Yararlı Bilgiler – 1

ALLOTROP

Aynı elementin, molekül yapısı ve kimyasal enerjileri farklı olan iki veya daha fazla değişik şekillerine allotropi adı verilir. Bir elementin bu değişik şekillerinin her birine ise allotrop denir. Örneğin, oksijen ile ozon, elmas, grafit ve fulleren, metal karakterli gri renkli selen ile ametal karakterli kırmızı renkli amorf veya cam gibi parlayan selen, metal karakterli yüzeyi cilalı gümüş beyazlığında tellür ile ametal karakterli amorf halinde tellür, beyaz fosfor ile kırmızı fosfor ve rombik kükürt ile monoklinik kükürt birbirlerinin allotroplarıdır.

Bir elementin allotroplarının fiziksel özellikleri farklıdır. Bu özellikler; erime noktası, kaynama noktası, öz kütle, renk, kristal şekilleri, sertlik vb. dır. Kimyasal enerjileri farklıdır. Tepkimeye girme eğilimleri farklıdır. Yanan maddeler ise tutuşma sıcaklıkları farklıdır. Fakat bir elementin allotroplarının başka bir elementle yaptıkları bileşiklerin formülleri aynıdır.

Rombik kükürt, sarı renkli katı bir maddedir. Bu kükürt tek kovalent bağlarla meydana gelmiş 8 atomlu halka şeklinde bir yapıya sahiptir. Bu kükürt, kokusuz, tatsız, suda çözünmeyen parlak renkte olup yoğunluğu 2,07 g/cm3 dür. Monoklinik kükürt, donuk sarı renkte olup yoğunluğu 1,96 g/cm3 dür. Uzun iğne şeklinde kristallerden oluşur. Amorf kükürt, lastik kıvamında elastik olup koyu kahveden siyaha kaçan bir renktedir. Amorf kükürdüne plastik kükürt adı da verilir.

Elmas karbon elementinin çok yüksek basınç ve sıcaklık altında sonucu meydana gelir. Kimyasalca aktif olmayışı, sertliği, nadir bulunuşu ve optik özelliği dolaysıyla elmas doğada çok kıymetli bir taştır. Elmasın rengi, renksiz, sarı kırmızı, turuncu, yeşil, kahve ve siyah olmak üzere çeşitlidir. Elmasın yoğunluğu 3,5 g/cm3 tür. Elmas elektriği iletmez. Isı iletkenliği yüksektir. Grafit, siyah renkli tutulduğunda kaygan olan toz bir maddedir. Grafit, elmasın aksine iyi bir elektrik iletkenidir. Bu özelliğinden dolayı grafit birçok elektrik dinamo ve motorlarındaki süpürgelerin imalatında kullanılır. Grafit, birçok elektroliz işlemlerinde elektrot olarak kullanılır. Bağlayıcı madde ile karıştırılan grafit kurşunkalem uçlarının yapımında kullanılır. Grafit’in ısıya dayanıklı oluşu nedeniyle metalürjide ısıya dayanıklı potalar imal edilir. Grafit, aside, alkaliye ve halojenlere karşı dayanıklı olup bu maddelerin etkisi altında kalmaz.

Oksijen renksiz, kokusuz, tatsız ve havadan biraz ağır bir gazdır. NK’ da 1 litre oksijen gazının kütlesi 1,43 g dır. Suda çok çözünür. Su ne kadar soğuk olursa, oksijen o miktarda çok çözünür. Sıvı oksijen açık mavi renkli olup -183°C da kaynar. Oksijen aktif elementlerden biridir. Diğer elementlerle oksitleri meydana getirir. Ozon rahatsız edici kokusuyla mavi renkli bir gazdır. Oksijenden daha ağır olup, oksijene nazaran suda daha çok çözünür. Ozon moleküllerinin enerjisi, oksijen moleküllerinden daha kuvvetli olduğundan ozon bilinen oksitleyicilerin en kuvvetlilerinden biridir. Bakterileri öldürücü ve renk ağartıcı olarak kullanılır.

Beyaz fosfor, renksiz ve saydam kristaller halindedir. Beyaz fosfor, fosforun diğer allotroplarından daha çok aktiftir. Hava oksijenine ilgisi çok fazladır. Beyaz fosfor, 44,1°C da erir, 280,5°C da kaynar. Kırmızı fosfor, küçük kristallerden meydana gelmiş olup yoğunluğu beyaz fosfora Nazan daha fazladır. Beyaz fosfora nazaran daha az aktiftir. 600°C da erir. Oda sıcaklığında oksidasyona uğramaz.

RAMAZAN KAYA- www.ramazankaya.com.tr

ELMAS

Elmas gerek suni gerekse tabii olsun dünyada bilinen en sert bir cisimdir. Bundan dolayı elmas, bor karbür hariç diğer hiçbir cisim tarafından çizilemez. Elmasın saf karbondan oluştuğunu 1814 yılında Davy bulmuştur. Davy bir parça elması yaktığında meydana karbon dioksit ve kül kaldığını görmüştür. Elmas, karbon elementinin çok yüksek basınç ve sıcaklık altında kalması sonucunda meydana gelir. Yer altındaki ergimiş minerallerde bulunan karbon yüksek basınç ve sıcaklık etkisiyle kristalleşerek elması meydana getirir.

Elmas ya yeraltında ergimiş minerallere bağlı olarak veya bu minerallerin erozyon sonucunda ufalanarak kum haline gelmesi sonucu bu kumlarda bulunur. Elmas madenlerinde, yeraltına sokulan bir boru vasıtasıyla, elmas, minerallerin ağır kısımlarına yapışık olarak elde olunur. Bir ton mineralde ancak 0,1 g elmas bulunur.

Doğada bu şekilde bulunan elmas parlak olmayan donuk bir taştır. Doğada elmas, yüzeyleri çizik ve yaralanmış oktahedral kristal yapılı olarak elde olunur. Daha sonra bu yüzeyler kesilerek ve parlatılarak elmas hazırlanır. Elmasın kırılma indisi yüksek olduğu için ışığı bütün yüzeylerinde yansıtır. Elmasın kırılma indisi 2,41’dir. Bu elmasa ışıldama özelliğini kazandırır. Aktif olmayışı, sertliği, nadir bulunuşu ve optik özelliği dolaysıyla elmas doğada çok kıymetli bir taştır. Elmasın rengi, beyaz(renksiz), sarı kırmızı, turuncu, yeşil, mavi, kahve ve siyah olmak üzere çeşitlidir. Koyu renkli elmaslar kıymetli değildir fakat sert oluşları dolaysıyla endüstride faydalanılır. Elmas karat olarak satılır. Bir karat 0.200 grama eşittir. Elmasın fiyatı, kesilişine, rengine, kusur ve büyüklüğüne göre değişir. Her ne kadar elmas çok sert ise de çekiç veya çelik kalem ile kristal tabakalar halinde kesilebilir veya kırılabilir.

Topraktan yeni çıkarılmış bir büyük elmas parçasının işlenmesi çok önemlidir; zira bu parçanın kristal yüzeyleri ters yönde kesilirse elmas kıymetini tamamen kaybeder. Elmas testeresi, elmas tozu yapıştırılmış yüksek devirli bir metal diskten oluşur. Burada elması kesen disk üzerindeki elmas tozudur. Kesilmesi tamamlanan elmas parçası daha sonra usta elmas işleyicileri tarafından bir çekiç ve kalem ile işlenir.

Elmasın yoğunluğu 3,5’tir. Elmas elektriği iletmez. Isı iletkenliği yüksek olup dokunulduğunda soğuk hissedilir. Çok sert oluşu dolaysıyla elmas bir önemli sınaî alettir. Siyah elmas ve elmas tozu, zımpara disklerini kaplamak için kullanılır. Daha sonra bu diskler çok sert alaşımların kesilmesinde kıllanılır. Özel olarak yapılmış elmas matkapları ile petrol kuyuları açılır, aynı zamanda bu matkaplar ile birçok sert cisimleri delme, kesme ve zımparalama işleri yapılır.

Suni olarak elmas elde edilebilmektedir. Özellikle Amerika’da suni olarak sınaî elmas yapılmaktadır.

RAMAZAN KAYA- www.ramazankaya.com.tr

FOSFOR NEDEN PARLAR?

FOSFOR VE FOSFORUN PARLAMASI

Oksijene karşı aşırı ilgisi dolaysıyla fosfor doğada serbest halde bulunmaz. Bu elementin en önemli kaynağı fosfat kaya yataklarıdır. Daha çok kuzey Amerika ve kuzey Afrika’da bulunur. Bu kayaların başlıca bileşenleri kalsiyum fosfat ve apatit gibi karışık tuzlardan ibarettir. Kemik, tırnak, diş ve fosfor ihtiva eden kompleks organik bileşiklerin başlıca minerali olan kalsiyum fosfat, kanda, beyinde ve sinir sisteminde bulunur.

Beyaz ve kırmızı fosfor olmak üzere iki allotropik şekli vardır. Bazen sarı fosfor olarak adlandırılan beyaz fosfor, fosfor buharının yoğunlaştırılmasıyla elde olunur. 44,1°C’ da erir,280,5°C’ da kaynar. Bu element, hafif sarımsı renkli olup, mum yumuşaklığında ince çubuklar halinde bulunur. Çözeltilerden elde edilen saf haldeki beyaz fosfor, renksiz ve saydam kristal halindedir. Benzol, eter ve karbon disülfürde çok çözünür. Kırmızı fosfor bu çözücülerde çözünmez. Beyaz fosfor çok aktiftir. Bilhassa hava oksijenine ilgisi çok fazladır. 35 °C’da havada parlar. Bu nedenden, su içinde saklanır. Hava ve rutubete maruz bırakıldığında, ağır ağır oksidasyona uğrar. Böyle bir reaksiyon enerjisinin bir kısmı ışık olarak açığa çıkar. Bu olaya Fosforessans adı verilir. Fosforessans kelimesinin manası ışık verici cisimdir.

Kırmızı fosfor, gayet ufak kristallerden meydana gelmiş olup yoğunluğu beyaz fosfora göre daha fazladır. Kırmızı fosfor, basınç altında 600°C’da erir. Organik çözücülerde çözünmez. Beyaz fosfora göre daha az aktiftir. Her ne kadar oda sıcaklığında oksidasyona uğramaz ise de, 240°C’da ısıtıldığında birden parlayarak yanar. Beyaz fosfor ile kırmızı fosfor birbirine dönüştürülebilir.

Fazlaca bahsedilmeyen bir allotropik şekli de siyah fosfordur. Siyah fosfor, kırmızı fosfordan daha az aktiftir. 550°C’da ısıtıldığında kırmızı fosfora döner.

Beyaz fosfor çok zehirli bir maddedir.0,2 g alındığında, insani öldürebilir. Fosfor ve bileşikleri kibrit endüstrisinde çok kullanılır. Bugün için güvenli olması maksadıyla fosfor bileşiği yerine antimon sülfür kullanılmaktadır

RAMAZAN KAYA- www.ramazankaya.com.tr

HİDROJEN BAĞI

Normal olarak aynı periyodik guruba ait elementlerin benzer bileşiklerinde kaynama noktaları mol kütleleri ile artar. Kaynama noktalarındaki bu artış dağılma kuvvetlerinin artan elektron sayısıyla artmasından kaynaklanır.4A grubu elementlerinin hidrojen ile yaptıkları bileşikler bu düzene uyar. Bunlar arasında en hafif bileşik CH4, en düşük kaynama noktasına en ağır bileşik SnH4, ise en yüksek kaynama noktasına sahiptir. Ancak 5A da bulunan N 6A grubunda bulunan O ve 7A grubunda bulunan F nin hidrojen bileşikleri (NH3, H2O ve HF ) bu kurala uymaz. Bu bileşikler mol kütleleri ile kaynama noktaları arasındaki beklentileri karşılamaz. Beklentilerin aksine en yüksek kaynama noktalarına sahiptir. Buna göre, NH3, H2O, HF de aynı gruptaki benzer molekülere kıyasla çok daha kuvvetli moleküller arası kuvvetler etkin olmalıdır. Polar bir bağdaki( N-H, O-H, F-H) hidrojen atomu ile elektronegatifliği oldukça yüksek olan O, N veya F atomu arasındaki, bu kuvvetli dipol-dipol etkileşimi hidrojen bağı olarak adlandırılır. Bu etkileşim

F-H—-F, N-H—–N,  F-H—-O ya da O-H—-O

şeklinde gösterilebilir. Noktalı çizgiler hidrojen bağını gösterir. Sonuç olarak hidrojen bağları, ortaklaşmamış elektron çifti taşıyan, yüksek elektronegatifliğe sahip, küçük boyutlu F, O ve N gibi iki atom arasında, bir hidrojen katyonu paylaşılınca oluşur.

Her bir O-H bağı polardır. Elektronegatif O atomu bağdaki elektronlar üzerine kuvvetli bir çekim uygular; Hidrojen ise elektronunu hemen hemen tamamen kaybetmiş durumdadır. Çok küçük olduğu için, kimsi pozitif yüklü hidrojen atomu, başka bir su molekülündeki O atomu üzerindeki elektron çiftlerinden birine çok fazla yaklaşır. Elektron çifti ve kısmi pozitif yük birbirlerini kuvvetle çekerler ve bir bağ oluşur.

Hidrojen bağı tüm moleküller arası bağlar içinde en kuvvetli olanıdır. Hidrojen bağı o kadar kuvvetlidir ki bazı hallerde buhar fazda bile bozulmaz.

 

Hidrojen bağının ortalama enerjisi sıradan bir dipol-dipol etkileşimi için düşünülebilecek enerjiden çok daha fazladır. Dolaysıyla hidrojen bağı birçok bileşiğin yapısı ve özellikleri üzerinde güçlü etkiye sahiptir.

Hidrojen bağının kuvveti elektronegatif atomun ortaklanmamış elektron çifti ile hidrojen çekirdeği arasındaki elektrostatik etkileşimin şiddetine bağlıdır.örneğin,flor oksijenden çok daha elektronegatif olduğundan, HF deki hidrojen bağının H2O dan çok daha kuvvetli olması beklenir.HF moleküllerinin sıvı fazdaki dağılım zig-zag zinciri şeklindedir.Beklenin aksine HF nin kaynama noktası H2O dan daha düşüktür. Bunun nedeni ise her su molekülünün dört tane hidrojen bağında yer almasıdır. Dolaysıyla H2O moleküllerini bir arada tutan kuvvetler HF molekülerini bir arada tutan kuvvetlerden daha büyüktür.

Ramazan KAYA

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.