En küçük yapıtaşı atom olan madde, kütlesi ve hacmi olan her şeye denir. Eylemsizlik hali de bulunan madde; katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunur. Katı olanlar belli bir şekle sahiptir ve hacimleri bulunur. Ayrıca maddenin en düzenli halidir. Tahta, demir ve buz, bunlara en iyi örnektir.
Sıvı maddelerin ise belli bir hacmi varken, şekilleri bulunmamaktadır. Kendini meydana getiren taneciklerin aralarında bir miktar boşluk vardır. Su, alkol ve benzin, sıvı maddelere örnektir. Bir diğer hal olan gaz ise sıvı gibi belli bir şekle sahip değildir. Koyuldukları kabın hacmine sahiptirler.
[renkbox baslik="Yenilenemez (Yenilenemeyen) Enerji Nedir? Kaynakları ve Kullanım Nelerdir?" link="https://bilgihanem.com/yenilenemez-enerji-nedir/" resim="https://bilgihanem.com/wp-content/uploads/2017/04/yenilenemez-enerji-kaynaklari.jpg" renk="siyah" yenisekme="evet"][/renkbox]
Madde hallerinin birbiri ile farklı özellikleri bulunduğu gibi ortak özellikleri de vardır. Eylemsizlik, kütle ve hacme sahip olmaları bu özellikleri oluşturmaktadır. Bir maddenin sahip olduğu hareket ve şekil durumunu koruma eğilimine, eylemsizlik denmektedir. Hacimleri ise uzayda kapladıkları yeri temsil etmektedir.
Madde Nedir?
Uzay denilen boşlukta yer kaplayan, beş duyu organımızla da hissedilen, kütlesi ve hacmi olan, canlı-cansız tüm varlıklara madde adı verilmektedir. En küçük yapı taşı atom olan maddeler genel olarak bir karışım halinde bulunurlar. Maddede meydana gelen değişimlere olay adı verilir. Bu değişimler ise fiziksel olaylar ve kimyasal olaylar olmak üzere iki şekilde meydana gelmektedir.
Maddelerin Ortak Özellikleri
Maddelerin üç tane ortak özelliği bulunmaktadır. Bunlar; eylemsizlik, hacim ve kütledir.
Kütle: Maddenin miktarı ve büyüklüğü kütledir. Kütlenin birimi kilogram ile ifade edilir ama bazı zamanlarda gram değeri de kullanılır. Gram, kilogramın binde biridir.
Hacim: Maddelerin atmosfer üzerinde kapladığı alana hacim denir. Birim olarak metre küp (m3) ile ifade edilir. İnsanlar günlük hayatlarında ve kimyasal deneylerde bu birimi litre olarak kullanırlar.
Eylemsizlik: Maddelerin sahip olduğu hareket ve şekil durumunu koruma eğilimlerine eylemsizlik denir. Yani duran madde, bu eylemi sürdürmek isterken; hareket halindeki de bunu sürdürmek isteyecektir.
Maddelerin Ayırt Edici Özellikleri
Maddelerin birbirinden farklı olan ayırt edici özellikleri vardır. Bunlar maddeleri spesifik kılmaktadır.
Öz kütle: Maddelerin kütle değerine ve hacim değerine bağlı olarak değişen bir özelliktir.
Erime Noktası: Maddeler katı haldeyken; dış etkilerle sıvı hale gelebilirler. Katı maddenin sıvı hale gelmesi erime noktası ile mümkündür. Bu özellik sıvılar için ayırt edici özelliktedir.
Donma Noktası: Sıvı halde olan maddeler, katı maddelere dönüşebilirler. Bu işleme donma adı verilir. Donma noktası da sıvılar için ayırt edici özelliktedir. Buzun oluşumu bu duruma örnek verilebilir.
Kaynama Noktası: Sıvı maddeler kaynayarak gaz haline dönüşürler. Buharlaşma görülür. Bu özellik de sıvılar için ayırt edici yapıdadır.
Yoğunlaşma: Gaz halindeki maddenin, sıvı hale dönüşmesine yoğunlaşma denir. Yoğunlaşma özelliği gazlar bakımından ayırt edici özelliktedir.
Süblimleşme: Maddenin katı halden gaz haline geçiş yapmasına denir. Katı maddeler için ayırt edici bir olaydır.
Maddenin Dördüncü Hali: Plazma
Maddeyi oluşturan atomların enerjileri bakımından üç hali olduğu düşünülüyordu. Ancak daha yüksek enerjilerde maddenin enerji bakımından dördüncü bir hale dönüştüğü de görüldü. Plazma olarak anılan bu hal, 1808 yılında Sir Humpry Davy ve 1830’lu yıllarda Michael Faraday’ın çalışmaları sonucunda keşfe hazır hale gelmiştir.
1879 yılında Sir William Corrkes, gazlarda elektriksel deşarj olayını incelemiş ve iyonlaşmış olan gazın maddenin yeni hali olduğunu bildirmiştir. Ancak plazma terimi, ilk defa 1929 yılında Irving Langmuir tarafından kullanılmıştır.
1926 yılında F. M. Penning, alçak basınç cıva buharında radyo dalgası titreşimlerini bulmuş, Langmuir ise bunların olduğu bölge için plazma terimini kullanmıştır. Bu çalışmanın sonucunda da 1932 yılında Nobel Kimya ödülünü almıştır.
Çok yüksek sıcaklıklarda karşımıza çıkan plazma, gaz halindeki bir maddenin yüksek sıcaklıkta ısıtılmasıyla atomlarına ayrılması ve bunların dış yörünge elektronlarının kopması ile ortaya çıkan pozitif iyonların oluştuğu madde durumudur.
Eğer gaz halindeki bir azot, karbon ve su buharını düşünecek olursak, bunlar yüksek sıcaklıklarda önce atomlarına sonra da iyonlarına dönüşürler. Aslında molekül ve atomlarla birlikte iyon ve elektronlardan oluşan bir karışım oluşur. Buna da plazma denir.
Maddenin dördün hali daha da basite indirgenecek olursa; pozitif ve negatif yüklü parçacıkların bütünde elektriksel yükü nötr olacak şekilde rastgele doğrultularda ve birbirinden bağımsız hareket eden parçacıklar sistemidir.
Plazmanın özellikleri;
- Yüksek sıcaklıklarda veya basınçlarda oluşabilir.
- Yüklü parçacıklardan oluşurken, sistem bütünüyle yüksüz gibi davranır.
- İçerisindeki parçacıkların birbiri ile olan sıkı etkileşimleri yüzünden kolektif bir uyum gösterirler.
- İyi bir ısı ve elektrik iletkenidir. Gazların elektriği iletmemesi, plazma ile ayırt edici özellikleridir.
- Plazma, elektrik ve manyetik alanlarla etkileşime girerken, gazlar girmemektedir.
- Yüksek sıcaklık ve enerji yoğunluğuna sahiptir.
- Madde plazma halindeyken gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar, gaz durumundan daha büyük bir hızla gerçekleşmektedir.
Plazmaya örnek vermek gerekirse; Güneş gibi yıldızlar, tam iyonlaşmış plazmalardır. Çünkü iyonlaşma oranı yüzde 100’e yakındır. Mum ve kibrit alevi de iyi bir örnektir. Bir diğer örnek ise yıldırımlardır.
Plazmanın kullanım alanlarına baktığımız zaman; plazma televizyonlar, sanayide kesme, ergitme ve kaynak yapımları olduğu görülecektir. Aynı zamanda otomobillerde Pulstar bujileri yakıt hava karışımını plazma haline getirerek daha verimli yanmasını sağlamaktadır. Bunlara ek olarak plazma yakıtlı uzay roketleri tasarlandığı da bilinmektedir.
Maddelerin Ayrımı Nasıl Yapılır?
Çevremizde çok çeşitli maddeler bulunur. Maddelerin aynı mı yoksa farklı mı olduklarını ayırt etmek önemlidir. Maddenin kütlesini ve hacmini ölçmek, bu ayrımı yapmak için yeterli bir bilgi vermeyecektir.
İki madde karşılaştırılıyorsa; yalnızca hacim ve kütle değerini bilerek her zaman ayrım yapılamaz. Çok nadir olarak da yalnızca kütle ve hacme bakılarak maddenin ayrımı yapılabilir. Bununla beraber bu maddelerin erime noktası, kaynama noktası, donma noktası gibi değerlerinin bilinmesi gereklidir.
[renkbox baslik="Antimon Nedir? Özellikleri, Kullanım Alanları ve Çıkarıldığı Yerler" link="https://bilgihanem.com/antimon-nedir/" resim="https://bilgihanem.com/wp-content/uploads/2019/01/antimon-nedir-ozellikleri-kullanim-alanlari-ve-cikarildigi-yerler.png" renk="gri" yenisekme="hayir"][/renkbox]
Su üzerinden örnek verilecek olursa; kaynama noktası 100 derece olan su, bu noktaya gelene kadar buharlaşmayacak denemez. Su mutlaka donma noktası değerinin üzerinde buharlaşma özelliğine sahiptir. Kaynama noktası ise basınca karşı olarak yapılan işlemlerden biridir.
Mesela göller kış aylarında donabilirler ama bu içerideki hayatın bittiğini ispatlamaz. Göl donsa bile içindeki hayat sürer. Buz maddesinin yoğunluğu, suyun yoğunluğundan az bir orandadır. Böylelikle buz gölün üzerinde kalır. Üst tabakadaki buz, alt kısımdaki suyun donma noktasına ulaşmasını engeller.
Bazen de sıcaklık 0 derecenin üzerine çıkar ama buz yine de erimez. Hatta hava çok ısınsa bile buz bir anda erimez. Buradaki en önemli neden; buzun bazı durumlarda erime noktasının üzerinde bir değerdeyken bile yarı katı halde kalabilme özelliği vardır. Bu durum ancak buz maddesinin saflık derecesi ile açıklanabilir.
