Gazların Kinetik-Moleküler TeorisiFahrenheit ve Santigrat sıcaklık ölçeklerini kullanırken negatif sıcaklıklar olabilir, bu nedenle bunlar mutlak sıcaklık ölçekleri değildir. İki mutlak sıcaklık ölçeği vardır. Bilim adamları tarafından kullanılan Kelvin ölçeğidir. Kelvin ölçeğinde sıfır, mümkün olan en düşük sıcaklıktır. Su 273°K'da donar ve su 373°K'da kaynar. Suyun donma ve kaynama noktaları arasında 100 derecelik bir sıcaklık farkı olduğundan, Kelvin ölçeğindeki bir derecenin boyutu, Celsius ölçeğindeki bir derecenin boyutuyla aynıdır.Celsius'tan Kelvin'e dönüştürmek için, Celsius'taki sıcaklığa 273 ekleyin. Bu nedenle, Celsius ölçeğindeki mutlak en soğuk sıcaklık -273°C'dir. Rankine ölçeği adı verilen başka bir mutlak sıcaklık ölçeği vardır. Kelvin ölçeğine benzer şekilde, mümkün olan en düşük sıcaklık sıfırdır.Bununla birlikte, Rankine ölçeğindeki derecenin boyutu, Fahrenheit ölçeğindeki bir derecenin boyutuyla aynıdır ve suyun donma noktasını 491.7°R ve suyun kaynama noktasını 671.4°R yapar. Fahrenheit'ten Rankine'e dönüştürmek için 459.7 eklersiniz, bu da Fahrenheit ölçeğinde mutlak en düşük sıcaklığı -459.7°F yapar. Fahrenheit ve Rankine ölçeğindeki derecenin boyutunun Celsius ve Kelvin cinsinden (1°C veya K = 5/9°F veya R) derece boyutundan daha küçük olduğuna dikkat edin.Sıcaklık veya basınç değişimi gibi koşullar altında gazların fiziksel özelliklerine ne olacağını tahmin etmemize yardımcı olan model, tamamı ilk kez 1857'de Rudolf Clausius tarafından yayınlanan gazların kinetik-moleküler teorisi olarak bilinir.1. Gazlardaki moleküller sürekli, rastgele hareket halindedir.
2. Tek tek gaz moleküllerinin toplam hacmi, gazın kapladığı toplam hacme kıyasla ihmal edilebilir. Bunun anlamı, bir molekülün kapladığı gerçek hacmin, toplam gaz hacmiyle karşılaştırıldığında hiçbir şey olmadığıdır.
3. Moleküller arasındaki çekici ve itici kuvvetler ihmal edilebilir düzeydedir. Başka bir deyişle, temelde moleküller arası kuvvetler yoktur.
4. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi sabittir, sabit sıcaklıkta (her ne kadar kinetik enerjisi bireysel moleküller değişebilir).
5. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi doğrudan mutlak sıcaklıkla orantılıdır. Başka bir deyişle, sıcaklık artarsa gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi de artar.Son olarak, gazların kinetik-moleküler teorisini uygulamak için basıncı tanımlayalım. Basınç, belirli bir alana etki eden kuvvettir. Bir gaz için basıncın, kap yüzeyiyle moleküler çarpışmalardan kaynaklanan kuvvet olduğunu anlarsanız, sıcaklık, hacim ve basıncın nasıl ilişkili olduğunu analiz edebilirsiniz.Kimyagerler tarafından kullanılan en yaygın basınç birimi atmosferdir (atm). Kullanılan diğer birimler arasında torr, Pascal (Pa) ve inç kare başına pound (psi) bulunur.basınç – hacim ilişkisi (boyle yasası)
Basınç hacim formülü
Gazların basınç hacim ilişkisi kim buldu
Sıvılarda hacim basınç ilişkisi
Sıcaklık hacim doğru orantılı mı
Sıvı basınç sıcaklık ilişkisi
Gazların Basınç Hacim İlişkisi
Katılarda sıcaklık hacim ilişkisiBasınç-Hacim İlişkisiBasınç değeri, gaz moleküllerinin kabın yüzeyiyle çarpıştığı frekans ve kuvvete karşılık geliyorsa, gazı tutan kabın hacmi büyürse basınca ne olur sizce? Gazların kinetik ve moleküler teorisini uyguladıktan sonra, bir gaz kabının hacmini arttırırsanız, kaptaki çarpışma sıklığının azalacağı ve bunun sonucunda basınçta bir azalma olacağı sonucuna varırsınız.Hacim ve basınç arasındaki ters ilişki, sabit sıcaklıkta sabit miktarda gazın hacminin basınçla ters orantılı olduğunu belirten Boyle Yasası ile özetlenir. Bunun anlamı, kap hacmi azaldıkça, basınç arttıkça ve bunun tersi Matematiksel olarak şu şekilde yazılır.Önceki denklemde, "orantılı" anlamına gelir, bu nedenle önceki denklemler "hacim bir aşırı basınçla orantılıdır" veya "hacim bazı sabit çarpı bir aşırı basınca eşittir" şeklinde okunur. Bu sabitin değeri bu bölümde daha sonra tartışılacaktır.
Boyle Yasası, diğer her şey sabit olsaydı (yani, sıcaklık ve gaz miktarı), aşağıdaki ilişkinin doğru olacağı anlamına gelir.Burada P basıncı, V ise hacmi ifade eder. P hacimle ters orantılı olduğundan, hacim azaldıkça basınç artar, böylece 1. durumdaki basınç ve hacmin çarpımı, 2. durumdaki basınç ve hacmin çarpımı ile aynı değer olur.Genişleme OranlarıBu tartışma, gazların bir silindire, gazlar için bir kaba yerleştirilmesini içeriyor, ancak bu olaydan salınma ve potansiyel sonuçların da tartışılması gerekiyor. Unutmayın, bu gazı sıkıştırdınız ve bir kaba yerleştirdiniz. Genleşme, sadece artan basınçtan kaynaklanabilir veya konteynere istenen miktarda gaz almak için sıcaklık düşürülebilir. Her iki durumda da, konteyner ihlal edildiğinde ve eğer gazın genleşme koşuluna sahipsiniz.Örnek olarak silan (SiH4), silindirinde sıkıştırıldığında ideal olmayan bir davranış sergiler. Konteyner kırıldığında ve Örneğin, –35 °F iç sıcaklıkta ve 150 psig basınçta karbon dioksit içeren bir dewar, 68.74 lb/ft3 sıvı yoğunluğuna sahip olduğunda. Bu, 0.115 lb/ft3 gaz yoğunluğuna sahip 70°F'ye buharlaştırılsaydı, genişleme oranı 68.74/0.115 = 598 olurdu.Charles Yasası: Sıcaklık Hacim İlişkisiBir balon gibi hacmi değişebilen bir kapta, sabit basınçta, belki de 1 atm'de tutulan bir gaz örneğiniz olduğunu hayal edin. Gazların kinetik ve moleküler teorisine dayanarak sıcaklığı arttırırsanız, o balonun hacmine ne olacağını düşünüyorsunuz? Gazların kinetik ve moleküler teorisi, ortalama kinetik enerjinin sıcaklıkla orantılı olduğunu belirttiğinden, numunedeki gaz moleküllerinin kinetik enerjisinin arttığını biliyorsunuz.Kinetik enerji sıcaklıkla artarsa, gaz moleküllerinin daha hızlı ve daha uzak mesafelere hareket ettiğini bilirsiniz. Durum böyle olduğu için gazın ve dolayısıyla balonun hacmi artacaktır. Bir gaz için sıcaklık ve hacim arasındaki ilişki, sabit basınçta sabit miktarda gazın hacminin sıcaklıkla doğru orantılı olduğunu belirten Charles Yasası ile özetlenir.Bu denklemler “hacim sıcaklıkla orantılıdır” veya “hacim sabit çarpı sıcaklıktır” şeklinde okunur. Bu sabitin değeri bu bölümde daha sonra tartışılacaktır.Bağımsız bir solunum cihazının (SCBA) basınçlı hava ile doldurulması için kademeli bir sistemin kullanılması bu ilkeleri takip eder. Örneğin, solunum havası kompresörü olmayan bazı itfaiye departmanları yüksek basınçlı tüplerden dolduracaktır. Onlar yapar. Bu, boş SCBA tüpünün basıncını, doldurulacak silindire göre en düşük basıncı içeren silindirle eşitleyerek (bu, Acil Sağlık Hizmetleri [EMS] için oksijen kaskad sistemleri ile de yapılır).Basınçlı silindir (doldurma silindiri) boş silindire açıldığında, basınçlı havanın kullanabileceği hacim artar, bu da basıncın düşmesine neden olur. İki silindirin basınçları eşitlendiğinde, alıcı silindir daha sonra bir sonraki yüksek basınçlı dolum silindirine taşınır. Daha sonra bir sonraki en yüksek basınca ve SCBA silindiri dolana kadar devam ederler.Bu aynı zamanda, sızıntı yapan bir sıkıştırılmış gaz silindirindeki basıncı boş silindirlere sırayla eşitleyen önemli bir acil durum müdahale tekniğidir. Basıncı daha yönetilebilir bir düzeye indirmek için birkaç silindir kullanılacaktır. (Not: Bu teknik, sıvılaştırılmış sıkıştırılmış gazlarda etkisizdir, çünkü sıvılar gazlar gibi davranmazlar.)
İyonik Bağ
İyonik bileşikler sadece metal katyonları ve ametal anyonlar arasındaki bileşikler değildir. İyonik bileşikler, herhangi bir katyon ve anyon arasındaki çekim ile oluşan bileşiklerdir. Bazı katyonlar ve anyonlar birden fazla atom içerir. Bunlara çok atomlu iyonlar denir.
Çok atomlu iyonları içeren atomlar birbirine kovalent olarak bağlanır, ancak daha sonra proton sayısından daha az veya daha fazla elektrona sahip olur ve bu da genel bir yük ile sonuçlanır.
Çok yaygın tek bir çok atomlu katyon vardır: amonyum veya NH4+. İyonik bir bileşikteki katyon ya bir metal ya da amonyum olduğundan, bir iyonik bileşiği bir metal ya da amonyum arayarak tanımak genellikle en kolayıdır. İkisinden birini bulursanız, bileşiğin iyonik olduğunu bilirsiniz.
Çok atomlu anyonlar vardır. Çok atomlu anyonlar, birbirine kovalent olarak bağlı birden fazla atomdan oluşur, ancak protonlardan daha fazla elektrona sahiptir ve bu da genel bir negatif yük ile sonuçlanır. Toplam yükün büyüklüğü, ek elektronların sayısına bağlıdır. Genellikle çok atomlu anyonların adlarını, formüllerini ve toplam yüklerini basitçe ezberlemek gerekir.
Teknik not
Amonyum dışında başka çok atomlu katyonlar da vardır. Çoğu, bir amine bir proton eklenmesi sonucu oluşur. Örneğin, dimetilamin bir asit-baz reaksiyonunda protonlanırsa, sonuç dimetilamonyumdur. Dimetilamonyum daha sonra iyonik bir bileşik oluşturmak için bir anyona bağlanabilir. Birçok poliatomik katyon, amonyum değilse de adında “amonyum” içerir.
İyonik bir bileşiğin formülünü tahmin ederken, tüm bileşiklerin elektriksel olarak nötr olduğunu bilmek önemlidir. Bu, katyonlar ve anyonların toplam sıfır yüküyle sonuçlanan oranda birleştiği anlamına gelir. Herhangi bir iyonik bileşiğin formülünü belirlerken aşağıdaki adımlar gerçekleştirilir:
- Adım 1. Bileşiği iyonik olarak tanıyın (bir metal veya bir amonyum formu içerir).
- Adım 2. Katyon ve anyonun yüklerini belirleyin. Adım 3. Elektriksel olarak nötr bir bileşik ile sonuçlanan oranı tanımlayın.
Örneğin, kalsiyum klorürün kimyasal formülünü belirlemek için, önce kalsiyumun 2. grupta olduğu için +2 yüklü bir katyon olacağı anlaşılır. Klor 17. grupta olduğundan, yükü -1 olan bir iyon olacaktır. +2 yüklü 1 türü dengelemek için yükü -1 olan iki türe ihtiyacınız olduğundan, kalsiyum klorür formülü CaCl2’dir.
Kovalent bağ
En Güçlü iyonik bağ
Kimyasal bağlar ve özellikleri
Kovalent bağ Özellikleri
Kimya adası iyonik bağ
Fe metali iyonik bağ mı
Bileşiklerden hangisi iyonik bağlıdır
Kovalent bağ kimler arasında olur
Çok atomlu anyonlar içeren iyonik bileşikler için çok atomlu iyonların formüllerini ve yüklerini öğrenmek gereklidir. Sodyum karbonatın formülünü belirlemek için, önce bir metal olan sodyum içerdiğinden bileşiği iyonik olarak tanırsınız. Periyodik tablonun 1. grubunda olduğu için sodyum yükünü +1 olarak tanımlarsınız.
Ardından, formülün geri kalanını bulmak için karbonatın kimliğinin CO32− olduğunu bilmeniz (veya aramanız) gerekir. Karbonatın kimliği bilindiğinde, +1 yüklü iki sodyum iyonunun -2 yüklü karbonatı dengelediğini bilirsiniz.
Uyarı
İyonik bileşiklere genellikle tuzlar denir. Tuzların farkında olun:
• Suda çözülür
• Suda çözündüğünde elektriği iletir
• Zehirli olabilir
• Yüksek erime noktalarına sahip katılardır
• Normal koşullarda yakmayın.
Kovalent Bağ
Kovalent bağ, elektronları paylaşan iki atomun sonucudur. Elektron paylaşması muhtemel atomların tam bir değerlik kabuğu elde etmek için sadece birkaç taneye daha ihtiyacı olacağından, ametaller arasında kovalent bağlar oluşur. Örnek olarak, iki atom içeren moleküller olarak var olan elementleri ele alalım. Klor gazı buna bir örnektir. Periyodik tablodaki konumuna dayanarak, klorun değerlik kabuğunun, dolu olması gerekenden bir tane daha az elektron içerdiğini söyleyebilirsiniz.
Klor stabiliteyi iki şekilde sağlayabilir. Sodyum ile reaksiyona girdiğinde olduğu gibi bir elektron kazanabilir; bu durumda negatif yüklü olur ve iyonik bir bağa katılır. Klorun stabilite elde etmesinin diğer yolu bir elektron paylaşmaktır. Temel klor durumunda, her klor atomunun kararlılık için yalnızca bir elektrona ihtiyacı vardır. Bu nedenle, her atom bir elektronu başka bir atomla paylaşacaktır. Sonuç, bağın bir çift içerdiği bir kovalent bağdır.
Molekül, iki veya daha fazla atomdan oluşan ve o maddenin tüm özelliklerini koruyan bazı maddelerin en küçük birimidir. Molekül başına iki atom bulunan ve var olan elementler hidrojen, nitrojen, oksijen, flor, klor, brom ve iyottur. Oksijen ve nitrojen molekülleri sırasıyla ikili ve üçlü kovalent bağ içerir.
Periyodik tablodaki konumlarından oksijenin iki değerlik elektronuna ve azotun üç değerlik elektronuna ihtiyacı olduğuna dikkat edin. Bu nedenle, bir oksijen molekülünde, her oksijen bir çift bağ oluşturmak için iki elektron paylaşacak ve bir azot molekülünde, her atom üçlü bir bağdan üç elektron paylaşacaktır. İkinci yapı bir Lewis yapısıdır. Bir Lewis yapısında, bağ elektron çiftleri, atomları birbirine bağlayan çizgilerle temsil edilir.
Elektronlar paylaşıldığında, sadece bazen eşit olarak paylaşılırlar. Bu, klor gazı için geçerli olacaktır. Bağa katılan her bir atom, elektronlar için diğeriyle aynı nispi çekime sahip olduğundan, elektronlar iki atom arasında eşit olarak dağıtılır. Elektronlar eşit olarak dağıldığında, kovalent bağın polar olmadığı söylenir. Elektronları aynı şekilde çeken iki atom arasındaki bağ polar değildir. Bu, bağa dahil olan iki atom aynı olduğunda her zaman böyle olacaktır.
Çoğu zaman, bir kovalent bağda paylaşılan elektronlar eşit olarak dağılmaz. Bir kovalent bağa dahil olan atomlar birbirinden farklı olduğunda, genellikle bir atom elektronları diğerinden daha güçlü bir şekilde çeker. Bu durumda elektronlar daha elektronegatif atoma daha yakındır ve bağın polar olduğu söylenir.
Atom’dan hatırlayın, elektronegatiflikler bir satırda (soy gazlar hariç) ilerlerken artar ve periyodik tablonun bir sütununda aşağı inerken azalır. Genel olarak, bir kovalent bağdaki elektronları hangi atomun daha güçlü çekeceğini periyodik tabloya yerleştirerek anlayabilirsiniz. Flor en elektronegatif atomdur. Flordan uzaklaştıkça atomlar daha az elektronegatif olur.
