Madde nedir kaça ayrılır?
Madde Nedir, Kaça Ayrılır?
Madde, evrendeki her şeyin temel yapı taşı, yani hem kütlesi olan hem de yer kaplayan her şeydir. Bir atom altı parçacıktan (örneğin bir elektron) devasa bir galaksiye kadar her şey madde olarak tanımlanır. Temel olarak maddeyi iki ana kategoriye ayırabiliriz: saf maddeler ve karışımlar.
Saf Maddeler: Tek Bir Tür Atomdan Oluşanlar
Saf maddeler, tek bir tür atomdan veya molekülden oluşan maddelerdir. Kendi içinde ikiye ayrılırlar:
- Elementler: Kimyasal yöntemlerle daha basit maddelere ayrılamayan saf maddelerdir. Periyodik tabloda gördüğünüz tüm maddeler elementtir. Örneğin, havada soluduğumuz oksijen (O), vücudumuzun temelini oluşturan karbon (C), iletkenliğiyle bildiğimiz bakır (Cu) birer elementtir. Şu an itibarıyla bilinen 118 element var ve bunların 94 tanesi doğada kendiliğinden bulunur.
- Bileşikler: İki veya daha fazla elementin belirli oranlarda kimyasal bağlarla bir araya gelmesiyle oluşan saf maddelerdir. Bileşikler, kendi özelliklerini yitirerek yeni özellikler kazanır. Örneğin, su (H₂O) bildiğimiz gibi hidrojen ve oksijen elementlerinin birleşmesiyle oluşur. Hidrojen yanıcı bir gaz iken, oksijen yanmayı destekler ama su, bu iki gazın birleşimiyle ortaya çıkan, hem söndürücü hem de hayat kaynağı olan bambaşka bir maddedir. Bir diğer örnek, yemek tuzumuz olan sodyum klorür (NaCl). Sodyum oldukça reaktif bir metal, klor ise zehirli bir gazdır. Ancak birleştiklerinde bildiğimiz tuz oluşur.
Deneyimlerime göre, saf maddelerin en belirgin özelliği, sabit bir erime ve kaynama noktalarına sahip olmalarıdır. Örneğin, saf su her zaman 0°C'de donar ve 100°C'de kaynar (standart atmosfer basıncında).
Karışımlar: Birden Fazla Maddenin Fiziksel Olarak Birleşmesi
Karışımlar ise iki veya daha fazla saf maddenin kimyasal bağ kurmadan, sadece fiziksel olarak bir araya geldiği maddelerdir. Karışımlarda, birleşen maddeler kendi özelliklerini büyük ölçüde korur ve oranları sabit değildir. Karışımları da iki ana gruba ayırabiliriz:
- Homojen Karışımlar (Çözeltiler): Görünüşte tek bir madde gibi duran, bileşenlerin her yerinde eşit miktarda dağıldığı karışımlardır. Gözle veya mikroskopla bakıldığında bile bileşenlerini ayırt edemezsin. En bilinen örnekleri şunlardır:
- Tuzlu su: Su içinde çözünmüş tuz.
- Şekerli su: Su içinde çözünmüş şeker.
- Hava: %78 azot, %21 oksijen ve geri kalan diğer gazların homojen karışımı.
- Alaşımlar: Metallerin birbirleri içinde çözünmesiyle oluşan katı çözeltiler. Örneğin, pirinç (bakır ve çinko alaşımı) veya paslanmaz çelik (demir, krom ve nikel alaşımı).
- Heterojen Karışımlar: Bileşenlerin her yerinde eşit dağılmadığı, gözle veya mikroskopla bakıldığında bile bileşenlerinin görülebildiği karışımlardır.
- Su ve yağ: Birbiriyle karışmayan iki sıvı.
- Kum ve su: Katı ve sıvı bir karışım.
- Salata: Farklı sebzelerin bir arada olduğu bir karışım.
- Süt: Aslında içinde yağ damlacıklarının askıda kaldığı bir heterojen karışımdır, ancak homojen gibi görünür (bu tür karışımlara kolloid denir).
Karışımları fiziksel yöntemlerle (süzme, damıtma, mıknatıslama gibi) bileşenlerine ayırabilirsin. Örneğin, tuzlu suyu ısıtarak suyu buharlaştırıp tuzu geride bırakabilirsin.
Maddeyi Ayıran Temel Özellikler: Yoğunluk ve Hal Değişimi
Bir maddenin saf olup olmadığını anlamak için bazı pratik yöntemler var. Deneyimlerime göre, en sık kullanılan ve en güvenilir yöntemlerden ikisi yoğunluk ve hal değişimi sıcaklıklarıdır:
- Yoğunluk: Birim hacim başına düşen kütledir (yoğunluk = kütle / hacim). Saf maddelerin yoğunlukları sabittir. Örneğin, oda sıcaklığında ve standart basınçta saf suyun yoğunluğu yaklaşık 1 g/cm³'tür. Eğer bir su örneğinin yoğunluğu bundan farklıysa, içinde başka maddeler çözünmüş demektir.
- Hal Değişimi Sıcaklıkları: Saf maddeler, belirli sıcaklıklarda hal değiştirir (erir, donar, buharlaşır, yoğuşur). Bu sıcaklıklar sabittir. Örneğin, saf buz 0°C'de erir ve saf su 100°C'de kaynar. Eğer bir madde erirken veya kaynarken sıcaklığı sürekli değişiyorsa, bu bir karışım olduğunu gösterir. Örneğin, tuzlu su, saf suya göre daha düşük bir sıcaklıkta donar ve daha yüksek bir sıcaklıkta kaynar.
Bu bilgileri kullanarak günlük hayatta karşılaştığın maddelerin saf olup olmadığını veya hangi maddelerden oluştuğunu tahmin edebilirsin. Örneğin, bir madenin parlaklığı veya sertliği gibi özellikler de bize ipucu verebilir ama bunlar saf olup olmadığını kesin olarak belirlemez.