Madde miktarı, kimya alanında içindeki ayrı atomik ölçekli parçacıkların sayısının Avogadro sabiti NA'ya bölümü olarak tanımlanmaktadır. Özetle atomik görüşte, madde miktarı, maddeyi oluşturan parçacıkların sayısıdır.[1][2][3] Parçacıklar veya maddeler, bağlama bağlı olarak moleküller, atomik, iyonik, elektron veya başka bir yapıda bulunabilmektedirler. Avogadro sabiti NA'nın değeri 6.02214076×1023 mol−1 olarak tanımlanmaktadır. Gerçek atomik görünümde, maddenin 1 molü, 6.02214076×1023 adet (Avogadro sayısı kadar) parçacık içermektedir.[4] Madde miktarı, kimyasal miktar olarak da adlandırılmaktadır.
Mol, Uluslararası Birim Sistemi'nde (2019'dan beri) Avogadro sabitini verilen değerde tanımlayan bir madde miktarı birimidir. Daha önceki dönemlerde, 12 gramlık karbon-12 izotopundaki madde miktarı olarak bilinmekteydi. Bir kimyasal bileşiğin bir molünün gram cinsinden kütlesi, bileşiğin bir molekülünün kütlesine sayısal olarak eşittir. Ayrıca, mol başına düşen gram cinsinden bir izotopun molar kütlesi, kütle sayısına eşittir. Örneğin, bir su molekülünün kütlesi ortalama olarak yaklaşık 18.015 dalton iken, bir mol suyun (6.02214076×1023 su molekülü içerir) toplam kütlesi yaklaşık 18.015 gram olarak hesaplanmaktadır.
Molekül modeli
Kimyada, çoklu oranlar kanunu nedeniyle, kütle (gram) veya hacim (litre) yerine madde miktarlarıyla (yani mol veya molekül sayısı) çalışmak genellikle çok daha uygundur. Örneğin, "1 molekül oksijen (O2) 2 molekül hidrojen (H2) ile reaksiyona girerek 2 molekül su (H2O) oluşturur." ifadesi, "2 mol su oluşturmak için 1 mol O2, 2 mol H2 ile reaksiyona girmektedir." şeklinde de ifade edilebilir. Kütle cinsinden ifade edilen aynı kimyasal gerçek, "32 g (1 mol) oksijen, yaklaşık 4.0304 g (2 mol H2) hidrojen ile reaksiyona girerek yaklaşık 36.0304 g (2 mol) su oluşturur" şeklinde de ifade edilebilmektedir. Hacim açısından sayılar, reaktiflerin ve ürünlerin basıncına ve sıcaklığına bağımlı olarak değişmektedir. Aynı nedenlerle, çözeltideki reaktiflerin ve ürünlerin konsantrasyonları genellikle litre başına gram yerine litre başına mol olarak belirtilmektedir.
Madde miktarı, termodinamikte de kullanılan bir kavramdır. Örneğin, belirli bir hacimdeki bir alıcıda, belirli bir sıcaklıkta ve belirli bir miktardaki soy gazın basıncı, kütlesiyle değil, gazdaki moleküllerin sayısıyla (ideal gaz yasası yoluyla) doğrudan ilişkilendirilmektedir.
Partikül sayısı yerine kütle veya hacim gibi diğer ölçümlere atıfta bulunulmaktadır.[5] "Madde miktarı" yerine "entalpi"[6] ve "stokiyometrik (element ölçüsü) miktar" gibi daha kolay ayırt edilebilir terimlerde kullanılması önerilmektedir.[5]
IUPAC (Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği), kütle miktarının "kilogram sayısı" olarak adlandırılmaması gerektiğini düşündüğü gibi, "mol sayısı" yerine "madde miktarı"nın kullanılmasını önermektedir.[7]
Parçacıkların doğası
Belirsizliği önlemek için parçacıkların doğası, madde miktarının herhangi bir ölçümünde belirtilmelidir. Bu nedenle, 1 mol oksijen atomu (O) yaklaşık 16 gram olmasına rağmen 1 mol oksijen molekülü (O2) yaklaşık 32 gram olarak tanımlanmaktadır.[7][8]
Türetilmiş miktarlar
Molar miktarlar (mol başına)
Homojen bir karışımın kapsamlı fiziksel miktarının madde miktarına oranı, molar olarak adlandırılan maddenin yoğun bir özelliğidir.[7] Hacimden, oda sıcaklığında sıvı su için yaklaşık 17.962 mililitre/mol ve demir için 7.092 mL/mol olan molar hacim elde edilir. Isı kapasitesinden, su için yaklaşık 75.385 J ve demir için yaklaşık 25.10 J/K/mol olan molar ısı kapasitesi elde edilir.
Miktar konsantrasyonu (Litre başına mol)
Bir başka önemli türetilmiş miktar, klinik kimyada miktar konsantrasyonu olarak da adlandırılan madde konsantrasyonunun miktarıdır. Bir çözelti numunesindeki (veya başka bir karışımdaki) belirli bir maddenin miktarının numunenin hacmine bölümü olarak tanımlanmaktadır.[9][10]
Bu miktarın SI birimi,litresi başına moldür (mol/litre). Örneğin, okyanus suyundaki sodyum klorür miktarı konsantrasyonu tipik olarak yaklaşık 0,599 mol/L olarak ifade edilir.
Litre ölçüm kabı
Payda, çözücünün değil, çözeltinin hacmidir. Bu nedenle, örneğin, bir litre standart votka, yaklaşık 0.40 L etanol (315 g, 6.85 mol) ve 0.60 L su içerir. Bu nedenle etanol miktarı konsantrasyonu (6,85 mol etanol)/ (0,60 L su)olarak değil, (6,85 mol etanol)/(1 L votka) = 6,85 mol/L olarak hesaplanmaktadır.
Kimyada, "mol/L" birimi molar olarak ifade edilir. Ayrıca bu birim "M" sembolüyle belirtilir. Bu nedenle, örneğin, su içindeki "0.5 molar" veya "0.5 M" üre (CH4N2O) çözeltisinin her litresi, bu molekülden 0,5 mol içerir. Ek olarak, konsantrasyon miktarına genellikle çözeltideki ilgilenilen maddenin molaritesi de denilir. Ancak, Mayıs 2007 itibarıyla, bu terimler ve semboller IUPAC tarafından hoş görülmez.
Bu miktar, ilgilenilen maddenin kütlesinin çözelti hacmine bölünmesiyle elde edilen kütle konsantrasyonu ile karıştırılmamalıdır.
Miktar fraksiyonu (mol başına mol)
Miktar konsantrasyonu veya "molarite", ilgili maddenin mol (molekül) sayısının çözelti numunesindeki toplam mol (molekül) sayısına bölünmesi gereken "molar konsantrasyon"dan da ayırt edilmelidir. Bu miktara daha doğru olarak miktar fraksiyonu denilir.
Tarihçe
Simyacıların ve özellikle ilk metalürjistlerın, bir madde miktarı kavramına sahip olduğu düşünülür. Ancak bir dizi tarifin ötesinde fikrin herhangi bir genelleştirilmesine dair hayatta kalan hiçbir kayıt bulunamaktadır. 1758'de Mihail Lomonosov, kütlenin maddenin miktarının tek ölçüsü olduğu fikrini sorgulamıştır. Ancak bunu yalnızca yerçekimi teorileriyle ilgili olarak gerçekleştirmiştir. Madde miktarı kavramının gelişimi, modern kimyanın doğuşuyla aynı zamana denk gelir.[11]
1777: Wenzel, "baz bileşen" ve "asit bileşen" oranlarının iki nötr tuz arasındaki reaksiyonlar sırasında aynı kaldığını gösterdiği Afinite Dersleri'ni yayınlamıştır.[12]
1789: Lavoisier, bir kimyasal element kavramını tanıtan ve kimyasal reaksiyonlar için kütlenin korunumu yasasını açıklayan ilk kimya incelemesini yayınlamıştır.[13]
1792: Richter, Stokiyometri veya Kimyasal Elementleri Ölçme Sanatı'nın ilk cildini yayınlamıştır. Bu sene içeriisinde "Stokiyometri" terimi ilk kez kullanılmaktadır. Asit-baz reaksiyonları için ilk eşdeğer ağırlık tabloları yayınlanmıştır. Richter ayrıca, belirli bir asit için asidin eşdeğer kütlesinin, bazdaki oksijen kütlesiyle orantılı olduğunu dair de çalışmalar gerçekleştirmiştir.[12]
1794: Proust'un belirli oranlar kanunu, eşdeğer ağırlıklar kavramını sadece asit-baz reaksiyonlarına değil, tüm kimyasal reaksiyon türlerine genelleştirmiştir.[12]İdeal gaz denklemi1805:Dalton, "gaz halindeki ve diğer cisimlerin nihai parçacıklarının ağırlıklarının bir tablosu" da dahil olmak üzere modern atom teorisi üzerine ilk makalesini yayınlamıştır.[14]
1808: Dalton'un ilk atom ağırlıkları tablosunu (H = 1'e dayalı olarak) içeren Yeni Bir Kimya Felsefesi Sistemi yayınlanmıştır.[15]
1809:Gay-Lussac'ın gazların kimyasal tepkimelerinde girenlerin ve ürünlerin hacimleri arasında tam sayılı bir ilişki belirten hacimleri birleştirme yasası ortaya çıkmıştır.[16]
1811:Avagadro büyüklüğü ortaya atılmıştır. Avogadro, eşit hacimde farklı gazların (aynı sıcaklık ve basınçta) eşit sayıda parçacık içerdiğini varsayar, bu şimdi Avogadro yasası olarak bilinmektedir.[17]
1813/1814: Berzelius, O = 100 ölçeğine dayanan birkaç atom ağırlığı tablosundan ilkini yayınlamıştır.[12][18][19]
1815: Prout, tüm atom ağırlıklarının hidrojenin atom ağırlığının tam sayı katları olduğu hipotezini yayınlamıştır. Hipotez daha sonra klorun gözlenen atom ağırlığı göz önüne alındığında terk edilmiştir[20]
1819:Dulong-Petit yasası, katı bir elementin atom ağırlığını özgül ısı kapasitesiyle ilişkilendirmiştir.[21]
1819: Mitscherlich'in kristal izomorfizmi üzerindeki çalışması, birçok kimyasal formülün açıklığa kavuşturulmasına izin vererek, atom ağırlıklarının hesaplanmasındaki birkaç belirsizliği çözmektedir[12]
1834: Clapeyron ideal gaz yasasını belirtmiştir.[22]
1834: Faraday, elektroliz yasalarını, özellikle "bir akımın kimyasal ayrıştırma eyleminin sabit bir elektrik miktarı için sabit olduğunu" belirtmiştir.[23]
1856: Krönig, ideal gaz yasasını kinetik teoriden türetmiştir.[24] Clausius, ertesi yıl bağımsız bir türetme yayınlamıştır.[25]
1909:Perrin, Avogadro sabiti adını verir ve değerini tahmin etmektedir.[26]
1913: Soddy ve Thomson tarafından radyoaktif olmayan elementlerin izotoplarının keşfini gerçekleştirmiştir.[27][28]
1914: Richards, "çok sayıda elementin atom ağırlığını belirlemesi" nedeniyle Nobel Kimya Ödülü'nü almıştır.[29]
1920: Aston, Prout'un hipotezinin güncellenmiş bir versiyonu olan tam sayı kuralını önermiştir.[30]
1921: Soddy, "radyoaktif maddelerin kimyası ve izotop araştırmaları üzerine yaptığı çalışmalar nedeniyle" Nobel Kimya Ödülü'nü almıştır.[31]
1922: Aston, "çok sayıda radyoaktif olmayan elementteki izotopları keşfettiği ve tam sayı kuralı için" Nobel Kimya Ödülü'nü almıştır.[32]
1926: Perrin, kısmen Avogadro sabitini ölçme çalışmaları nedeniyle Nobel Fizik Ödülü'nü almıştır.[33]
1959/1960: IUPAP ve IUPAC tarafından benimsenen 12C = 12'ye dayalı birleşik atomik kütle birimi ölçeği belirlenmiştir.[34]
1968: Mol, Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Komitesi (CIPM) tarafından Uluslararası Birimler Sistemine (SI) dahil edilmesi için önerilmiştir.[35]
1972: Mol, madde miktarının SI temel birimi olarak onaylanmıştır.[35]
2019: Köstebek, SI'da "6.02214076 × 1023 belirtilen temel varlıkları içeren bir sistemin madde miktarı" olarak yeniden tanımlanmıştır.[36]
^Giunta, C. J. (2015) "The Mole and Amount of Substance in Chemistry and Education: Beyond Official Definitions" J. Chem. Educ.92: 1593–97. DOI:10.1021/ed2001957
^Schmidt-Rohr, K. (2020). "Analysis of Two Definitions of the Mole That Are in Simultaneous Use, and Their Surprising Consequences” J. Chem. Educ.97: 597-602. DOI:10.1021/acs.jchemed.9b00467
^Brown, L.; Holme, T. (2011) Chemistry for Engineering Students, Brooks/Cole.
^abcQuantities, units, and symbols in physical chemistry. 2nd ed. Ian Mills, International Union of Pure and Applied Chemistry, Terminology, and Units International Union of Pure and Applied Chemistry. Commission on Physicochemical Symbols. Oxford: Blackwell Scientific Publications. 1993. ISBN0-632-03583-8. OCLC27011505. 19 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Haziran 2021.
^Gay-Lussac, Joseph Louis (1809). "Memoire sur la combinaison des substances gazeuses, les unes avec les autres". Mémoires de la Société d'Arcueil. Cilt 2. s. 207.English translation 13 Şubat 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
^Avogadro, Amedeo (1811). "Essai d'une maniere de determiner les masses relatives des molecules elementaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons". Journal de Physique. Cilt 73. ss. 58-76.English translation 12 Mayıs 2019[Tarih uyuşmuyor] tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
^Berzelius' first atomic weight measurements were published in Swedish in 1810: Hisinger, W.; Berzelius, J.J. (1810). "Forsok rorande de bestamda proportioner, havari den oorganiska naturens bestandsdelar finnas forenada". Afh. Fys., Kemi Mineral. Cilt 3. s. 162.
^Petit, Alexis Thérèse; Dulong, Pierre-Louis (1819). "Recherches sur quelques points importants de la Théorie de la Chaleur". Annales de Chimie et de Physique. Cilt 10. ss. 395-413.English translation 22 Ocak 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
^Clapeyron, Émile (1834). "Puissance motrice de la chaleur". Journal de l'École Royale Polytechnique. 14 (23). ss. 153-90.
Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, birleşimlerini, etkileşimlerini, tepkimelerini araştıran ve uygulayan bilim dalıdır. Kimya bilmi daha kapsamlı bir ifadeyle maddelerin özellikleriyle, sınıflandırılmasıyla, atomlarla, atom teorisiyle, kimyasal bileşiklerle, kimyasal tepkimelerle, maddenin hâlleriyle, moleküller arası ve moleküler kuvvetlerle, kimyasal bağlarla, tepkime kinetiğiyle, kimyasal dengenin prensipleriyle vb konularla ilgilenir. Kimyanın en önemli dalları arasında analitik kimya, anorganik kimya, organik kimya, fizikokimya ve biyokimya sayılır.
Atom ağırlığı ya da bağıl atom kütlesi, belirli bir örnekteki bir elementin atomlarının ortalama kütlesinin atomik kütle sabitine oranı olarak tanımlanan boyutsuz bir fiziksel niceliktir. Atomik kütle sabiti, bir karbon-12 atomunun kütlesinin 1/12'si olarak tanımlanır. Orandaki her iki miktar da kütle olduğundan, ortaya çıkan değer boyutsuzdur; dolayısıyla değerin göreceli (bağıl) olduğu ifade edilir.
IUPAC adlandırma sistemi, kimyasal bileşiklerin adlandırması ve genelde kimya bilimini tanımlamakta kullanılan bir sistemdir. Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği tarafından oluşturulmuştur ve bakılmaktadır.
Bir kimyasal bileşiğin molekül kütlesi, bu bileşiğin bir molekülünün birleşik atom kütle birimi u cinsinden kütlesidir. Bağıl bir değer olduğundan bir maddenin molekül kütlesine yaygın olarak bağıl moleküler kütle denir ve Mr. diye de kısaltılır.
Avogadro sayısı veya Avogadro sabiti, bir elementin bir molündeki atom sayısı ya da bir bileşiğin bir molündeki molekül sayısıdır. 1 mol yani 12 gr karbon12 elementindeki atom sayısı deneysel olarak hesaplanarak 6,02214199x1023 bulunmuştur. Sayı, bu alandaki katkılarından dolayı İtalyan bilim insanı Amedeo Avogadro'nun (1776–1856) adı ile anılır.
Avogadro sayısı kadar atom ya da molekül içeren maddeye 1 mol denir. Mol, hiçbir zaman belli bir kütleyi ifade etmez.
Organik kimya, organik bileşiklerin ve organik maddelerin yani karbon atomlarını içeren çeşitli formlardaki maddelerin yapısını, özelliklerini ve reaksiyonların bilimsel çalışmasını içeren, kimyanın bir alt dalıdır. Yapının incelenmesi yapısal formüllerini belirler. Özelliklerin incelenmesi, fiziksel ve kimyasal özellikleri ve davranışlarını anlamak için kimyasal reaktivitenin değerlendirilmesidir. Organik reaksiyonların incelenmesi doğal ürünlerin, ilaçların ve polimerlerin kimyasal sentezini ve bireysel organik moleküllerin laboratuvarda ve teorik çalışma yoluyla incelenmesidir.
Kimya'da, hidrojen bağı öncelikle daha elektronegatif bir "verici" atom veya gruba (Dn) kovalent bağla bağlanan bir hidrojen (H) atomu ile ve yalnız bir çift elektron taşıyan başka bir elektronegatif atom arasındaki elektrostatik çekim kuvvetidir.
Quaregna ve Cerrato Kontu Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, İtalyan kimyager ve bilim insanıdır. Günümüzde, adı, derişim teorisi ve moleküler ağırlık alanındaki katkılarıyla anılır.
Hermann Staudinger, plastiklerle ilgili çalışmaları sebebiyle 1953 yılında Nobel Kimya Ödülü'nü almış olan Alman kimyager.
Theodore William Richards Amerikalı kimyacı, 1914 Nobel Kimya Ödülü sahibi. Nobel ödülünü "çok sayıdaki kimyasal elementin atom ağırlıklarının doğru bir şekilde saptanmasından dolayı" kazandı.
Atmosfer kimyası, Atmosfer biliminin bir dalıdır. Dünya atmosferi ile diğer gezegenlerin atmosferlerini inceler. Atmosfer kimyası disiplinler arası araştırma alanıdır ve çevre kimyası, fizik, meteoroloji, bilgisayar modelleme, volkanoloji, iklim bilimi gibi diğer alanlarla da çalışır.
Kimya ve fizik biliminde atom teorisi; maddenin atom adı verilen süreksiz ve ayrık yapılardan oluştuğunu belirten, maddenin doğası üzerine bir bilimsel teoridir. Antik yunanda felsefi bir kavram olarak başlayan bu düşünce, 19. yy başlarında kimya alanındaki keşiflerin de maddenin gerçekten atomlardan oluştuğunu destekleyen bulgularıyla kendisine ana akım bilimde yer edinmiştir.
Alisiklik bileşik, hem alifatik hem de siklik olan organik bir bileşiktir. Bunlar, doymuş veya doymamış olabilen, ancak aromatik karakterde olmayan bir veya daha fazla tüm-karbon halkası içerir. Alisiklik bileşikler bağlı bir veya daha fazla alifatik yan zincir içerebilir.
Femtokimya, yeni moleküller (ürünler) oluşturmak üzere kendilerini yeniden düzenleyen moleküller (reaktantlar) içindeki atomların hareketini incelemek için çok kısa zaman aralıklarında kimyasal reaksiyonları inceleyen fiziksel kimya alanıdır. 1999'da Ahmed Zevail, bu alandaki öncü çalışmaları nedeniyle, bir moleküldeki atomların, lazer ışığıyla yanıp sönen kimyasal bir reaksiyon sırasında nasıl hareket ettiğini görmenin mümkün olduğunu gösteren öncü çalışmaları nedeniyle Kimyada Nobel Ödülü'nü aldı.
Kimyasal tür, aynı moleküler enerji seviyelerini karakteristik veya belirlenmiş bir zaman ölçeğinde keşfedebilen, kimyasal olarak özdeş moleküler varlıklardan oluşan kimyasal bir madde veya topluluktur. Bu enerji seviyeleri, kimyasal türlerin diğerleriyle etkileşime girme şeklini belirler. Türler atom, molekül, iyon, radikal olabilir ve kimyasal bir adı ve kimyasal formülü vardır. Terim aynı zamanda katı bir dizide kimyasal olarak özdeş atomik veya moleküler yapı birimleri kümesine de uygulanır.
Bu kimya zaman çizelgesi, maddenin bileşiminin ve etkileşimlerinin bilimsel çalışması olarak tanımlanan ve kimya olarak bilinen modern bilim hakkında insanlığın anlayışını önemli ölçüde değiştiren çalışmaları, keşifleri, fikirleri, icatları ve deneyleri listelemektedir.
Sürdürülebilir kimya olarak da adlandırılan yeşil kimya, tehlikeli maddelerin kullanımını ve üretimini en aza indirecek veya ortadan kaldıracak ürün ve süreçlerin tasarımına odaklanan bir kimya ve kimya mühendisliği alanıdır. Çevre kimyası kirletici kimyasalların doğa üzerindeki etkilerine odaklanırken, yeşil kimya yenilenemeyen kaynakların tüketimini azaltma yollarını araştırır, kirliliği önlemek için teknolojik yaklaşımlar geliştirir ve kimyanın çevresel etkisine odaklanır.
Kimyada, bir kimyasal bileşiğin mol kütlesi, bu bileşiğin bir numunesinin kütlesi olarak tanımlanır ve bu numunedeki madde miktarına bölünerek mol cinsinden ölçülür. Mol kütlesi, bir maddenin moleküler olmayan bir özelliğidir. Mol kütlesi, izotopların varlığına bağlı olarak genellikle kütle olarak değişen bileşiğin birçok örneğinin ortalamasıdır. En yaygın olarak, mol kütlesi atom ağırlığından hesaplanır ve bu nedenle bir ortalama ve Dünya'daki elementlerin atomlarının izotoplarının oransal bolluğunun bir işlevidir.
Stanislao Cannizzaro 13 Temmuz 1826 - 10 Mayıs 1910), İtalyan kimyagerdir. Cannizzaro reaksiyonuyla ve 1860'taki Karlsruhe Kongresi'nde atom ağırlığı müzakerelerindeki etkili rolüyle ünlüdür.
Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır. Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir. Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.