ÖĞRENDİKLERİMİZİ UYGULAYALIM
1. Katıları, taneciklerin düzenlenişine göre kaç ana grupta inceleriz?
Cevap:
Katıları, taneciklerin düzenlenişine göre iki ana grupta inceleriz. Bunlar:
-
Kristal katılar: Taneciklerin belirli bir geometrik düzene göre istiflenmesiyle oluşan katılardır. Kristal katıların belirli bir erime noktası, düzenli geometrik şekli ve kırıldığında veya kesildiğinde düz yüzeyler oluşturması gibi özellikleri vardır. Kristal katılar iyonik, metalik, kovalent ve moleküler olmak üzere dört alt gruba ayrılır.
-
Amorf katılar: Taneciklerin gelişigüzel ve düzensiz bir şekilde istiflenmesiyle oluşan katılardır. Amorf katıların belirli bir erime noktası, düzenli geometrik şekli ve kırıldığında veya kesildiğinde düz yüzeyler oluşturması gibi özellikleri yoktur. Amorf katılar genellikle sıvı haldeki bir maddenin ani olarak soğutulmasıyla elde edilir
2. Tereyağı, kauçuk ve cam hangi tür katılara örnektir?
Cevap:
Tereyağı, kauçuk ve cam amorf katılara örnektir. Amorf katılarda tanecikler gelişigüzel ve düzensiz bir şekilde istiflenmiştir. Bu nedenle belirli bir şekil veya kristal yapıları yoktur. Amorf katıların belirli bir erime veya donma noktası da yoktur. Isıtıldıklarında belirli bir sıcaklıkta yumuşar ve akışkanlık kazanırlar.
3. Moleküler katılara hangi örnekler verilebilir?
Cevap:
Moleküler katılar, moleküllerin van der Waals kuvvetleri ile bir arada tutulduğu katı maddelerdir. Moleküler katılara örnek olarak şunlar verilebilir:
-
Su buzu (H2O): Su molekülleri arasında hidrojen bağları vardır. Bu bağlar sayesinde su molekülleri altıgen şeklinde bir düzen oluştururlar. Su buzu düşük erime noktasına sahiptir ve elektriği iletmez.
-
Katı karbon dioksit (CO2): Karbon dioksit molekülleri arasında London etkileşimleri vardır. Bu etkileşimler sayesinde karbon dioksit molekülleri küçük kristaller oluştururlar. Katı karbon dioksit kuru buz olarak da bilinir ve düşük erime noktasına sahiptir.
-
Sakaroz veya sofra şekeri (C12H22O11): Sakaroz molekülleri arasında dipol-dipol etkileşimleri vardır. Bu etkileşimler sayesinde sakaroz molekülleri kübik bir örgü yapısı oluştururlar. Sakaroz sert ve kırılgan bir katıdır ve elektriği iletmez.
-
Hidrokarbonlar (CnHm): Hidrokarbon molekülleri arasında London etkileşimleri vardır. Bu etkileşimler sayesinde hidrokarbon molekülleri farklı örgü yapıları oluştururlar. Hidrokarbonlar yumuşak ve elektrik yalıtkanı katılardır ve erime noktaları zincir uzunluğuna bağlıdır.
4. Kovalent katıların özellikleri nelerdir?
Cevap:
Kovalent katılar, ametal atomlarının oluşturduğu katı maddelerdir. Kovalent katıların özellikleri şunlardır:
-
Kovalent katılarda tanecikleri bir arada tutan kuvvetler kovalent bağlardır. Ametal atomları elektronlarını ortaklaşa kullanarak üç boyutlu bir ağ yapısı oluştururlar. Örneğin, elmas, grafit, silisyum karbür kovalent katılardır.
-
Kovalent katılar genellikle sert ve kırılgandırlar. Çünkü kovalent bağlar çok kuvvetli bağlardır ve kopmaları zordur. Bu nedenle kovalent katıların erime ve kaynama noktaları da yüksektir. Örneğin, elmas 3547 °C’de erir.
-
Kovalent katılar elektriği iletmezler. Çünkü elektronlar bağlı oldukları atomlar arasında paylaşılmaktadır ve serbestçe hareket edemezler. Ancak grafit gibi bazı kovalent katılar elektriği iletirler. Çünkü grafitte her karbon atomu üç elektronunu paylaşırken bir elektronunu serbest bırakır.
5. Metalik katılar nasıl oluşur? Açıklayınız.
Cevap:
Metalik katılar, metal atomlarının metalik bağlarla birbirine bağlanmasıyla oluşur. Metal atomları, dış yörüngelerindeki elektronları bırakarak pozitif yüklü iyonlar haline gelir. Bu elektronlar ise serbestçe hareket ederek negatif yüklü bir elektron bulutu oluşturur. Pozitif iyonlar ve elektron bulutu arasındaki çekim kuvveti metalik bağı oluşturur. Metalik katıların tanecikleri belirli bir düzende istiflenir ve geometrik bir şekle sahiptir.
6. İyonik katılar nasıl oluşur? Açıklayınız.
Cevap:
İyonik katılar, zıt yüklü iyonların bir araya gelerek oluşturduğu katı maddelerdir. İyonik katılar nasıl oluşur sorusunun cevabı şöyledir:
-
İyonik katılar oluşurken, metal atomları elektron vererek pozitif yüklü katyonlar haline gelir. Ametal atomları ise elektron alarak negatif yüklü anyonlar haline gelir. Örneğin, sodyum atomu bir elektron vererek Na+ katyonu, klor atomu ise bir elektron alarak Cl- anyonu oluşturur.
-
Zıt yüklü iyonlar arasında elektrostatik çekim kuvvetleri oluşur. Bu kuvvetler iyonik bağ olarak adlandırılır. İyonik bağlar sayesinde iyonlar ağ örgülü bir yapı oluştururlar. Bu yapı iyonik kristal olarak bilinir. Örneğin, Na+ ve Cl- iyonlarından oluşan NaCl bileşiği iyonik kristaldir.
-
İyonik kristallerin özellikleri şunlardır: Sert ve kırılgandırlar. Yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptirler. Katı halde elektrik iletmezler ancak sulu çözelti veya erimiş halde elektrik iletirler. İyonik kristallerin örgü yapıları ve birim hücreleri farklı olabilir. Örneğin, NaCl kübik birim hücreye sahipken, CaF2 tetragonal birim hücreye sahiptir.
7. Fotoğraftaki gibi camdan yapılmış bir bardak “kristal bardak” olarak adlandırılmaktadır. Bu şekilde adlandırmak, camın yapısı düşünüldüğünde doğru mudur? Neden?
Cevap: Doğru değildir çünkü cam amorf yapıdadır.
8. Sıvı kristal; hesap makinesi, elektronik saat gibi araçlarda görüntü oluşmasını sağlayan ekranın (LCD ekran) yapısında kullanılan maddenin olağan dışı bir hâlidir. Bu maddeye neden sıvı kristal denilmiş olabilir? Hem sıvı hem kristal kavramları ile adlandırıldığına göre bu maddenin yapısının nasıl olmasını beklersiniz? Yanıtınızın doğruluğunu araştırma yaparak kontrol edebilirsiniz.
Cevap: Sıvı kristaller, sıvıların ve katı kristallerin özellikleri arasında özelliklere sahip olan kimyasal maddelerdir. Örneğin, bir sıvı kristal (SK) bir sıvı gibi akar ama molekülleri bir kristalinki gibi yönlüdür.
