9. Sınıf: Etkileşimlerin katıların özelliklerine etkileri Kazanım Değerlendirme Testleri
KİM.9.2.8: Etkileşimlerin katıların özelliklerine etkilerine ilişkin bilimsel çıkarım yapabilme
a) Aynı ya da farklı etkileşimlere sahip katılara ilişkin niteliklerin farkını ortaya koyar.
b) Etkileşimlerle katılar arasındaki ilişkiyi belirlemek üzere gözlem verilerini veya hazır veri setini kullanır.
c) Çıkarımlarını bilim insanlarının çıkarımları ile karşılaştırır.
Kazanım Testleri
9. Sınıf Kimya: Etkileşimlerin Katıların Özelliklerine Etkileri (Konu Özeti)
1) Katılarda tanecikler arası etkileşimler
Katıların fiziksel özellikleri (erime noktası, kaynama noktası, sertlik, kırılganlık, elektrik iletkenliği, çözünürlük) tanecikler arasındaki bağ türüne ve etkileşimlerin şiddetine bağlıdır. Etkileşim şiddeti arttıkça genellikle erime noktası ve sertlik artar, taneciklerin hareketliliği azalır.
2) Katı türleri ve temel özellikleri
- İyonik katılar: Zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik çekim (iyonik bağ) güçlüdür. Erime noktası yüksektir, sert ve kırılgandır. Katı hâlde iletmez, eriyik ve sulu çözelti hâlinde iletir.
- Kovalent ağ (atomik) katılar: Tüm yapı güçlü kovalent bağlarla bağlıdır (elmas, SiO2). Çok yüksek erime noktası ve çok yüksek sertlik görülür. Genelde iletmez; grafit tabakalı yapısı nedeniyle elektrik iletebilir.
- Metalik katılar: Pozitif metal iyonları ile “elektron denizi” arasındaki metalik bağ vardır. Isı ve elektriği iyi iletir, tel ve levha hâline getirilebilir (süneklik, dövülebilirlik).
- Moleküler katılar: Moleküller arası zayıf etkileşimler (London, dipol-dipol, hidrojen bağı) bulunur. Genelde düşük erime noktası, yumuşaklık, iletken olmama gözlenir. Hidrojen bağı içerenlerde (buz) erime noktası benzerlerine göre daha yüksektir.
3) Etkileşim şiddeti sıralaması (genel)
Kovalent ağ > İyonik ≈ Metalik > Hidrojen bağı > Dipol-dipol > London
Çözümlü Örnek Sorular
Soru 1
NaCl, Fe, CO2 (kuru buz) katılarından hangisinin erime noktası en yüksektir? Sıralayınız.
Çözüm: NaCl iyonik, Fe metalik, CO2 moleküler katıdır. Genel olarak iyonik ve metalik katıların erime noktası moleküler katılardan yüksektir. NaCl’de iyonlar arası çekim çok güçlü olduğundan Fe’ye göre de genellikle daha yüksek erime noktası beklenir. Sıralama: NaCl > Fe > CO2.
Soru 2
Aşağıdakilerden hangisi katı hâlde elektrik iletir: KBr(k), Cu(k), şeker(k), elmas(k)?
Çözüm: KBr iyonik olduğundan katı hâlde iyonlar hareket edemez, iletmez. Şeker moleküler ve elmas kovalent ağ (iletmez). Cu metalik olup serbest elektronlar sayesinde katı hâlde elektrik iletir. Cevap: Cu(k).
Soru 3
Elmas ve grafit aynı elementten (C) oluşmasına rağmen özellikleri farklıdır. Bu farkın temel nedeni nedir?
Çözüm: Farkın nedeni kristal yapı ve bağlanma düzenidir. Elmas üç boyutlu kovalent ağ yapısına sahiptir; bu nedenle çok sert ve iletken değildir. Grafit tabakalı yapıdadır; tabakalar arası etkileşim zayıf, tabaka içinde bağlar güçlüdür. Tabakalar arasında elektronlar hareket edebildiği için grafit elektrik iletebilir ve daha yumuşaktır.
Soru 4
NH3, CH4 ve H2O katılarının erime noktaları karşılaştırıldığında hangisinin daha yüksek olması beklenir? Gerekçe yazınız.
Çözüm: CH4 apolar olduğu için yalnızca London kuvvetleri vardır. NH3 ve H2O’da hidrojen bağı görülebilir; ancak H2O daha güçlü ve yaygın hidrojen bağı ağı oluşturur. Bu nedenle H2O katısının erime noktası en yüksektir. Sıralama: H2O > NH3 > CH4.