Baş grup elementleri by Kimya Kulübü

BAŞ GRUP ELEMENTLERİ

ÜNİTENİN BÖLÜM BAŞLIKLARI • • • • • • • • • •

1. BÖLÜM: EVRENDE VE DÜNYA’DA ELEMENTLER 2. BÖLÜM: ELEMENTLER NASIL ELDE EDİLİR? 3. BÖLÜM: ALAŞIMLAR 4. BÖLÜM: HİDROJEN 5. BÖLÜM: ALKALİ VE TOPRAK ALKALİ METALLER 6. BÖLÜM: TOPRAK GRUBU ELEMENTLERİ 7. BÖLÜM: 4A GRUBU ELEMENTLERİ 8. BÖLÜM: 5A GRUBU ELEMENTLERİ 9. BÖLÜM: KALKOJENLER 10. BÖLÜM: HALOJENLER

1. BÖLÜM: EVRENDE VE DÜNYA’DA ELEMENTLER

HAFİF ELEMENTLERİN OLUŞUMU VE BÜYÜK PATLAMA

BİG BANG (BÜYÜK PATLAMA) TEORİSİ • Big Bang (Büyük Patlama) teorisi basitçe şöyle özetlenebilir: 13,7 milyar yıl önce evren bir nokta olarak var edildi ve genişletildi. Bu teoriye göre evrenin bir başlangıç noktası vardır. Bu başlangıç noktasından önce madde ve zaman yoktur. • Evrenin başlangıç noktası denildiğinde, noktanın boyutunun olmadığı bilinmelidir. 5

• Var ediliş ve genişleme, bir emirle başlamıştır ve devam etmektedir.

PLANCK ZAMANI • 10–43 saniyeye kadar geçen süre Planck Zamanı olarak adlandırılır.

SÜPERNOVA PATLAMASI • Yıldız yakıtını tüketince soğumaya başlar, bundan dolayı yıldızın dış tabakası çöker. Bu çökme çok büyük şok dalgaları yaratır ve yıldızın büzülmüş olan dış tabakası uzaya dağılır. Bu olaya Süpernova Patlaması denir.

CERN’DE, MADDENİN BAŞLANGICININ OLDUĞU DENEYSEL OLARAK İSPAT EDİLECEKTİR • CERN Cenevre’dedir. CERN’de 2008 yılının eylül ayında büyük bir deney gerçekleştirilmiştir. CERN’de görevli bilim adamlarının bazıları Türk bilim adamıdır. Ancak CERN’e üye değildirler. 9

• Maddenin başlangıcının olduğu, başka bir ifade ile maddenin belli bir başlangıçtan itibaren var edildiği konusu, CERN’deki deneylerin sonucunda deneysel olarak da ispat edilecektir. • Big Bang (Büyük Patlama) teorisine göre madde zaten ezelî (öncesiz) değildir. • İlk var edilişin nasıl olduğunu tam olarak bilemeyiz; çünkü göklerin ve yerin yaratılışına şahit tutulmadık. 10

• Zamanı geriye götürüp bu gerçeğe şahit olma konusu ise önemli bir husustur.

BÜYÜK HADRON ÇARPIŞTIRICISININ İNŞASI, HİGGS BOZONLARININ KEŞFİ İÇİNDİR • Higgs parçacığı (Higgs bozonları), günümüzdeki madde kuramının henüz keşfedilmemiş taneciğidir. Higgs bozonları atom altı parçacıklardandır. • Higgs bozonlarının esir olabileceği düşünülmektedir. 12

• Cenevre’de Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN)’in yerin altındaki büyük laboratuarına dünyanın en büyük süper iletken mıknatısı indirilmiştir. Mıknatıs, Büyük Hadron Çarpıştırıcısında (LHC) “parçacık çarpıştırma deneyi” için kullanılacaktır. • Büyük Hadron Çarpıştırıcısının niçin inşa edildiğini tek bir cümleyle yanıtlarsak bu yanıt “Higgs bozonlarının keşfedilmesi amacıyla inşa edildiği” şeklinde olacaktır. 13

• Higgs kelimesinin sözlük anlamı “çok büyük bir sıçrama” demektir.

ATOM ALTI PARÇACIKLAR İÇİN YAPILAN ÇALIŞMALAR BÜYÜK PATLAMA’YA NASIL DELİL OLUYOR? • Atom altı tanecik araştırmalarında daha derinlere inildikçe, çok küçük kütleli, kütlesiz, çok hızlı ve çok kısa ömürlü taneciklerin varlığı bize şunları düşündürüyor: Madde her an, sanki varlık–yokluk sınırından ve hatta yokluktan var ediliyor. 15

• Atom altı dünyası sabit ve hareketsiz değildir. Var edildikten sonra kendi hâline bırakılmamıştır. • Bu kadar küçük, hızlı, her an oluşan ve başka şeylere dönüşen bu kadar çok taneciğin var edilmesi bizim, büyüklüğü, ilmi, hesabın inceliğini ve sonsuzluğu anlamamız içindir.

HİGGS BOZONLARININ ESİR OLABİLECEĞİ DÜŞÜNÜLMEKTEDİR • 19. asrın sonları ve 20. asrın başlarında bilim dünyasının yoğun bir şekilde tartıştığı esirin varlığı konusunda günümüzün bilim adamları arasında birlik olduğu söylenebilir. Yine de bazı kişilerin kabul etmediğini söyleyebiliriz. • Esir, atomdan çok küçüktür. Esirin de zerreleri vardır. Günümüzün bilinen en küçük parçacığı, esirin zerreleridir. 17

• Önce esir, sonra atom var edilmiştir. Atom esirden yapılmıştır. Atomun yapı taşları esirdendir. • Esir, atomların tarlasıdır. Esiri bir deryaya benzetirsek onda yüzen varlıklar; atomlar, moleküller, iyonlar, formül–birimler ve galaksiler olur. Yeryüzü de esir denizinde yüzen bir gemi gibi düşünülebilir. • Esir, su gibi akıcıdır. Hava gibi nüfuz edicidir. Esirin nüfuz etmediği madde yoktur. 18

• Isı, ışık, elektrik ve sesin yayılması esirin varlığını gösterir; çünkü boşlukta bunların yayılması düşünülemez. Dolayısıyla uzay boşluğu yoktur. Uzayın derinlikleri, sonsuza kadar uçsuz bucaksız bir boşluk değil; uzay, kesinlikle esir maddesiyle doludur. Gezegenler arasındaki çekme ve itme kanunları da ancak esirin varlığıyla açıklanabilir. Yine uzay boşluğu dışındaki her çeşit boşlukta da esir vardır. 19

• Atomların yapı taşı birdir. Proton, nötron ve elektronun farklı adetlerinin bir araya gelmesiyle farklı atomlar ortaya çıkıyor. Bunun gibi proton, nötron, elektron ve diğer atom altı parçacıklarının da aynı yapı taşının farklı adetlerinin bir araya gelmesiyle ortaya çıktığını söyleyebiliriz. • Buz ile su buharının birleşmesinden su oluşabiliyor. Bunun gibi atom içinde de birleşmeler, dönüşümler ve eşitlikler gerektiğinde oluyor. 20

TANECİK DÖNÜŞÜMLERİ, ENERJİ VE ESİR İLİŞKİSİ • Bu birleşme, dönüşüm ve eşitliklerden bazıları şunlardır: • Proton + Elektron → Nötron • Nötron → Proton + Elektron • Bu durum bize hem esir maddesinin enerji ile ilgili olduğunu ispat eder hem de atomdaki taneciklerin yapı taşının aynı olduğu konusunda fikir verir. 21

• Esirde tabir caiz ise büyük bir enerji olduğu düşünülüyor. • Kandiller bir zaman zeytinyağı ile yakılır. Sonra petrol ve elektrik enerjisi devreye girer. Petrolün devrinin bitmesi yakın görünüyor. Yer ve gök hazinelerinin üstündeki perdenin kalkacağı ve yeni enerji kaynaklarının açılacağı bir dönem beklenmektedir. O dönemin ulaşım vasıtaları temiz enerjiyle veya enerjiye bile lüzum görülmeden çalışacaktır. 22

• Maddenin 4 hâli olduğu gibi esirin de hâlleri vardır. • Maddenin hâllerinde formül aynı kalmakla beraber isimler ve görünüşler farklı oluyor. Su buharı, su, buz örneğinde olduğu gibi gaz, sıvı ve katı üç tür maddenin de formülü H2O’dur. Bunun gibi esir maddesi de esir kalmakla beraber, diğer maddeler gibi farklı şekil alabilir ve ayrı suretlerde bulunabilir. 23

• Hem madde esirden yapılmıştır hem de madde içinde esir vardır. • Esirin farklı şekillerinden bir kısmı tartı ve ölçüye gelir, bir kısmı ise tartı ve ölçüye gelmez. Demek ki ölçülemeyen de bilim oluyor. Esir, tartı ve ölçüye gelmeyen ortamları da oluşturur. Esir; madde ve mana âlemlerinin arasında bir yapıya sahiptir. Bu nedenle esir maddesi, manevi varlıkların da yaşama ortamı olarak düşünülebilir. 24

• Demek ki bilimin konusu maddeyle sınırlı değildir; metafizik de bilim kabul edilmelidir. • Esir ruha yakın bir yapıda olup vücudun en zayıf mertebesidir. Esirle ilgili ortaya çıkacak ispatlar, bizi, din ile ilmin buluştuğu noktalara götürebilir. • Maddenin % 96’sını oluşturan ve günümüzde bilinmeyen madde olan karanlık maddenin esir olabileceği düşünülmektedir. 25

ATOM ALTI PARÇACIKLAR DA ESİRDEN YAPILMIŞ OLABİLİR • Esir maddesi atom altı parçacık olduğu gibi diğer atom altı parçacıklar da esirden yapılmış olabilir.

EVRENİN BİR NOKTASINDA BİR PARTİKÜL YARATILINCA ONUNLA BİRLİKTE ZIT İKİZİ DE MEYDANA GELİR • Kâinatın herhangi bir noktasında bir partikül yaratılınca onunla birlikte zıt ikizi de meydana gelir. • Elektronun zıt ikizi pozitron, protonun zıt ikizi anti proton, nötronun zıt ikizi anti nötron, nötrinonun zıt ikizi anti nötrinodur. 27

KUARK, EVRENİN VAR EDİLİŞİNDE İLK OLUŞAN PARÇACIKLARDANDIR • Kuarklar; proton ve nötronları oluşturur. Kuark adı verilen partiküller de çiftler hâlindedir: Yukarı kuark–aşağı kuark, üst kuark–alt kuark, tuhaf (garip) kuark–tılsım kuark. • Kuarklar; hem elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve nükleer kuvvetin ortaya çıkmasına sebeptir hem de bunların etkilerini duyarlar.

EVREN VAR EDİLDİĞİNDE, EŞİT MİKTARDA MADDE VE ANTİ MADDENİN YARATILDIĞI TAHMİN EDİLMEKTEDİR • Bildiğimiz atoma karşılık çekirdeği negatif, elektronu pozitif (pozitron) atomlar da vardır. Bu atomlardan oluşan madde; maddenin zıt eşi veya anti madde olarak adlandırılır. 29

• Sebepler dünyasında her şeyin çift yaratılmış olmasını, anti madde ile evren bazında da görmüş oluyoruz. • Madde, enerjinin yoğunlaşmış şekli olarak da tarif edilebilir ve tekrar enerjiye dönüşebilir. • Fisyon ve füzyon reaksiyonlarında, kütlenin binde bir, on binde bir gibi çok küçük bir kısmı enerjiye dönüşür. Geri kalan kısmından ise başka element oluşur. 30

• Anti maddenin varlığı CERN’de tanecik hızlandırıcılarda ortaya konulmuştur. Atom altı parçacıkların ışık hızına yakın hızda parçalanmasıyla CERN’de çok küçük miktarda bir görünüp bir kaybolan anti madde ispatlanmıştır. • Dünyada anti madde yoktur. Anti madde bazı yıldız sistemlerinde bulunmaktadır. • Anti madde, kuantum mekaniğinin en sırlı konularındandır. 31

• Evren var edildiğinde, eşit miktarda madde ve anti maddenin yaratıldığı tahmin edilmektedir.

ANTİ MADDE, EVRENİN BAŞLANGICINDAN BERİ YÜKSEK SICAKLIK ŞARTLARINDA MEVCUTTUR • Beta bozunmasında, nötron protona dönüşür ve dışarıya bir elektron ile bir anti nötrino denilen tanecik neşrolunur. • Nötron → Proton + Elektron + Anti nötrino • Bazı nadir izotoplarda ise çift beta bozunması görülür. 33

• Çift beta bozunmasında, nötronların ikisi birden aynı anda bozunur. İki protona dönüşür. Bu esnada iki elektron ile iki anti nötrino yayılır. • Çift beta bozunmasının farklı bir versiyonunda ise anti nötrino oluşmaz. • Beta bozunmasında dışarıya bir anti nötrino neşredilir. Çift beta bozunmasında ise dışarıya iki anti nötrino neşredilir. Bu; bir nötronda bir anti nötrino bulunduğu anlamına gelir. • 2Nötron → 2Proton + 2Elektron 34

• Çift beta bozunmasının farklı versiyonunda oluşan anti nötrino çekirdekten dışarı çıkamadan, çekirdekteki bir başka nötron tarafından absorbe edilir. Bizim bunu gözlemimiz, anti nötrinonun bir görünüp bir kaybolması şeklinde olur. Buna, anti nötrinonun gizlenmesi de diyebiliriz. Dünya’da anti maddenin olmayışı, anti maddenin gizlenmesinden dolayı olabilir. Şayet böyleyse; nötronun yapısında gizlenmiş anti nötrino maddenin temel parçacıkları arasında ayrı bir yer alacaktır. 35

• Anti madde, tanecikler arasında müstakil olarak mevcut değildir. • Anti madde, evrenin başlangıcında yüksek sıcaklık şartlarında mevcuttu.

EVREN VAR EDİLDİĞİNDE ANTİ MADDE YARATILMIŞ VE GİZLENMİŞTİR • Anti madde ile madde birbirine temas ettiğinde her ikisi de büyük bir enerji açığa çıkararak ortadan kaybolurlar. • Madde ile anti madde karşılaştığında; maddenin %100’ü enerjiye dönüşür. Bu, patlayan bir hidrojen bombasının bıraktığının 143 katı daha fazla enerji demektir. 37

• Şayet Dünya’da anti maddenin gizlenmesi olmasaydı Dünya olmayacaktı.

ELEKTRON İLE POZİTRON BİRBİRİNİN ANTİ MADDESİDİR • Elektron ve pozitron arasındaki temas neticesinde, 511000 elektron volt gibi enerjiye sahip gama ışınları meydana gelir. • Elektronun (madde) atom numarası –1, kütle numarası 0’dır. Pozitronun (anti madde) atom numarası +1, kütle numarası 0’dır. 39

• İkisini topladığımızda atom numarası da kütle numarası da 0 olan gama ışını oluşur ve enerji açığa çıkar.

BÜYÜK PATLAMA İLE OLUŞAN FOTONLAR (IŞIK PARÇACIĞI) Foton, evrenin en hızlı parçacığıdır. Kütlesiz ve elektrikçe yüksüzdür. Saniyede 300 milyon km yol alır. Fotonun görevi, güneşteki enerjiyi Dünya’ya taşımaktır. • Elektromanyetizmanın taşıyıcısıdır. • Elektrik yüklü parçacıklar üzerine etkir. • • • •

FOTONLARDAN ATOM ALTI TANECİKLERİN MEYDANA GELİŞİ • İlk var edildiği yer güneşin merkezidir. Güneşin merkezindeki sıcaklık 15 milyon °C’tır. Güneşin merkezinde var edilen her bir foton ilk başta yüksek enerjiye sahipti. • Fotonlar güneşin merkezinde çarpışmalar sonucu soğudu; farklı özellikte, düşük enerjili birçok değişik foton ve başka atom altı tanecikler meydana geldi. 42

• Güneşten çıkan foton, yaklaşık 8,5 dakikada Dünya’ya ulaşır. • Foton çeşitlerinden zararlı olanları, Dünya’ya ulaşamaz. Ozon tabakası, bunları tutmakla görevlidir. • Güneşte füzyon sonucu 4 adet hidrojen çekirdeğinden, 1 adet helyum çekirdeği oluşur ve 2 adet pozitron meydana gelir. Böylece her saniye 564 milyon ton H (hidrojen) elementi, He (helyum) elementine dönüşmüş olur. 43

• Bu dönüşüm esnasında güneş, her saniye kütlesinden E=mc2 formülüne göre 4 milyon ton kaybeder. • Bu azalan kütle enerjiye dönüştürülür. • Güneş enerjisi hâlinde Dünya’ya gelir. • Foton ve nötrinolar da böylece meydana gelir. • Foton adı verilen parçacıklara da atom altı parçacık denebilir. • Fotonlar çeşitlidir. 44

FOTON (IŞIN) ÇEŞİTLERİ • • • • • • • • • •

Alfa ışını (kozmik ışın) Beta ışını Gama ışını X ışınları Ultraviyole (mor ötesi) ışınlar Görünen ışık İnfrared (kızıl ötesi) ışınlar: IR ışını Mikro dalgalar Radyo dalgası Lazer ışını 45

NÖTRİNO • Nötrino atom altı parçacıklardandır. • Nötrino da; fotonlar gibi, güneşte, hidrojenin helyuma dönüşmesi anında, maddenin enerji karşılığı olarak meydana gelir.

GLUON (GULON) • Atomun yapısında gluon adı verilen parçacık da belirlenmiştir. • Şiddetli çekirdek kuvveti, gluon diye bilinen sekiz parçacık tarafından taşınır. • Kütlesiz ve elektrik yüksüzdür. • Elektromanyetik kuvvet ve zayıf kuvvete karşı duyarsızdır. 47

LEPTON • Çekirdek kuvvetinden etkilenmez. • Yalıtılmış bireyler olarak gözlemlenir.

MUON • Uzaydan Dünya’ya gelen muon adı verilen parçacıklara da atom altı parçacık denebilir.

TAKYON (TACHYON) • Takyon, Latince’de “çok hızlı” demektir. • Takyonlar ışıktan hızlı, kütlesi eksi, boyutları sıfırdan küçük olan atom altı parçacıklardır. • Takyonların keşfi, enerjinin ışıktan hızlı gidebileceğini göstermiştir.

GYRON (JAYRON) • Bazı bilim adamlarına göre gyron (jayron) denilen atom altı parçacık, esir maddesinin temelini teşkil eder ve evrenin en küçük parçacığıdır. • Bir adet atomda yaklaşık 1020 gyron vardır.

ATOMUN MADDEYE DEĞİŞMESİ • Ağaca giren çeşitli atomların yaprak, çiçek ve meyvelere eksiksiz bir şekilde ayırt edilip dağılmaları atomun maddeye inkılabıdır. • Mideye giren karışık gıdaların içindeki atomların çeşit çeşit uzuvlara ve hücrelere noksansız ayrılmaları atomun maddeye inkılabıdır. 52

• Yer altında karışık vaziyette bulunan atomların, tohumun sümbül zamanında tohuma geçmesi ve kemaliimtiyazla tefrikleri atomun maddeye inkılabıdır.

İNSAN VÜCUDUNDAKİ ATOMLAR DEĞİŞİR Mİ? • Her senede iki defa, derece derece ve yavaş yavaş; insan vücudunun atomları tazelenmektedir. • Her bir ruh kaç yıl yaşamış ise; o kadar sene, insan bedenindeki atomlar komple yenilenmektedir. • 5–6 senede insanın bütün atomları değişmektedir. 54

ATOMLARIN YARIŞI (ATOMLAR CANLI MIDIR?) • Bitki, hayvan ve insan olmak üzere üç grup canlı varlık vardır. • Her bir cansız atom; canlı olan insan, hayvan, hatta bitki cismine girince, orada adeta canlılık kazanır. Bu canlı bünyeler, cansız atomlar için bir nevi misafirhane, kışla ve okul gibidir. Burada bir talim ve terbiye yarışındadırlar. Bu yarış; bütün atomların hayat sahibi olduğu bir yerde bulunabilmek içindir. 55

• Bu dünyada madde olarak atom ve atom altı parçacıklardan var edildik. Ancak bütün atomların hayat sahibi olduğu öteki dünyadaki varlığımızın özellikleri hakkında kesin ve net konuşmaktan kaçınmalıyız. Orada insan, atom ve atom altı parçacıkların ötesinde bir maddeden veya atom ve atom altı parçacıklara esas teşkil edecek olan daha farklı bir maddeden var edilebilir. Sonraki hayatta insan varlığını oluşturan yapı taşlarına madde denilebileceği de aslında bizce meçhuldür. 56

• Aslında dünyadaki atomlarda hayat yoktur. Atomlar hayata mazhar* olmak için benzersiz ve insanda hayret uyandıran tavırlardan geçerler. (mazhar*: Bir şeyin göründüğü, açığa çıktığı yer.) • Hayat çeşitlerinin en basiti bitki hayatıdır. Bitki hayatının başlangıcı, çekirdekte ve tohumda hayat düğümünün uyanıp açılmasıdır. 57

ATOMLARIN HAREKETİ • Cesedimiz, atomlardan oluşur. • Cesedimiz, ruhumuzun evidir; elbisesi değildir. • İnsan vücudundaki atomların belli bir ömrü vardır. Organizmadaki atomlar, sürekli değişmektedir. • Vücudun değiştirilmesi ve devamı için; yıkılan, atılan atomların yerini dolduracak, onlar gibi çalışacak yeni atomlar lazımdır. 58

• Yeni atomların insan vücuduna gelmesi için çeşitli bileşiklere ihtiyaç vardır. Bu bileşikler, alınan gıdalarla sağlanır. • Gıdalarla alınan bileşiklerdeki atomlar, giden atomların yerine dağıtılır. • Örneğin; kalsiyum kemiklere, demir kana, flor dişe, kükürt saça, fosfor beyne gider. • Beyinde ölen bir fosfor atomunun yerine gelen fosfor atomu; topraktan bitkiye, bitkiden hayvana, hayvandan insana, yenilen gıdalar ile geçmiş ve sonunda da beyne sevk olunmuştur. 59

• Fosfor atomu bu yolculuğunda hangi şeye girmiş ise; görüyormuşçasına, duyuyormuşçasına, biliyormuşçasına muntazam hareket edip ve sonuçta gerekli olduğu yerine ve hedefine giderek, örneğin; beyne girmiş, oturmuş ve çalışmasına başlamıştır. • Bu bize, başlangıçta, o fosfor elementinin; hangi kişinin beyni içinse, o kişi için planlı olduğunu gösterir. • “Her adamın alnında rızkı yazılıdır.” bilimsel bir gerçektir. 60

• Atomlar, vücudun her parçasının gereksinimlerine göre önceden belirlenmiş bir kanun ile pay edilir ve bedenin her tarafına apaçık bir nizam ile düzenli, sürekli ve düzgün bir biçimde dağıtılır. • Atom, hangi yere girerse, o yerin nizamına boyun eğer; hangi tavra geçtiyse, onun özel kanunuyla iş yapar ve hangi tabakaya misafir gitmiş ise, muntazam bir hareket ile sevk edilmiştir. 61

• Atomların hareketi boşu boşuna değildir. Kendilerine uygun bir yükselme içindedirler: Elementteki atomlar maden derecesine, madendeki atomlar bitki hayat tabakasına, bitkideki atomlar hayvanın otlanması sonucu hayvan mertebesine, hayvandaki atomlar insanın beslenmesiyle insan hayatı makamına, insanın vücudundaki atomlar da süzüle süzüle saflaşarak beynin ve kalbin en ince ve kritik yerine çıkarlar. 62

• Canlıların çekirdek ve tohumlarındaki atomlar, ağaca bir ruh hükmüne geçer. Ağacın bütün atomları içinde bir kısım atomların bu düzeye çıkmaları, o ağacın hayata sahip olması ve hayata hizmet etmesi gibi önemli görevleri yerine getirmesiyle anlaşılır. • Atomu aksiyona sevk eden yerinde duramamasıdır ve şevkidir.

ATOM BAŞIBOŞ DEĞİLDİR • “Bir tek atom bile başıboş değildir.” sözünde atomlar arasındaki sımsıkı ilişki ve çekimden, mükemmel ahenkten, belli gayelere yönelik, çok sayıda hikmet ve maslahatı içeren davranış ve hareketten söz edilmektedir ki bütün bu faaliyetlerde kimyasal bağ görev yapmaktadır. • Molekül ve molekülü teşkil eden atomlardaki bu faaliyetin gösterdiği işaret vardır. 64

• Her bir insan da atom gibi olmalıdır. Zaten insanlığı tam yaşayan gerçek insanlar, atom parçası gibidir; başıboş değildirler. • Aile, bütün fertleriyle bir moleküldür. Akrabalık, milliyet vb. irtibatlar vardır. • Medeniyet, insan sevgisi doğurur. Rus ve Ermeni ile olan, hürriyet tanıma bağımız bile, hakiki dünya birliği şuurunun temelini oluşturmaktadır. 65

EVREN, YERKÜRE (DÜNYA), HAYAT VAR EDİLİŞLERİ • Arzın (yerküre) ağırlığından dolayı suya batıp kaybolması mümkün iken böyle olmamıştır. İnsanlar için bir mesken ve nimetler için bir sofra olarak tefriş edilmiştir. • Evrende ilk oluşan aciniye maddesi, hamur gibi yoğrulmuş cisimdir. Kâinatta ilk yaratılan boyutsuz bir maddedir; bu madde yaratılışta evrenin çekirdeği 66 olmuştur.

• Güneş, Dünya ve gezegenler, başlangıçta şekilsiz bir hamur hâlinde beraberdiler. Zamanı gelince o hamur açıldı, gezegenler yerlerine yerleşti. Güneş ve Dünya bugünkü yerlerini aldı. Dünya soğudukça top biçiminde bir sıvı hâline geldi. Daha sonra sıvı sertleşerek taş oldu. Taş da daha sonra toprağa dönüştü. Sıvı kalsaydı canlıların yaşamasına elverişli olmazdı. Sıvı, taş olduktan sonra demir gibi sert olsaydı, istifade mümkün olmazdı. 67

• Arz (Dünya), taş gibi katı ve sert değildir ki üzerinde yaşanılmasın. Su gibi sıvı da değildir ki ziraat yapmak ve istifade etmek mümkün olmasın. Orta bir durumda var edilmiştir ki hem mesken hem de tarla olsun. Şüphesiz ki buna bu vaziyeti veren, Dünya’daki canlıların ihtiyaçlarını bilen, gören ve bundan dolayı da en uygun şekilde hazırlayandır. • Daha sonra, atmosfer tabakası ve su meydana geldi. 68

• Semadan yağmurun yağması, güneşten ısı ve ışığın gelmesiyle hayat başladı. • Hayat sahibi milyonlarca bitki ve hayvan türü meydana gelmiştir. Fosiller, her bir canlı türünün var olduğu günden beri değişikliğe uğramadığını ispat eder. Türler arası geçiş olmadığını, her bir türün bir evvel babası olduğunu kanıtlar.

İNSANIN YARATILIŞI • İnsanın maddi kaynak olarak topraktaki elementlerden ve insana gıda olarak giren bu elementlerin insanda meydana getirdiği bir sıvı veya protein çorbasından yaratılmıştır. • İnsan, varlıklar hiyerarşisinde en yüksek ve en son mertebededir. • Önce dört unsur (su, hava, ateş, toprak) sonra sırasıyla madenler, bitkiler, hayvanlar ve nihayet insan yaratılmıştır. 70

NAZZAM’IN PARTİKÜL TEORİSİ İLE İLGİLİ 12–13 ASIR ÖNCEKİ KEŞFİ • Atom teorisini ilk ortaya koyan Yunan bilginleri maddenin en küçük parçasının atom olduğunu söylerken bir İslam âlimi olan Nazzam, maddenin sonsuz denecek ölçüde parçalanabileceğini söylemiş ve günümüzün ilim adamlarından biri gibi konuşmuştur. 71

• Bugünün partikül teorisi perspektifinden atom altı parçacıklar düşünülerek bu meseleye bakıldığında Nazzam’ın 12–13 asır önce, çok derin şeyler söylemiş olduğu iddia edilebilir.

HAFİF ELEMENTLERİN VE AMETALLERİN SERBEST YA DA BİLEŞİK OLARAK DOĞADA BULUNMASIDAKİ KURAL • F2 gazı ve Cl2 gazı, tabiatta bulunmaz. Doğada florür bileşikleri ve klorür bileşikleri vardır. Bu ikisinden başka bütün ametaller; hem elementel hâlde hem de bileşiği hâlinde bulunur. Tabloda bunlar örneklerle gösterilmiştir: 73

AMETALİN DOĞAL SEMBOLÜ ELEMENTEL AMETALİN FORMÜLÜ C

C (KÖMÜR)

AMETAL İÇEREN DOĞAL BİLEŞİĞİN FORMÜLÜ CO2

H2 (HİDROJEN)

H2O

O2 (OKSİJEN)

CaCO3 (ALÇI)

N2 (AZOT)

PROTEİN

S (KÜKÜRT TOZU) CaSO4 (MERMER) Si (AKİK TAŞI) SiO2 (KUM)

AĞIR ELEMENTLERİN OLUŞUMU

ATOM NUMARASI 26’YA KADAR OLAN ELEMENTLER YILDIZLARIN İÇİNDE OLUŞUR • Yıldızlarda demirin fisyon (çekirdek parçalanması) reaksiyonları gerçekleşir; bu nedenle de yıldızlarda atom numarası 26’ya kadar olan elementler vardır.

ÇEKİRDEĞİNDE NÜKLEON BAŞINA DÜŞEN BAĞLANMA ENERJİSİNİN EN YÜKSEK OLDUĞU ELEMENT: DEMİR • Demirin bağlanma enerjisi en yüksektir. • Bağlanma enerjisinin en yüksek oluşu, ileride demir çekirdeği parçalanabilir anlamına gelebilir. 77

• Yerkürenin çekirdeğinde demir vardır. • Çekirdekte ağaca ait özelliklerin tamamı bulunur. • Günümüzde Dünya’da yaklaşık 90 doğal element tespit edilmiştir. Element sayısı 114’tür. • Demir Dünya’nın çekirdeği olduğuna göre acaba demirde de Dünya'daki doğal elementlerin bütünü var mıdır? 78

• Magma tabakasındaki yüksek sıcaklığın, demirin nükleer reaksiyonundan kaynaklandığı bilinmektedir. Bu yüksek sıcaklık, demiri eritmektedir. • Demirde elementlerin çoğunun geçtiği bugün keşfedilmiştir. • İşte bunlardan dolayı ileride demir çekirdeğinin parçalanarak çeşitli elementlerin elde edilebileceğini söyleyebiliriz. 79

METALLERİN SERBEST YA DA BİLEŞİK OLARAK DOĞADA BULUNMASIDAKİ KURAL • İndirgenme yarı pil gerilimi listesinde; indirgenme potansiyeli hidrojenden yüksek olan elementler, soy (altın, platin, gümüş) metaller ve yarı soy (bakır, cıva) metallerdir. Soy metaller doğada yalnız elementel hâlde bulunur, bileşikleri hâlinde bulunmaz. 80

• Yarı soy metaller ise hem elementel hâlde hem de bileşiği hâlinde bulunur. • Amalgam diş dolgular; cıva ve gümüş içerir. Altın diş dolgusu da vardır. Platin metali ise, protezlerde kullanılır. Bütün bu kullanımlarda altın, platin, gümüş ve cıva; aynen doğadaki gibi metalik hâldedir. Sıfır değerliklidir. Bu nedenle de sağlığa zararları yoktur. • Bakır ve cıva da soy metaller gibi genelde doğada serbest hâlde bulunur. 81

• Bakır ve cıva metallerine, yarı soy metal denmesinin sebebi; doğada doğal bileşiklerinin de olmasıdır. • Bu 5 element dışındaki bütün metaller, yaklaşık 70 metal doğada yalnız bileşikleri hâlinde bulunur, hiçbiri serbest hâlde bulunmaz. • Örneğin doğada Na, Ca, Al yoktur. NaCl (yemek tuzu), CaCO3 (mermer), Al2O3 (alüminyum metalinin elektroliz yöntemiyle elde edildiği boksit cevheri) vardır. 82

• Tabiatta bulunan, genellikle suda çözünmeyen, elde edilmeye değer miktarda bir veya birden fazla element içeren minerallere başka bir ifadeyle doğal inorganik metal bileşiklerine cevher (filiz) denir. Formülü basit olan cevherler olduğu gibi, kompleks olanları da vardır. • Genellikle kaya tuzu gibi suda çözünenler yerin derinliklerinde, suda çözünmeyenler ise yerin üstündedir. 83

• Demir ve nikelin indirgenme potansiyeli hidrojenden az olmasına rağmen, yerkürenin merkezinde erimiş elementel hâlde de bulunurlar.

ELEMENT OLARAK KULLANDIĞIMIZ DOĞAL KAYNAKLARIMIZIN BULUNDUĞU YERLER • Alüminyum, Hakkâri’de, Seydişehir’de ve Toros dağlarında bulunur. • Ülkemizdeki toryum madeni kaynakları Eskişehir–Sivrihisar– Beylikahır– Kızılcaören köyünde ve Malatya’da Hekimhan–Kulancak’tadır. 85

Titanyum Isparta’da bulunur. Altın, Hatay ve Konya’da bulunur. Bakır, Ergani ve Murgul’da bulunur. Bor; Kütahya–Emet, Balıkesir–Bandırma, Balıkesir–Bigadiç, Eskişehir–Kırka ve Bursa–Kestelek’te bulunmaktadır. • Uranyum; Ağrı dağında, Soma’da ve Van gölünde vardır. • • • •

HANGİ ELEMENTTE DÜNYADA BİRİNCİYİZ? • Dünya’daki borun % 76’sı Türkiye’dedir. • Dünya'daki toryumun % 80’i Türkiye’dedir. • Dünya'daki titanyumun % 100’ü Türkiye’dedir.

ÇEŞİTLİ KAYNAKLARDA ÜLKELERİN MADEN YÜZDELERİ NİÇİN FARKLIDIR? • Bir element, farklı cevherlerden elde edilebilir. Şayet herhangi bir elementin; cevherdeki yüzde içeriği azsa ve günümüz tekniğine göre henüz o cevherden elde edilmesi ucuz yolla gerçekleştirilemediyse, o kaynak yok sayılıyor. 88

• Ülkemizde çok bulunan titanyumun bir görevi de, uydu haritalarında maden kaynaklarımızı tam göstermemesidir. • Hazinelerin üstünü örtme konusu, kaynaklarımızın üstüne üşüşülmesini önlemesi açısından günümüzde önem taşımaktadır.

ELEMENTLERÄ°N BOLLUK ORANLARI

EVRENDE EN ÇOK BULUNAN ELEMENTLER • Evrende en çok bulunan elementler sırasıyla şunlardır: • 1- Hidrojen • 2- Helyum • 3- Karbon • 4- Oksijen • 5- Azot 92

DÜNYA'DA EN ÇOK BULUNAN ELEMENT OKSİJENDİR • Dünya'da en çok bulunan elementler şunlardır: Dünya'da en çok bulunan element oksijendir (% 46,4). % 27,7 ile silisyum ikinci, % 8,1 ile alüminyum üçüncüdür. Daha sonra sırasıyla % 5 demir, % 3,6 kalsiyum, % 2,8 sodyum, % 2,6 potasyum, % 2,1 magnezyum, % 0,4 titanyum ve % 0,1 ile hidrojen gelmektedir. 93

CANLI VE CANSIZ VARLIKLARDA BULUNAN ELEMENTLER • Canlılardaki elementlerin % 96’sını C, H, O ve N elementleri oluşturur. Bu dört madde, eşyanın asıl kaynağıdır. • Canlılarda; karbonhidrat, yağ ve protein olmak üzere başlıca üç grup madde vardır. Karbonhidratlar ve yağlar; C, H, O elementlerinden oluşur. Proteinler; C, H, O ve N elementlerinden oluşur. Enzim ve hormonlar da proteindir. 94

• Bunun dışındaki kısma mineral maddeler (madensel tuzlar) denir. Mineral madde olarak % 2 Ca, % 1 P vardır. Kalan diğer bütün maddeler % 1’i oluşturur. % 1’lik kısmın en önemlileri S, Na, K, Mg ve Fe’dir. Mineral maddeler, iyonik hâldedir. • Doğal 90 elementin hepsi insanda vardır. • C (karbon), organik bileşiklerin temel maddesidir. • C, H, O ve N elementlerine; dört temel unsur denir. 95

• Dört temel unsur denince hava, toprak, su ve güneş de anlaşılır. Hava, toprak, su, güneş de başlıca C, H, O ve N elementlerinden oluşmuştur. • Hava, toprak, su, güneş, insan, hayvan, bitki gibi tüm canlı ve cansız varlıklarda C, H, O ve N elementleri ile beraber az veya eser miktardaki bütün elementler bulunur. • İnsanda bütün elementlerin bulunduğu bilinmektedir. 96

YER KABUĞUNDAKİ BİLEŞİKLER

DÜNYA’DA EN ÇOK BULUNAN ELEMENTLERİN YER KABUĞUNDAKİ BİLEŞİKLERİ • Dünya'da en çok bulunan elementler sırasıyla oksijen, silisyum, alüminyum, demir, kalsiyum, sodyum, potasyum, magnezyumdur. • Bu elementler yer kabuğunda genellikle silikat, oksitler ve alümina silikat hâlinde bulunur. 98

• Yer kabuğundaki bileşiklerin çoğunun yapısında bulunan en önemli anyon silikattır. Dünya'da en çok bulunan elementlerden ilk ikisi % 46,4 ile oksijen ve % 27,7 ile silisyumdur; ikisi arasında formülü (SiO3)–2 olan ve yer kabuğundaki bileşiklerin yapısında yer alan silikat oluşur. Silikat anyonunun yer kabuğundaki başlıca bileşikleri; alüminyum silikat, demir silikat, kalsiyum silikat, sodyum silikat, magnezyum silikat ve potasyum silikattır. 99

• Yer kabuğundaki kayaçların yapısı genelde silikattır. Oksit ve alümina silikat türünde kayaçlar da vardır. • Al2O3 (alüminyum oksit) bileşiği yer kabuğunda oksit tipi kayaçların yapısında bulunana örnektir. • Yer kabuğunda silikat, oksit ve alümina silikat tipi kayaçların bol olması yer kabuğundaki oksijen, silisyum ve alüminyumun doğal bolluğunun göstergesidir. 100

2. BÖLÜM: ELEMENTLER NASIL ELDE EDİLİR?

101

ALTIN, GÜMÜŞ, PLATİN BAKIR, AZOT VE OKSİJEN ELEMENTLERİNİN ELDE EDİLMESİ • Altın, gümüş, platin gibi soy metaller doğadan doğrudan alınır. • Bakır gibi yarı soy metaller de doğadan doğrudan alınır. • Azot ve oksijen havadan fiziksel yöntemle elde edilir. 102

AZOT GAZININ DİĞER ELDE EDİLME YOLLARI • NH4NO2 → N2 + 2H2O (Tepkime 300 °C sıcaklıkta gerçekleşir.) • 2NaN3 → 3N2 + 2Na (Tepkime 300 °C sıcaklıkta gerçekleşir.)

103

HAYATIMIZDAKİ BAŞLICA METALLERİN ELDE EDİLME REAKSİYONLARI 2Al2O3 → 4Al + 3O2 (elektroliz) HgS + O2 + yüksek sıcaklık → Hg + SO2 NiO + H2 + yüksek sıcaklık → Ni + H2O Fe2O3 + 3C + yüksek sıcaklık → 2Fe + 3CO PbO + C + yüksek sıcaklık → Pb + CO 104

ZnO + C + yüksek sıcaklık → Zn + CO Sb2O3 + 3C + yüksek sıcaklık → 2Sb + 3CO Cr2O3 + 2Al + yüksek sıcaklık → 2Cr + Al2O3 SnO2 + 2C + yüksek sıcaklık → Sn + 2CO • Metaller genelde doğada oksitleri hâlinde bulunur.

105

SİYANÜR YÖNTEMİYLE ALTIN ELDE EDİLMESİNE AİT KİMYASAL REAKSİYON DENKLEMLERİ • 4Au + 8NaCN +2H2O + O2 → 4NaAu(CN)2 + 4NaOH • 2Na + 2Au(CN)2 + Zn → 2Au + Na2Zn(CN)4 106

KLOR GAZI ELDE EDİLMESİ • 4HCl(g) + O2(g) → 2Cl2(g) + 2H2O(g) • 2NaCl(s) → 2Na(k) + 2Cl2(g) (Elektroliz)

107

BROM ELDE EDİLMESİ • Deniz suyundan Cl2 geçirilerek elde edilir. • Cl2(g) + 2Br –(suda) → Br2(s) + 2Cl–(suda)

108

İYOT ELDE EDİLMESİ • Deniz suyundan Cl2 gazı geçirilerek elde edilir. • Cl2(g) + 2I–(suda) → I2(k) + 2Cl–(suda)

109

AMORF BOR ELDE EDİLMESİ • B2O3 + 3Mg → 2B(k) + 3MgO • Amorf bor, kahverengidir. • Bazı çelik alaşımlarında bulunur ve nükleer reaktörlerde kullanılır. • Safsızlık içerir (BO, B4O5).

110

KRİSTAL BOR ELDE EDİLMESİ • B2O3 + 2Al → Al2O3 + 2B(k) • Safsızlık içerir (AlB2).

111

ÇOK SAF BOR ELDE EDİLMESİ • KBF4 + 3Na → KF + 3NaF +B(k)

112

APATİT FİLİZİNDEN FOSFOR ELDE EDİLMESİ • APATİT FİLİZİNDEN FOSFOR ELDE EDİLMESİNİN TEPKİME DENKLEMİ 3Ca3(PO4)2.CaF2 + 9SiO2 + 15C → 9CaSiO3 + CaF2 + 3/2P4 +15CO • Ayrıca kemikten de fosfor elde edilir.

113

CEVHERDEN METAL ELDE ETME SÜRECİNDEKİ İŞLEM BASAMAKLARI • • • •

Kırma-Öğütme Zenginleştirme Kavurma İndirgeme

114

ÇEVRE KİRLİLİĞİNE VE ASİT YAĞMURLARINA NEDEN OLAN MADDE • Sülfürlerin bol hava ile ısıtılarak oksidine dönüştürülmesi işlemi olan kavurma sonucunda açığa çıkan SO2 (kükürt dioksit) gazı, çevre kirliliğine ve asit yağmurlarına neden olur.

115

GANG â&#x20AC;˘ Cevherler genellikle kum, kil ve granit gibi istenmeyen yan maddeler iĂ§erir. Bu maddelere gang denir.

116

KOROZYON • Metal veya metal alaşımlarının oksitlenme veya kimyasal etkilerle aşınmasına korozyon denir.

117

TENÖR • Cevherde bulunan veya cevherin zenginleştirilmesi veya işlenmesi sonucunda elde edilen ürün içerisindeki kıymetli elementin yüzdesel oranına tenör denir.

118

3. BÖLÜM: ALAŞIMLAR

119

ALAŞIMLARIN YAPILMA SEBEPLERİ • Metallerin fiziksel ve mekaniksel özelliklerini değiştirmek suretiyle daha elverişli malzemeler üretmek • Çok sayıda ve değişik özelliklere sahip metal geliştirerek ihtiyaçlara cevap vermek • Isıl işlemlere uygun metal üretmek • Malzemelerin maliyetini düşürmek 120

• Malzemenin aşınmadan ve dış şartların yıpratıcı etkisinden korunmasını sağlamak

121

ALAŞIM OLUŞTURMA BİÇİMLERİ • Alaşım oluşturma biçimlerinden birisi yer değiştirme ile oluşan alaşımlardır. Diğeri ise örgü boşluğu tipi alaşımlardır. • Yer değiştirme ile oluşan alaşımlar ikiye ayrılır. Bunlardan birinin adı rastgele yer değiştirme ile oluşan alaşımlardır. Diğerinin adı ise süper örgü alaşımıdır. 122

BİLEŞİK TİPİ ALAŞIM • Metaller arasında bileşik oluşabilir. • Alaşımı oluşturan metal atomları arasındaki elektronegatiflik farkı büyük olduğunda metal atomları arasında bileşik tipi alaşım oluşur.

123

BAŞLICA ALAŞIMLAR ALAŞIMIN ADI

BİLEŞİMİ

PİRİNÇ

% 63 Cu

BRONZ (TUNÇ)

% 70–95 Cu % 5–30 Sn

LEHİM

% 60 Sn

SAÇMA

% 99,5 Pb % 0,5 As

MATBAA HARFİ

% 73 Pb % 12 Sn

AMALGAM DİŞ DOLGUSU

% 40–55 Hg % 45–60 Ag

22 AYAR ALTIN

% 91,7 Au % 5 Ag % 2 Cu % 1,3 Zn

% 37 Zn

% 40 Pb

% 15 Sb

124

ALTIN ALAŞIMLARI Renk Sarı

Ayar Alışımdaki Elementlerin Yüzdeleri 22 Altın 91,67% Gümüş 5% Bakır 2% Çinko 1,33% Kırmızı 18 Altın 75% Bakır 25% Gül 18 Altın 75% Bakır 22,25% Gümüş 2,75%

125

Renk

Ayar Alışımdaki Elementlerin Yüzdeleri

Pembe

Beyaz

Gri– Beyaz

Yeşil

Altın 75% Bakır 20% Gümüş 5% Altın 75% Palladyum veya Platin 25% Altın 75% Palladyum 10% Nikel 10% Çinko 5% Altın 75% Demir 17% Bakır 8% Altın 75% Gümüş 25%

126

Renk

Ayar Alışımdaki Elementlerin Yüzdeleri

Açık Yeşil

Yeşil

Koyu Yeşil

Beyaz– Mavi veya Mavi Mor

–

Altın 75% Bakır 23% Kadmiyum 2% Altın 75% Gümüş 20% Bakır 5% Altın 75% Gümüş 15% Bakır 6% Kadmiyum 4% Altın 75% Demir 25% Altın 80% Alüminyum 20% 127

Renk Sarı Sarı Yoğun Sarı Sarı Koyu Sarı

Ayar Alışımdaki Elementlerin Yüzdeleri 22 18 22

Altın 91,6% Gümüş 5,5% Bakır 2,9% Altın 75% Gümüş 16% Bakır 9% Altın 91,6% Gümüş 3,2% Bakır 5,1%

14 9

Altın 58,5% Altın 37,5%

Gümüş 30% Bakır 11,5% Gümüş 31,25% Bakır 31,25%

128

4. BÖLÜM: HİDROJEN

129

HAYATIMIZDA HİDROJEN • Hidrojen, su yapıcı demektir. Sıvı H2 (hidrojen), roket yakıtıdır. H2 gazı; margarin elde edilirken sıvı yağların doyurulması işleminde, NH3 (amonyak), HCl (hidroklorik asit), CH3OH (metil alkol) bileşiklerinin sentezinde ve uçan balonlarda kullanılır. Uçan balonlarda helyum gazı tercih edilir, çünkü hidrojen gazı patlayıcı ve yanıcıdır. 130

• Havanın hacimce % 0,00005’i hidrojendir.

131

HİDROJEN KAYNAKLARIMIZ • Karadeniz’in derinliklerindeki H2S (hidrojen sülfür)’den elde edilebilecek olan H 2 • Bor bileşiğinden elde edilebilecek olan H2 • Güneşte gaz hâlindeki H2 • Güneş enerjisi yardımı ile H2O’yu ayrıştırarak elde edilen gaz hâlindeki H 2

132

EVRENİN % 90’ı ELEMENTEL HİDROJENDİR • Yıldızlarda ve gezegenlerin birçoğunda elementel hidrojen bulunur. Evrende en çok bulunan elementtir. Evrenin % 90’ı elementel hidrojendir. Elementel hidrojen, sıfır değerliklidir. Elementel hidrojene serbest hidrojen de denir. • Dünya'da elementel hidrojen çok azdır. Dünya'mızdaki hidrojen kaynağımız sudaki hidrojendir. Sudaki hidrojen +1 değerliklidir. 133

• Hidrojen, Dünya'da bolluk yönünden 9.elementtir. Dünya'da en çok bulunan element oksijendir.

134

HİDROJEN İZOTOPLARI • Hidrojenin; hidrojen, döteryum ve trityum olmak üzere 3 izotopu vardır. Trityum radyoaktiftir. • Hidrojen (H): Atom numarası 1, kütle numarası 1 • Döteryum (D): Atom numarası 1, kütle numarası 2 • Trityum (T): Atom numarası 1, kütle numarası 3 135

HİDROJENİN LABORATUVARDA ELDE EDİLME YOLLARI • Kızgın demir üzerine su buharı yollanmasıyla elde edilir: 2Fe(k) + 3H2O(g) → Fe2O3(k) + 3H2(g) • 2HCl(suda) + Zn(k) → ZnCl2(suda) + H2(g) • 2Na(k) + 2H2O(s) → 2NaOH + H2(g) • 2Al(k)+2KOH(aq)+6H2O→2KAl(OH)4+3H2(g) • CaH2(k) + 2H2O(s) → 2Ca(OH)2(aq) + 2H2(g)

136

â&#x20AC;˘ 2H2O(s) â&#x2020;&#x2019; 2H2(g) + O2(g) (Hoffman voltametresinde suyun elektrolizi)

137

HİDROJENİN ENDÜSTRİDE ELDE EDİLME YOLLARI • C(k) (kok) + H2O(g) → CO(g) + H2(g) ) (Tepkime 1000 °C’ta gerçekleşir.) • CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g) (Tepkime 500 °C’ta ve Fe/Cu katalizörlüğünde gerçekleşir.) • C(k) (linyit) + 2H2O(g) → CO2(g) + 2H2(g) ) (Tepkime 1000 °C’ta, Ni katalizörlüğünde gerçekleşir.) 138

• CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g) (Tepkime 1100 °C’ta ve Ni katalizörlüğünde gerçekleşir.) • Tepkimede metan yerine başka hidrokarbon da kullanılabilir: CnHm + nH2O(g) → nCO(g) + (m/2+n)H2(g) • Kızgın demir üzerine su buharı yollanmasıyla elde edilir: 3Fe(k) + 4H2O(g) → Fe3O4(k) + 4H2(g) Fe3O4(k) + 4CO(g) → 3Fe(k) + 4CO2(g) 139

â&#x20AC;˘ 2H2O(s) â&#x2020;&#x2019; 2H2(g) + O2(g) (Sanayide suyun elektrolizi)

140

HİDROJENİN KULLANIM ALANLARI • Hidrojen, amonyak sentezinde kullanılır. Sentezde katalizör olarak Fe, Al veya Si gereklidir. Amonyağın kimyasal sentezi Fritz - Haber prosesi olarak bilinir. Amonyak sentezinin kimyada özel bir yeri olduğundan tepkime, bulan kimyacının adıyla anılmaktadır. Tepkime 380°C sıcaklıkta ve 2 atm basınçta gerçekleşir: N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 + 22 kcal 141

• Hidrojen; hidrojenlendirmede, özellikle de margarin imalinde kullanılır. Doyurma işlemi Ni katalizörlüğünde, 200 °C sıcaklıkta ve 30 atmosfer basınçta gerçekleştirilir. • Hidrojenin yanmasıyla 2700 °C’a kadar yüksek sıcaklık elde etmeye yarayan alete hidrojen hamlacı adı verilir. Bu hamlaç, metalleri eriterek (Pt) kaynak yapmada (otojen kaynak) ve erime noktası yüksek bileşikleri (SiO2, Al2O3) eritmede kullanılır. 142

• Hidrojen, güneş pillerinde kullanılır. • Hidrojen, metanol sentezinde kullanılır. Metanol, yakıtlarda oktan sayısını attırmak için kullanılır. • İndirgen özelliğinden dolayı metalürjide metal oksitleri metale indirgemek için kullanılır. CuO + H2 + yüksek sıcaklık → Cu + H2O WO3 + 3H2 + yüksek sıcaklık → W + 3H2O FeO + H2 + yüksek sıcaklık → Fe + H2O 143

HİDROJEN BİLEŞİKLERİ VE KULLANILDIĞI YERLER • H2O • D2O (Ağır su): Ağır suyun erime sıcaklığı 3,81 °C, kaynama sıcaklığı 101,42 °C, yoğunluğu 1,04 g/mL’dir. • H2S dericilikte tüy dökmek için kullanılır. • Na2S zırnık adıyla bilinen maddedir. As elementine de zırnık denilir. • Hidrürler

144

HİDRÜRLER • Hidrojen, bileşiklerinde –1 yükseltgenme basamağında ise bu bileşiklere hidrür bileşikleri denir. • Hidrürler, yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta oluşur. • 1A grubunun hidrürleri iyonik bileşiktir. • 2A grubunun hidrürleri BeH2 hariç iyonik bileşiktir; BeH2 kovalent bileşiktir. • 3A grubunun hidrürleri kovalent bileşiktir. 145

• Hidrürler, kuvvetli indirgendir ve kuvvetli baz özelliği gösterirler: –1 –1 • H (suda) + H2O(s) → H2(g) + OH (suda) • 2NaH + O2(g) → Na2O + H2O(s)

146

HİDROJEN ENERJİSİ (SU İLE ÇALIŞAN ARAÇLAR) • Bir yönüyle “Aracın benzin deposuna su koyacağız, araç gidecek.” diyebiliriz. • Sudaki hidrojen elektrolizle elementel hidrojene ayrıştırılır. • Ayrıştırma işlemi için uygun olanı güneş enerjisidir. • Elde edilen elementel hidrojen, havadaki oksijenle birleşerek enerji verir. Su veya su buharı da açığa çıkar. 147

• Açığa çıkan su veya su buharından tekrar hidrojen üretilir. • Bu şekilde çalışan sisteme hidrojen pili denir.

148

GELİŞMİŞ ÜLKELERDE HİDROJEN ENERJİSİYLE İLGİLİ ÇALIŞMALAR • Çalışmalar henüz deneme amaçlıdır; çünkü güneş enerjisini belirli bir noktada odaklayarak elektrolizin gerçekleştirilmesi zor bir işlemdir. Yaygın olarak yapılamamaktadır. • Buna rağmen gelişmiş ülkelerde hidrojenle çalışan piller ticari olmuştur. 149

• Hidrojenle çalışan otomobil, otobüs ve uçak yapılmıştır. • İnsanların merak konusu olduğundan dolayı gelişmiş ülkelerde su ile çalışan araç kiralamak mümkündür.

150

HİDROJEN ENERJİSİ VE TÜRKİYE • “Uluslar Arası Hidrojen Enerjisi Birliği” başkanı Nejat Veziroğlu’dur. • Nejat Veziroğlu, Miami Üniversitesi profesörlerindendir. Bu üniversitenin Temiz Enerji Araştırma Enstitüsü’nde görev yapmaktadır. • Nejat Veziroğlu, 2000 yılında Nobel’e aday gösterilmiştir. 151

• Nejat Veziroğlu, aynı zamanda İstanbul’da kurulan UNIDO–ICHET müdürlüğünü de yürütmektedir. • UNIDO (United Nations Industrial Development Organization), “Birleşmiş Milletler Endüstriyel Gelişim Organizasyonu”dur. • UNIDO’nun alt kuruluşu olan ICHET (International Centre for Hydrogen Energy Techologies) ise “Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi”dir. 152

• Karadeniz bölgesinde, özellikle Samsun’da mavi akım projesi adı altında hidrojen araştırması yapılmaktadır.

153

FÜZYON (BİRLEŞME) • Küçük kütleli çekirdeklerin birleşerek büyük kütlede çekirdeğe dönüşmesidir. Bu olayda fisyondan çok daha büyük enerji açığa çıkar. Güneş’teki enerji, füzyon ile ortaya çıkar. Hidrojen bombasında açığa çıkan enerji de, kontrolsüz füzyon reaksiyonu neticesindedir.

154

YARILANMA SÜRESİ MADDENİN SONRADAN VAR EDİLDİĞİNİ GÖSTERİR • Radyoaktif maddeler yarılanma sonucunda bitmediğine göre bir başlangıçları var demektir. Şayet madde ezeli olsaydı (maddenin başlangıcı olmasaydı) radyoaktif maddeler çoktan bitmiş olacaktı. Bitmediğine göre sonradan var edilmiştir. Öyleyse madde ezeli değildir. 155

TRİTYUM RADYOAKTİFTİR • Trityum radyoaktiftir ve 12,32 yıl yarı ömre sahiptir. Beta bozunmasıyla helyum-3’e dönüşür. Kozmik ışınların az miktarda atmosferik gazlarla etkileşimi sonucu az miktarda trityum ortaya çıkar. Trityum nükleer silah testlerinde havaya salınır. Trityumlu saatler ve trityumlu trafik işaretleri, kendiliğinden ışık saçtıkları için karanlıkta da rahatlıkla görülebilirler. 156

BAĞLANMA ENERJİSİ (NÜKLEER ENERJİ) Çekirdekteki nükleer enerjinin görevi, birbirlerini iten pozitif yüklü protonların bir arada durmalarını temin etmektir. Bağlanma enerjisi denmesi, bu sebepledir. Einstein, çekirdekteki nükleer enerjiyi E=mc2 formülü ile açıklar. Formüldeki m maddenin kütlesi, c ışık hızı, E ise enerjidir. 157

Hidrojen dışındaki bütün atomların, bir tartılan kütlesi bir de hesap edilen kütlesi vardır. Tartılan kütle, mutlak surette her zaman daha az çıkmaktadır. Bu azalan miktar kadar madde, daha ilk oluşumda, hidrojen hariç tüm atomların çekirdeğinde, enerjiye dönüşmüştür. İşte bu enerji, nükleer enerjidir.

158

Nükleer enerji, çekirdek reaksiyonları, radyoaktivite, radyoaktif atom, radyasyon, kararlılık kuşağı, kararsız atom gibi tabirleri konuyu iyi anlamak için bilmek gerekir. Işın yayan atomlara radyoaktif atom, bu konuya da radyoaktivite denir. Atomun çekirdeğinde pozitif yüklü protonlar bulunmaktadır.

159

Aynı yükler birbirini iter. Çekirdekte birden fazla proton bulunursa bunlar, pozitif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. Hidrojen hariç bütün atom çekirdeklerinde birden fazla proton bulunur. Çekirdekteki nötronlar da, protonların birbirlerini itmelerini önleyerek bağlayıcı rol oynar.

160

Bu da protonlar, nötronsuz bir arada bulunamazlar demektir. Bunun tersi de söz konusudur; nötronlar da her zaman protonlara muhtaçtır; çünkü onlar da tek başlarına kaldıkları zaman 13 dakikada yarısı bozulmaya uğrayarak proton ve elektron çıkartırlar. Nötron = Proton + Elektron Atom çekirdeği büyüdükçe proton ve nötron sayısı eşit olarak değil, nötron sayısı daha fazla olacak şekilde artar. 161

Tabii her şeye rağmen bu artışın yine de bir sınırı ve ölçüsü vardır: Nötron sayısının proton sayısına oranı en az 1, en çok da 1,5 olmalıdır. Şayet nötron sayısının proton sayısına oranı bu ölçüyü geçmişse atom çekirdeği kararsız bir durum arz eder. Bu atomlara kararsız atom denir. Kararsız bir çekirdek de kendi içinde meydana gelen radyoaktivite ile kararlı hâle kavuşur. 162

Çekirdeğinde 83 ve daha fazla proton bulunan elementler ne kadar çok nötrona sahip olurlarsa olsunlar kararsızdır. Bu kadar çok pozitif yük, atom çekirdeğinde devamlı tutulamaz. Çekirdek küçülerek kararlı bir duruma düşer. En istikrarlı atom hidrojen, en istikrarsız atom ise uranyum atomudur. Uranyum atomunun protonları, bulundukları yerde sürekli gürültü ve infilaklara sebebiyet verir. 163

Onun için atom bombasında da temel unsurlardan biri olarak uranyum kullanılmaktadır. Uranyumun atom numarası 92’dir. Proton sayısı da 92 olur. Nötron sayısı ise 238–92=146 olur. Alfa ışıması yapmak, helyum çekirdeği yaymak demektir. Alfa ışıması yapan atomun atom numarası 2, kütle numarası 4 azalır. 164

U (Uranyum–238) atomu, bir alfa parçacığı neşrederek proton sayısını 92’den 90’a, nötron sayısını da 146’dan 144’e düşürür. 90 protona 144 nötron biraz fazladır. Uranyum bu defa bir beta parçacığı neşreder. Beta ışıması elektron yaymaktır. Beta ışıması yapan atomun atom numarası 1 artar, kütle numarası ise değişmez.

238

165

Neşredilen beta ışını sonucunda uranyum çekirdeği proton sayısını bir arttırır, nötron sayısını değiştirmez. Böylece proton sayısı 91 olur, nötron sayısı 144’te kalır. Beta bozunması sırasında çekirdekteki nötronlardan biri, proton ve elektrona parçalanmıştır. Nötron → Proton + Elektron

166

Proton sayısının her değişmesinde farklı bir element oluşur. Bir seri hâlinde bu iş devam eder gider. Nihayet uranyum atomu çekirdeği, 82 protonlu ve 124 nötronlu olan kararlı kurşun atomu çekirdeğine dönüşür. Radyoaktif bozunma, yalnız nötron–proton dengesizliğinden (nötron sayısının proton sayısına oranının yüksekliğinden) kaynaklanmaz. 167

Bazen sadece proton sayısının yüksek oluşu da buna sebep olabilir (pozitron bozunması). Pozitron, elektronun zıt ikizidir; kütlesi elektronun kütlesine eşittir; her şeyi elektronla aynı, sadece yükü farklıdır. Elektronun yükü –1, pozitronun yükü ise +1’dir. Pozitron bozunmasında; atom numarası 1 azalırken, kütle numarası değişmez. 168

Çekirdekteki nötronlar, elektrik bakımından yüksüzdür. Yüksüz oldukları için bir madde içinde uzun yol alabilirler. Bu ağır parçalar, ağırlıklarına göre süratlenirler. Hızları, ışık hızından saniyede birkaç km’ye kadar değişir. Nötronların bazıları çok ağırdır; bu ağırlıklarından dolayı öyle hız kazanabilirler ki, en kesif maddelerin bile bir tarafından girip öbür tarafından çıkabilirler. 169

Nötronlar bu süratle, 30 cm kalınlığındaki demir ve kurşundan bile geçebilir. Ancak atom çekirdeğiyle çarpışmalarında enerjilerini kaybederler. Kuş havada ne kadar rahat uçuyor veya balık denizde ne kadar rahat yüzüyorsa, nötronlar da o hız sayesinde o kadar rahat hareket ederler.

170

Bu özellikleri taşıyan nötronlar, çekirdek içinde enerjilerini, protonları bir arada tutmak için kullanırlar. Hidrojen hariç bütün atom çekirdeklerinde, mutlaka nükleer enerji bulunur. Hidrojen atomunun çekirdeğinde proton 1 adet olduğundan, hem nötrona hem de nükleer enerjiye ihtiyaç yoktur.

171

Einstein, çekirdekteki nükleer enerjiyi E=mc2 formülü ile açıklar. Formüldeki m maddenin kütlesi, c ışık hızı, E ise enerjidir. Nükleer reaksiyonlarda, atom numarası ve kütle numarası korunmaktadır; bu durum kütlenin korunduğu anlamına gelmez. Nükleer reaksiyonlarda kütle kaybı olur. Hidrojen dışındaki bütün atomların, bir tartılan kütlesi bir de hesap edilen kütlesi vardır. Tartılan kütle, mutlak surette her zaman daha az çıkmaktadır. 172

Bu azalan miktar kadar madde, daha ilk oluşumda, hidrojen hariç tüm atomların çekirdeğinde, enerjiye dönüşmüştür. İşte bu enerji, nükleer enerjidir. Olay, saatin kurulup bırakılması gibi de değildir: Protonların birbirlerini itmemeleri için başlangıçta maddenin enerjiye dönüşmesiyle başlayan görevi, nötronlar her an sürdürmektedirler. Ayrıca var etme her an sürmektedir. 173

YALNIZ HİDROJEN ATOMUNUN ÇEKİRDEĞİNDE NÖTRON BULUNMAMASININ SEBEBİ • Nötronun görevi, protonların birbirlerini itmesini önlemektir. • Hidrojen atomunun çekirdeğinde 1 tane proton bulunduğundan, böyle bir görev söz konusu değildir. Bu nedenle de hidrojen atomunun çekirdeğinde nötron yoktur.

174

GÜNEŞTE HER SANİYE 4 MİLYON TON MADDE NÜKLEER ENERJİYE DÖNÜŞÜR • Güneşte her saniye 564 milyon ton H (hidrojen) elementi, He (helyum) elementine dönüşür. • Bu esnada güneş, her saniye kütlesinden E=mc2 formülüne göre 4 milyon ton kaybeder. 175

• Madde, nükleer enerjiye dönüşmüş olur. Güneş enerjisi hâlinde Dünya'mıza gelir. • Bu nükleer enerji, güneşteki füzyondur. Çekirdek birleşmesi veya çekirdek kaynaşması da denir. • Belli bir zaman sonra güneşteki hidrojenin tamamı helyum hâline dönüşecektir. Güneş soğuyarak ölecektir. Bu da Dünya'daki hayatın sonu olacaktır. • Her an güneşte yeni bir keyfiyet meydana gelmektedir. Var etmenin her an olduğu güneşte apaçık görülmektedir. 176

ÇEKİRDEĞİNDE NÜKLEER ENERJİ BULUNMAYAN TEK ELEMENT OLMASINA RAĞMEN EN BÜYÜK ENERJİ KAYNAĞI: HİDROJEN (H2) 177

PERİYODİK CETVELİN İLK ELEMENTİ OLAN HİDROJENE BENZEMEK (KENDİNİ SIFIRLAMAK) • Atomlardan yalnız hidrojen atomunun çekirdeğinde nükleer enerji (bağlanma enerjisi) yoktur. Buna rağmen bütün enerjilerin kaynağı olmuştur. 178

• Hidrojen hariç diğer bütün atomların çekirdeklerinde nükleer enerji vardır. • Bu enerji, nükleer isminden de anlaşılacağı gibi çok büyük bir enerjidir. Maddenin enerji karşılığıdır, çekirdekte saklıdır. • Atom bombası veya nükleer santrallerde açığa çıkan enerji, çekirdekte saklı olan bu enerjinin dışarı çıkmasıdır. 179

• Hidrojen atomunun çekirdeğinde yalnız bir adet proton olduğundan, protonların birbirini itmesi diye bir şey söz konusu olmadığından, böyle saklı bir nükleer enerjinin çekirdekte bulunması gereksiz bir iş olacaktı. • Zaten abes ve hikmetsizliğin çekirdeğin içine girmesi düşünülemezdi. • Bu nedenle de hidrojen atomunun çekirdeğinde nükleer enerji yoktur. 180

• SORU: O hâlde güneşte hidrojenin helyuma dönüşmesinde açığa çıkan enerji, çekirdekte enerji bulunmadığına göre nereden çıkmaktadır? • CEVAP: Bu enerji, maddenin enerjiye her an dönüştürülmesiyle anında açığa çıkan enerjidir. • Biz de hidrojen atomunu örnek alıp, kendimizi sıfırlayıp, etrafımıza enerji kaynağı olmalıyız. • Yok yoksa var olur. 181

EN KÜÇÜK ATOM: Hidrojen EN BÜYÜK ATOM: Uranyum HİDROJENİN ENERJİSİ (FÜZYON), URANYUMUN ENERJİSİNDEN (FİSYON) DAHA FAZLADIR. FÜZYON GÜNEŞTEDİR, FİSYON İSE NÜKLEER SANTRAL, NÜKLEER LABORATUVAR VEYA ATOM BOMBASINDADIR. 182

EN İSTİKRARLI (KARARLI) ATOM: Hidrojen EN İSTİKRARSIZ (KARARSIZ) ATOM: Uranyum

183

FÜZYON NİÇİN GERÇEKLEŞTİRİLEMEZ? • Füzyon, güneşte 15 milyon °C’ta gerçekleşir. • Füzyon için Dünya'da 100 milyon °C’lık sıcaklık gerekir; çünkü Dünya'daki basınç güneştekinden daha düşüktür. • Bu sıcaklığa erişilebilmesi mümkün değildir. 184

5. BÖLÜM: ALKALİ VE TOPRAK ALKALİ METALLER

185

ALKALİ METALLER • • • • • •

Li Na K Rb Cs Fr

186

TOPRAK ALKALİ METALLER • • • • • •

Be Mg Ca Sr Ba Ra

187

ALKALİ VE TOPRAK ALKALİ METALLERİN KULLANIM ALANLARI

188

ALKALİ METALLERİN KULLANIM ALANLARI

189

LİTYUM METALİNİN KULLANIM ALANLARI • Metalik lityum çok az oranda bazı alaşımların yapısına girer. Berilyum ve magnezyum elementleriyle olan alaşımları sert olup ve düşük yoğunluğa sahip bulunduğundan dolayı uçak endüstrisinde ve uzay aracı yapımında kullanılır. • Erimiş metaller içindeki gazların giderilmesi için erimiş bakır içerisinde bulunan % 0,005’lik lityum sıvısı kullanılır. 190

SODYUM METALİNİN KULLANIM ALANLARI • Sodyum, iyi iletken olduğu için çekirdek reaktörlerinde soğutma sıvısı olarak boru içinde kullanılır. • Sodyum, organik bileşik sentezlerinde kullanılır. • Sodyum, yüksek ısı geçirgenliği nedeniyle uçak motorlarının soğutma sisteminde kullanılır. 191

• Sodyum metali titanyum, hafniyum ve zirkonyum gibi metallerin elde edilmesinde kullanılır. Ti+4 + 4Na → Ti + 4Na+1 Hf+4 + 4Na → Hf + 4Na+1 Zr+4 + 4Na → Zr + 4Na+1

192

YÜKSEK BASINÇLI SODYUM BUHARLI LAMBALAR (ÇEVRE AYDINLATMA AMPULLERİ) • Bu lambalar en uzun ömürlü lambadır. Parlak beyaz-sarı renkte ışık yayarlar. • Bu lambaların en verimli tipi şeffaf cam tüplü olanlarıdır. • Bu tür lambaların ömürleri, içlerindeki seramik tüp sayesinde 30 bin saate kadar çıkar. 193

• Sodyum buharlı lambalar özellikle futbol sahaları, spor salonları, park ve bahçeler gibi büyük alanlar olmak üzere, şehir içindeki yol, cadde ve sokakların, yüzme havuzlarının ve büyük akvaryumların aydınlatmasında kullanılır.

194

POTASYUM, FOTOSEL OLARAK KULLANILIR • Potasyum aktif metal olduğundan ultraviyole ışığında elektron verir. Potasyumun bu özelliğinden yararlanılarak alkali foto hücreleri yapılır. Photo cell dilimize fotosel ya da foto hücre olarak geçmiştir. Fotosel için alkali metaller özellikle de potasyum tercih edilir. Üzerine düşen ışığın şiddetiyle orantılı olarak voltaj üreten ışık algılayıcısıdır. 195

• Fotoseller, fotoelektrik olay prensibiyle çalışır. • Fotoseldeki cam kürenin iç kısmı lityum, sodyum, potasyum gibi alkali metallerle kaplıdır; çünkü alkali metallerin elektronları, yüksek enerjili beyaz ışığı alınca (güneş ışığı) kopar ve anot ucuna çekilirler. • Büyük boyutlu potasyumlu foto hücreler güneş pili olarak kullanılır, ışık enerjisiyle elektrikli aletleri doğrudan çalıştırılabilirler. 196

• Alkali fotoseller, televizyon kameralarında ışığın elektrik sinyallerine dönüştürülmesinde ve film ses kayıtlarının okunmasında da kullanılır.

197

RUBİDYUM METALİNİN KULLANIM ALANLARI • Rubidyum, vakum tüplerinde, fotosellerde ve özel cam yapımında kullanılır. • Rubidyum, yüksek sıcaklıkta iyonlaşma özelliğinden dolayı buhar türbinlerinde jeneratör çalıştırıcı olarak kullanılır.

198

SEZYUM METALİNİN KULLANIM ALANLARI • Sezyum, elektron yayma özelliğinden dolayı fotosellerde ve elektron borularının yapımında kullanılır.

199

FRANSİYUM METALİNİN KULLANIM ALANLARI • Radyoaktif elementtir. Enerji üretimi ve ışın elde edilmesinde kullanılır.

200

TOPRAK ALKALİ METALLERİN KULLANIM ALANLARI

201

BERİLYUM METALİNİN KULLANIM ALANLARI • Berilyum bazı alaşımların bileşimine girer. Bakır içine karıştırılan % 3 oranında berilyum, bakırın elektriksel özelliğine olumsuz etki etmezken kopma direncini 6 katına kadar arttırır. • Çekirdek reaktörlerinde moderatör maddesi (nötronları yavaşlatmak için kullanılan madde) ve nötron yansıtıcı olarak kullanılır. 202

• Berilyumun atom numarası küçük olduğundan elektronları ve röntgen ışınlarını kolayca geçirir. Bu özelliğinden dolayı ince berilyum plakaları, röntgen borularında ve siklotron adı verilen parçacık hızlandırıcılarda pencere olarak kullanılır.

203

MAGNEZYUM METALİNİN KULLANIM ALANLARI • Magnezyumun en önemli kullanım alanlarından birisi organik kimyada Grignard reaktifinin hazırlanmasındaki kullanımıdır. • Birçok hafif alaşımın da bileşimine giren magnezyumun en çok kullanılan alaşımı duralümindir. Duralümin sert, dayanıklı ve çok hafif bir alaşım olduğundan uçakların ve füzelerin yapımında kullanılır. 204

• Bazı alaşımları ev eşyası yapımında kullanılır. • Ayrıca fotoğrafçılıkta flaş olarak kullanılır.

205

RADYUM METALİNİN KULLANIM ALANLARI • Radyoaktif elementtir. Enerji üretimi ve ışın elde edilmesinde kullanılır.

206

ALKALİ VE TOPRAK ALKALİ METALLERİN ÖNEMLİ BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI

207

ALKALİ METALLERİN ÖNEMLİ BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI

208

LİTYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • Li2CO3 (Lityum karbonat): Tıpta manik depresif hastaların tedavisinde kullanılır. • Lityum bileşikleri pillerin, seramiklerin, sabunların, sentetik yağların ve gres yağlarının bileşimine girer.

209

SODYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • NaOH (Sodyum hidroksit): Sud kostik veya kostik adıyla bilinir. Kimya laboratuvarında nitel ve nicel analizlerde, birçok inorganik ve organik bileşik sentezinde ve beyaz sabun üretiminde kullanılır. Kostik; zeytini, normalinden daha kısa bir sürede, yaklaşık 5–6 günde sarartır. Kostikli zeytinlerin istenmeyen bir kokusu olur. Kostik, yapay bir maddedir. 210

• Na2SO4.10H2O (Sodyum sülfat dekahidrat): Glauber tuzu adıyla bilinir. Tekstil endüstrisinde kullanılır. • NaClO (Sodyum hipoklorür): Çamaşır suyu adıyla bildiğimiz renksiz ve saydam saf sıvıdır. • C17H33COONa (Sodyum stearat): Zeytinyağından elde edilen sabununun formülü ve kimyasal adıdır. 211

• NaHCO3 (Sodyum bikarbonat): Yemek sodası, soda ya da kabartma tozu adıyla bilinen maddedir. Gıda endüstrisinde kullanılır. • NaCl (Sodyum klorür): Yaygın adı sofra tuzudur. Sofra tuzu olarak kullanılır. Serum fizyolojik, % 0,9’luk NaCl çözeltisidir. • NaNO3 (Sodyum nitrat): Yapay gübre üretiminde kullanılır. Şili güherçilesi de denir. Doğada bulunmaz, yapay elde edilir. 212

• Na2CO3 (Sodyum karbonat): Soda külü adıyla bilinir. Sabun, deterjan, ilaç elde edilmesinde, suyun arıtılmasında, yiyeceklerde katkı maddesi olarak ve cam endüstrisinde kullanılır. • Na2CO3.10H2O (Sodyum karbonat dekahidrat): Yaygın adı çamaşır sodasıdır. Deterjan endüstrisinde kullanılır. • Na2CO3.NaHCO3.2H2O (Trona): Tabiatta doğal olarak bulunan soda minerallerinden en yaygın bulunanıdır. 213

VAN GÖLÜ SODA (ÇAMAŞIR SODASI) KAYNAĞIDIR • Van gölü suyu, çamaşır sodası çözeltisidir. Ancak, içinde her çeşit deterjan da vardır. • Soda saf hâlde Beypazarı’nda da bulunur. • Doğada beyazımsı renksiz, şeffaf ve taş şeklindedir. Piyasadaki sodalar, sodanın toz edilmişidir. • Soda denildiğinde genelde çamaşır sodası anlaşılır, yemek sodası anlaşılmaz. 214

• Van gölündeki çamaşır sodası, dünyanın ihtiyacını karşılayacak kadar çokluktadır. • Formülü temelde Na2CO3 (sodyum karbonat)’tır. Bileşiminde temel madde olarak Na2CO3’ı içeren yaklaşık 15 çeşit farklı formülde doğal soda çeşitleri vardır. Van gölünde bu soda çeşitlerinin hepsi bulunur. • İleride sabun ve deterjanın yerini alacak kıymette bir kaynağımızdır. 215

POTASYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • KOH (Potasyum hidroksit): Teknikteki adı potas kostiktir. Yapay gübre ve arap sabunu sentezinde kullanılır. Bazı akümülatörlerde elektrolit maddesidir. • KAl(SO4)2 (Potasyum alüminyum sülfat): Şap veya kan taşı adıyla bilinir; damar daraltıcı özelliği vardır. • KCl (Potasyum klorür): İlaç endüstrisinde ve fotoğrafçılıkta kullanılır. 216

• C17H33COOK (Potasyum stearat): Zeytinyağından elde edilen arap sabununun formülü ve kimyasal adıdır. • KNO3 (Potasyum nitrat): Yaygın adı güherçiledir. Gübre endüstrisinde, kibritlerde ve barut yapımında kullanılır.

217

RUBİDYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • RbAg4I5 (Rubidyum pentaiyodoargentat): İnce film şeklindeki pillerin yapımında kullanılır.

218

TOPRAK ALKALİ METALLERİN ÖNEMLİ BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI

219

BERİLYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • BeO (Berilyum oksit): Seramik eşya ve özel tip cam yapımında, floresan tüplerinde ve nükleer reaktörlerde kullanılır.

220

MAGNEZYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • Mg(OH)2 (Magnezyum hidroksit): İlaç endüstrisinde antiasit mide ilaçlarının bileşimine girer. • MgO (Magnezyum oksit): Yaygın adı sinter ya da magnezyadır. Ateşe dayanıklı tuğla yapımında kullanılır. • MgSO4.7H2O (Magnezyum sülfat heptahidrat): Epsom tuzu yaygın adıdır. Eczacılıkta ve gübre imalinde kullanılır. 221

• MgCO3 (Magnezyum karbonat): Doğada bulunan magnezit adıyla bilinen filizdir. MgO (magnezyum oksit) elde edilmesinde, izolasyon, mürekkep, cam, seramik, boya, ilaç ve kozmetik endüstrisinde kullanılır.

222

KALSİYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • Ca(OH)2 (Kalsiyum hidroksit): Sönmüş kireç ismiyle satılan, suda çözünmeyen beyaz tozdur. İnşaatlarda harç yapımında kullanılır. Kireç denince, sönmüş kireç anlaşılır. Badana yapımında kireç süspansiyonu kullanılır. Kireç suyu; doymuş veya doymamış Ca(OH)2 çözeltisidir. Harç; Ca(OH)2’in kum, çimento ve suyla olan karışımıdır. 223

• Ca(ClO)2 (Kalsiyum hipoklorür): Kireç kaymağıdır. • CaC2 (Kalsiyum asetilenür): Karpit adıyla tanıdığımız kirli beyaz görünümlü taştır. Olgunlaşmamış muzlar, olgun gösterilmek için karpitlenir; sağlık açısından dalında olgunlaşmışı tercih edilmelidir. Ayrıca karpit üzerine basit bir düzenekle su dökülür, asetilen gazı açığa çıkar; açığa çıkan asetilen gazı ile de kaporta kaynağı yapılır. 224

• CaCO3 (Kalsiyum karbonat): Kalsiyum karbonatın piyasa adı, kireç taşıdır. Mermer taşı, % 98 ile % 100’lük; kalker taşı ise % 90 ile % 98’lik kalsiyum karbonat bileşiğidir. CaCO3’tan; çimento, tuğla, fayans ve harç gibi çeşitli maddeler üretilir. Çimento; CaCO3’ın pişirme, soğutma ve öğütme işlemlerinden geçirilmesiyle elde edilir. • CaF2 (Kalsiyum florür): Doğada bulunan florit filizidir.

225

• CaCl2 (Kalsiyum klorür): Nem çekicidir. Gelişmiş ülkelerde, toz kalkmasını önlemek amacıyla yollara serpilir. Laboratuvardaki hassas elektronik cihazları nemden korumak için kullanılır. Örneğin; üstü camekânla kapalı hassas elektronik terazilerde, camekânın içinde, naylona sarılı CaCl2 bulunur. • CaO (Kalsiyum oksit): Sönmemiş kireçtir. Çimento yapımında, metalürjide, suların yumuşatılmasında kullanılır. 226

• CaSO4 x 2H2O (Kalsiyum sülfat dihidrat): Cevher adı jipstir. Alçı taşı olarak bilinen doğal bileşiktir. Piyasada alçı olarak satılır. Alçı şeklinde dekoratif işlerde, dişçilikte kalıp alınmasında ve hazır duvar üretiminde kullanılır.

227

STRONSİYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • SUDA AZ ÇÖZÜNEN STRONSİYUM BİLEŞİKLERİ: Strese karşı iyi gelir. Suda çözünmeyen herhangi bir stronsiyum bileşiği, içme suyunun içine konur veya odanın bir köşesinde bulundurulur. Sinir ilaçlarının içinde etken madde olarak SrBr 2 (stronsiyum bromür) vardır. • SrCl2 (Stronsiyum klorür): Şeker üretiminde kullanılır. 228

• Sr(NO3)2: Stronsiyum nitrat, piroteknik (havai fişek) endüstrisinde aleve verdiği koyu kırmızı renk dolayısıyla havai fişeklerde kullanılır.

229

BARYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • Ba(OH)2 (Baryum hidroksit): Diğer adı barittir. Barit suyu, doymuş veya doymamış Ba(OH)2 çözeltisidir. • BaS (Baryum sülfür): Fosforesans özelliğe sahiptir. Fosforesans özellik, bazı katı maddelerin gün ışığına veya diğer uyarıcı şualara maruz bırakıldıktan sonra ışıldaması veya ışık saçmasıdır. 230

• BaSO4 (Baryum sülfat): Ameliyat esnasında kullanılan sargı bezi, pamuk, makas vb. steril ameliyat malzemeleri baryum sülfat çözeltisine batırılmıştır. Ameliyat esnasında vücudun içinde unutulan ameliyat malzemelerini, röntgen çekiminde BaSO4 gösterir. Ayrıca BaSO4 ve hint yağı karışımı, XM solüsyonu adındaki ilaçtır. Röntgen filmi çekiminden az önce hastaya içirilir. İçirilen sıvının mideden bağırsağa kaç dakikada geçtiği BaSO4 ile anlaşılır, geçiş süresine göre hastalığa teşhis konur. 231

RADYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI • Ra(OH)2 (Radyum hidroksit): Kuvvetli baz olarak kullanılır.

232

FELDSPAT • Feldspat, kil endüstrisinin ana ham maddesidir. Volkanik kayaların yapısında üç tip feldspat bulunur. • Potas feldspat: K2O.Al2O3.6SiO2 (potasyum oksit) (alüminyum oksit) (silisyum dioksit) • Soda feldspat: Na2O.Al2O3.6SiO2 (sodyum oksit) (alüminyum oksit) (silisyum dioksit) • Kireç feldspat: CaO.Al2O3.6SiO2 (kalsiyum oksit) (alüminyum oksit) (silisyum dioksit) 233

PERLİT • Cam gibidir. İnci taşı da denir. Doğaldır. • Volkanik kayadır. Feldspat cinsindendir. • Pudra hâline getirilerek yem maddelerinin preslenmesinde kullanılır. • Bileşiminde aşağıdaki bileşikler vardır: Na2O K2O CaO Al2O3 SiO2 234

6. BÖLÜM: TOPRAK GRUBU ELEMENTLERİ

235

TOPRAK GRUBU ELEMENTLERÄ° (3A GRUBU)

236

B, Al, Ga, In, Tl • Toprak grubu elementleri B (bor), Al (alüminyum), Ga (galyum), In (indiyum) ve Tl (talyum) olmak üzere 5 elementtir. • Bor yarı metaldir; diğerleri metaldir. Aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe metalik özellik artar; talyum metalik özelliği en yüksek olanıdır. Metalik özelliklerinin artışına göre toprak grubu elementleri şöyle sıralanır: B, Al, Ga, In, Tl 237

BOR ELEMENTİNİN DOĞAL MİNERALLERİ

238

BOR CEVHERLERİ (DOĞAL BOR BİLEŞİKLERİ) • Bor doğada genelde oksijenli bileşikleri olarak bulunur. • Na2B4O7.10H2O (SODYUM TETRABORAT DEKAHİDRAT): Formülü Na2O.2B2O3.10H2O şeklinde de yazılabilir. Tabiattaki boraks bileşiğidir. • KERNİT: Formülü Na2B4O5.(OH)4.2H2O ile gösterilir. 239

• NaBO2H2O2.3H2O (KATI PETROL): Doğadaki bor filizinin en önemlisidir. Bu bileşikten elde edilen H2 ile, havadaki O2 yakılarak enerji elde edilir. • NaBO3.4H2O (SODYUM PERBORAT TETRAHİDRAT): Otomobil camı imalinde yaygın olarak kullanılır. • KALSİNE TİNKAL: % 33 B2O3 bileşiği içeren bor cevheridir. Bileşim; CaO de ihtiva eder. 240

• KOLEMANİT: % 45 B2O3 bileşiği içeren bor cevheridir. Bileşiminde CaO de ihtiva eder. Formülü 2CaO.3B2O3.5H2O ile gösterilir. Ca2B6O11.5H2O şeklinde de yazılabilir. • ÜLEKSİT: NaCaB5O9.8H2O • PROBERTİT: NaCaB5O9.5H2O

241

BOR MADENİ TÜRKİYE İÇİN STRATEJİK ÖNEME SAHİPTİR • Dünya bor rezervinin % 76’sı Türkiye’dedir. • Ülkemizde bor Kütahya–Emet’te bulunmaktadır. Bolu tüneli havalisinde de bor bulunmuştur. Bolu tüneli yapımı 15 sene sürmüştür. Ülkemizdeki bor üretim merkezleri; Balıkesir–Bandırma, Balıkesir– Bigadiç, Eskişehir–Kırka, Bursa– Kestelek’tedir. 242

• Bor madeninin üretiminde ve ihracatında Türkiye dünyada birinci sıradadır. Bor, doğada genelde cevherleri hâlinde bulunur. Nadiren elementel hâlde de bulunur. • Elementel hâldeki kullanım alanları ve yakıt olarak kullanımı aslında çok daha önemlidir. • Borun dünya fiyatını Türkiye belirlemektedir. 243

• Çeşitli yöntemlerle, doğal bor bileşiğinden bor elementi elde edilir. Türkiye’de bu üretime henüz başlanmamıştır. • Bor madeni Türkiye için stratejik öneme sahiptir, ülkemizi ilerilere götürecek bir kaynaktır.

244

BOR ELEMENTİNİN VE BOR ALAŞIMLARININ KULLANILDIĞI YERLER

245

BOR ELEMENTİNİN KULLANILDIĞI YERLER • Bor elementi, nükleer reaktörlerde nötron soğurucu olarak kullanılır. Kütle numarası 10 olan bor atomu 1 adet nötron soğurur, kütle numarası 11 olan bor atomu oluşur. • Kütle numarası 11 olan radyoaktif bor atomu alfa ışıması yapar, kanser tedavisinde kullanılır. Kütle numarası 7 olan lityum atomu ve helyum çekirdeği oluşur. 246

• Borun elementel hâldeki kullanım alanları, alaşımları hâlindeki kullanım alanları ve yakıt olarak kullanımı aslında çok daha önemlidir.

247

BOR ALAŞIMLARININ KULLANILDIĞI YERLER • Önemli bir kullanım alanı bor alaşımlarıdır. Borun çelikle olan alaşımı elastikiyet kazanır. Bu özelliğinden dolayı 150 katlı binalarda kullanılır. • Uzay mekiği yapımında da bor alaşımları kullanılmaktadır. • LCD televizyon ekranı yapımında da bor alaşımları kullanılmaktadır. 248

• Küçük atom numarasına sahip olması borun alaşım sayısını arttırır. • Çeşitli bor alaşımları 400 farklı alanda kullanılmaktadır. • Bor alaşımları yalıtım malzemesi imalinde kullanılır. • Bor alaşımlarının hızlı tren rayı yapımında kullanılmasının ayrı bir önemi vardır. • Bor telleri, plastik ve metallerle kullanılırsa, bu malzemelerin dayanıklılığını arttırır. 249

• Borun magnezyumla yaptığı alaşımlar bilgisayarın 4 kat daha hızlı çalışmasını sağlar. • Ferrobor alaşımlarının kullanıldığı yerlerin ayrı bir önemi vardır.

250

FERROBOR ALAŞIMLARININ KULLANILDIĞI YERLER • Farklı bileşen ve yüzdedeki borlu çeliklerin geniş kullanım alanı vardır. • Demir bor (ferrobor), nikel bor ve kobalt bor alaşımları Yüksek Teknoloji Seramik ve Kompozitleri Araştırma Merkezi (YTSKAM) laboratuvarlarında geliştirilmiş derin daldırmalı ark ocağında, borik asidin yüksek sıcaklıkta karbonla indirgenmesi ile üretilmektedir. 251

• % 0,04-% 4,2 bor içeren ferrobor alaşımları ve yüzeyinde ince FeB tabakası olan borlanmış çelikler, 800-1000 °C’a kadar oksidasyona dayanıklıdır. Bu nedenle yüksek sıcaklıkta korozyona uğrayabilecek alanlarda kullanılır. • Nd-Fe-B (neodyum ferrobor) mıknatısları ticari olarak en yüksek mukavemete ve yüksek yoğunluğa sahiptir. 850 gramlık Nd-Fe-B mıknatısı, 3 kilogramlık ferritin yaptığı işi yapmaktadır. 252

• Ferrobor alaşımı, yüksek oranda Mn, Ni, Cr ve Mo’in sağlayabileceği sertleşebilirlik özelliğini düşük oranlarda sağlar. • Ferrobor alaşımı, paslanmaz çeliklerde kaynak kabiliyetini yükseltir. • Ferrobor alaşımı, nükleer reaktörlerde regülatör çubuğu yapımında kullanılır. • Ferrobor alaşımı, otomobillerin sileceklerinde ve marş motorlarında kullanılır. 253

• Ferrobor alaşımı, hadde merdaneleri üretiminde kullanılır. Haddehanelerde metaller merdanelerden geçirilerek tel durumuna getirilir, metallere ezmek suretiyle şekil verilir. Kullanılan hadde makinesinin türlü çapta delikleri vardır ve ferrobor alaşımından yapılmıştır. • Ferrobor alaşımı, yassı ve derin çekme işlemine tabi tutulacak çeliklerde kullanılır. • Demir bor alaşımları, çeliklerde yüzey sertleştirme amacıyla kullanılır. 254

• Ferrobor alaşımı, mineralleri manyetik ayırmada kullanılır. Manyetik ayırım, cevherleri oluşturan mineralleri farklı manyetik duyarlılığına göre ayırma işlemidir. • Ferrobor alaşımları, cep telefonlarında, EKG vb. cihazların sensörlerinde, metalik cam üretiminde ve yüksek frekanslı trafo çekirdeklerinde kullanılır. Trafo çekirdeği, trafonun merkezidir. 255

BOR BİLEŞİKLERİ, BOR BİLEŞİKLERİNİN ÖZELLİKLERİ VE BOR BİLEŞİKLERİNİN KULLANIM ALANLARI

256

KATI PETROL ADIYLA BİLİNEN BOR CEVHERİNDEN (NaBO2H2O2 x 3H2O) HİDROJEN ELDE EDİLMESİ • Katı petrol de denilen NaBO2H2O2 x 3H2O bileşiğinden bir dizi reaksiyon sonucu önce NaBH4 (sodyum borohidrür) elde edilir. • NaBH4 bileşiğinin H2O ile tepkimesinden NaBO2 (sodyum metaborat) oluşur. NaBH + 2H O → 4H + NaBO

257

• Son olarak da oluşan H2 (hidrojen) gazı havadaki O2 (oksijen) ile yanarak enerji verir. 2H2 + O2 → 2H2O + enerji

258

KOLEMANİT CEVHERİNDEN BORİK ASİT ÜRETİMİ • Ca2B6O11 x 5H2O + 2H2SO4 + 6H2O → 2CaSO4 x 2H2O + 6H3BO3

259

BORAKS CEVHERİNDEN BORİK ASİT ÜRETİMİ • Na2B4O7 + 2H+ + 5H2O → 4H3BO3 + 2Na+

260

BORİK ASİTTEN B2O3 ELDE EDİLMESİ • 2H3BO3 ⇄ B2O3 + 3H2O • Tepkime ısı etkisiyle gerçekleşir. • Çift yönlü tepkime olduğundan oluşan su, ortamdan çekilerek tepkimenin ileri yönde gerçekleşmesi sağlanır. • Tepkime iki basamakta gerçekleşir; ilk basamakta metaborik asit (HBO2), ikinci basamakta bor trioksit (B2O3) oluşur. 261

• 2H3BO3 ⇄ 2HBO2 + 2H2O

• 2HBO2 ⇄ B2O3 + H2O • Kütahya-Gediz’de bulunan Ilıca Kaplıcası’nın suyu doğal olarak metaborik asit (HBO2) içerir.

262

B 2 O3 • B2O3 bileşiği borik asit elde edilmesinde kullanılır: • B2O3 + 3H2O ⇄ 2H3BO3 • B2O3 + 3H2O ⇄ 2B(OH)3

• B2O3 bileşiğinin başlıca reaksiyonları şunlardır: • B2O3 + 8HCl → 2HBCl4 + 3H2O

• B2O3+6KCl+H2SO4→2BCl3+K2SO4+3H2O 263

YAPAY BOR BİLEŞİĞİ: H3BO3 (BORİK ASİT) • Borik asit H3BO3 veya B(OH)3 formülü ile gösterilir. • Borik asit, beyaz toz hâlinde katı bir bileşiktir. • Borik asit, pek çok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. • Alerjik göz kaşıntılarında borik asit çözeltisi, göz damlası olarak kullanılır. 264

• Borik asitli göz damlalarının antiseptik özelliği de vardır. Bazı göz pomatları ve talk pudraları da borik asit içerir. Bu ilaçların içine genellikle % 5-10 konsantrasyonunda katılmaktadır. • Borik asit, kâğıt gibi selülozik malzemelerin alev almasını önlediği için, evlerde kullanılan duvar kâğıtlarına yangın riskini azaltmak için % 5 oranında eklenir. • Borik asit, nikel kaplamada kullanılır. 265

• Günümüzde bor Türkiye’de, en çok borik asit olarak ihraç edilmektedir. • Kütahya Emet’te, Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğüne ait devletin borik asit fabrikası vardır. • Kütahya Emet’te borik asit fabrikasında; yine Emet’te çıkarılan bor cevherinden, borik asit elde edilmektedir. • Borik asit yapay bir bileşiktir.

266

BORAKS (Na2B4O7.10H2O) • Formülü Na2O.2B2O3.10H2O şeklinde de yazılabilir. • Tetraborik asidin (H2B4O7) sodyum tuzu olup sulu çözeltisi bazik özellik gösterir. • Boraksın 320 °C ile 400 °C arasında ısıtılmasıyla susuz boraks kristalleri elde edilir. • Boraks, ısı değişikliğine dayanıklı pyreks cam yapımında kullanılır. 267

• Toz hâlindeki boraks, renkli cam imalinde camı renklendirmek için katkı maddesi olarak kullanılır; örneğin boraks, kobalt oksitle ısıtılırsa mavi renkli bir pigment oluşturur. Bu pigment cama katıldığında mavi renkli emaye imalinde kullanılan cam elde edilir. Co(BO2)2 boraks incisi adıyla bilinir. Na2B4O7 + CoO → 2NaBO2 + Co(BO2)2 • Boraks, suların sertliğinin giderilmesinde kullanılır. 268

• Boraks, glazür (kaplama, sır) çamurlarının bileşenlerindendir. Glazür çamurları ile emaye, porselen vb. malzemelerin iç ve dış kısımları kaplanır. • Bakteri öldürücü niteliği, suda kolay çözünmesi, mükemmel su yumuşatıcı özelliği nedeniyle sabun ve deterjanlarda % 10 boraks kullanılır. • Susuz boraks bitki örtüsünün geliştirilmesi için gübre endüstrisinde kullanılır. 269

BORAKS VE BORİK ASİDİN ORTAK KULLANIM ALANLARI • Boraks ve borik asit, bakteri öldürücü niteliği, suda kolay çözünmesi, mükemmel su yumuşatıcı özellikleriyle sabunlarda, temizleyicilerde, deterjanlarda, çok çeşitli ilaçların yapımında, tekstil boyamalarında, çeşitli malzemelerin uzun süre korunmasında, hafif-dayanımlı alaşımların yapılmasında ve tarım endüstrisinde çok yaygın kullanım alanlarına sahiptir. 270

• Ahşap malzemelerin kullanım sürelerinin uzatılması için, boraks ve borik asitten elde edilen bir çözelti kullanılır. Bu çözelti ile muamele görmüş ahşap malzemeler, yavaş yavaş kurutulduğunda bozulmadan ve çürümeden uzun süre kullanılabilir.

271

SODYUM PERBORAT TETRAHİDRAT (NaBO3.4H2O) • Boraks ve hidrojen peroksit çözeltisinden kristalizasyon yoluyla yapay olarak da elde edilebilir. Sodyum perborat, bor atomuna köprü şeklinde bağlanmış olan peroksi grupları (–O–O–) sayesinde renkleri soldurmayan ağartıcıların imalinde kullanılır. Toz deterjanlar üretiminde, deterjanın beyazlatıcı etkisini arttırmak için % 10-20 arasında sodyum perborat katılır. 272

• Otomobil camı imalinde yaygın olarak kullanılır.

273

BORANLAR (B–H) • B ile H arasında oluşan bileşiklere boranlar denir. • En kararlı boranın formülü: B2H6 • Boranların oran formülü: BnHn+4 ve BnHn+6 • B2H6: Gaz • B9H15: Sıvı • B10H14: Katı • Bor oranı arttıkça gazdan katıya doğru geçiş olmuştur.

274

• Boranlar, hidrojence zengin oldukları için enerji ham maddesi olarak kullanılırlar. Hidrojen kimyasal olarak metal hidrür, yarı metal hidrür olarak depolanabilmektedir. • Metalik magnezyum, bor trioksit ile ısıtılıp oluşan ürün asitlerle etkileşirse bir gaz oluşur. Bu gaz, uçucu bir madde olan bor hidrür bileşiklerini içerir. • Bor hidrürler, bor atomunun sayısına göre diboran (B2H6), tetraboran (B4H10), pentaboran (B5H11) gibi isimler alır. 275

• Diboran (B2H6), renksiz bir gazdır ve yüksek sıcaklığa kadar ısıtıldığında hidrojen ve saf bora ayrışır. B2H6(g) → 2B + 3H2(g) • Boranlardan tetraboran (B4H10), yakıt olarak füzelerde kullanılır. Bu nedenle bor, uzay araştırmalarında stratejik bir öneme sahiptir.

276

SODYUM BOROHİDRÜR (NaBH4) • Sodyum borohidrür (NaBH4), oto endüstrisi bakımından önemli bir bileşiktir. Susuz bir çözücüde çözünmüş bor triklorürün sodyum hidrür ile tepkimesinden elde edilir. 4NaH + BCl3 → NaBH4 + 3NaCl • Sodyum borohidrür (NaBH4) organik kimyada çok kullanılan bir indirgendir. 277

• Sodyum borohidrürün iyi bir hidrojen kaynağı olmasından dolayı füze katı yakıtlarında, yüksek enerjili jet motorlarında ve roketlerde saf hidrojen kaynağı olarak kullanılması hususunda çalışmalar yapılmaktadır. • Sodyum borohidrür (NaBH4) herhangi bir yüzeyin nikel ile kaplanmasında kullanılır.

278

BN (BOR NİTRÜR) • BN (Bor nitrür) bileşiğinin elde edilmesine ait tepkime sıcakta gerçekleşir. • B2O3 + 2NH3 → 2BN + 3H2O • Bor nitrür bileşiği matkap ucu olarak kullanılır. Ayrıca sertleşmede aşınmayı önleyici olarak ve kaplama malzemesi olarak kullanılır. 279

BOR BİLEŞİKLERİNİN GENEL KULLANIM ALANLARI

280

• Bor bileşikleri, hidrojen kaynağıdır. Bordan elde edilen hidrojen, yakıt olarak kullanılır. Bor bileşiğinin içerdiği hidrojen yakıtıyla çalışan arabalar vardır. Bunlara bor arabaları denir. Borun yakıt olarak kullanılması, en önemli kullanım alanıdır. Bu alanda, gelecekte çok ileri gelişmelerin olacağı tahmin edilmektedir. • Bor cevherinden elde edilen hidrojenin, hava oksijeniyle yanmasıyla çalışan bor pili ve bor reaktörü de vardır. 281

• Dezenfektan olarak kullanılır. • Cam elyafının yapısında kullanılır. • Cam ile borat karışımı pyreks camını oluşturur, pyreks camından yapılmış mutfaklarda kullanılan kaliteli cam kaplar borcam adıyla bilinir. • Bor; deterjan, seramik, ısı izolasyonu, ilaç, elektronik, tarım, sağlık, tekstil, cam, çimento, kozmetik, fotoğrafçılık, dericilik, kâğıt vb. pek çok sektörde yaygın olarak kullanılır. 282

• Tekstil endüstrisinde tekstil boyalarının bileşenlerindendir. • Bor bileşikleri kaplama endüstrisinde elektrolit sıvısı olarak kullanılır.

283

BOR ALLOTROPLARI • AMORF BOR • KRİSTAL BOR • YÜKSEK SAFLIKTA BOR

284

B2O3 BİLEŞİĞİNDEN AMORF BOR ELDE EDİLMESİ • B2O3 + 3Mg → 2B(k) + 3MgO (Tepkime, ısı etkisiyle gerçekleşir.) • Amorf bor, kahverengidir. • Bazı çelik alaşımlarında bulunur ve nükleer reaktörlerde kullanılır. • Safsızlık içerir (BO, B4O5).

285

KRİSTAL BOR ELDE EDİLMESİ • B2O3 + 2Al → Al2O3 + 2B(k) • Safsızlık da içerir (AlB2). Rengi siyahtır. • Daha saf kristal bor elde etmek için bor triklorür hidrojen ile indirgenir. • 2BCl3 + 3H2 → 2B(k) + 6HCl • Kristal bor, elmastan sonra elementlerin en sertidir. Sertlik, çizilmeye karşı dirençtir; sertliğin ölçüsü Mohs birimiyle ifade edilir. 286

YÜKSEK SAFLIKTA BOR ELDE EDİLMESİ • KBF4 + 3Na → B(k) + KF + 3NaF • KBF4 (potasyum floroborat) bileşiğinin elektroliziyle de yüksek saflıkta bor elde edilir.

287

BOR NİÇİN ÖZELLEŞTİRİLMEDİ? (BOR POLİTİKAMIZ) • Yakın bir geçmişte Türkiye’deki bor rezervlerini uluslararası tröstler ele geçirmeye çalıştılar. • Özelleştirme günlerinde bora talipmiş gibi gözüken yerli firmalar, yabancıların taşeronuydu. 288

• Bu ayak oyunlarından dolayı bor özelleştirme kapsamından çıkarıldı. • Bor, Eti Maden İşletmeleri tarafından çıkarılmaktadır ve işlenmektedir. Eti Maden İşletmeleri, bir devlet kuruluşudur. • Bor madeni Türkiye için stratejik öneme sahiptir, ülkemizi ilerilere götürecek bir kaynaktır.

289

DAVY (DEVİ) • Elektrolizle bor elementini elde etmeyi başaran Davy (Devi) adlı bilim adamıdır.

290

ALÜMİNYUM

291

Al (ALÜMİNYUM) • Alüminyum doğada elementel hâlde bulunmaz. • Bileşikleri hâlinde bulunur. • Manavgat suyu adı altında Toros dağlarında Al araştırıyoruz. • Yer kabuğunda oksijen ve silisyumdan sonra en çok rastlanan element alüminyumdur. 292

• Alüminyum doğada oksit, hidratlanmış oksit ve silikat hâlinde bulunur. Alüminyum oksit doğada bulunan hemen hemen her mineralde mevcuttur. Fakat alüminyum elde edilmesinde bu minerallerin hepsi kullanılmaz; çünkü bu minerallerdeki alüminyum miktarı azdır. • Doğadaki başlıca alüminyum mineralleri feldspat, kil, mika, boksit ve turkosit cevherleridir. 293

DOĞADAKİ ALÜMİNYUM MİNERALLERİNİN FORMÜLLERİ • Feldspat: (K2Na2Ca)O.Al2O3.6SiO2 • Mika: K(Mg,Fe)3.AlSi3O10.OH • Boksit: (Al2O3.H2O ve Al2O3.3H2O) • Turkosit: Al2(OH)3PO4.H2O

294

FELDSPAT • Kil endüstrisinin ana ham maddesidir. Volkanik kayaların yapısında üç tip feldspat bulunur. • Potas feldspat: K2O . Al2O3 . 6SiO2 (potasyum oksit) (alüminyum oksit) (silisyum dioksit) • Soda feldspat: Na2O . Al2O3 . 6SiO2 (sodyum oksit) (alüminyum oksit) (silisyum dioksit) 295

• Kireç feldspat: CaO . Al2O3 . 6SiO2 (kalsiyum oksit) (alüminyum oksit) (silisyum dioksit)

296

KİL • Hidratlı alüminyum silikattır. • Seramik endüstrisinde ve ısıya dayanıklı ateş tuğlası yapımında kullanılır. • Kil adıyla bilinen birçok mineral vardır. Bunlardan en saf olanı Al2O3 . 2SiO2 . 2H2O formülüyle gösterilen kaolindir. Kaolin; feldspatın, su ve karbon dioksit ile ayrışması sonucu oluşur. K2O . Al2O3 . 6SiO2 + CO2 + 2H2O → Al2O3 . 2SiO2 . 2H2O + K2CO3 + 4SiO2 297

• Kil mineralleri tabakaları arasında bulunan Na+1, K+1, Ca+2, Mg+2 gibi katyonlar, birtakım inorganik ya da organik anyon ve katyonlarla yer değiştirebilirler; bu katyonlara değişebilen katyonlar denir. Değişebilen katyon olarak Na+1 içeren bir kil, CaCl2 çözeltisi ile karıştırıldığında çözeltideki 1 adet Ca+2 iyonu, 2 adet Na+1 iyonunun yerini alır. Bu işleme katyon değiştirme denir. Kil mineraliyle yapılan çalışmalarda katyon değişimi önemlidir. 298

• Yapısında demir oksitleri içeren kaolin, adi kil adı ile bilinir. Seramik, fayans, porselen, emaye ve tuğla yapımında kil kullanılır.

299

BOKSİT • Hidratlanmış alüminyum oksit mineralidir, alüminyum oksidin monohidrat (Al2O3.H2O) ve trihidratlarının (Al2O3.3H2O) karışımıdır. • Türkiye’de Seydişehir, Antalya, Adana, Gaziantep ve Muğla’da geniş boksit yatakları bulunmaktadır.

300

ALÜMİNYUM ÜRETİM YÖNTEMİ • Doğada bulunan alümino silikat minerallerinden alüminyum elde edilmez; çünkü bu mineraller kararlıdırlar ve diğer minerallerle karışmış durumda bulunurlar. • Endüstride alüminyum üretimi için yalnızca boksit minerali kullanılmaktadır.

301

BOKSİT CEVHERİNDEN ALÜMİNYUM ELDE EDİLMESİ İKİ BASAMAKTA GERÇEKLEŞTİRİLİR • 1. Boksitten (Al2O3.H2O ve Al2O3.3H2O karışımı) saf alümin (Al2O3) üretimi • 2. Alümin (Al2O3) bileşiğinin elektrolizi ile metalik alüminyum (Al) üretimi 302

BOKSİTTEN (Al2O3.H2O VE Al2O3.3H2O KARIŞIMI) SAF ALÜMİN (Al2O3) ÜRETİMİ • Yüksek tenörlü boksit cevherlerine Bayer Yöntemi (Yaş Yöntem), düşük tenörlü boksit cevherlerine Kuru Yöntem uygulanır. Cevherde bulunan veya cevherin zenginleştirilmesiyle ya da işlenmesiyle elde edilen ürünün içindeki kıymetli elementin yüzdesine tenör denir. 303

ALÜMİN (Al2O3)’İN ELEKTROLİZİ İLE METALİK ALÜMİNYUM (Al) ÜRETİMİ • Metalik alüminyum, saf alümin (Al2O3)’in kriyolit (Na3AlF6)’li ortamda elektrolizinden elde edilir. • Katotta alüminyum, anotta oksijen elde edilir. • 2Al2O3 → 4Al + 3O2 (toplam tepkime) 304

• 4Al+3 +12e–1 → 4Al (katot tepkimesi) • 6O–2 → 3O2 +12e–1 (anot tepkimesi) • Elektroliz işlemi esnasında oluşan metalik alüminyum, hücrenin dibine çöker ve belirli sürelerle buradan alınır. Hücreden alınan alüminyum genellikle % 99,5-99,9 arasında saflıktadır ve içerdiği ana safsızlıklar demir ve silisyumdur. • Elektroliz işleminden sonra elde edilen alüminyum; blok, levha, kütük, çubuk ve külçe hâlinde piyasaya sürülür. 305

ALÜMİNYUM METALİNİN ÖZELLİKLERİ • İyi bir indirgendir. • Asitlerle ve bazlarla tepkimeye girer. • Toz alüminyum hava ile veya diğer yükseltgenlerle kolayca yükseltgenir. • % 99,9 saflaştırılmış alüminyum ısı ve elektriği daha iyi iletir, daha kolay işlenebilir ve daha dayanıklıdır. 306

ALÜMİNYUM METALİNİN KULLANILDIĞI YERLER • Otomobil, gemi, vagon ve uçak yapımında, elektrik ve kimya endüstrisinde, mutfak araç–gereçlerinin ve elektrikli ev aletlerinin imalinde kullanılır. • Vagonlar, alüminyum metalinden olmalıdır; çünkü alüminyum metali hafiftir. Vagonlara demir taşıtmamalıdır. • Alüminyum folyo yapımında kullanılır. 307

• Roket yakıtlarında ve patlayıcılarda kullanılır. • Yapı malzemesi, refraktör malzemeler ve iletken yapımında kullanılır. Refraktör malzeme, ateşe dayanıklı malzeme olarak tanımlanır. Refraktör malzemeler 1000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda uzun süre kullanılabilir. • Alüminyum, büyük ölçüde alaşım yapımında kullanılır. 308

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARI, ÖZELLİKLERİ VE KULLANILDIĞI YERLER • Duralümin (% 94 Al, % 4 Cu, % 1 Mn, % 1 Mg ve az miktarda Si): Sert ve hafiftir, fiziksel ve kimyasal aşındırıcılara karşı dayanıklıdır. Havacılık, otomobil, gemi ve kimya endüstrinde, fotoğrafçılık ve spor malzemeleri imalinde, bazı ev eşyaları ve hassas ölçü aletlerinin yapımında kullanılır. 309

• Silumin (% 84 Al, % 16 Si): Kimyasal etkilere karşı dayanıklıdır. Kimya endüstrisinde kullanılan metal kapların yapımında kullanılır. • Titanal (% 85,5 Al, % 7 Zn, % 2,5 Mg, % 1,7 Cu, % 0,1 Zr): Darbeye karşı direnç, çekmeye karşı dayanım ve esneklik gibi yüksek mekanik özellikler gösterir. Yüksek performans sağlaması istenen spor malzemelerinin üretiminde (kayak, snowboard) kullanılır. 310

• Magnoks (Al, Mg): Korozyona karşı dayanıklıdır. Nükleer reaktörlerde kullanılır. • Mangalyum (% 70-% 90 Al, kalan kısım Mn) • Linit (% 87-% 95 Al, kalan kısım Cu, Zn, Fe, Mg)

311

ALÜMİNYUMUN DOĞAL FORMLARI (ALÜMİNA ÇEŞİTLERİ) • Alümina: Al2O3 (Alüminyum oksit) • �-Al2O3 (Alfa alümina): Oksit kristalleri sıkı istiflenmiştir, düzgün dörtyüzlüdür. Alüminyum katyonları, kristaldeki tetrahedral boşluklara girer. • �-Al2O3 (Gama alümina): Düzensiz makro kristallerdir. Alfaya göre daha yumuşaktır.

312

ALÜMİNYUM OKSİT (Al2O3) İÇEREN DEĞERLİ TAŞLAR • • • • •

Rubin: Kırmızı yakut Mavi safir: Gök mavisi yakut Beyaz safir: Saf korundum Amoraid: Yeşil zümrüt Bu dört değerli taş da �-Al2O3 (Alfa alüminyum oksit) içerir. 313

YAYGIN ALÜMİNYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANILDIĞI YERLER

314

ALÜMİNA (Al2O3)’NIN KULLANILDIĞI YERLER • Alümina olarak bilinen alüminyum oksidin (Al2O3) çeşitli yapıları mevcuttur. Kristal yapıdaki alüminyum okside korundum denir. Beyaz safir olarak bilinen saf korundum, değerli bir taştır. • Değerli taşlar genelde az miktarda geçiş metali de içerir. • Yakut ve safir minerallerinin iyi kristalleri mücevhercilikte kullanılır. 315

• Değersiz olanları ise metal kesme, parlatma ve aşındırma işlerinde kullanılır. Kıyafete hasar vermeden iyi bir aşındırma yapmak için tekstil sektöründe ve metalleri aşındırmak için disk şeklindeki bileme taşlarının imalinde kullanılır. • Alümina, alüminyum üretimi dışında yalıtkanların, bujilerin ve daha pek çok ürünün yapımında kullanılır.

316

ALÜMİNYUM SÜLFAT VE KULLANILDIĞI YERLER • Alüminyum sülfat, sülfürik asidin hidratlı alüminyum okside etki ettirilmesiyle elde edilen renksiz, şeffaf bir tuzdur. • İlaç, kozmetik, yangın söndürücü gibi çeşitli sanayi dallarında değişik amaçlarla kullanılır. • Tekstil endüstrisinde mordan maddesi olarak kullanılır. 317

• Gıda katkısı olarak kullanılır. • Boyacılıkta ve kâğıt fabrikalarında kâğıdı tutkallamak için kullanılır. • Beton için su geçirmezlik ajanı, katı ve sıvı yağlar için berraklaştırma ajanı, petrol rafineri proseslerinde koku ve renk giderici ajan olarak kullanılır. • İçme suyu ve pis atık suyu (lağım suyu) arıtımında sudaki kirlilikleri dibe çöktürmek için çöktürme ajanı olarak kullanılır. 318

ŞAP VE KULLANILDIĞI YERLER • Boya endüstrisinde mordan madde olarak kullanılır. Mordanlama tekstil elyafını doğal boyar maddelerle boyamak için kullanılan bir ön işlemdir. Metal tuzlarını tekstil elyafına bağlama işlemine mordanlama, bu amaç için kullanılan maddelere de mordan maddeler denir. Mordan maddeler olarak suda çözünen metal tuzları kullanılır. 319

• En önemli mordan maddesi şaptır. • Şapın kimyasal adı potasyum alüminyum sülfattır. • Şap, çift tuzdur. • Şap, kan taşı adıyla bilinir; damar daraltıcı özelliği vardır. • Formülü, KAl(SO4)2’tür. • Tekstil, gübre, deri ve kâğıt endüstrisinde de kullanılır. 320

ALÜMİNYUM KLORÜR (AlCl3) VE KULLANILDIĞI YERLER • Eritilmiş alüminyumun gaz hâlindeki klorla tepkimesi sonucunda meydana gelir. • Birçok organik bileşiğin sentezinde katalizör olarak, petrol endüstrisinde ve kauçuk elde edilmesinde kullanılır.

321

• Kristal alüminyum klorür ise tekstil endüstrisinde, bazı özel sabunların yapılmasında ve suyun temizlenmesinde kullanılır. • Antipersperant etkiye sahiptir. % 10-15’lik alüminyum klorür çözeltisi aşırı terlemeye karşı kullanılır, ter kanallarını tıkayarak etki eder.

322

ALÜMİNYUM HİDROKSİT VE KULLANILDIĞI YERLER • Formülü, Al(OH)3’tür. • Su geçirmez kumaş yapımında kullanılır. • Antiasit mide pastillerinin bir kısmı alüminyum hidroksittir.

323

ALÜMİNYUM HİDRÜR (AlH3) VE KULLANILDIĞI YERLER • Önemli bir indirgendir. • Polimerize bir katıdır. • Tetrahidro alüminatların elde edilmesinde kullanılır.

324

LİTYUM ALÜMİNYUM HİDRÜR (LiAlH4) VE KULLANILDIĞI YERLER • Organik kimyada aldehit ve ketonların alkollere indirgenmesini sağlar; bu tepkime organik kimyada önemli bir tepkimedir.

325

GALYUM, İNDİYUM VE TALYUM

326

GALYUM • Galyumun erime noktası (29,78 °C) ve kaynama noktası (2403 °C) arasındaki farktan yararlanılarak yüksek sıcaklık termometreleri yapılmaktadır. • Galyum dişçilikte de dolgu alaşımı yapımında çok az da olsa kullanılır. • Galyum, tuzlarından elektroliz yoluyla elde edilen mavi-beyaz renkli bir metaldir. • Eridiği zaman hacim azalması gösterir. 327

İNDİYUM • İndiyum, tuzlarından elektroliz yoluyla elde edilir. • Dişçilik ve kuyumculukta kullanılan alaşımlara az oranda katıldığında matlaşmayı önler. • İndiyumla kaplanan metal yüzeyler, aşınmaya ve atmosfer etkilerine karşı dayanıklılık kazanır; bu nedenle yarış arabası ve uçaklarda kullanılır. 328

• Çok sert bir metaldir. • Optik aygıtlarda indiyumlu ayna kullanılır.

329

TALYUM • Talyum, tuzlarından elektroliz yoluyla elde edilir. • Kurşuna benzeyen mavimsi beyaz renkte parlak görünümlü bir metaldir. • Talyumun hem +1 hem de +3 yükseltgenme basamağında bileşikleri vardır. En önemli bileşikleri arasında TlCl, TlCl3, TlAl(SO4)2.12H2O (talyum şapı) bulunur. 330

• Yüksek sıcaklıkta yeşil renkli bir alevle yanarak talyum oksit oluşturur. • Talyum bileşikleri çok zehirli olduğundan fare öldürücü olarak kullanılır.

331

7. BÖLÜM: 4A GRUBU ELEMENTLERİ

332

C, Si, Ge, Sn, Pb • • • • •

C: Ametal Si: Yarı metal Ge: Yarı metal Sn: Metal Pb: Metal

333

C (KARBON) VE ALLOTROPLARI • Kömür, elmas ve grafit olmak üzere başlıca üç allotropu vardır. Kömür yakacak, elmas ziynet eşyası, grafit ise elektrot ve kurşun kalem ucu olarak kullanılır. • Kömür amorf yapıdadır. • Elmasın koordinasyon sayısı 4’tür. C–C bağ uzunluğu 1,54 Å’dür. Elektriği iletmez. Kristal yapıdadır.

334

• Grafitin koordinasyon sayısı 6’dır. C–C bağ uzunluğu 1,32 Å’dür. Elektriği iletir. Grafit de amorf yapıdadır. • Fulleren (fullorin) veya C60 adıyla bilinen dördüncü bir allotropu vardır.

335

ŞEKERİN KÖMÜRLEŞMESİ • C12H22O11 → 12C + 11H2O

336

C (KARBON) VE İZOTOPLARI •

C, 13C, 14C olmak üzere 3 izotopu vardır.

337

CO (KARBON MONOKSİT) • 800 birim havada 1 birim CO varsa ve 30 dakika solunursa ölüm meydana gelir. • CO bileşiğinin Lewis yapısında C ile O arasında 1 adet üçlü bağ (3 adet ortaklanmış elektron çifti) ve hem C hem de O’da 1 adet ortaklanmamış elektron bulunur. • CO + H2O → CO2 + H2 338

CO2 (KARBON DİOKSİT) • C + O2 → CO2 • CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O • Kuru buz: Katı CO2 • Sera etkisi: CO2 gazı Dünya'nın çevresinde hava kirliliği nedeniyle kalın bir tabaka oluşturuyor, bunun sonucunda aşırı ısınmaya sebep oluyor, neticede Dünya'nın dengesi bozuluyor. İşte buna sera etkisi denir. 339

KARBONATLAR • NaHCO3 (SODYUM BİKARBONAT): Yemek sodası ve kabartma tozu olarak satılan maddedir. • H2CO3 (KARBONİK ASİT): Kola ve gazoz gibi içeceklerdeki gazın esas maddesidir. H2CO3, CO2 (karbon dioksit) çözeltisidir. • Na2CO3 (SODYUM KARBONAT): Soda, çamaşır sodası, trona diğer isimleridir. Doğal bileşiktir. 340

• CaCO3 (KALSİYUM KARBONAT): Kalsiyum karbonatın piyasa adı, kireç taşıdır. Mermer taşı, % 98 ile % 100’lük; kalker taşı ise % 90 ile % 98’lik kalsiyum karbonat bileşiğidir. CaCO3’tan; çimento, tuğla, fayans ve harç gibi çeşitli maddeler üretilir. Çimento; CaCO3’ın pişirme, soğutma ve öğütme işlemlerinden geçirilmesiyle elde edilir. 341

SODA (ÇAMAŞIR SODASI) • Van gölü suyu, çamaşır sodası çözeltisidir. Ancak, içinde her çeşit deterjan da vardır. • Soda saf hâlde Beypazarı’nda bulunur. • Doğada beyazımsı renksiz, şeffaf ve taş şeklindedir. • Piyasadaki sodalar, sodanın toz edilmişidir. • Çamaşır sodasına, trona da denir. 342

• Van gölündeki çamaşır sodası, dünyanın ihtiyacını karşılayacak kadar çokluktadır. • İleride sabun ve deterjanın yerini alacak kıymette bir kaynağımızdır. • Soda denildiğinde çamaşır sodası anlaşılır, yemek sodası anlaşılmaz. • Kristal suyu içereni Na2CO3 x 10H2O formülü ile gösterilir.

343

DİĞER ANORGANİK KARBON BİLEŞİKLERİ • CaC2 (KALSİYUM ASETİLENÜR): Karpit adıyla tanıdığımız kirli beyaz görünümlü taştır. Olgunlaşmamış muzlar, olgun gösterilmek için karpitlenir; sağlık açısından dalında olgunlaşmışı tercih edilmelidir. Ayrıca karpit üzerine basit bir düzenekle su dökülür, asetilen gazı açığa çıkar; açığa çıkan asetilen gazı ile de kaporta kaynağı yapılır. 344

• CaO (KALSİYUM OKSİT): Sönmemiş kireçtir. • Ca(OH)2 (KALSİYUM HİDROKSİT): Sönmüş kireç ismiyle satılan, suda çözünmeyen beyaz tozdur. Kireç denince, sönmüş kireç anlaşılır. Badana yapımında kireç süspansiyonu kullanılır. Kireç suyu; doymuş veya doymamış Ca(OH)2 çözeltisidir. Harç; Ca(OH)2’in kum, çimento ve suyla olan karışımıdır. 345

ORGANİK KARBON BİLEŞİKLERİ • Karbon bileşikleri denilince tüm organik bileşikler anlaşılır. • Organik bileşiklerin tamamı karbon içerir. Bu nedenle organik bileşiklere karbon bileşikleri de denir. • Karbonhidrat, protein, yağ, hidrokarbon, alkol, eter, aldehit, keton, ester, karboksilli asit vb. bileşiklerdir. 346

• CH3COOH (ASETİK ASİT) • C6H12O6 (GLİKOZ) • C12H22O11 (ŞEKER) • CH4 (METAN) • C2H2 (ASETİLEN) • C3H8 (PROPAN) • C4H10 (BÜTAN) • C8H18 (OKTAN) • C2H5OH (ETİL ALKOL)

347

• C2H4 (ETİLEN) • COCl2 (FOSGEN) • CCl4 (KARBON TETRAKLORÜR) • CS2 (KARBON SÜLFÜR)

348

Si (SİLİSYUM) • Dünya'da oksijenden sonra en çok bulunan element silisyumdur. • Kuvars SiO2 kristalidir. • Silis denildiğinde SiO2 bileşiği anlaşılmalıdır. • Silikon (RSiO)n formülündedir. R, fenil veya etildir. –4 • Orto silikat: (SiO4) –6

• Piro silikat: (Si2O7)

349

• Silikat: (SiO3)–2

350

Si (SİLİSYUM) İÇEREN DEĞERLİ TAŞLAR • Kuvars (kuvartz), akik taşı ve çakmak taşı silisyum kristalidir. • Akik taşlarının her çeşidi stres ve gama iyi gelir. • Kırmızı akik taşı meni noksaniyetini tamamlar, kan dolaşımını düzenler. • Mavi akik taşı, düşünce yeteneğini geliştirir ve güzel konuşmayı sağlar. 351

• Pembe akik taşı, kötü duygulara fırsat vermez, sempati kazandırır. • Mor akik taşı, ametist olarak bilinir. • Kuvars kristali, enerji verir ve tansiyonu düzenler.

352

SİLİSYUM TEPKİMELERİ • Si + 2F2 → SiF4 • Si + 2Cl2 → SiCl4 • Si + 4HCl → SiCl4 + 2H2 • Si + O2 → SiO2 + 799 kJ • Si + 2H2O → SiO2 + 2H2 • SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl • SiO2 + 4NaOH → Na4SiO4 + 2H2O • SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2

353

• SiO2 + 2C → Si + 2CO

354

SİLİSYUM CEVHERLERİ • Asbestos: H4Mg3Si2O9 • Zeolit: Na2(Al2Si3O10)2H2O • Talk (Pudra): Mg3Si2O5(OH)4 • Beril: Be3Al2Si6O18 • Mika: K2Al2 (AlSiO3O10) (OH)2 • Zirkon: ZrSiO4 355

DOPLAMA • Elektrik iletkenliğinin arttırılmasına doplama denir.

356

Ge (GERMANYUM) • Çinko cevherlerinin içinde safsızlık olarak bulunur. • Dünya'da en az bulunan elementtir. • Argirodit: GeS2.4Ag2S • Germanit: 2GeS2.3Cu2S.FeS • Germenat: GeO2 • GeCl4 • GeO 357

Sn (KALAY) ALLOTROPLARI • 3 allotropu vardır: • Gri kalay: 13 °C’ın altında kararlıdır. Koordinasyon sayısı 4’tür. Elmas yapısındadır. • Beyaz kalay: 161 °C’a kadar kararlıdır. Koordinasyon sayısı 6’dır (basit küp). • Rombik kalay: 161 °C ile 232 °C arasında kararlıdır. Koordinasyon sayısı 6’dır (basit küp). 358

KALAY BİLEŞİKLERİNİN TEPKİMELERİ • SnO2 + 2C → Sn + 2CO • SnO2 + 2CO → Sn + 2CO2 • SnCl4 + 2H2O → SnO2 + 4HCl

359

KALAY BİLEŞİKLERİNİN OLUŞUM TEPKİMELERİ • Sn + O2 → SnO2 (Tepkime sıcakta gerçekleşir.) • Sn + 2H2O → SnO2 + 2H2 • Sn + 2X2 → SnX4 • Sn + 2HCl → SnCl2 + H2

360

STANNOZ (Sn ) BİLEŞİKLERİ +4 VE STANNİK (Sn ) BİLEŞİKLERİ • Sn+2 bileşiklerine stannoz bileşikleri denir. • Sn+4 bileşiklerine stannik bileşikleri denir.

361

Pb (KURŞUN) ELEMENTİNİN KULLANILDIĞI YERLER VE KURŞUN ALAŞIMLARI • Matbaacılıkta, çatıların kaplanmasında, boru, halat, akü ve boya yapımında kullanılır. Lehim; kurşun ve kalay karışımıdır. Saçma; kurşun ve arsenik karışımıdır. Matbaa harfi; kurşun, kalay ve antimon karışımıdır. 362

RADYASYONU VÜCUTTAN ATMAK İÇİN: KURŞUN • Kurşun geniş bir kapta eritilip insanın etrafında gezdirilir. • Daha sonra suya dökülür. • Suya döküldüğünde çıkan sesten sonra kurşun dağılmadıysa, külçe hâlinde kaldıysa radyasyon yoktur. Saçma tanesi gibi dağıldıysa radyasyon var demektir. • Aynı işleme, kurşun dağılmayıncaya kadar devam edilir. 363

RADYASYONU VÜCUTTAN ATMAK İÇİN GEREKLİ OLAN BAŞLICA İKİ GIDA • Kimyon • Limon

364

ATOM NUMARASI EN BÜYÜK KARARLI ELEMENT: KURŞUN Bazı kaynaklarda bizmut geçmektedir. Bizmut şu yönlerden olamaz: • Bizmutun n / p oranı 1,5’tan büyüktür. • Kararsız atom çekirdekleri, bir seri değişim sonucunda 82 protonlu olan kararlı kurşun atomu çekirdeğine dönüşür. Bizmutta karar kılınmaz, kurşunda karar kılınır. • Kurşun radyoaktiviteyi alır, bizmut radyasyon yayar. 365

RADYOAKTİF BOZUNMA SERİLERİ • Uranyum, toryum ve aktinyum serisi olmak üzere 3 seri vardır. Her 3 seride de atom çekirdeği, bir seri değişim sonucunda 82 protonlu olan kararlı kurşun atomu çekirdeğine dönüşür. • Her bir değişimde atomlar enerjisini dışarı verir. Enerjinin dışarı verilmesiyle atom kararlı hâle geçer. Zaten kararlı elementlerin sonuncusu kurşundur. 366

KURŞUN BİLEŞİKLERİNİN KULLANILDIĞI YERLER • PbO2: Kurşun(IV)oksit göze çekilen sürmedir. Erkekler gece, kadınlar her zaman kullanırlar. Gözü radyoaktiviteden korur. • PbO2 akülerde katot olarak kullanılır.

367

KURŞUN CEVHERLERİ • PbS: Galen • Galen, çinko blend olarak bilinen ZnS cevheri ile beraber doğada bulunur.

368

KURŞUN ELEMENTİNİN VE KURŞUN BİLEŞİKLERİNİN TEPKİMELERİ • Pb+2 + H2O + ClO–1 → PbO2 + 2Cl–1 + 2H+ • Pb + 2HCl → PbCl2 + H2 • PbCO3 → PbO + CO2 (Tepkime sıcakta gerçekleşir.) • PbO + 2H+ → Pb+2 + H2O 369

8. BÖLÜM: 5A GRUBU ELEMENTLERİ

370

N, P, As, Sb, Bi • • • • •

N: Ametal P: Ametal As: Metal Sb: Metal Bi: Metal

371

AZOT (N2) • Havanın hacimce % 78’i azottur. • Azot; amonyak ve nitrik asit üretiminde kullanılır. • Sıvı azot dondurucu olarak gıda ürünlerinin dondurulması ve taşınmasında, canlı dokuların dondurularak korunmasında, dermatolojide cilt yaralarının dondurularak alınmasında kullanılır. 372

AZOT GAZININ ELDE EDİLME YOLLARI • Azot gazı havadan elde edilir. • NH4NO2 → N2 + 2H2O (Tepkime 300 °C sıcaklıkta gerçekleşir.) • 2NaN3 → 3N2 + 2Na (Tepkime 300 °C sıcaklıkta gerçekleşir.)

373

ASİT YAĞMURU TEPKİMELERİ • N2 + O2 ⇌ 2NO (Tepkime 2500 °C sıcaklıkta veya şimşek çakmasıyla gerçekleşir.) • 2NO + O2 ⇌ 2NO2 • 2NO2 + H2O ⇌ HNO3 + HNO2

374

AZOTUN KULLANIM ALANLARI (ENDÜSTRİDE AMONYAK ELDE EDİLMESİ) • Azot, amonyak sentezinde kullanılır. Sentezde katalizör olarak Fe, Al veya Si gereklidir. Amonyağın kimyasal sentezi Fritz - Haber prosesi veya Haber prosesi olarak bilinir. Amonyak sentezinin kimyada özel bir yeri olduğundan tepkime, bulan kimyacının adıyla anılmaktadır: 375

• N2 + 3H2 + yüksek sıcaklık ve basınç ⇌ 2NH3 + 22 kcal (Tepkimede % 98 verim elde edilebilir.)

376

LABORATUVARDA AMONYAK ELDE EDİLMESİ –1

• NH4 + OH

–1

→ NH3 + H2O

• N–3(suda) + 3H2O → NH3 + 3OH–1 • NH4Cl → NH3 + HCl (Tepkime sıcakta gerçekleşir.)

377

AZOT BİLEŞİKLERİNİN TEPKİMELERİ • NH4NO3 → N2O + 2H2O (Tepkime sıcakta gerçekleşir.) • NH4NO2 → N2 + 2H2O • 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O • 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl • NH3 + HCl → NH4Cl • NH3 + Cl2 → NH2Cl + HCl • NH2COONH4 ⇌ NH2CONH2 + H2O

378

NİTRİTLER • Zehir etkisine rağmen et ürünlerinin işlenmesinde kullanılır. • Hemoglobinle pembe renkli kompleks oluşturduğundan dolayı etin renginin kahverengiye dönmesine engel olur. • Jambon, sosis ve diğer et ürünlerinde bulunur.

379

NİTRATLAR • 4KNO3 → 2K2O + 2N2 + 5O2 (Tepkime 500 °C sıcaklıkta gerçekleşir.) • 4NaNO3 → 2Na2O + 2N2 + 5O2 (Tepkime 500 °C sıcaklıkta gerçekleşir.)

380

PATLAYICILAR • Patlayıcılar genelde yapay azot bileşikleridir. Patlama sonunda azot gazı açığa çıkar.

381

PATLAYICILAR (NH4NO3) • NH4NO3 → N2O + 2H2O(g) (Yandaki tepkime 200 °C ile 300 °C arasında bir sıcaklıkta gerçekleşirse patlama olmaz, N 2 gazı açığa çıkmaz; 300 °C’ın üzerinde patlama olur. Yukarıdaki tepkime, sıcaklığın 300 °C’ın altında olduğu zaman patlamanın olmadığı tepkimedir.)

382

• 2NH4NO3 → 2N2 + O2 + 4H2O(g) (Yukarıdaki tepkime sıcaklığın 300 °C’ın üzerinde olduğundaki tepkime denklemidir. Patlama açığa çıkan N2 gazından dolayıdır.)

383

PATLAYICILAR (DİNAMİT) • Nitrogliserin C3H5N3O9(s) formülünde sıvı bir maddedir. Gözenekli silikaya emdirilirse dinamit olur. 4C3H5N3O9(s)→6N2(g)+12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)

384

PATLAYICILAR (TNT) • TNT, trinitrotoluen bileşiğinin kısaltılmış adıdır. • TNT; C6H2(CH3)(NO2)3 veya tam kapalı yazarsak C7H5N3O6 formülüyle gösterilir. • 2C7H5N3O6(k)→3N2(g)+12CO(g)+5H2(g)+2C(k)

385

NaN3 • NaN3 bileşiği hava yastıklarında kullanılır. • 2NaN3 → 2Na + 3N2 • Bu tepkimenin gerçekleşmesi için 300 °C sıcaklık gereklidir. Trafik kazasındaki çarpışma anında bu sıcaklık, moleküler düzeyde ayrı bir sistemle sağlanır. • Hava yastığının NaN3, KNO3 ve SiO2 olmak üzere 3 bileşeni vardır. 386

• Çarpışma esnasında açığa çıkan Na, KNO3 birleşerek toz hâlindeki camı oluşturur. • 10Na + 2KNO3 → K2O + 5Na2O + N2 • Oluşan toz hâlindeki camın bileşenleri: K2O, Na2O ve SiO2

387

HİDRAZİN • Hidrazin bileşiğinin açık formülü H2N–NH2 şeklidedir. • Roket yakıtı olarak kullanılır. • Amonyak ve hidrojen peroksidin tepkimesinden elde edilir. 2NH3 + H2O2 → H2N–NH2 + 2H2O

388

AZOT OKSİTLER • NO • NO2 • NO3 • N2O • N2O3 • N2O4 • N2O5 389

AZOTUN ELEMENTEL HÂLDE VE BİLEŞİKLERİNDE ALDIĞI DEĞERLİKLER • N2O azotu +1 değerliklidir. • NO azotu +2 değerliklidir. • N2O3 azotu +3 değerliklidir. • NO2 azotu +4 değerliklidir. • N2O4 azotu +4 değerliklidir. • N2O5 azotu +5 değerliklidir. 390

• NO3 azotu +6 değerliklidir. • N2 elementel azottur, 0 değerliklidir. • NH2OH azotu –1değerliklidir. • NH2NH2 azotu –2 değerliklidir. • NH3 azotu –3 değerliklidir.

391

FOSFOR FİLİZLERİ • Fosforit: 3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2 (Fosforit filizi; 3 mol 3Ca3(PO4)2 ile 1 mol Ca(OH)2’in karışımından oluşur.) • Apatit: 3Ca3(PO4)2.CaF2 • Vivianit: Fe3(PO4)2.8H2O

392

APATİT FİLİZİNDEN FOSFOR ELDE EDİLMESİ • APATİT FİLİZİNDEN FOSFOR ELDE EDİLMESİNİN TEPKİME DENKLEMİ 2Ca3(PO4)2.CaF2 + 6SiO2 + 10C → 6CaSiO3 + CaF2 + P4 +10CO • Ayrıca kemikten de fosfor elde edilir.

393

FOSFOR ALLOTROPLARI • Beyaz fosfor • Kırmızı fosfor • Siyah fosfor

394

BEYAZ FOSFOR • Beyaz fosfor: Yumuşak mum görünümündedir. Erime noktası 44,2 °C, kaynama noktası 280 °C’tır. Beyaz fosfor (P4) düzgün dörtyüzlüdür. • Havayla temas ettiği hâlde tutuşur ve beyaz dumanlar çıkararak yanar. En aktif allotrop beyaz fosfordur, bu nedenle suda saklanır. 395

• En önemli özelliği karanlıkta ışıldaması ve çok zehirli olmasıdır.

396

KIRMIZI FOSFOR • Kırmızı fosfor, beyaz fosforun 230 °C ile 300 °C arasında ısıtılmasıyla elde edilir. • P4(beyaz) → P4(kırmızı) + 18,4 kJ • Kırmızı fosfor, kibrit üretiminde kullanılır. • Kırmızı fosfor en kararlısıdır. • Beyaz fosforun aksine kolayca tutuşmaz, ışıldamaz ve zehirli değildir. 397

SİYAH FOSFOR • Siyah fosfor, beyaz fosforun havasız ortamda ve basınç altında ısıtılmasıyla elde edilir. Siyah fosfor yarı iletkenlerin yapımı için gerekir.

398

FOSFOR ALLOTROPLARININ BİRBİRİNE DÖNÜŞÜMÜ • Siyah fosfor, bekleyince beyaz fosfora dönüşür. • Siyah fosfor, ışıkta kırmızı fosfora dönüşür. • Beyaz fosfor, sıcakta ve 12 000 atm basınçta havasız ortamda siyah fosfora dönüşür.

399

• Beyaz fosfor, ışıkta kırmızı fosfora dönüşür. • Kırmızı fosfor, 250 °C’ın üzerinde bir sıcaklıkta beyaz fosfora dönüşür.

400

BAŞLICA FOSFOR BİLEŞİKLERİ • PCl3 • PCl5 • P4O6 • P4O10

401

PCl3 • Kaynama noktası 76 °C, donma noktası ise –92 °C’tır. • Renksiz sıvıdır. • P4 + 6Cl2 → 4PCl3(s) • PCl3(s) + 3H2O → H3PO3 + 3HCl • 2PCl3(s) + O2 → 2POCl3

402

PCl5 • P4 + 10Cl2 → 4PCl5(s) • PCl3(s) + Cl2 → PCl5 • PCl5 → PCl3 + Cl2

403

P 4 O6 • 2P4 + 8O2 → P4O6 + P4O10 • P4O6 + 6H2O → 4H3PO3 • P4O6 + 6H2O → PH3 + 3H3PO4

404

P4O10 • Fosforun bol oksijenli ortamda yakılmasından elde edilir. • 2P4 + 8O2 → P4O10 + P4O6

405

GÖL VE AKARSULARDA YOSUNLARIN AŞIRI BÜYÜMESİNE NEDEN OLAN MADDE • Göl ve akarsularda fosfat maddesinin birikimi yosunların aşırı büyümesine neden olur.

406

FOSFORUN ELEMENTEL HÂLDEKİ DEĞERLİĞİ VE BİLEŞİKLERİNDE ALDIĞI DEĞERLİKLER • • • •

P4 elementel fosfordur, 0 değerliklidir. +1 değerlikli fosfor yoktur. +2 değerlikli fosfor yoktur. P4O6 fosforu +3 değerliklidir.

• P4O8 fosforu +4 değerliklidir. 407

• • • •

P4O10 fosforu +5 değerliklidir. +6 değerlikli fosfor yoktur. –1 değerlikli fosfor yoktur. PH2PH2 fosforu –2 değerliklidir.

• PH3 fosforu –3 değerliklidir.

408

As (ARSENİK) • Ağır metaldir. Ağır metallerin hepsi, hem kendileri hem de bileşikleri zehirdir. Kaynak sularında bulunmazlar. Yer altından gelen ağır metal içeren sular Burdur gölü, Acı göl gibi göllerde, ağır olduklarından toplanır; yeryüzüne çıkamaz. Diğer sularda bulunan arsenik, çevre kirlenmesi sebebiyledir. Halk arasında zırnık adıyla bilinen madde arseniktir. 409

ARSENİK İLE ZEHİRLEME • Arseniğin zehir olarak kullanılması çok eskidir. Roma tarihinde Hıristiyanlara karşı kullanmışlardır, eskilere dayanmaktadır. Fatih Sultan Mehmet, Yavuz Sultan Selim başta olmak üzere çok sayıda Osmanlı padişahının, günümüzde de Turgut Özal’ın, Bülent Ecevit’in zehirlendiği söylenmektedir. Zehirlenenler genelde iyi insanlardır, vücutları çürümeden duruyordur. 410

• Formülü As2O3 olan arsenik (III) oksit bileşiği zehir olarak kullanılır.

411

TARİHÎ ŞAHSİYETLERİN MEZARLARI AÇILARAK ZEHİRLENDİKLERİ AÇIĞA ÇIKARILMALI MI? • Böyle tarihî şahsiyetler için bu yapılmalıdır. Mezarları açılmalı ve adli tıpa gönderilmelidir, bunun hiçbir mahzuru yoktur, en azından mesele kestirilip atılarak konu kapatılmış olur. 412

Sb (ANTİMON) • Donarken genleşen alaşımların yapımında kullanılır. • Kurşunsuz lehim alaşımların yapımında kullanılır. • Formülü Sb2S3 olan antimon (III) sülfür bileşiği kibrit yapımında kullanılır.

413

Bi (BİZMUT) • Radyoaktif elementtir. Enerji üretimi ve ışın elde edilmesinde kullanılır.

414

9. BÖLÜM: KALKOJENLER

415

O, S, Se, Te, Po • • • • •

O S Se Te Po

416

O2 (OKSİJEN) • Havanın hacimce % 21’i oksijendir; oksijen solunum maddesidir. Kaynakçılıkta ve çelik endüstrisinde kullanılır.

417

O2 (OKSİJEN) GAZININ LABORATUVARDA ELDE EDİLMESİ • O2 (oksijen) gazı laboratuvarda MnO 2 katalizörlüğünde KClO3 bileşiğinden ısıtılarak elde edilir. • KClO3 → KCl + 1,5O2 (MnO2 katalizörlüğünde) 418

• H2O2 (HİDROJEN PEROKSİT): Derişik H2O2 % 30’luktur, perhidrol adıyla bilinir. Eczanelerde oksijenli su diye satılan çözelti, % 3’lük H2O2 çözeltisidir; tıpta yaraları temizlemek için yararlanılır. Saçları hafif sarartmak için de oksijenli su kullanılır. Boyamadan önce saçın doğal rengini gidermek için de 3–4 kez seyreltilmiş perhidrol kullanılır. Perhidrol açık renk saçlarda 3 kez sulandırılır, koyu renk saçlarda ise 4 kez sulandırılır. 419

Saçı boyamadan önce, rengini açmak için kullanılan yaklaşık % 10’luk H2O2 ciddi bir ilaçtır. Bu nedenle sanatkâr, işinin ehli kişilere saç boyatılmalıdır; insan, saçını kendisi boyamamalıdır. Dikkatli olmalıdır. Saçın derisine H2O2 değdirilmemelidir; çünkü sıcaklık, 50 °C– 60 °C’a çıkar. Temas durumunda; kafada şişmeler, yaralar, alerjik reaksiyonlar olur. Ayrıca H2O2 pamuklu kumaş endüstrisinde renk ağartıcı olarak kullanılır. 420

O3 (OZON) • Oksijenin allotropu olan O3 (ozon); havanın hacimce % 0,00006’sıdır. • Ozonun özellikleri oksijenden çok farklıdır. • Ozonun molekül yapısı doğrusal değil, açısaldır. Bu açı nedeniyle ozon UV ışınlarını soğurur. Ozon tabakası, güneş ışınlarının zararını filtre eder. • Ozon keskin bir kokuya sahiptir, solunum yoluyla alındığında öldürücü etki yapabilir. 421

• Ozon mavi renkli bir gaz olup atmosferin yüksek katmanlarında (stratosfer) bulunur. • Ozon O2 (oksijen) moleküllerinden, güneş ışınlarının etkisiyle veya şimşekle doğal olarak, yüksek gerilim kaynaklarının elektriksel enerji sağlaması suretiyle de ozonizatör denilen alette yapay yolla elde edilir. O2 → 2O· O· + O2 → O3 422

• Ozon patlayıcı bir gazdır. • Ozon çok kuvvetli yükseltgen özelliğe sahiptir. Altın ve platin dışındaki diğer metaller ozonla yükseltgenir. Ozon, metal sülfürleri sülfatına yükseltger. 4O3 + PbS → PbSO4 + 4O2 • Ozon tabakasında gerçekte bir delik yoktur. Delik olarak adlandırılmasının nedeni ozon konsantrasyonunun o bölgede az olmasıdır. 423

• Ozon; tiyatro ve sinemaların havasını temizlemede, atık gazların kokusunun giderilmesinde, tekstilde ve yağların ağartılmasında, içme sularının arıtılmasında kullanılır.

424

OZON AZALIMINA YOL AÇAN BAŞLICA KİRLETİCİLER • Uçak motorlarının yüksek sıcaklığı sebebiyle oluşan azot oksitleri • Aerosol, soğutucu vb. kaynaklarda kullanılan kloroflorokarbonların (CFC) fotolitik bozunmasıyla oluşan klor atomları

425

MONTREAL PROTOKOLÜ • Ozon tabakasını korumak için ülkeler Montreal Protokolü olarak bilinen bir anlaşmayı imzalamışlardır.

426

SU ARITIMINDA OZON KULLANIMININ OLUMLU YÖNLERİ • Diğer dezenfektanlardan daha etkilidir. Sudaki virüsleri bile öldürebilir, her türlü mikroorganizmaya karşı hızlı ve yüksek derecede bir etkiye sahiptir. • Dezenfeksiyon için gerekli temas süresi kısadır. • Tat ve koku giderilmesinde etkilidir. 427

• Klorlamayla oluşan zararlı yan ürünler ozonlamada oluşmaz. Ozonlama sonucu da bazı yan ürünler, doz ve pH ayarlanamazsa meydana gelir. • Suyun pH’ını normal dozda etkilemez. • Arıtma sonucu suda fazla kalan ozon, kendiliğinden oksijene dönüştüğü için, suda artık madde bırakmaz. Sudaki oksijen konsantrasyonunu arttırır. 428

SU ARITIMINDA OZON KULLANIMININ OLUMSUZ YÖNLERİ • Ozonla arıtılmış su sisteme verildikten sonra, sistemden gelebilecek mikroorganizmaların üremesini engelleyemez. • Ozonlama yapılacak tesisinin maliyeti yüksektir. 429

OKSİT, PEROKSİT, SÜPEROKSİT • Na2O • Na2O2 • KO2

430

H2O VE H2S MOLEKÜLLERİ ARASINDAKİ FARK • Tanecikler arası kimyasal bağlardan olan hidrojen bağı H2O molekülleri arasında olmasına rağmen H2S molekülleri arasında yoktur.

431

KÜKÜRT (S8) • Yer kabuğunun % 0,05’i kükürttür. • S8 molekülünde S atomları tek bağla bağlıdır.

432

TABİATTA BULUNUŞLARI • Elementel kükürt • Sülfür ve sülfat mineralleri • Doğal gazda H2S (hidrojen sülfür) • Karadeniz’in derinliklerindeki H2S (hidrojen sülfür) • Petrol ve kömürde organo kükürt bileşikleri 433

KÜKÜRT FİLİZLERİ • • • •

Galen: PbS Pirit: FeS2 Sinebar (Zinober): HgS Barit: BaSO4

• Jips: CaSO4.5H2O • Çinko blend (Sfalerit): ZnS

434

ELEMENTEL KÜKÜRT ELDE EDİLMESİ • Petrol ve doğal gaz kuyularında oluşan H2S’ün bir kısmı önce SO2’ye yükseltgenir. 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O • Ortamda kalan H2S ile oluşan SO2’in tepkimesinden de elementel kükürt elde edilir. • 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O (300 °C ve Al2O3 katalizörlüğünde) 435

KÜKÜRT ELEMENTİNİN KULLANILDIĞI YERLER • Elementel kükürt tarımsal mücadelede kullanılır. • Akülerin sıvısı olan sülfürik asit üretiminde kullanılır. • Vulkanize kauçuk üretiminde kullanılır.

436

H2S (HİDROJEN SÜLFÜR) • Petrol rafinerilerinde yan ürün olarak elde edilir. Petrolün oluşumu sürecinde bitki ve hayvanlardaki kükürtlü proteinlerin bakteriler aracılığıyla bozunması sonucu H2S oluşur. • Renksiz bir gazdır. • Çürük yumurta gibi kokar. • Sudaki çözeltisi zayıf asittir. • H2S yanabilen bir gazdır. 437

• H2S bileşiğinin kaynama noktası suyun kaynama noktasından çok düşüktür. • Metal sülfürler üzerine seyreltik asitlerin etki ettirilmesi sonucunda elde edilir. FeS + H2SO4 → FeSO4 + H2S • H2S, bütün metaller ile türlü şekil ve renkte sülfürler meydana getirdiğinden, nitel ve nicel analizde katyonların tanınması ve diğerlerinden ayrılmasında kullanılan önemli bir gazdır. 438

Na2S (SODYUM SÜLFÜR) • Endüstride Na2SO4’ın C ile indirgenmesinden elde edilir. Na2SO4 + 4C → Na2S + 4CO • Laboratuvarda Na ve S’ün tepkimesinden elde edilir. 2Na+ S → Na2S • Na2S, deri endüstrisinde kıl dökücü olarak ve kâğıt endüstrisinde kullanılır. 439

FeS • Demir (II) sülfür, Fe ile S’ün ısıtılmasından elde edilir. Fe + S → FeS • H2S üretiminde kullanılır.

440

ÇEVRE KİRLİLİĞİNE YOL AÇAN KÜKÜRT BİLEŞİKLERİ • SO2 • SO3 • H2S • H2SO4 • Na2SO3

441

ASİT YAĞMURU • Endüstride atık madde olarak oluşan SO 2 ile NO2 tepkimeye girerek SO3’e dönüşür. SO2 + NO2 → SO3 + NO • SO3 atmosferdeki su buharıyla tepkimeye girerek asit yağmurlarına neden olabilir. • H2O + SO3 → H2SO4 • H2SO4 ciddi solunum rahatsızlıklarına sebep olmaktadır. 442

• Sülfürlerin bol hava ile ısıtılarak oksidine dönüştürülmesi işlemi olan kavurma sonucunda açığa çıkan SO2 (kükürt dioksit) gazı, çevre kirliliğine ve asit yağmurlarına neden olur. • Sülfürik asit, topraktaki kalsiyum iyonları ile reaksiyona girerek kalsiyum sülfat oluşturur. Kalsiyum sülfat suda çözünmediğinden toprak içinde sabitleşir ve bitkiler tarafından alınamaz. 443

• Asit yağmurları, göllerin kirlenmesine, mermer ve kireç taşlarının erozyonuna neden olur.

444

SO2 BİLEŞİĞİNİN KULLANILDIĞI YERLER • H2SO4 üretiminde • Kayısı, üzüm, incir vb. kuru meyvelerde ağartıcı ve koruyucu olarak • Kâğıt endüstrisinde ağartıcı olarak

445

SO2 REAKSİYONLARI VE SENTEZİ SO2 + H2O → H2SO3 SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O • LABORATUVARDA SENTEZİ NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O • ENDÜSTRİDE SENTEZİ S + O2 → SO2 4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2

446

SO3 • SO2 + ½ O2 → SO3 (V2O5 katalizörlüğünde)

447

SÜLFÜRİK ASİT BİLEŞİĞİNİN ELDE EDİLMESİ • 1.YÖNTEM S + O2 → SO2 2NO + O2 → 2NO2 SO2 + NO2 + H2O → H2SO4 + NO • 2.YÖNTEM SO3 + H2SO4 → H2S2O7 H2S2O7 + H2O → 2H2SO4 448

SÜLFÜRİK ASİT BİLEŞİĞİNİN ÖZELLİKLERİ • • • •

Renksiz, yağımsı bir sıvıdır. Kuvvetli asittir. Su çekicidir. Yükseltgen olduğundan kimyada çok amaçlı kullanılır.

449

SÜLFÜRİK ASİT BİLEŞİĞİNİN KULLANILDIĞI YERLER • Gübre, boya, patlayıcı, akü yapımında ve tekstil endüstrisinde kullanılır. • Sülfat tuzlarının elde edilmesinde kullanılır. 2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O 450

CuSO4 x 5H2O (BAKIR SÜLFAT PENTAHİDRAT) • Çiftçilerin göz taşı veya gök taşı dedikleri bileşiktir. Mavi kristallerden oluşan, suda çok çözünen bir maddedir. Elmanın kabuğu, çok faydalı olmasına rağmen yenmemelidir. Elma, kabuğu soyularak yenmelidir; çünkü elma ağaçları CuSO4 çözeltisiyle ilaçlanır. Bol suyla yıkansa bile kabukta Cu+2 kalır. Cu+2 sapta en çoktur. 451

• Cu+2 düzeyinin kanda yükselmesi ile Wilson adı verilen ölümcül karaciğer hastalığı baş gösterebilir. Yapay bir maddedir.

452

CaSO4 x 2H2O (KALSİYUM SÜLFAT DİHİDRAT) • Cevher adı jipstir. Alçı taşı olarak bilinen doğal bileşiktir. Piyasada alçı olarak satılır. Alçı şeklinde dekoratif işlerde, dişçilikte kalıp alınmasında ve hazır duvar üretiminde kullanılır.

453

Na2SO4.10H2O (SODYUM SÜLFAT DEKAHİDRAT) • Glauber tuzu adıyla bilinir. Tekstil endüstrisinde kullanılır.

454

POTASYUM SÜLFAT(K2SO4) BİLEŞİĞİNİN ELDE EDİLMESİ VE KULLANILDIĞI YERLER • 2KCl + H2SO4 → K2SO4 + HCl • Gübre ve seramik endüstrisinde kullanılır.

455

KAl(SO4)2 (POTASYUM ALÜMİNYUM SÜLFAT) • Şap veya kan taşı adıyla bilinir; damar daraltıcı özelliği vardır. • Şap, çift tuzdur. • Tekstil, gübre, deri ve kâğıt endüstrisinde de kullanılır.

456

MgSO4.7H2O (MAGNEZYUM SÜLFAT HEPTAHİDRAT) • Epsom tuzu yaygın adıdır. Eczacılıkta ve gübre imalinde kullanılır.

457

BaSO4 (BARYUM SÜLFAT) • Ameliyat esnasında kullanılan sargı bezi, pamuk, makas vb. steril ameliyat malzemeleri baryum sülfat çözeltisine batırılmıştır. • Ayrıca BaSO4 ve hint yağı karışımı, XM solüsyonu adındaki ilaçtır. Röntgen filmi çekiminden az önce hastaya içirilir. İçirilen sıvının mideden bağırsağa kaç dakikada geçtiği BaSO4 ile anlaşılır, geçiş süresine göre hastalığa teşhis konur.

458

• Ameliyat esnasında vücudun içinde unutulan ameliyat malzemelerini, röntgen çekiminde BaSO4 gösterir.

459

TİYONİL KLORÜR (SOCl2) BİLEŞİĞİNİN ELDE EDİLMESİ VE KULLANILDIĞI YERLER • SO2 + SCl2 + Cl2 → 2SOCl2 • Boya, pigment ve ilaç endüstrisinde kullanılır.

462

Po (POLONYUM) • Radyoaktif elementtir. Enerji üretimi ve ışın elde edilmesinde kullanılır.

463

10. BÖLÜM: HALOJENLER

464

FLOR • 2Na(k) + F2(g) → 2NaF(k) ∆H=–1147 kJ • 2H2O(s) + 2F2(g) → 4HF + O2(g) ∆H=–759 kJ • En aktif halojendir. • Eskiden soğutucularda freon gazı (F 2Cl2C) kullanılırdı. Günümüzde kullanılmamaktadır. • Teflon, tetrafloretilendir. 465

FLOR FİLİZLERİ • Florspar: CaF2 • Kriyolit: Na3AlF6 • Floroapatit: Ca5F(PO4)3

466

KLOR • 4HCl(g) + O2(g) → 2Cl2(g) + 2H2O(g) • 2NaCl(s) → 2Na(k) + Cl2(g)

467

ÇAMAŞIR SUYU KLOR KATYONU (KLOR +1) İÇERİR • Çamaşır, bulaşık, fayans, ıslak zemin, tuvalet, banyo temizliğinde kullanılır. • Çamaşır ve bulaşıkta; 2 litre suya 1 yemek kaşığı çamaşır suyu katılır. • Diğer temizliklerde; saf olarak kullanılabilir. • Çamaşır suyunun formülü NaClO’dir. Sodyum hipoklorür veya sodyum hipoklorit diye okunur. • Saf (% 100’lük) sıvıdır; çözelti değildir. 468

TUZ RUHU H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) HCl(g) + su → % 36’lık derişik HCl Temizlikte doğrudan kullanılan asit, tuz ruhu adıyla bilinir. Doymuş HCl çözeltisidir. Fayans, taş vb. ıslak zemindeki ağır kirlerin temizlenmesinde kullanılır. Özellikle tuvalet temizliğinde yaygın olarak yararlanılır. Sağlığa zararlı olduğundan kullanılmamasında fayda vardır. 469

ÇAMAŞIR SUYU VE TUZ RUHU BİRLEŞİNCE AÇIĞA ÇIKAN KLOR GAZI ÖLDÜRÜR NaClO + 2HCl → NaCl + H2O + Cl2 Tuvalet temizliğinde aynı anda hem çamaşır suyu hem de tuz ruhu kullanılmamalıdır. Açığa çıkan Cl2 öldürücü dozdadır. 470

ŞEHİR SULARININ TEMİZLENMESİ • Büyük belediyelerde Cl2 (klor) gazı katılarak şehir suyu temizlenir. • Küçük belediyelerde NaClO (sodyum hipoklorit) sıvısı katılarak şehir suyu temizlenir. • Eczanelerde musluk suyunun dezenfekte edilmesi için satılan bileşik ise kireç kaymağı adıyla bilinen Ca(ClO)2 (kalsiyum hipoklorit) tabletleridir. 471

• En zararlısı Cl2 gazıyla yapılan klorlamadır. • Cl2 gazı yeşil renklidir. • NaClO (sodyum hipoklorit), renksiz ve saydam sıvıdır. • Ca(ClO)2 (kalsiyum hipoklorit) ise beyaz tozdur.

472

KLOR YERİNE ÇAM ÇIRASI KULLANILABİLİR Mİ? • Çam çırasının sudaki dezenfektan etkisi, ispatlanmıştır. • Dezenfektan etki; mikrop üremesini engelleyen ve mikrobu öldüren etkidir. • Eskiden su depolarına çam çırası konurdu. • Çam ağacından imal edilmiş su testileri, geçmişte çok yaygındı. 473

BROM • • • • • •

Uçucu, kırmızı sıvıdır. Buharı çok zehirlidir. AgBr bileşiği fotoğrafçılıkta kullanılır. Yakıt katkısıdır. Kimyasal ilaçlarda kullanılır. Deniz suyundan Cl2 geçirilerek elde edilir.

• Cl2(g) + 2Br

– (suda)

→ Br2(s) + 2Cl

– (suda) 474

I2 (İYOT) • Mor renkte uçucu katıdır. • En az aktif olan halojendir. • Tentürdiyot; I2 (iyot) ve KI (potasyum iyodür)’ün C2H5OH (etil alkol)’deki çözeltisidir. Tentürdiyot kullanımı günümüzde iyottan dolayı büyük ölçüde bırakılmıştır. • Radyoaktif izotopu, hipertiroidizimde kullanılır. 475

İYOT ZEHİRLENMESİ • İyot zehirlenmesi, iki tür ortaya çıkar. • Tentürdiyot çözeltisinin ağız yolu ile vücuda girmesiyle gerçekleşen türünde iyot mide çeperini yakar, kusma ve ishal baş gösterir, hafif bir sarhoşluk görülür, sinirsel bozukluklar, titremeler ortaya çıkar. Kalp atışı ve kan dolaşımı zayıflar, nabız çok yavaş atar. Sonunda hasta bilincini bütünüyle kaybederek koma hâline girer. 476

• İyot zehirlenmesi, sürekli iyot buharı ile temas edenlerde de görülür. Bu çeşit iyot zehirlenmesinin başlıca belirtileri ise soluk borusu ve gırtlak mukozalarının yanması, ruhsal gerginlik, uykusuzluk, zayıflama, ateş yükselmesi, ergenlikte görüldüğü gibi deri üstünde meydana gelen sivilcelerdir.

477

İYOT FİLİZLERİ • Lauterit: Ca(IO3)2 • Dietzelit: 7Ca(IO3)2.8CaCrO4

478

İYOT ELEMENTİNİN ELDE EDİLMESİ • Deniz suyundan Cl2 gazı geçirilerek elde edilir. • Cl2(g) + 2I–(suda) → I2(k) + 2Cl–(suda)

479

At (ASTATİN) • Radyoaktif elementtir. Enerji üretimi ve ışın elde edilmesinde kullanılır.

480

SOY GAZLAR

481

SOY GAZLARIN KEŞFİ • Sir William Ramsay (1852-1916) ve Lord Rayleigh (1842-1919) 1898 yılında bu grubu bulmuşlardır. 1904 yılında Ramsay ve Rayleigh’e Nobel ödülleri verildi. • 1962 yılında Neil Bartlett (1932-2008) PtF6, XePtF6 bileşiklerini sentezlemiştir.

482

SOY GAZLARIN KULLANILDIĞI YERLER • He: Balon yapımında, soğutucularda, roket yakıtı olarak, anestezik gazların seyreltilmesinde • Ne: Kırmızı ışık elde edilmesinde • Xe: Araba farlarında • Rn: Kanser tedavisinde

483

ELEMENTEL HÂLDE OLAN SOY GAZLARIN HAVADA HACİMCE BULUNMA YÜZDELERİ GAZIN ADI Helyum

HACİMCE YÜZDESİ 0,0005

Neon

0,0012

Argon

0,94

Kripton

0,0001

Ksenon

0,000009 484

SOY GAZLARIN REAKSİYONLARI • Xe + 2F2 → XeF4(k) • 3XeF4 + 6H2O → XeO3(aq) + 3/2O2 + 3Xe +12HF –1 –1 • XeO3(aq) + OH (aq) → HXeO4 (aq) • 2HXeO4–1(aq) + 2OH–1(aq) → XeO6–1(aq) + Xe(g) + O2 + 2H2O

485

SOY GAZLAR YAPAY BİLEŞİK OLUŞTURUR • Soy gazlardan He (helyum), Ne (neon), Ar (argon) elementlerinin hiçbir bileşiği yoktur. Kr (kripton), Xe (ksenon) ve Rn (radon) elementleri ise özel şartlarda O 2 (oksijen) gazı ve F2 (flor) gazıyla bileşik oluştururlar. • Neden soy gazlardan ilk üçü bileşik yapmıyor da son üçü bileşik yapıyor? • Neden yalnız O2 ve F2 elementleriyle bileşik oluşturuyorlar? 486

• Elektronegatiflik; bağ elektronlarını çekme kabiliyetidir. • Elektronegatiflik, periyodik tabloda soldan sağa doğru artar. Soy gazların elektronegatifliği diğer gruplara göre yüksektir. Bununla beraber O ve F elementlerinin elektronegatifliği; Kr, Xe ve Rn’dan daha fazladır. He, Ne ve Ar elementleri için elektronegatiflik söz konusu değildir. Oksijenin elektronegatifliği 3,5, florun 4, kriptonun 3, ksenonun 2,6, radonun ise 2,4’tür. 487

• Oksijen ve florun elektronegatifliği ile son üç soy gazın elektronegatiflikleri arasında fark azdır. Bu nedenle oluşan bileşik, kovalent özelliktedir. Elektronegatifliği az olan Kr, Xe ve Rn kısmi pozitif konumunda; elektronegatifliği fazla olan O ve F ise kısmi negatif konumundadır. • Soy gaz bileşikleri, yapaydır. Araştırma amaçlı üretilmiştir. • Kullanım yerleri yoktur. • Oluşturulma reaksiyonları, endotermik olduğundan masraflıdır. 488

• Tabloda görüldüğü gibi çok farklı bileşik oluştururlar. İki element arasında çok sayıda bileşiğin meydana gelmesi; kararsızlığın ve zorla oluşturulmanın göstergesidir. • Kararsız bileşik, hemen bozunan bileşik anlamına gelir. • Soy gaz bileşikleri, ametal– ametal bileşikleri gibi adlandırılır. • Soy gazlar, havada bulunan elementlerdir. 489

KSENONUN OKSİJENLE YAPTIĞI BİLEŞİKLER • XeO3 • XeO4 • Na4XeO6 x nH2O • 2Ba2XeO6 x 3H2O

490

KSENONUN OKSİJENLE VE FLORLA YAPTIĞI BİLEŞİKLER • XeO2F2 • XeOF2 • XeOF4 • KXeO3F • (NO)2XeF8

491

KSENONUN FLORLA YAPTIĞI BİLEŞİKLER • • • • • • •

XeF2 XeF4 XeF6 XeF6 x SbF5 XeF6 x AsF5 XeF2 x 2SbF5 XeF2 x 2TaF5 492

• XeF6 x BF3 • RbXeF7 • NaXeF8 • K2XeF8 • Cs2XeF8 • Rb2XeF8

493

KRİPTON VE RADONUN FLORLA YAPTIĞI BİLEŞİKLER • KrF2 • KrF2 x SbF5 • KrF4 • RnFn

494

HER İNSAN FARKLI BİR MADEN GİBİDİR • Her insan farklı bir maden gibidir. Bazısı altın, bazısı gümüş, bazısı fosfor, bazısı toryum, bazısı bor, bazısı bakırdır; ama her insan bir madendir. Bu yönüyle her insandan olumlu yönde faydalanılabilir. • Elmasla kömür arasında bir sıçramalık fark vardır. Hazreti Ebubekir elmas, Ebucehil ise kömür gibidir. 495

• Türkiye’de altın gibi insan az olmakla beraber Allah’ın her an yoktan altın yaratacağına, maddi manevi altın rezervlerimizi arttıracağına inancımız da tamdır. • Acaba madenlerin bulunduğu ülkedeki yüzdesi ile o ülkenin insanlarının karakteri arasında bir benzerlik var mıdır? Türkiye’de altının az olması ne anlama gelmektedir? 496

ELEMENT OLARAK KULLANDIĞIMIZ DOĞAL KAYNAKLARIMIZIN BULUNDUĞU YERLER • Alüminyum; Hakkâri’de, Seydişehir’de ve Toros dağlarında bulunur. • Ülkemizdeki toryum madeni kaynakları Eskişehir–Sivrihisar– Beylikahır– Kızılcaören köyünde ve Malatya’da Hekimhan–Kulancak’tadır. 497

498

500