3.ÜNITE: MADDENİN TANECİKLİ YAPISI

1. BÖLÜM: MADDENİN TANECİKLİ YAPISI

1.Katı:
Tanecikler arasında boşluk yoktur.
Genleşir.
Sıkıştırılamaz.
Taş, çay bardağı, kurşun kalem, masa, sandalye gibi birçok madde belirli bir şekle sahiptir. Dikkat edilirse bu maddelerin sıkışma özellikleri yok denecek kadar azdır. İşte böyle maddelere katı, maddelerin bu gibi özelliklere sahip hâline ise maddenin katı hâli denir.

Maddelerin katı hâlinde iken sahip oldukları özellikleri :

Tanecikleri arasındaki boşluk yok denecek kadar azdır.
Tanecikleri yer değiştiremezler. Ancak bulundukları yerde sürekli titreşim hareketi yaparlar. Öteleme hareketi yapmazlar.
Belirli bir şekilleri vardır. Bulundukları ortama ve kaba göre bu şekil değişmez.
Maddenin en düznli hâlidir.
Sıvı hâle geçmelerine erime, gaz hâline geçmelerine süblimleşme denir.

2.Sıvı:
Tanecikler arasında boşluk azdır.
Konulduğu kabın şeklini alır.
Azda olsa sıkıştırılabilir.
Genleşir.
Su, ayçiçek yağı, cıva ve süt gibi bir çok maddenin belirli bir şekli yoktur ve bulundukları kabın kabın doldurabildikleri kadarının şeklini alırlar. Maddelerin belirli bir şeklinin olmadığı akışkan hâllerine sıvı hâli denir.

Maddelerin sıvı hâlinde iken sahip oldukları özellikleri :

Tanecikleri arasındaki boşluk çok azdır.
Tanecikleri birbirlerinin üzerinde kayarak yer değiştirebilir.
Akışkandırlar. Ancak her sıvının akışkanlığı aynı değildir.
Belilrli bir şekilleri yoktur.
Bulundukları kabın doldurabildiği kadarının şeklini alır.
Hem titreşim hem de öteleme hareketi yapabilirler.
Katı hâle geçmelerine donma, gaz hâle geçmelerine ise buharlaşma denir.

3.Gaz
Tanecikler arasında büyük boşluklar vardır.
Yayılır.
Genleşir.
Konulduğu kabın şeklini alır.
Sıkıştırılabilir.

Hava gibi maddenin taneciklerinin serbest hareket ettiği hâlidir.
Maddelerin gaz hâlinde iken sahip oldukları özellikleri :

Tanecikleri arasında çok büyük boşluklar vardır.
Belirli bir şekilleri ve hacimleri yoktur.
Tanecikleri birbirinden bağımsız olarak sürekli hareket eder.
Sıkıştırılabilirler.
Bulundukları kabı doldururlar ve kabın şeklini alırlar.
Maddenin en düzensiz hâline sahiptirler.
Hem titreşim hem de öteleme hareketi yapabilirler. Sıvılara göre akışkanlıkları daha iyidir.
Sıvı hâle geçmelerine yoğunlaşma, katı hale geçmelerine depozisyon ( kristalleşme ) denir.

2. BÖLÜM: FİZİKSEL VE KİMYASAL DEĞİŞMELER

1 – Fiziksel Değişim:

Maddenin sadece görünüşünün değişmesidir.
Örneğin suyun kaynaması fiziksel değişimdir. Sıvı haldeki ve gaz haldeki su kimyasal olarak aynı yapıdadır. Atomlarının özellikleri değişmemiştir. Ama baktığımızda biri sıvı halde diğeri gaz halde görünmektedir.
Bir maddenin fiziksel değişim geçirmesine neden olan faktörler:

Hal değiştirme (katı, sıvı, gaz)
Kesme
Öğütme
Parçalama
Yırtma
Karıştırma
Çözünme ( tuzun suda çözünmesi gibi )
Katlama vb.

Fiziksel değişimde maddenin kimliği değişmez. Sadece atomlarının diziliş sıralaması, sayısı vb. değişir.
Ekmeği dilimlediğimizde tadı, kokusu, rengi değişmez.

Fiziksel değişime örnekler
- Suyun donması
- Ekmeğin kesilmesi
- Yumurtanın çırpılması
- Mısırın öğütülmesi
- Kumaşın kesilmesi
- Tuzun suda çözünmesi
- Demirin bükülmesi
- Salatanın karıştırılması
- Kağıdın katlanması
- Paranın yırtılması
- Ayakkabı tabanının aşınması
- Kalemin açılması vb.

2 – Kimyasal Değişim
Maddenin kimliğinin değiştiği durumlardır. Bir madde kimyasal değişime uğradığında atomlarında da değişiklik olur. Maddenin şeklinde, tadında, kokusunda, renginde farklılaşma olur.
Bir maddenin kimyasal değişim geçirmesine neden olan faktörler:

Pişirme
Kızartma
Paslanma
Çürüme
Mayalanma
Ekşime
Elektroliz (elektrik akımıyla atomlara ayırma)
Bileşik oluşturma (atomların birleşmesi)

Bir olay eğer kimyasal değişimse genellikle ısı değişimi, duman çıkışı, kabarcıklanma, koku oluşumu, ses çıkışı, renk değişimi gibi belirtiler ortaya çıkar.

Kimyasal değişime örnekler
- Kağıdın yanması
– Mumun Yanması
– Demirin paslanması
– Gümüşün kararması
– Yemeğin ekşimesi
– Ekmeğin küflenmesi
– Yoğurdun mayalanması
– Patatesin kızarması
– Soyulan elma veya patatesin kararması
– Hidrojen ve oksijenin birleşerek suyu oluşturması
– Çaya limon damlatılması
– Bileşiklerin parçalanarak elementlerin oluşması vb.

3. BÖLÜM: YOĞUNLUK

Çevremizdeki tüm maddelerin belirli bir kütlesi ve hacmi vardır. Bu nedenle kütle ve hacim maddeler için ortak özelliktir. Kütle, değişmeyen madde miktarıdır. Kütle, “m” harfi ile gösterilir ve birimi; gram(g) ve kilogram(kg)’dır. Hacim, maddenin boşlukta kapladığı alan olarak tanımlanabilir. Hacim “V” harfi ile gösterilir ve birimi “cm3”tür. Kütle eşit kollu terazi ile, hacim dereceli silindir ile ölçülür.
Bir maddenin kütlesinin hacmine oranı o maddenin yoğunluğunu verir. Bir maddenin “birim hacminin (1 cm3) kütlesine” maddenin yoğunluğu denir. Yoğunluk maddeler için ayırt edici özelliktir. Yoğunluk “d” harfi ile gösterilir. Kütle gram(g), hacim cm3 olarak alındığında yoğunluk birimi g/cm3 olur.

Kütle-Hacim-Yoğunluk-İlişkisi

Bir maddenin yoğunluğunu bulmak için;

Belirli bir şekli olmayan cisimlerin yoğunluğunu hesaplarken;

Cismin kütlesi eşit kollu terazi ile ölçülür.
Cismin hacmi dereceli silindir ile bulunur. Dereceli silindir içerisine belirli bir hacimde sıvı eklenir. Daha sonra cisim sıvı içerisine bırakılır. Dereceli silindirdeki son sıvı seviyesinden ilk sıvı seviyesi çıkarılır. Aradaki fark cismin hacmine eşittir.

Yoğunlukların Karşılaştırılması
Aynı şartlarda farklı maddelerin yoğunlukları birbirinden farklıdır. Çünkü farklı maddelerin tanecik yapıları ve taneciklerinin arasındaki boşluklar da farklıdır. Bu nedenle yoğunluk maddeler için ayırt edici özelliktir.
Maddenin farklı hâllerinin(katı-sıvı-gaz) yoğunlukları da birbirinden farklıdır. Maddenin tanecikleri arasındaki boşluk ne kadar az ise maddenin hacmi o kadar küçülür. Eşit kütlede hacim ne kadar küçük olursa yoğunluk o kadar büyük olur. Genellikle madde katı hâlden sıvı hâle ve sıvı hâlden gaz hâline geçtiğinde tanecikleri arasındaki boşluk artar ve maddenin yoğunluğu da azalır. Bundan dolayı aynı maddenin yoğunluğunun en fazla olduğu hâli genellikle katı hâli iken, yoğunluğunun en az olduğu hâli ise gaz hâlidir.
Maddelerin yoğunluğu madde miktarına bağlı değildir. Çünkü madde miktarı artıkça maddenin kütlesi ve hacmi aynı oranda arttığı için maddenin yoğunluğu sabit kalır. Örneğin aynı sıcaklıkta bir damla suyun yoğunluğu bir sürahi suyun yoğunluğuna eşittir. Çünkü maddelerin yoğunluğu sabittir ve sadece sıcaklıkla değişir. Genellikle sıcaklık artarsa maddelerin hacmi artacağından yoğunlukları azalır.
Maddelerin yoğunluklarını karşılaştırmanın en kolay yolu, maddelerin bir sıvıda batma veya yüzme özelliklerinin karşılaştırılmasıdır. Yoğunluğu sıvının yoğunluğundan büyük olan madde sıvının dibine batarken, Yoğunluğu sıvının yoğunluğundan az olan madde sıvıda yüzer.
Birbirine karışmayan sıvı maddelerin yoğunluklarını birbiri ile karşılaştırırken yoğunlukları farklı olan ve birbirine karışmayan sıvılar aynı kap içine konulur. Sıvı maddelerden yoğunluğu büyük olan en altta kalacak şekilde yukarıya doğu sıralanırlar.

Örneğin; aşağıda birbirine karışmayan sıvıların aynı kap içerisindeki konumları verilmiştir.

Sıvıların Yoğunluklarını Karşılaştırma
Buna göre sıvıların yoğunluk sıralaması: dP > dO > dN > dM > dL > dK şeklinde olur.

Suyun Yoğunluğu ve Canlılar İçin Önemi
Maddenin farklı hâllerinin yoğunluklarının birbirinden farklı olmasından dolayı suyun da farklı hallerinin yoğunluğu birbirinden farklıdır. Normal şartlarda sıvı bir madde soğudukça taneciklerinin hızı yavaşlar ve tanecikler birbirine yaklaşır. Böylelikle maddenin hacmi küçülür. Hacmi küçülmesine rağmen maddenin kütlesi değişmez. Bu nedenle maddelerin yoğunluğu artar. Ancak;
Su, bu davranışı göstermeyen nadir maddelerden biridir. Birçok maddenin katı hâlinin yoğunluğu sıvı hâlinden daha büyük olmasına rağmen, buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan küçüktür. Çünkü su donarken tanecikleri birbirine yaklaşmaz aksine birbirinden uzaklaşırlar. Bu durum buzun hacminin aynı miktardaki suyun hacmine göre daha büyük olmasına neden olur. Bu nedenle buz parçası su içerisinde yüzer, donan şişeler patlar

Buz Suda Yüzer-Donan Şişe Patlar

Suyun sahip olduğu bu sıra dışı özellik hayatın devamını sağlayan önemli bir özelliktir. Buz dağlarının suyun üzerinde yüzmesi buzun yoğunluğunun sudan küçük olmasından kaynaklanmaktadır.

Okyanuslarda Buz Dağları Batmaz

Buz dağları suya batsaydı okyanuslar dipten donardı. Bu durum dipte yaşayan canlıların ve onlarla beslenen diğer tüm canlıların ölmesine ve suda hayatın sona ermesine neden olurdu.