1. Giriş
Her ne kadar dünya atmosferini oluşturan gaz karışımları ile sarılmış olarak yaşıyorsak
da, sıvı ve katıları davranışlarının görünür olmaları nedeniyle daha kolay
inceleyebiliriz. Hergün su ve diğer sıvıları içmek, banyo yapmak, temizlemek
ve pişirmek için kullanıyoruz. Aynı zamanda katılar üzerinde oturuyor, iş yapıyor
ve çeşitli şekillerde katılardan yararlanıyoruz.
Bu bölümde; katı ve sıvıların özelliklerini inceleyip, bu iki halin bazı temel özelliklerini
tartışacağız.
2. Sıvılar
Sıvılar; molekülleri gelişigüzel hareket eden gazlarla, düzenli istiflenmiş katılar
arasında bir özelliğe sahiptirler. Moleküller arası çekim kuvvetleri, sıvıların
birçok özelliğinin belirlenmesine neden olurlar.
Sıvıların özelliklerini aşağıdaki genellemelerle özetleyebiliriz:
• Sıvılar içinde bulundukları kabın şeklini alırlar.
• Basınç yükseltildiğinde sıvıların hacimleri ölçülebilir büyüklükte değişmez;
ancak sıcaklık yükseltildiğinde hacimleri az da olsa arttığından yoğunlukları
düşer.
• Birbirleri içinde çözünebilen iki sıvı temasa geldiklerinde, az da olsa birbirlerinin
içinde yayılırlar (difüzlenirler).
• Sıvılar akmaya karşı direnç gösterirler.
• Sıvıların yüzey gerilimleri vardır.
• Açık kaptaki sıvılar buharlaşırlar.
Şimdi sıvılarla ilgili iki önemli karakteristik özelliği yani "yüzey gerilimi" ve "viskozite"
olgularını ele alalım.
Yüzey Gerilimi
Yandaki şekilden de görüldüğü gibi sıvı içindeki moleküller, çevresindeki diğer
moleküller tarafından, her yöne moleküller arası kuvvetlerle, eşit olarak çekilirler.
Oysa sıvının yüzeyindeki moleküller yalnızca sıvının iç kısmına ve yanlara
doğru çekilirler. Komşu moleküllerin çekiminin artışı, içerdeki molekülleri
yüzeydeki moleküllerden daha düşük enerji düzeyinde tutar. Bu da, çok sayıda
molekülün sıvı içine gitmesi ve az sayıda molekülün yüzeyde kalmasıdır. Bu durum,
sıvı yüzeyinin küresel bir şekil alarak küçülmesine neden olur. Sıvıların
yüzey alanlarını küçültmeye doğal olarak eğilimli olmaları, havada asılı duran bir
sıvı damlacağının küresel oluşundan açıkça görülmektedir (Şekil 7.2).
Ayrıca, mumsu bir yüzey üzerindeki su damlacıkları da hemen hemen küreseldir
(Şekil 7.3). Bu da su molekülleri arasındaki kuvvetlerin, su ve büyük kısmı hidrokarbon
olan mum arasındaki kuvvetlerden daha güçlü olmasından kaynaklanmaktadır.
Sıvıların yüzey alanlarını büyütmek için, dışardan enerji vermek gerekir. Bir sıvının yüzeyini
bir birim alanı (Ör. 1 cm 2) kadar uzatmak veya arttırmak için gereken enerji miktarına
"yüzey gerilimi" denir.
Sıcaklığın artması, sıvının yüzey gerilimini düşürür. Çünkü artan moleküler hareket,
moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır.
Bir sıvı bir yüzey boyunca bir film halinde yayılırsa, bu sıvının yüzeyi ıslattığı söylenir. Su;
kağıt, cam ve bazı kumaşlarla etkileşime girer, yani su bunları ıslatır.
Su ve cam gibi maddeler arasındaki çekim sonucu, sıvılar dar borularda yükselirler ve bu
olaya "kapiler etki" denir. Kapiler etkiyi iki kuvvet meydana getirir. Bunlar,
• Kohezyon kuvvetleri
• Adhezyon kuvvetleri
olarak bilinirler.
Benzer moleküller arasındaki çekim kuvvetlerine "kohezyon", benzer olmayan moleküller
arasındaki çekim kuvvetlerine de "adhezyon kuvvetleri" denir. Dar borularda, adhezyon
kuvvetleri yeterince büyükse, sıvı kendiliğinden yükselir.
Bir süngerin suyu çok iyi emmesinin nedeni, süngerde bulunan kılcal borular içinde
suyun kolayca yükselmesidir. Eğer bir tüpte su bulunuyorsa, su ile üzerindeki
hava arasındaki ara yüzey iç bükeydir. Çünkü su ile cam arasındaki adhezyon
kuvvetleri, suyun kohezyon kuvvetlerinden büyüktür. Dolayısıyla su,
camda mümkün olan en büyük alana yayılma eğilimindedir. Aynı koşullarda cıvanın
yüzey sınırı dış bükeydir. Burada civa atomları arasındaki kohezyon kuvvetleri,
cama doğru olan adhezyon kuvvetlerinden daha kuvvetlidir ve cıva, camla
bağlantısını azaltmak eğilimindedir (Şekil 7.4).
Vizkozite
Bir sıvının viskozitesi, onun (sıvının) akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Tersine ise
"akıcılık" adı verilir.
Gliserinin (C3 H8 O3 ) viskozitesinin suyunkinden çok yüksek olduğu hepimizin
dikkatini çekmiştir. Öyleyse, sıvıların viskozitesi mol kütlesi, molekül yapıları ve
moleküller arası kuvvetler ile yakından ilgilidir.
Moleküller arası çekim kuvvetlerinin artması viskoziteyi arttırır. Yani sıvı içindeki
kohezyon kuvvetleri, akış hızını düşüren bir "iç sürtünme" yaratır. Su ve etil alkol
gibi düşük viskoziteye sahip sıvılarda, bu etki zayıftır. Bunlar kolay akarlar. Bal ve
gliserin ise, çok daha yavaş akarlar. Bunlara ise "viskoz sıvılar" denir.
Demek ki büyük ve gelişi güzel molekül yapısına sahip sıvıların viskozitesi, küçük ve
küresel moleküllerden oluşan sıvıların viskozitesinden çok daha yüksektir.
Genellikle sıcaklık yükseldikçe viskozite düşer.
Moleküllerin yüksek sıcaklıkta kinetik enerjileri arttığından, hareketleri hızlanır.
Örneğin; suyun 100°C deki viskozitesi, 0°C daki değerinin altıda biridir.
Dolayısıyla aynı miktar su, yüksek sıcaklıkta altı kez daha hızlı akar.
Neden, gliserin sudan daha viskoz bir sıvıdır?
Öncelikle sözkonusu moleküllerin açık formüllerini yazalım.
Görüldüğü gibi, gliserin hem sudan daha büyük hem de molekülleri arasında birçok
H- bağının oluşumuna elverişli bir moleküldür. Bu nedenle gliserin oda sıcaklığında
sudan çok daha viskozdur.
3. Katılar
Tüm maddeler, yeteri kadar soğutulduğunda katıları oluştururlar. Oluşan katıların
doğası atom, iyon veya molekülleri birarada tutan kuvvetlere bağlıdır. Katılar,
kristal ve amorf olabilirler. Kristal katılarda* atom, iyon veya moleküller düzenli
bir şekilde sıralanmıştır. Tuz ve şeker bu tür kristal katılara örnek olarak verilebilirler.
Amorf katılarda ise, atom, iyon veya moleküller rastgele yığılmışlardır. Örneğin,
tereyağ, lâstik, cam, plâstiklerde olduğu gibi.
Kristal katılar ile amorf katılar arasında gözlenen en önemli ayrıcalıklardan biri de,
kristal olanların sabit sıcaklıkta erimeleri, amorf olanların ise belli bir sıcaklık aralığında
gitgide yumuşayarak akıcılık kazanmalarıdır.
Kristallerin büyüklükleri ve şekilleri, kristallenme ortamına ve süresine bağlı olarak
değişir. Kristallenme süresi uzadıkça, kristal daha büyük olur. Doğada uzun yıllar boyunca
oluşan mineraller, bu nedenle çok büyüktür. Oysa, laboratuvarlarda hızla elde edilen
kristaller çok küçüktür.
Katıyı oluşturan taneciklerin belirli bir düzenle üç boyutlu olarak dizilmesiyle meydana
gelen yapıya "kristal örgüsü" adı verilir. Bir kristalin tüm özelliklerini gösteren en küçük
parçasına da "birim hücre" denir.
Birim hücre boyutları ve eksenleri arası açılar gözönüne alınırsa, kristaller yedi
grupta toplanırlar. Bunlar Şekil 7.5 de gösterilmiştir.
Bu kristal sistemlerde, kristali oluşturan taneciklerin dizilişine göre değişik kristal
yapıları vardır. Örneğin; kübik sistem; Şekil 7.6'da görüldüğü gibi "basit", "iç
merkezli" ve "yüzey merkezli" olarak üç şekilde tanımlanır.
Kristal yapının belirlenmesinde, (yani kristaldeki atom, iyon ya da moleküllerin
nasıl istiflendiğini görmek için), X- ışını kırınımı yönteminden yararlanılır. X- Işını
kırınımı, X- ışınının kristal yapıdaki atomların elektronları ile etkileşmesi ve
ışın demetinin yeniden yayılması veya saçılmasıdır. Şekil 7.7 X- ışınlarının bir
kristal tarafından saçılmasını göstermektedir.
Burada tek dalga boylu X- ışını demeti 1 ve 2 olarak, kristalin birbirine paralel iki
farklı düzleminde yansıtılmaktadır. İkinci dalga birinciden daha fazla yol almakta
olup, bu fazla yol 2d sin è' ya eşittir. Eğer dalgalar birbirlerini güçlendirirlerse,
yani aynı fazda olurlarsa, yansıma şiddeti büyük olur. Bunun içinde fazla yol, Xışını
dalga boyunun tam katı olmalıdır.
Bu eşitlik, "Bragg eşitliği" olarak bilinir. X- Işınlarının dalga boyu (ë), kristale gelme
açısı (è) ölçülürse, atom düzlemleri arasındaki uzaklık (d) hesaplanabilir.
Çözümlü Soru
Dalga boyu 0,154 nm olan X ışınları bir alüminyum kristaline çarpar ve 19,3° lik
açı ile yansıtılır. n = 1 olduğunu varsayarsak, Al atomları arasındaki uzaklığı pm
cinsinden hesaplayınız (1 nm = 1000 pm)
Cevap
Dalga boyu 0,154 nm olan X- ışınları 14,17° lik bir açı ile bir kristalden yansıtılır.
n = 1 Olduğunu varsayarak, kristaldeki tabakalar arasındaki uzaklığı hesaplayınız.
4. Kristal Türleri
Kristallerin yapıları ve özellikleri (örneğin, erime noktası, yoğunluk ve sertlik)
tanecikleri (atom, iyon ve molekülleri) birarada tutan kuvvetlerin çeşitlerine göre
belirlenir. Kristalleri dört tür olarak sınıflandırabiliriz: İyonik, kovalent, moleküler
ve metalik. Tablo 7.1 de kristal türleri ve genel özellikleri verilmiştir.
İyonik Kristaller
İyonik kristallerin iki önemli özelliği vardır: (1) yüklü parçacıklardan oluşmuşlardır
ve (2) anyon ve katyonların büyüklükleri genelde farklıdır.
İyonları kristal içinde tutan elektrostatik çekme ve itme kuvvetleridir. Çoğu iyonik
bileşikte anyonlar katyonlardan daha büyük olduğundan anyonların oluşturduğu
bir örgüde, aralardaki boşluklara katyonlar girmiştir. NaCl, CsCl, ZnS,
MgO, CaF2 , bileşikleri iyonik kristal katılara örnektir.
İyonik katı bileşikleri parçalamak ve iyonlarına ayırmak kolay mıdır?
Bu sorunun yanıtı kristalin örgü enerjisinde gizlidir. Örgü enerjisi bir ölçüde kristal
yapısına bağlıdır. İyonik bileşiklerin pek çoğunda örgü enerjileri, iyonun kendiliğinden
kristalden ayrılıp, gaz haline geçemeyeceği kadar büyüktür. İyonik
katılar normal sıcaklıkta süblimleşmezler. Kristal örgüsü, parçalamaya yetecek
kadar ısı enerjisi verilerek eritilebilir. Genel olarak, örgü enerjisi arttıkça erime
noktası yükselir. Bu tür iyonik katılar elektriği ancak suda çözündüklerinde ve
erimiş haldeyken iletirler.
Kovalent Kristaller
Örgü noktalarındaki atomlar, elektronların ortaklaşa kullanılması ile birarada
tutuluyorsa, bu tür katılara "kovalent kristaller" denir. Kovalent bağlar kristal
içinde üç boyutlu bir ağ yapısı oluştururlar ve çok kuvvetli olmaları bu tür kristallerin
çok sert ve erime noktalarının yüksek olmasına neden olur.
Kovalent kristallerin en önemli örneği karbonun iki allotropudur (elmas ve grafit).
Elmastaki her C atomu, dört komşusuna sp3 hibrit orbitali aracılığı ile bağlanmıştır
(Şekil 7.8). Tetrahedral iskelet katı boyunca devam eder. Bu üç boyutlu
sağlam kovalent bağlar, elmasın bilinen en sert ve erime noktası en yüksek katı
olmasının nedenidir. Bilindiği üzere elmas aşındırma ve kesme aracı olarak kullanılır.
Grafit ise, siyah, parlak, elektriği ileten kaygan bir katıdır. Grafitte sp2 hibritleşmiş
kovalent bağlı karbon atomları, hegzagonal düz tabakalar halindedir. Tabakalar
arasında zayıf bağlar bulunur ve elmasın sertliğinin aksine grafit yumuşaktır.
Diğer örnekler olarak silisyum karbür (SiC), silisyum nitrür (Si3N4) ve kuarz
(SiO2) verilebilir.
Elektronların kovalent bağlarda hareketsiz bir şekilde yoğunlaşmasından dolayı, kovalent
kristaller genellikle elektriği çok az iletirler.
Moleküler Kristaller
Moleküler kristallerde örgü noktalarında moleküller bulunur ve bunlar arasındaki
çekim kuvvetleri, dipol-dipol ve van der Waals (London) kuvvetleri ile hidrojen
bağlarıdır. Kuru buz (katı CO2) , O2 ve C10 H8 (naftalin) gibi polar olmayan
maddelerin kristallerinde, van der Waals kuvvetleri vardır. Katı SO2
gibi polar molekül içeren kristallerde ise, etkin kuvvet dipol-dipol çekimleri olduğu
halde, H2 O (buz), NH3 ve HF katılarında, hidrojen bağları etkindir.
Bu kuvvetler kovalent bağ ve iyonik çekim kuvvetlerinden çok zayıf olduklarından,
moleküler kristallerin kristal (örgü) enerjileri küçüktür ve kolay şekil değiştirecek kadar
yumuşaklardır. Genellikle moleküler kristallerin erime noktaları düşüktür ve pek çoğu
100°C ın altında erirler.
Metalik Kristaller
Metalik kristaller daha önce tartışılan üç tür kristalden daha farklı özellikler gösterirler
ve bunların yapıları basittir. Çünkü bir kristaldeki her örgü noktasında, aynı
metalin katyonları belirli bir düzene göre yerleşmişlerdir ve tüm katı boyunca,
elektron bulutlarıyla çevrilmiş olarak bulunurlar (şekil 7.9). Metalik kristaller genelde
kübik ve hegzagonal türde kristallere sahiptirler.
Bilindiği gibi metaller aşağıda özetlenen temel özellikleri gösterirler.
• Kendilerine özgü parlaklıkları vardır.
• Kolay tel ve levha haline gelebilirler.
• Isı ve elektriği iyi iletirler.
Tüm bu önemli özellikler, metalik katılardaki elektron bulutlarının hareketliliğinden
kaynaklanmaktadır. Örneğin; çekiç darbesiyle kurşun parçası levha haline
getirilirken, kurşun (II) oksit iyonik bileşiği parçalanır. Çünkü çekiç darbesiyle
çok sayıda elektron yer değiştirir; ancak elektron bulutu atomların dağılmayıp yeni
yerlerinde kalmasını sağladığından Pb parçası levha haline gelir.
5. Faz Değişimleri
Faz değişimleri yani bir fazdan bir faza geçiş, genellikle ısı enerjisinin verilmesi veya
alınması ile olur. Bunlar molekül düzenindeki değişmelerle karakterize edilen fiziksel
değişimlerdir. Moleküller, en düzenli şekilde "katı fazda", en gelişi güzel şekilde "gaz
fazda" bulunurlar. Örneğin; elmas ve grafit, karbonun iki katı fazıdır. Buz, sıvı su ve
su buharı ise suyun üç halidir. Buzun erimesi, suyun buharlaşması, grafitin elmasa dönüşmesi
gibi faz dönüşümlerine, "faz geçişleri" denir.
Buharlaşma
Sıvıların ve katıların en önemli özelliklerinden biri de buharlaşma eğilimleridir.
Belli bir sıcaklıkta bir sıvının moleküllerinin kinetik enerjileri, diğer moleküller
ile çarpışmadan dolayı devamlı değişir. Verilen bir anda, bir sıvının moleküllerinin
bazıları, ortalama kinetik enerjiden daha büyük bir kinetik enerjiye; bazıları
ise, daha düşük kinetik enerjiye sahiptirler.
Sıvı yüzeyine yakın moleküller arasında
Kinetik enerjileri > Moleküller arası çekim kuvvetleri
koşulunu yerine getiren moleküller, sıvı fazdan buhar fazına geçerler. Bu olaya "buharlaşma"
denir. Bir sıvının buharlaşma eğilimi, sıcaklık arttıkça artar ve moleküller
arası kuvvetler arttıkça azalır.
Buharlaşma, açık bir kapta oluyorsa, yüksek enerjili moleküller sürekli uzaklaştığından,
geriye kalan moleküllerin ortalama kinetik enerjileri azalır. Bu da buharlaşan
sıvının sıcaklığında bir azalmaya neden olur. Yani, sıvı soğur. Bundan
sonra ısı dengesinin kurulması için çevreden sıvıya ısı akışı olur. Isınan sıvı moleküllerinin
bazıları tekrar moleküller arası çekim kuvvetlerini yenecek enerjiye sahip
olurlar ve buhar fazına geçerler. Bu olay açık kapta bulunan tüm sıvı buharlaşıncaya
kadar devam eder. Buharlaşan bir sıvının çevresinden ısı çekmesi; denizden
çıkan bir kişinin üşümesi (ciltte kalan su, beden ısısını alarak buharlaştığından
üşüme hissi algılanır), kolonya ile yıkanan ellerin soğuması (alkol, beden ısısını
alır ve buharlaşır), testiden dışa sızan suyun buharlaşarak testideki suyu soğutması
örnekleri ile açıklanabilir.
Sabit sıcaklıkta 1 mol sıvıyı buharlaştırmak için verilen ısıya "molar buharlaşma ısısı"
adı verilir ve DHb ile gösterilir. Örneğin; su için,
olarak ölçülmüştür.
Buharlaştırma kapalı bir kapta yapılırsa, buharlaşan moleküller sıvıdan fazla uzaklaşamazlar
ve bazıları sıvı fazına geri dönerler. Bu geri dönme olayına "yoğunlaşma" denir.
Sonunda, öyle bir an gelir ki sıvıya dönen moleküllerin sayısı, sıvıdan ayrılan
moleküllerin sayısına eşit olur. Buhar, sıvının buharlaşma hızında yoğunlaşmaya
başlar. Bu durumda sıvı ve buharın "dinamik denge" halinde olduğunu söyleyebiliriz.
Buharlaşma hızı = Yoğunlaşma hızı
Sıvı su ve buharı arasındaki dinamik denge aşağıdaki gibi gösterilir:
Bir sıvının (veya bir katının) buhar basıncı, "buhar ve sıvı (veya katı) dinamik bir denge
halinde iken buhar tarafından uygulanan basınç" olarak tanımlanır.
Buharlaşmanın çoğu, sıvı veya katı fazın yüzeyinden olur. Buhar basıncı, sıcaklıkla
artar; çünkü ısıtılan sıvıdaki moleküller daha hareketlidir ve kolay ayrılırlar.
Aynı zamanda buhar basıncı, sıvıyı bir arada tutan moleküller arası kuvvetlere
de bağlıdır. Buhar basıncı yüksek sıvılara "uçucu", buhar basıncı düşük sıvılara
"uçucu olmayan" sıvılar denir. Moleküller arası kuvvetli çekim gücüne sahip sıvılar
zor buharlaşır ve uçucu olmayan sıvıları meydana getirirler.
25°C de Dietil eter ve aseton gibi uçucu sıvıların buhar basınçları sırasıyla 534
ve 231 mm Hg 'dır. Su orta uçuculukta bir sıvıdır ve 25°C deki buhar basıncı 23,8
mm Hg 'dır. Cıva ise uçucu olmayan bir sıvıdır ve 25°C 'deki buhar basıncı 0,0018
mm Hg 'dır.
Kaynama
Bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına (dış basınca) eşit olduğu sıcaklığa, o sıvının
"kaynama noktası" denir.
Bu sıcaklıkta, sıvı içinde buhar kabarcıkları oluşur ve sıvı kargaşalı biçimde karışarak
kaynar. Kaynama noktasının altındaki sıcaklıklarda kabarcık oluşumu olanaksızdır.
Sıvı içindeki buhar kabarcıklarının basınç, atmosfer basıncı ve üstündeki sıvının
hidrostatik basıncı toplamından büyük olmadıkça kaynama tümüyle başlamaz.
Kaynayan bir sıvının sıcaklığı tüm sıvı buharlaşıncaya dek sabit kalır.
Açık bir kapta, bir sıvının ulaşabileceği maksimum (en fazla) buhar basıncı, atmosfer
basıncıdır. Bu buhar basıncı da kaynama noktasındaki basıncıdır. Kaynayan
bir sıvıya ısı verilme hızı ne kadar büyükse sıvının kaynama hızı da o kadar
büyük olur. Fakat bu sırada sıvının sıcaklığı yükselmez.
Bir sıvının kaynama noktası dış basıncın değişmesi ile değişir.
Örneğin; su sadece 1 atm. basınçta 100°C de kaynar. Denizden 3048 m yükseklikte
ortalama hava basıncı 0,695 atm. olup, bu basınçta su 90,1°C de kaynar. Bir
sıvının normal kaynama noktası, sıvının buhar basıncının 1 atm. e eşit olduğu sıcaklık
olarak tanımlanır.
Normal kaynama noktası yüksek olan ve ısıtılınca bozunan sıvılar, basınç düşürülerek daha
düşük sıcaklıklarda kaynatılabilirler.
Örneğin; basıncın 0,0121 atm.'e düşürülmesiyle, su oda sıcaklığının çok altında
bir sıcaklıkta 10°C 'de bile kaynatılabilir.
Donma ve Erime
Bir sıvı soğutulduğunda moleküllerin kinetik enerjileri azalacağından hareketleri gittikçe
yavaşlar. Sonunda öyle bir sıcaklığa gelinir ki, moleküller arası çekim kuvvetleri,
molekülleri kristal içinde istiflenmeye zorlar. Bu sıcaklık sıvının kristallenmeye başladığı
sıcaklıktır ve "donma noktası" olarak bilinir.
Katı ve sıvının 1 atmosfer basınç altında dengede bulunduğu sıcaklığa "normal donma
noktası" adı verilir. Donma sıcaklığı tüm sıvı donana dek sabit kalır. Bir mol sıvının
donması süresince açığa çıkan ısı, "molar kristallendirme (donma) ısısı" olarak tanımlanır.
Bazı hallerde sıvılar donma noktası altına kadar soğutuldukları halde, sıvı molekülleri
düzensiz hallerine devam ederler. Bu tür sıvılara "aşırı soğumuş sıvılar"
denir. Aşırı soğumuş sıvı, karıştırma ve aşı kristalleri atılması gibi dış etkilerle hemen
kristallenmeye başlar. Bu anda açığa çıkan bir miktar ısı ile sıvı normal sıcaklığına
döner. Bazı aşırı soğumuş sıvılar uzun süre, hatta devamlı olarak kristallenmeden
kalabilirler. Bu sıvılar soğutulduğunda moleküller düzensiz bir şekilde
katılaşırlar. Bu tür maddeler, genellikle amorf katılar ve camsı maddeler olarak
isimlendirilirler. Örneğin; cam, bazı plâstikler bu tür maddelere ilişkin tipik örneklerdir.
Amorf katıların belirli bir donma ya da erime noktaları yoktur.
Donmanın tersine, bir katının sıvıya dönüşmesine "erime", erimenin olduğu sıcaklığa da
"erime noktası" denir. Bir katının erime noktası ile sıvının donma noktası aynıdır. Bu sıcaklıkta
katı ve sıvı bir arada dengededir.
Bir mol katıyı erime sıcaklığında sıvı hale getirmek için sisteme verilmesi gereken ısıya
"molar erime ısısı"denir. Molar erime ısısı, molar kristallenme ısısı ile sayısal olarak
aynı olup, birbirleri ile zıt işaretlidir.
Özet
• Sıvıların viskozitesi ve yüzey gerilimi moleküller arası kuvvetlerden kaynaklanır.
• Viskozite, bir sıvının akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Genellikle sıcaklık yükseldikçe
düşer.
• Yüzey gerilimi, sıvı yüzeyindeki molekülleri içeriye doğru çeken kuvvetin bir ölçüsüdür.
Sıcaklığın artması ile azalır. Damla biçimi, yüzey sınırı ve kılcallık etkisi
gibi olaylar yüzey geriliminden ileri gelir.
• Katılar, kristal ve amorf olmak üzere iki gruba ayrılır.
• Kristal katılarda; atom, iyon veya moleküller düzenli sıralanmışlardır. Tüm
kristal türlerinde birim hücreler bulunduğu kabul edilir.
• Kristal yapının belirlenmesinde, X- ışını kırınımı kullanılır.
• Kristaller, iyonik, kovalent, moleküler ve metalik olmak üzere dört tür olarak
sınıflandırılırlar.
• Sıvısı ile dengede olan buharın basıncına sıvının "buhar basıncı" denir ve sıvının
uçuculuğunun bir ölçüsüdür.
• Bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklığa, o sıvının
"kaynama noktası" denir.
• Katı ve sıvının 1 Atmosfer basınç altında dengede bulunduğu sıcaklığa "normal
donma noktası" denir.
• Erime noktası sıcaklığı, normal donma noktası sıcaklığı ile aynıdır.
Değerlendirme Soruları
Aşağıdaki soruların yanıtlarını seçenekler arasından bulunuz.
1. Bir sıvının yüzey gerilimini aşağıdaki faktörlerden hangisi etkiler?
A. Basınç
B. Sıcaklık
C. Hacim
D. Viskozite
E. Difüzyon
2. Viskozite aşağıdakilerden hangisine bağlı değildir?
A. Sıcaklığa
B. Moleküllerin şekline
C. Moleküllerin boyutuna
D. Yüzey gerilimine
E. Mol kütlesine
3. Aşağıdaki bileşiklerden hangisi iyonik kristaldir?
A. NaF
B. CH4
C. SO2
D. NH3
E. H2O
4. 1,13 A° dalga boyundaki X ışınları NaCl kristalinde yansıtılıyor. Birinci
dereceden yansıma (n = 1) ve yansıma açısı 11,6 derece olarak ölçülüyor.
Buna göre parıldama düzlemleri arasındaki uzaklığı hesaplayınız?
[ (sin (11,6) = 0,20]
A. 2,82 A°
B. 28,2 A°
C. 0,282 A°
D. 1,41 A°
E. 1,141 A°
5. Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A. Bir sıvının donma noktası, katının erime noktası ile aynı değildir.
B. Kaynama, sıvının buhar basıncı atmosferik basınca eşit olduğu zaman
olur.
C. Donma noktasının altındaki bir sıvıya "süper soğutulmuş sıvı" denir.
D. Suyun yoğunluğu buzdan daha büyük olduğundan basınç altında buz
erir.
E. Yüksek kaynama noktası, moleküller arası kuvvetlerin büyük olduğunu
gösterir.
6. Bir sıvının normal kaynama noktasına aşağıdaki faktörlerden hangisi etki
eder?
A. Atmosfer basıncı
B. Yoğunlaşma hızı
C. Buharlaşma hızı
D. Moleküller arası çekim kuvvetleri
E. Dış sıcaklık
7. Aşağıdakilerden hangisi HCl molekülündeki en güçlü moleküller arası çekim
kuvvetidir?
A. Kovalent bağlar
B. Dipol-dipol etkileşimi
C. İyonik bağlar
D. H- bağları
E. London kuvvetleri
Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar
Brady, J.E. and Holum, J.R., 1996, Chemistry, John Wiley and Sons, Inc. New York.
Atkins, P. and Jones, L., 1998, Temel Kimya, Bilim Yayıncılık, Ankara.
Petrucci, R.H. and Harwood, W.S., 1994, Genel Kimya, Palme Yayıncılık, Ankara.
Erdik, E. ve Sarıkaya, Y., 1984, Temel Üniversite Kimyası, Hacettepe, Taş Kitapçılık
LTD. ŞTİ., Ankara.
Sarıkahya, Y.; Güler, Ç.; Sarıkahya, F., 1985, Genel Kimya, Uğur Ofset Matbaası,
İzmir.
Değerlendirme Sorularının Yanıtları
1. A 2. D 3. A 4. A 5. A 6. D 7. B