Maddeleri tanımak için özelliklerini bilmemiz gerekir. Toprağı incelediğimizde irili ufaklı taş parçaları, toz haline gelmiş taş parçaları, çok küçük bitki kalıntıları vb. maddelerden oluştuğunu görürüz. Öyleyse toprak, çeşitli maddelerin karışımıdır. Toprak, gazoz ve hava birer karışımdır. Çünkü hepsi de çeşitli maddelerin bir araya gelmesiyle oluşmuştur. Çeşitli maddelerin bir araya gelmesiyle oluşan maddelere karışım denir.
Çeşme suyu, içinde birçok maddenin çözündüğü bir karışımdır. Bu nedenle kendine özgü bir tadı vardır.
Saf su ise tatsız bir maddedir, içinde hiçbir yabancı madde içermez. İçinde hiçbir yabancı madde içermeyen maddelere saf madde denir. Karışımlar çeşitli saf maddelerin bir araya gelmesiyle oluşur. Doğada maddeler genellikle karışım halinde bulunur. Bir madde ya karışımdır ya da saftır. Maddeler için başka olasılık yoktur. Başka bir deyişle maddeleri karışımlar ve saf maddeler olmak üzere iki büyük gruba ayırabiliriz. Hem karışımlar hem de saf maddeler katı, sıvı ya da gaz halinde olabilir.
Karışımlar; homojen ve heterojen karışımlar şeklinde ikiye ayrılır. Heterojen karışımlar toprakta olduğu gibi görünüşü ve özellikleri maddenin her yerinde farklı olan karışımlardır. Görünüşü ve özellikleri maddenin her yerinde aynı olan karışımlara homojen karışımlar denir. Homojen karışımlara çözelti de denilmektedir.
Saf maddeler; elementler ve bileşikler olmak üzere iki çeşittir. Saf maddelerle karışımlar arasındaki temel fark, saf maddelerin özelliklerinin sabit oluşudur. Örneğin: Saf su deniz seviyesinde 0 °C‘ ta donar, 100 °C’ ta kaynar. Tuzlu su ise 0 °C’ tan daha düşük sıcaklıkta donar, 100 C’ tan daha yüksek sıcaklıkta kaynar. Öyleyse bir maddenin saf mı yoksa bir karışım mı olduğunu anlamak için erime ve kaynama sıcaklıklarını ölçebiliriz.
Erime ve kaynama sıcaklıklarını aynı zamanda maddelerin tanınmasında ya da birbirinden ayırt edilmesinde kullanabiliriz. Örneğin; su gibi renksiz olan etil alkol 78°C`ta kaynayan, -115°C`ta donan bir sıvıdır. Erime ve kaynama sıcaklıkları dışında öz kütle de bir maddeyi tanımakta kullanılan bir özelliktir. Öz kütle bir maddenin birim hacminin kütlesidir. Öz kütle d simgesiyle gösterilir. Uluslar arası Birim sistemine (SI) göre kütle birimi kilogram (kg) ve hacim birimi ise metreküp (m3) tür. Öz kütle birimi kg/m3 (kilogram bölü metreküp) olmakla birlikte daha yaygın olarak g/cm3 ve g/L birimleri de kullanılır.
a) İyon Yapılı Bileşikler
Yukarıda iyonik bağın açıklanması sırasında bazı örneklerini gördüğümüz iyon yapılı bileşikleri genel olarak, artı yüklü katyonlar ve eksi yüklü anyonların elektrostatik çekim kuvvetleriyle bir örgü düzeninde tutuldukları bileşikler olarak tanımlayabiliriz. Katyonları genellikle metaller, anyonları ise ametaller oluşturur. Tek atomlu katyon ve anyonların yanı sıra çok atomlu katyon ve anyonların da olduğunu biliyoruz, ilginç bir örnek, amonyum klorür (NH4Cl) bileşiğidir. Tamamen ametal elementlerinden oluşan bu bileşik iyon yapılıdır. Bileşiğin katyonu, dört hidrojen atomunun kovalent bağlarla azota bağlanmış olduğu amonyum iyonudur:
Hidroksit (OH-) ve siyanür (CN-) gibi çok atomlu anyonlar da kovalent bağlı molekül iyonlardır. Bu örneklerde görüldüğü gibi, iyon yapılı bileşiklerde iyonik bağların yanı sıra kovalent bağlar da olabilmektedir.
İyon yapılı bir bileşikte bulunan anyon ve katyonların formülleri ve yükleri biliniyorsa, maddenin elektriksel olarak nötür olması gerçeği kullanılarak bileşiğin formülü kolayca yazılabilir. Örneğin, Cu+ ve Cl- iyonlarından oluşan bir bileşikte toplam elektrik yükünün sıfır olabilmesi için, +1 yüklü her bakır katyonuna karşılık bir tane -l yüklü klorür anyonu olması gerekir. Bu gerçek, bileşiğin formülünü CuCl biçiminde yazarak ifade edilir. Bakır ve klorun oluşturdukları başka bir bileşik Cu+2 ve Cl- iyonları içermektedir. Bu bileşikte, her Cu+2 katyonu için iki tane Cl- anyonunun bulunması gerekir ve bileşiğin formülü CuCl2 olarak yazılır. İlk bileşik, bakır(I) klorür ve ikincisi ise bakır(Il) klorür olarak isimlendirilir. Parantez içindeki Romen rakamları, bakır katyonlarının iki bileşikteki artı yüklerini göstermektedir.
Periyodik cetvelde, l. ve 2. grupların dışındaki çok sayıda metal, bakır örneğinde olduğu gibi, değişik yüklü katyonlar oluşturabilmektedir. Bu türden bir metalin yer aldığı bileşikler isimlendirilirken, metal katyonlarının elektrik yükleri parantez içinde yazılan Romen rakamlarıyla belirtilerek bileşik isimleri birbirinden ayırt edilir. Alkali ve toprak alkali elementlerinde olduğu gibi eğer bir metalin yalnızca tek tür katyon oluşturduğu biliniyorsa, katyon yükünün bileşik ismi içinde yer alması gerekmez.
İyon yapılı bileşikler normal koşullarda katı halde bulunurlar. Maddenin tamamını saran kuvvetli iyonik bağlar nedeniyle erime ve kaynama noktaları yüksektir. Elektrik yüklü taneciklerden oluştukları halde, katı haldeyken elektrik akımını iletmedikleri gözlenir. Bu gözlem, yukarıda anlatılan iyon bağı modeliyle uyum içindedir. Madde içinde bir noktadan başka bir noktaya elektrik akımını iletilebilmesi için hareket edebilen yük taşıyıcılarının bulunması gerekir. Metallerde bu görev, metal içinde serbestçe dolaşabilen değerlik elektronları tarafından yerine getirilir. İyon yapılı bileşiklerde ise serbest elektronlar yoktur. Bu tür maddelerde bulunan katyon ve anyonlar da elektrik yüklü tanecikler oldukları için yük taşıyabilirler. Ancak, çok kuvvetli
iyon bağları
ile birbirlerine bağlanmış olduklarından yerlerinden kımıldayamazlar. Sonuç olarak da elektrik akımını iletemezler. Modelin geçerliliği, iyon yapılı bileşiklerin eritildikleri zaman elektrik akımını iletmeye başladıkları gözlemiyle daha da kuvvetlenmektedir. Sıvılaştırmak için maddeye verilen ısı enerjisi iyonlar arasındaki örgü yapısını bozar. Böylece bir miktar hareket serbestliğine kavuşan iyonlar, artık elektrik yükü taşıyabilir.
İyon yapılı bir bileşikteki katyon ve anyonları serbest hale getirmenin daha ucuz bir diğer yolu da, bu bileşikleri sıvı halde olan uygun bir madde içinde çözmektir.
b) Molekül Yapılı Bileşikler
Birbirine kovalent bağlarla bağlanmış olan atomlar topluluğuna molekül dendiğini biliyoruz. Aynı tür moleküllerden oluşan bir maddeye de molekül yapılı bileşik denir. Diğer bir deyişle; bir molekül, kovalent yapılı bileşiğin bütün özelliklerini taşıyan en küçük parçasıdır. Bilinen bileşiklerin büyük çoğunluğu molekül yapılıdır ve bilinen molekül yapılı bileşiklerin sayısı büyük bir hızla artmaktadır.
Daha önce bazı örneklerini gördüğümüz gibi, moleküller kimyasal formüllerle gösterilir. En basit kimyasal formül molekül formülüdür. Molekül formülü, molekülde atomları bulunan elementlerin simgelerini içerir. Bir elementin moleküldeki atom sayısı ise element simgesinin sağ alt köşesine yazılan rakamla verilir. Örneğin, suyun molekül formülü H20 dür. Bu formül molekülde iki hidrojen ve bir oksijen atomu olduğunu göstermektedir. Halk arasında alkol diye bilinen etil alkol de molekül yapılı bir bileşik olup, molekül formülü C2H6OH ile gösterilir. Formülden; molekülün 2 karbon, 6 hidrojen ve 1 oksijen atomundan oluştuğu anlaşılmaktadır.
Molekül formülü, kovalent bileşikleri tanımlamada kullanılan en kısa gösteriliş şekli olmakla birlikte her zaman yeterli değildir. Bu tür formül, molekül-deki atomların birbirine bağlanış şekillerini göstermemektedir. Az sayıda atom içeren bazı moleküllerdeki kovalent bağ yapısını yukarıda gördüğümüz kavramlar yardımıyla tahmin edebiliriz. Örneğin, su molekülünde iki hidrojen atomunun oksijen atomuna bağlı olduğunu biliyoruz. Ancak, moleküldeki atom sayısı arttıkça hangi atomların birbirine bağlı olduğu konusunda değişik olasılıklar ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle, atomların birbirlerine bağlanma sıralarında bir belir-sizlik söz konusu olduğunda, kovalent bağları daha açık bir şekilde belirten yapı-sal formüller kullanılır. Etil alkolün yapısal formülü aşağıda gösterilmektedir:
Atomlar arasındaki her düz çizgi bir elektron çiftini gösterir. Yapısal formüller, bazen biraz kısaltılabilir. Örneğin; etil alkolün yapısal formülü, CH3CH2OH biçiminde daha kısa olarak gösterilebilir. Molekül formülü etil alkolünkiyle aynı olduğu halde etil alkolden çok farklı özellikleri olan dimetileter isimli bileşiğin yapısal formülü CH3OHCH3, şeklinde verilebilir. Örnekten anlaşıla-cağı gibi, yapısal formüller bileşikleri ayırt edici önemli öğelerden biridir.
Genellikle ne katı, ne de sıvı halde elektrik akımını iletmemeleri, molekül yapılı bileşiklerin en belirgin özelliğidir. Bu, moleküllerin nötr birimler olması ve elektronlarını güçlü kuvvetlerle molekül içinde tutmaları nedeniyle beklenen bir özelliktir.
Molekül yapılı bileşiklerin sudaki çözünürlükleri ve çözeltideki özellikleri, molekül yapılarına bağlı olarak büyük değişiklik gösterir. Sıvı yağlar ve petrol ürünleri gibi bir kısım bileşiğin suda çözünürlüğü yok denecek kadar azdır. Hidrojen klorür, karbon dioksit ve kükürt dioksit gibi bazı molekül yapılı bileşikler ise suda çözündüklerinde, su molekülleriyle çok kuvvetli bir etkileşime girerler. Bu etkileşimin sonucunda çözeltide önemli miktarda iyonlar oluşur. Çözeltide iyonların oluşması ise elektrik akımının iletilmesini sağlar. Şeker, etil alkol gibi diğer bileşikler ise molekül yapılarını koruyarak suda çözünürler.
Çözeltiler
Başka bir maddede, genellikle de bir sıvıda moleküllerine ayrılabilen maddelere çözünür madde ya da çözünen, bu maddelerin içinde çözündüğü sıvıya ise çözücü denir. Bütün çözücüler içinde en iyi bilineni sudur. Yaşamın temeli olan hemen hemen bütün biyokimyasal tepkimeler sulu çözeltiler içinde gerçekleşir ve canlılar için yaşamsal önem taşıyan birçok madde vücutta çözelti halinde dolaşır. Suyun çözemediği bazı özel maddeler de vardır; örneğin katı yağlar karbon tetraklorürde, tırnak cilası asetonda çözünür. Ama suyun çözebildiği maddelerin sayısı bütün öbür çözücülerinkinden fazladır.
Belirli miktardaki bir çözücü içinde çözünebilecek madde miktarının genellikle bir üst sınırı vardır; belirli bir sıcaklıkta ve belirli miktardaki bir çözücüde moleküllerine ayrılabilen en fazla madde miktarına, o maddenin o sıcaklıktaki "çözünürlüğü" denir. Değişik maddelerin çözünürlük sınırlarının farklı olması, karışımların kimyasal analizinde ve çeşitli maddelerin birbirinden ayrılarak arıtılmasında yararlanılan bir özelliktir. Genellikle çözücünün sıcaklığı arttıkça çözünebilir katı maddelerin o sıvıdaki çözünürlükleri de artar; örneğin çay ne kadar sıcaksa şeker de o kadar çabuk çözünür.
Belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılmış bir çözücü artık içine karıştırılan çözünür maddeleri çözemiyorsa o çözelti doymuş durumdadır. Doymuş durumdaki sıcak bir çözelti soğudukça, içinde çözünmüş olan maddelerin bir bölümü çözeltiden ayrılarak yeniden katılaşır. Ama sıcaklık yükseldikçe çözünürlükleri hızla artan bazı maddelerle aşırı doymuş çözeltiler elde edilebilir. Böyle bir çözelti aynı sıcaklıktaki doymuş çözeltiden daha çok çözünmüş madde içerir. Aşırı doymuş bir çözeltiye tek bir kristal katıldığında, çözünmüş madde bu çekirdek kristalin çevresinde kristalleşmeye başlar ve sonunda doymuş bir çözeltiye dönüşür.
Çözelti terimi daha çok çözünmüş katı maddeler ile sıvı çözücülerden oluşan karışımlar için kullanılırsa da gaz ve katı haldeki çözeltiler de vardır. Örneğin hava çeşitli gazlardan oluşmuş bir çözeltidir. Gazların çoğu belirli bir sınıra kadar suda çözünür. Ama gazların sıvılardaki çözünürlüğü, katı maddelerden farklı olarak, genellikle çözücünün sıcaklığı arttıkça azalır, basınç yükseldikçe artar. Bir gazozun kapağı açılınca şişenin ağzına doğru yükselen gaz kabarcıkları, şişedeki basıncın azalması nedeniyle çözeltiden ayrılan çözünmüş gazlardır.
Bazı çözeltiler bir sıvının başka bir sıvıda çözünmesiyle oluşur. Örneğin su ve etil alkol gibi iki sıvı bir çözelti oluşturacak biçimde her oranda birbiriyle karıştırılabilir. Bir sıvı içinde çözünen katı ya da sıvı bütün maddeler o sıvının kaynama noktasını yükseltir, donma noktasını ise düşürür. Örneğin bir tuzlu su çözeltisi 100 °C ’nin üstünde kaynar, 0 °C `nin altında donar.
Alaşımlarda olduğu gibi, katı bir maddenin başka bir katı içinde dağılmasıyla oluşan karışımlara bazen katı çözelti denir. Sıvıların sıvılarda, gazların gazlarda, katıların katılarda çözünmesiyle oluşan çözeltilerde, miktarı öbürlerinden daha fazla olan madde çözücüdür. Bu kural gereğince hava, oksijen ve öbür gazların azot içindeki çözeltisi, pirinç de çinkonun bakır içindeki çözeltisi olarak tanımlanabilir.
Karışım kimyasal bakımdan değişik iki veya daha çok maddenin kendi özellikleri değişmeksizin bir araya gelmesiyle oluşmuş bir madde veya yığındır. Söz gelimi granit kayası arı kuvars, feldspat ve mikanın bir araya gelip birbirine bağlanmasından meydana gelmiş bir karışımdır. Bir karışım içinde bulunan maddelerin belli bir oranı yoktur be nedenle aynı maddelerden meydana gelmiş olan karışımların fiziksel özellikleri değişik olabilir. Karışımı oluşturan maddeler, fiziksel yöntemlerle birbirinden ayrılabilir. Karışımlar, bileşik maddelerden ve ya elementlerden, ya da her iki türden olabilir. Sözgelimi hava, gaz durumunda bir karışımdır. Oksijen, azot ve birkaç asal gaz gibi elementlerden başka karbondioksit ve su buharı gibi kimyasal bileşikleri de içerir. Kayalar katı, ham petrol sıvı durumdaki karışımlardır.
Bir çorba kaşığı demir tozu ve aynı miktarda kükürt tozu iyice karıştırılırsa bir karışım, meydana gelir. Bu karışımdan bir parça alınarak bir kağıt üzerine yayılır ve üzerinden mıknatıs geçirilirse demir .tozları mıknatısa yapışarak ayrılır kükürt tozu kağıtta kalır. Buna göre şişedeki demir ve kükürt bir kimyasal bileşik oluşturmamıştır yani karışım halindedir. Bu karışımdan bir miktar alınarak deney tüpünde ısıtılırsa, karışım önce kızarır sonra küçük bir kütle oluşturur.Böylece karışımdan bir kimyasal bileşik
doğmuştur; artık mıknatısla demiri, kükürtten ayırmak olanaksızdır. Görülüyor ki karışımı oluşturan maddelerin, özellikleri değişmemekte, yeni bileşik artık ne demir ne de kükürt, yeni bir maddedir ve özellikleri çok değişiktir.

KAYNAKÇA
Karışımlar:
7. Sınıf Fen Bilgisi Kitabı, sayfa : 4-5
Newton Bilim ve Teknik Ansiklopedisi cilt :1, sayfa : 551-552
Bileşikler
8. Sınıf Fen Bilgisi Kitabı sayfa 112-117
Çözeltiler
Ana Britanica cilt :2, sayfa : 839-840
Temel Britanica : cilt 3, sayfa : 48
|  anasayfa   |  sayfa başı  |   geri  |