel haline bağlı değildir.
Radyoaktif bozunma hızı, oluşan çekirdeğin kararlılığı için bir ölçüdür ve genellikle yarılanma süresi olarak verilir. Yarılanma süresi demek, maddenin başlangıç miktarı ne olursa olsun, maddenin yarısının bozunması için geçen zamandır ve her izotop için ayrı ayrıdır.
Bir radyoaktif element atomlarının parçalanarak yarıya inmesi için geçen zamana yarılanma süresi veya yarı ömür denir. Radyoaktif bozunmalarda atom parçalanarak başka atoma dönüşecektir.
Mesela; 10 gramlık yarı ömrü t yıl olan radyoaktif madde, t yıl sonra 10 gramdan 5 grama, 2t yıl sonra 2,5 grama düşecektir.
Bir atoma ait birden fazla izotopun her biri radyoaktif olabilir. Fakat bu radyoaktif atomların kararlılıkları farklı farklıdır. Yarılanma süresi uzun olan radyoaktif maddeler yarılanma süresi kısa olan radyoaktif maddelere göre daha kararlıdırlar.

YAPAY RADYOAKTİFLİK
Eğer kararlı bir çekirdek bazı taneciklerle bombardıman edilirse yapay radyoaktiflik meydana gelir. Bombardımanı yapan taneciklerin enerjisi yeteri kadar büyükse çekirdek bunlarla birleşerek yeni bir çekirdek oluşturur. Eğer bu yeni oluşan çekirdek kararsızsa radyoaktif bozunmaya uğrar. Mesela 12C çekirdeği enerjisi arttırılmış protonlarla bombardıman edilirse radyoaktif hale gelir.

Yeni oluşan çekirdeği radyoaktiftir. atomu radyoaktif
bozunmaya uğrayacaktır.

Yapay çekirdek tepkimeleri şu özellikleriyle kimyasal tepkimelere benzer.
a. Tepkime sırasında enerji alınır ya da verilir.
b. Tepkimelerin genellikle belirli bir aktifleşme enerjisi vardır.

Yapay çekirdek tepkimeleri, kimyasal tepkimelerden farklı olarak;
a. Atomdaki proton, nötron sayıları değişir.
b. Toplam madde miktarında çok az olsa ölçülecek kadar değişme olur.
c. Tepkimeler yalnızca o izotopa özgüdür.
Çekirdek tepkimeleri ile tabiatta bulunmayan elementlerin izotopları sentezlenebilir.

Fisyon (Bölünme) Tepkimeleri
Kararlılığı az ve büyük olan çekirdeklerin kararlı küçük çekirdeklere dönüşmesine fisyon tepkimesi denir.
Bu olayda büyük miktarda enerji açığa çıkar.

Bölünme tepkimeleri atom bombalarının yapımında kullanılmıştır.

Füzyon (Kaynaşma) Tepkimeleri
Hafif ve kararlılığı az olan çekirdeklerin, birleşerek ağır ve kararlı çekirdek oluşturmasına füzyon tepkimesi denir.
Bu olayda da çok enerji açığa çıkar. Hidrojen bombasının temeli bu tepkimedir.

Bu tepkimenin güneşte de olduğu kabul edilmektedir. Kaynaşma tepkimeleri çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilebilmektedir. Bu nedenle hidrojen bombasının yapılması atom bombasındaki çekirdek tepkimesinden elde edilen enerji ile gerçekleştirilebilmektedir.