Kimya bilimi

Kimya nedir, hangi dallara ayrılır

Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, birbirine dönüşmesini ve bu dönüşümlerde meydana gelen enerji değişimlerini inceleyen bilimdir. Bir kekin kabarması, demirin paslanması, doğalgazın yanması ve vücudumuzda besinin sindirilmesi kimyanın konusudur.

Kimya geniş bir alandır. Bu yüzden incelediği konuya göre alt dallara ayrılır. Alt dal, ayrı bir bilim değildir; aynı bilimin farklı bir yöne bakışıdır.

KısayolKarbonlu bileşik ağırlıklıysa organik, canlıdaki kimyaysa biyokimya, «ne kadar var?» sorusuysa analitik kimya.

Madde, saf madde, element ve bileşik

Kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her şeye madde denir. Madde, kimyada önce saf madde ve karışım diye ayrılır. Karışımlar bu basamağın sonraki konusudur; burada saf maddeye bakılır.

Saf madde, her yerinde aynı bileşime sahip olan ve belirli bir erime ve kaynama sıcaklığı bulunan maddedir. Saf maddeler iki gruba ayrılır: element ve bileşik.

• Element: yalnız tek cins atomdan oluşur. Kimyasal yollarla daha basit maddelere ayrılamaz. Örnek: demir (Fe), oksijen (O₂), altın (Au).
• Bileşik: iki ya da daha fazla cins atomun belirli oranda kimyasal bağla birleşmesiyle oluşur. Kimyasal yollarla elementlerine ayrılabilir. Örnek: su (H₂O), tuz (NaCl).

Bir maddenin molekülünde birden çok atom bulunması onu bileşik yapmaz. O₂, N₂ ve O₃ birden çok atomludur ama atomların hepsi aynı cinstir; bu yüzden elementtir.

Maddedeki değişim de iki türlüdür. Fiziksel değişimde maddenin cinsi aynı kalır; buzun erimesi, suyun buharlaşması, şekerin suda çözünmesi böyledir. Kimyasal değişimde madde başka maddelere dönüşür; demirin paslanması, odunun yanması, sütün ekşimesi böyledir.

KısayolYeni madde oluştuysa kimyasal değişim; yalnız biçim, hâl ya da büyüklük değiştiyse fiziksel değişim.

Simge, formül, katsayı ve indis

Her elementin evrensel bir simgesi vardır. Simge bir ya da iki harften oluşur: ilk harf büyük, ikinci harf küçük yazılır. Karbon C, helyum He, kalsiyum Ca’dır. Simgeler elementin Latince (ya da Yunanca vb.) adından gelir; bu yüzden bazılarının simgesi Türkçe adına hiç benzemez.

Bileşiğin ya da molekülün formülü, hangi elementten kaç atom bulunduğunu gösterir. Simgenin sağ altındaki küçük sayıya indis denir ve yalnız kendinden önceki atomu sayar. İndis 1 ise yazılmaz. Formülün önündeki sayıya katsayı denir ve formülün bütününü çarpar.

Sayma kuralıÖnce parantezin indisi parantez içindekileri çarpar, sonra katsayı hepsini çarpar.

Örnek. 3H₂SO₄ ifadesinde her elementten kaç atom vardır, toplam kaç atom eder?

• Bir H₂SO₄ molekülünde 2 H, 1 S, 4 O atomu vardır.
• Katsayı 3 olduğu için hepsi 3 ile çarpılır: H = 2 · 3 = 6, S = 1 · 3 = 3, O = 4 · 3 = 12.
• Toplam = 6 + 3 + 12 = 21.

Cevap6 H, 3 S, 12 O; toplam 21 atom

Örnek. Al₂(SO₄)₃ formülünde her elementten kaç atom vardır?

• Al’nin indisi 2: 2 Al atomu.
• Parantezin indisi 3 olduğu için parantez içi 3 ile çarpılır: S = 1 · 3 = 3, O = 4 · 3 = 12.
• Toplam = 2 + 3 + 12 = 17.

Cevap2 Al, 3 S, 12 O; toplam 17 atom

Katsayı, madde miktarını değiştirir; maddenin cinsini değiştirmez. H₂O bir su molekülüdür, 2H₂O iki su molekülüdür. Ama H₂O₂ başka bir maddedir; indisi değiştirmek bileşiği değiştirir.

Laboratuvar güvenliği

Kimya laboratuvarında kaza çoğunlukla bilgisizlikten ya da acelecilikten çıkar. Deneye başlamadan önce yönerge okunur, kullanılacak maddenin etiketine bakılır. Güvenlik kuralları herkes için aynıdır ve pazarlığa açık değildir.

Kimyasal madde ambalajlarında tehlike işaretleri bulunur. Bu işaretler maddenin hangi yönden riskli olduğunu resimle anlatır. Yanıcı, patlayıcı, aşındırıcı, zehirli ve çevre için zararlı işaretleri bunların başlıcalarıdır.

Kısayolİşaretini bilmediğin maddeye dokunma, koklama, tatma. Önce etiketi oku, sonra öğretmene sor.

Çamaşır suyu gibi evde kullanılan temizlik ürünleri başka temizlik maddeleriyle karıştırılmaz. Karışımdan zararlı gazlar çıkabilir.

Kimyanın katkıları ve riskleri

Kimya, günlük hayatın neredeyse her yerindedir. İlaçlar, aşılar, temizlik maddeleri, boya ve plastik, gübre, yakıt, cam, çimento ve metal alaşımlar kimya biliminin ürünleridir. Bu ürünlerin birçoğu insan ömrünü uzatmış, gıdanın korunmasını ve yeterli üretimini mümkün kılmıştır.

• Sağlık: ilaç ve dezenfektan üretimi, hastalıkların tanısında kullanılan analizler.
• Tarım ve gıda: gübre, bitki koruma ürünleri, gıdanın bozulmadan saklanması.
• Enerji ve ulaşım: yakıtlar, piller, taşıtlarda kullanılan hafif malzemeler.
• Malzeme: plastik, cam, seramik, boya ve giysi lifleri.

Bu faydaların bir bedeli de olabilir. Yakıtların yanması havaya gaz salar, sanayi atıkları su ve toprağa karışabilir, plastikler doğada çok uzun sürede bozunur, bilinçsiz kullanılan ilaç ve temizlik ürünleri sağlığı bozar.

«Kimyasal» sözü zararlı anlamına gelmez. Su, tuz ve oksijen de kimyasal maddedir. Zarar maddenin adından değil, miktarından, kullanım amacından ve atılma biçiminden gelir. Bilinçli kimya, faydayı artırıp riski azaltmayı hedefler.

KısayolHer kimyasal ürünün bir faydası ve bir riski vardır; doğru kullanım ve doğru atık yönetimi riski azaltır.