Maddenin Yoğun Hali (Sıvılar ve Katılar)

Maddenin Yoğun Hali 

(Sıvılar ve Katılar) 

Yazar 

Doç.Dr.Ayşe Eren PÜTÜN 

Amaçlar 

Bu üniteyi çalıştıktan sonra; 

• sıvıların ve katıların bazı özellikleri, 

• kristal türleri, 

• faz değişimleri hakkında bilgi sahibi olacaksınız. 

İçindekiler 

• Giriş 119 

• Sıvılar 119 

• Katılar 122 

• Kristal Türleri 124 

• Faz Değişimleri 127 

• Özet 130 

• Değerlendirme Soruları 131 

• Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar 132 

ÜNİTE 

7

Çalışma Önerileri 

• Bu üniteyi kavrayabilmek için Ünite 3'de verilen kavramları 

bir kez gözden geçiriniz. 

• Ünite sonundaki kaynaklardan konu ile ilgili daha ayrıntılı bilgiler 

edinebilirsiniz. 

ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ

MADDENİ N YOĞ UN HALİ (SIVILAR VE KATILAR) 119 

1. Giriş 

Her ne kadar dünya atmosferini oluşturan gaz karışımları ile sarılmış olarak yaşıyorsak 

da, sıvı ve katıları davranışlarının görünür olmaları nedeniyle daha kolay 

inceleyebiliriz. Hergün su ve diğer sıvıları içmek, banyo yapmak, temizlemek 

ve pişirmek için kullanıyoruz. Aynı zamanda katılar üzerinde oturuyor, iş yapıyor 

ve çeşitli şekillerde katılardan yararlanıyoruz. 

Bu bölümde; katı ve sıvıların özelliklerini inceleyip, bu iki halin bazı temel özelliklerini 

tartışacağız. 

2. Sıvılar 

Sıvılar; molekülleri gelişigüzel hareket eden gazlarla, düzenli istiflenmiş katılar 

arasında bir özelliğe sahiptirler. Moleküller arası çekim kuvvetleri, sıvıların 

birçok özelliğinin belirlenmesine neden olurlar. 

Sıvıların özelliklerini aşağıdaki genellemelerle özetleyebiliriz: 

• Sıvılar içinde bulundukları kabın şeklini alırlar. 

• Basınç yükseltildiğinde sıvıların hacimleri ölçülebilir büyüklükte değişmez; 

ancak sıcaklık yükseltildiğinde hacimleri az da olsa arttığından yoğunlukları 

düşer. 

• Birbirleri içinde çözünebilen iki sıvı temasa geldiklerinde, az da olsa birbirlerinin 

içinde yayılırlar (difüzlenirler). 

• Sıvılar akmaya karşı direnç gösterirler. 

• Sıvıların yüzey gerilimleri vardır. 

• Açık kaptaki sıvılar buharlaşırlar. 

Şimdi sıvılarla ilgili iki önemli karakteristik özelliği yani "yüzey gerilimi" ve "viskozite" 

olgularını ele alalım. 

Yüzey Gerilimi 

Yandaki şekilden de görüldüğü gibi sıvı içindeki moleküller, çevresindeki diğer 

moleküller tarafından, her yöne moleküller arası kuvvetlerle, eşit olarak çekilirler. 

Oysa sıvının yüzeyindeki moleküller yalnızca sıvının iç kısmına ve yanlara 

doğru çekilirler. Komşu moleküllerin çekiminin artışı, içerdeki molekülleri 

yüzeydeki moleküllerden daha düşük enerji düzeyinde tutar. Bu da, çok sayıda 

molekülün sıvı içine gitmesi ve az sayıda molekülün yüzeyde kalmasıdır. Bu durum, 

sıvı yüzeyinin küresel bir şekil alarak küçülmesine neden olur. Sıvıların 

yüzey alanlarını küçültmeye doğal olarak eğilimli olmaları, havada asılı duran bir 

sıvı damlacağının küresel oluşundan açıkça görülmektedir (Şekil 7.2). 

AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ 

Şekil 7.1: Moleküller Arası 

Kuvvetlerin Bir Sıvının Yüzeyindeki 

ve İçindeki Bir 

Moleküle Etkisi 

Şekil 7.2: Havada Asılı 

Duran Sıvı 

Damlacıkları Küresel Olma 

Eğilimindedir.

120 

! 

! 

! 

! 

En küçük yüzey alanlı şekil, 

küre'dir. 

Cam yüzeyi ve sıvı arasındaki 

kuvvetler adhezyon, 

sıvı moleküllerini bir 

arada tutan kuvvetler kohezyon 

kuvvetleridir. 

! 

Şekil 7.3: Mumla Kaplanmış 

Elma Yüzeyinde Su 

Damlacıkları 

Yüzeydeki moleküllerin 

dengelenmemiş kuvvetlerinden 

kaynaklanan 

yüzey gerilimi, canlı ve 

cansız doğadaki önemi 

çok büyüktür. 

MADDENİ N YOĞ UN HALİ (SIVILAR VE KATILAR) 

Ayrıca, mumsu bir yüzey üzerindeki su damlacıkları da hemen hemen küreseldir 

(Şekil 7.3). Bu da su molekülleri arasındaki kuvvetlerin, su ve büyük kısmı hidrokarbon 

olan mum arasındaki kuvvetlerden daha güçlü olmasından kaynaklanmaktadır. 

Sıvıların yüzey alanlarını büyütmek için, dışardan enerji vermek gerekir. Bir sıvının yüzeyini 

bir birim alanı (Ör. 1 cm 2 ) kadar uzatmak veya arttırmak için gereken enerji miktarına 

"yüzey gerilimi" denir. 

Sıcaklığın artması, sıvının yüzey gerilimini düşürür. Çünkü artan moleküler hareket, 

moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır. 

Bir sıvı bir yüzey boyunca bir film halinde yayılırsa, bu sıvının yüzeyi ıslattığı söylenir. Su; 

kağıt, cam ve bazı kumaşlarla etkileşime girer, yani su bunları ıslatır. 

Su ve cam gibi maddeler arasındaki çekim sonucu, sıvılar dar borularda yükselirler ve bu 

olaya "kapiler etki" denir. Kapiler etkiyi iki kuvvet meydana getirir. Bunlar, 

• Kohezyon kuvvetleri 

• Adhezyon kuvvetleri 

olarak bilinirler. 

Benzer moleküller arasındaki çekim kuvvetlerine "kohezyon", benzer olmayan moleküller 

arasındaki çekim kuvvetlerine de "adhezyon kuvvetleri" denir. Dar borularda, adhezyon 

kuvvetleri yeterince büyükse, sıvı kendiliğinden yükselir. 

Bir süngerin suyu çok iyi emmesinin nedeni, süngerde bulunan kılcal borular içinde 

suyun kolayca yükselmesidir. Eğer bir tüpte su bulunuyorsa, su ile üzerindeki 

hava arasındaki ara yüzey iç bükeydir. Çünkü su ile cam arasındaki adhezyon 

kuvvetleri, suyun kohezyon kuvvetlerinden büyüktür. Dolayısıyla su, 

camda mümkün olan en büyük alana yayılma eğilimindedir. Aynı koşullarda cıvanın 

yüzey sınırı dış bükeydir. Burada civa atomları arasındaki kohezyon kuvvetleri, 

cama doğru olan adhezyon kuvvetlerinden daha kuvvetlidir ve cıva, camla 

bağlantısını azaltmak eğilimindedir (Şekil 7.4). 



Vizkozite 

Bir sıvının viskozitesi, onun (sıvının) akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Tersine ise 

"akıcılık" adı verilir. 

Gliserinin (C3 H8 O3 ) viskozitesinin suyunkinden çok yüksek olduğu hepimizin 

dikkatini çekmiştir. Öyleyse, sıvıların viskozitesi mol kütlesi, molekül yapıları ve 

moleküller arası kuvvetler ile yakından ilgilidir. 

Moleküller arası çekim kuvvetlerinin artması viskoziteyi arttırır. Yani sıvı içindeki 

kohezyon kuvvetleri, akış hızını düşüren bir "iç sürtünme" yaratır. Su ve etil alkol 

gibi düşük viskoziteye sahip sıvılarda, bu etki zayıftır. Bunlar kolay akarlar. Bal ve 

gliserin ise, çok daha yavaş akarlar. Bunlara ise "viskoz sıvılar" denir. 

Demek ki büyük ve gelişi güzel molekül yapısına sahip sıvıların viskozitesi, küçük ve 

küresel moleküllerden oluşan sıvıların viskozitesinden çok daha yüksektir. 

Genellikle sıcaklık yükseldikçe viskozite düşer. 

Moleküllerin yüksek sıcaklıkta kinetik enerjileri arttığından, hareketleri hızlanır. 

Örneğin; suyun 100°C deki viskozitesi, 0°C daki değerinin altıda biridir. 

Dolayısıyla aynı miktar su, yüksek sıcaklıkta altı kez daha hızlı akar. 

Neden, gliserin sudan daha viskoz bir sıvıdır? 

Öncelikle sözkonusu moleküllerin açık formüllerini yazalım. 


(a) (b) 

Şekil 7.4: a) Adezyon Kohezyondan Büyük Olduğunda Sıvı Kapiler Tüpte Yükselir (Ör: Su). 

b) Kohezyon Adezyondan Büyük Olduğunda Sıvı Kapiler Tüpte Alçalır (Ör: Civa). 

CH2 

OH 

CH OH H OH 

Su 

CH2 OH 

Gliserin 

! 

Bir sıvının viskozitesi iç 

sürtünme kuvvetlerinin 

akmaya karşı gösterdiği 

dirençtir. 

! 

! 

! 

?

122 

* Anımsatma: Bundan 

sonra "katı" sözcüğü 

"kristal" sözcüğü ile 

eşanlamlı kullanılacaktır. 

! 

! 

! 


Görüldüğü gibi, gliserin hem sudan daha büyük hem de molekülleri arasında birçok 

H- bağının oluşumuna elverişli bir moleküldür. Bu nedenle gliserin oda sıcaklığında 

sudan çok daha viskozdur. 

3. Katılar 

Tüm maddeler, yeteri kadar soğutulduğunda katıları oluştururlar. Oluşan katıların 

doğası atom, iyon veya molekülleri birarada tutan kuvvetlere bağlıdır. Katılar, 

kristal ve amorf olabilirler. Kristal katılarda* atom, iyon veya moleküller düzenli 

bir şekilde sıralanmıştır. Tuz ve şeker bu tür kristal katılara örnek olarak verilebilirler. 

Amorf katılarda ise, atom, iyon veya moleküller rastgele yığılmışlardır. Örneğin, 

tereyağ, lâstik, cam, plâstiklerde olduğu gibi. 

Kristal katılar ile amorf katılar arasında gözlenen en önemli ayrıcalıklardan biri de, 

kristal olanların sabit sıcaklıkta erimeleri, amorf olanların ise belli bir sıcaklık aralığında 

gitgide yumuşayarak akıcılık kazanmalarıdır. 

Kristallerin büyüklükleri ve şekilleri, kristallenme ortamına ve süresine bağlı olarak 

değişir. Kristallenme süresi uzadıkça, kristal daha büyük olur. Doğada uzun yıllar boyunca 

oluşan mineraller, bu nedenle çok büyüktür. Oysa, laboratuvarlarda hızla elde edilen 

kristaller çok küçüktür. 

Katıyı oluşturan taneciklerin belirli bir düzenle üç boyutlu olarak dizilmesiyle meydana 

gelen yapıya "kristal örgüsü" adı verilir. Bir kristalin tüm özelliklerini gösteren en küçük 

parçasına da "birim hücre" denir. 

Doğada kendiliğinden 

oluşan ve belli bir geometrik 

şekli ile belli bir 

Birim hücre boyutları ve eksenleri arası açılar gözönüne alınırsa, kristaller yedi 

grupta toplanırlar. Bunlar Şekil 7.5 de gösterilmiştir. 

kimyasal formülü olan 

maddelere mineral adı 

● ● 

● ● 

verilir. Ekonomik değeri 

● 

● 

● 

● 

olan minerallere ise cevher 

veya filiz denir. a 

● b ● 

● 

● 

● 

β 

● 

α 

γ 

● ● 

ANADOLU ÜNİ VERSİ TESİ 

● 

● 

c 

● 

● ● 

● 

● 

● ● 

● 

● 

● ● 

Basit kübik Tetragonal Rombik Rombedrik 

a = b = c 

α = β = γ = 90˚ 

● ● 

● 

● ● 

● ● 

● 

a = b c 

α = β = γ = 90˚ 

● 

● 

a b c 

α = β = γ = 90˚ 

● 

● ● 

● 

● 

● 

● 

● 

● 

● 

a = b = c 

α = β = γ 90˚ 

● ● 

● 

● 

● ● 

● 

● 

● 

● ● 

Monoklinik Triklinik Hekzagonal 

a b c 

α = γ = 90˚ , β 90˚ 

a b c 

α β γ 90˚ 

● 

a = b c 

α = β = 90˚ , γ 120˚ 

Şekil 7.5: Yedi Birim Hücre Tipi α açısı, b ve c β açısı, a ve c γ açısı, a ve b kenarları ile tanımlanır. 

●


Bu kristal sistemlerde, kristali oluşturan taneciklerin dizilişine göre değişik kristal 

yapıları vardır. Örneğin; kübik sistem; Şekil 7.6'da görüldüğü gibi "basit", "iç 

merkezli" ve "yüzey merkezli" olarak üç şekilde tanımlanır. 

Şekil 7.6: Üç Tip Kübik Hücre. Atom, Molekül ve İyonları Gösteren Küreler, Kübik Hücrelerde 

Birbirleriyle Temas Halindedirler 

Kristal yapının belirlenmesinde, (yani kristaldeki atom, iyon ya da moleküllerin 

nasıl istiflendiğini görmek için), X- ışını kırınımı yönteminden yararlanılır. X- Işını 

kırınımı, X- ışınının kristal yapıdaki atomların elektronları ile etkileşmesi ve 

ışın demetinin yeniden yayılması veya saçılmasıdır. Şekil 7.7 X- ışınlarının bir 

kristal tarafından saçılmasını göstermektedir. 

Şekil 7.7: X- Işınlarının Kristal İçindeki Atomlardan veya İyonlardan Saçılması 

Burada tek dalga boylu X- ışını demeti 1 ve 2 olarak, kristalin birbirine paralel iki 

farklı düzleminde yansıtılmaktadır. İkinci dalga birinciden daha fazla yol almakta 

olup, bu fazla yol 2d sin θ' ya eşittir. Eğer dalgalar birbirlerini güçlendirirlerse, 


X- ışınları: yüksek enerjili 

katot ışınlarının bir anti 

katota çarpmasıyla oluşurlar.

124 

X- ışınları kırınımı yalnızca 

bir maddenin yapısının 

aydınlatılmasında 

değil, anorganik ve organik 

binlerce maddenin nitel 

ve nicel analizlerinin 

belirlenmesinde kullanıl 


yani aynı fazda olurlarsa, yansıma şiddeti büyük olur. Bunun içinde fazla yol, Xışını 

dalga boyunun tam katı olmalıdır. 

Bu eşitlik, "Bragg eşitliği" olarak bilinir. X- Işınlarının dalga boyu (λ), kristale gelme 

açısı (θ) ölçülürse, atom düzlemleri arasındaki uzaklık (d) hesaplanabilir. 

Çözümlü Soru 

Dalga boyu 0,154 nm olan X ışınları bir alüminyum kristaline çarpar ve 19,3° lik 

açı ile yansıtılır. n = 1 olduğunu varsayarsak, Al atomları arasındaki uzaklığı pm 

cinsinden hesaplayınız (1 nm = 1000 pm) 

Cevap 

Dalga boyu 0,154 nm olan X- ışınları 14,17° lik bir açı ile bir kristalden yansıtılır. 

n = 1 Olduğunu varsayarak, kristaldeki tabakalar arasındaki uzaklığı hesaplayınız. 

4. Kristal Türleri 

Kristallerin yapıları ve özellikleri (örneğin, erime noktası, yoğunluk ve sertlik) 

tanecikleri (atom, iyon ve molekülleri) birarada tutan kuvvetlerin çeşitlerine göre 

belirlenir. Kristalleri dört tür olarak sınıflandırabiliriz: İyonik, kovalent, moleküler 

ve metalik. Tablo 7.1 de kristal türleri ve genel özellikleri verilmiştir. 


BC + CD = 2d sin θ = nλ n = 1 , 2 , 3 , ... 

d = nλ 

2 sin θθ = 

= 

λ 

2 sin θ 

1000 pm 

0,154 . 

1 nm 

2 sin 19,3° 

= 233 pm


İyonik Kristaller 

İyonik kristallerin iki önemli özelliği vardır: (1) yüklü parçacıklardan oluşmuşlardır 

ve (2) anyon ve katyonların büyüklükleri genelde farklıdır. 

İyonları kristal içinde tutan elektrostatik çekme ve itme kuvvetleridir. Çoğu iyonik 

bileşikte anyonlar katyonlardan daha büyük olduğundan anyonların oluşturduğu 

bir örgüde, aralardaki boşluklara katyonlar girmiştir. NaCl, CsCl, ZnS, 

MgO, CaF2 , bileşikleri iyonik kristal katılara örnektir. 

İyonik katı bileşikleri parçalamak ve iyonlarına ayırmak kolay mıdır? 

Bu sorunun yanıtı kristalin örgü enerjisinde gizlidir. Örgü enerjisi bir ölçüde kristal 

yapısına bağlıdır. İyonik bileşiklerin pek çoğunda örgü enerjileri, iyonun kendiliğinden 

kristalden ayrılıp, gaz haline geçemeyeceği kadar büyüktür. İyonik 

katılar normal sıcaklıkta süblimleşmezler. Kristal örgüsü, parçalamaya yetecek 

kadar ısı enerjisi verilerek eritilebilir. Genel olarak, örgü enerjisi arttıkça erime 

noktası yükselir. Bu tür iyonik katılar elektriği ancak suda çözündüklerinde ve 

erimiş haldeyken iletirler. 

Kovalent Kristaller 

Örgü noktalarındaki atomlar, elektronların ortaklaşa kullanılması ile birarada 

tutuluyorsa, bu tür katılara "kovalent kristaller" denir. Kovalent bağlar kristal 

içinde üç boyutlu bir ağ yapısı oluştururlar ve çok kuvvetli olmaları bu tür kristallerin 

çok sert ve erime noktalarının yüksek olmasına neden olur. 


Tablo 7.1: Kristal Türleri ve Özellikleri 

Moleküllerarası 

Kristal Türü Kuvvetler Genel Özellikler Örnekler 

Kovalent Kovalent bağ Çok sert, yüksek erime noktası, SiO2 (kuartz) 

ısı ve elektrik yalıtkanlığı C (elmas) 

Moleküler Dipol-dipol Yumuşak, düşük erime noktası, Ar, CO2, I2, H2O, 

London, H-bağları ısı ve elektrik yalıtkanlığı C12 H22 O11 (Şeker) 

İyonik Elektrostatik çekim Sert, kırılgan, yüksek erime NaCl , LiF , MgO , 

noktası, ısı ve elektrik yalıtkanlığı CaCO3 

Metalik Metalik bağlar Sertlik çok değişken, erime Tüm metalik 

noktası çok değişken, ısı ve elementler. 

elektriği iyi iletirler Örn. Na, Mg, Fe, Cu 

? 

Zıt yüklü bir iyon çifti arasındaki 

çekim kuvveti, 

iyon yükü ile artar, iyon 

büyüklüğü ile azalır.

126 

Elmas 3500°C in üzerinde 

erir. 

Grafit, kurşun kalemin 

"kurşun"udur. 

SiC: Zımpara taşı yapımında 

kullanılır. 

! 

Karamel (moleküler kristalden 

sakkarozun, C12 

H22O11 , 184°C de kısmen 

parçalandıktan sonra 

oluşan ürünler karışımı), 

gıdalara renk ve tat 

vermekte kullanılır. 

! 


Kovalent kristallerin en önemli örneği karbonun iki allotropudur (elmas ve grafit). 

Elmastaki her C atomu, dört komşusuna sp 3 hibrit orbitali aracılığı ile bağlanmıştır 

(Şekil 7.8). Tetrahedral iskelet katı boyunca devam eder. Bu üç boyutlu 

sağlam kovalent bağlar, elmasın bilinen en sert ve erime noktası en yüksek katı 

olmasının nedenidir. Bilindiği üzere elmas aşındırma ve kesme aracı olarak kullanılır. 

Şekil 7.8: a) Elmasın Yapısı Her C Atomu Dörtyüzlü Olarak Diğer Dört C Atomuna Bağlanır. 

b) Grafitin Yapısı Tabakalar Arası 335 pm 'dir. 

Grafit ise, siyah, parlak, elektriği ileten kaygan bir katıdır. Grafitte sp 2 hibritleşmiş 

kovalent bağlı karbon atomları, hegzagonal düz tabakalar halindedir. Tabakalar 

arasında zayıf bağlar bulunur ve elmasın sertliğinin aksine grafit yumuşaktır. 

Diğer örnekler olarak silisyum karbür (SiC), silisyum nitrür (Si3N4) ve kuarz 

(SiO2) verilebilir. 

Elektronların kovalent bağlarda hareketsiz bir şekilde yoğunlaşmasından dolayı, kovalent 

kristaller genellikle elektriği çok az iletirler. 

Moleküler Kristaller 

Moleküler kristallerde örgü noktalarında moleküller bulunur ve bunlar arasındaki 

çekim kuvvetleri, dipol-dipol ve van der Waals (London) kuvvetleri ile hidrojen 

bağlarıdır. Kuru buz (katı CO2) , O2 ve C10 H8 (naftalin) gibi polar olmayan 

maddelerin kristallerinde, van der Waals kuvvetleri vardır. Katı SO2 

gibi polar molekül içeren kristallerde ise, etkin kuvvet dipol-dipol çekimleri olduğu 

halde, H2 O (buz), NH3 ve HF katılarında, hidrojen bağları etkindir. 

Bu kuvvetler kovalent bağ ve iyonik çekim kuvvetlerinden çok zayıf olduklarından, 

moleküler kristallerin kristal (örgü) enerjileri küçüktür ve kolay şekil değiştirecek kadar 

yumuşaklardır. Genellikle moleküler kristallerin erime noktaları düşüktür ve pek çoğu 

100°C ın altında erirler. 



Metalik Kristaller 

Metalik kristaller daha önce tartışılan üç tür kristalden daha farklı özellikler gösterirler 

ve bunların yapıları basittir. Çünkü bir kristaldeki her örgü noktasında, aynı 

metalin katyonları belirli bir düzene göre yerleşmişlerdir ve tüm katı boyunca, 

elektron bulutlarıyla çevrilmiş olarak bulunurlar (şekil 7.9). Metalik kristaller genelde 

kübik ve hegzagonal türde kristallere sahiptirler. 

Bilindiği gibi metaller aşağıda özetlenen temel özellikleri gösterirler. 

• Kendilerine özgü parlaklıkları vardır. 

• Kolay tel ve levha haline gelebilirler. 

• Isı ve elektriği iyi iletirler. 

Tüm bu önemli özellikler, metalik katılardaki elektron bulutlarının hareketliliğinden 

kaynaklanmaktadır. Örneğin; çekiç darbesiyle kurşun parçası levha haline 

getirilirken, kurşun (II) oksit iyonik bileşiği parçalanır. Çünkü çekiç darbesiyle 

çok sayıda elektron yer değiştirir; ancak elektron bulutu atomların dağılmayıp yeni 

yerlerinde kalmasını sağladığından Pb parçası levha haline gelir. 

5. Faz Değişimleri 

Faz değişimleri yani bir fazdan bir faza geçiş, genellikle ısı enerjisinin verilmesi veya 

alınması ile olur. Bunlar molekül düzenindeki değişmelerle karakterize edilen fiziksel 

değişimlerdir. Moleküller, en düzenli şekilde "katı fazda", en gelişi güzel şekilde "gaz 

fazda" bulunurlar. Örneğin; elmas ve grafit, karbonun iki katı fazıdır. Buz, sıvı su ve 

su buharı ise suyun üç halidir. Buzun erimesi, suyun buharlaşması, grafitin elmasa dönüşmesi 

gibi faz dönüşümlerine, "faz geçişleri" denir. 


Metalin artı yüklü iyonları 

Herhangi bir 

metal iyonuna 

ait olmayan 

elektron bulutu 

Şekil 7.9: Metalik Kristalin Elektron Denizi Modeli 

Alaşım: İki veya daha fazla 

metalin karıştırılması 

ile meydana gelir. 

Faz: Maddenin kendine 

özgü fiziksel hali. 

!

128 

! 

! 

Buhar, sıvı yüzeyinden 

moleküllerin ayrılması 

ile oluşur. 

! 

! 

Yoğunlaşma, buharlaşmanın 

tersidir. 

Dinamik: Sürekli hareket 

demektir. 


Buharlaşma 

Sıvıların ve katıların en önemli özelliklerinden biri de buharlaşma eğilimleridir. 

Belli bir sıcaklıkta bir sıvının moleküllerinin kinetik enerjileri, diğer moleküller 

ile çarpışmadan dolayı devamlı değişir. Verilen bir anda, bir sıvının moleküllerinin 

bazıları, ortalama kinetik enerjiden daha büyük bir kinetik enerjiye; bazıları 

ise, daha düşük kinetik enerjiye sahiptirler. 

Sıvı yüzeyine yakın moleküller arasında 

koşulunu yerine getiren moleküller, sıvı fazdan buhar fazına geçerler. Bu olaya "buharlaşma" 

denir. Bir sıvının buharlaşma eğilimi, sıcaklık arttıkça artar ve moleküller 

arası kuvvetler arttıkça azalır. 

Buharlaşma, açık bir kapta oluyorsa, yüksek enerjili moleküller sürekli uzaklaştığından, 

geriye kalan moleküllerin ortalama kinetik enerjileri azalır. Bu da buharlaşan 

sıvının sıcaklığında bir azalmaya neden olur. Yani, sıvı soğur. Bundan 

sonra ısı dengesinin kurulması için çevreden sıvıya ısı akışı olur. Isınan sıvı moleküllerinin 

bazıları tekrar moleküller arası çekim kuvvetlerini yenecek enerjiye sahip 

olurlar ve buhar fazına geçerler. Bu olay açık kapta bulunan tüm sıvı buharlaşıncaya 

kadar devam eder. Buharlaşan bir sıvının çevresinden ısı çekmesi; denizden 

çıkan bir kişinin üşümesi (ciltte kalan su, beden ısısını alarak buharlaştığından 

üşüme hissi algılanır), kolonya ile yıkanan ellerin soğuması (alkol, beden ısısını 

alır ve buharlaşır), testiden dışa sızan suyun buharlaşarak testideki suyu soğutması 

örnekleri ile açıklanabilir. 

Sabit sıcaklıkta 1 mol sıvıyı buharlaştırmak için verilen ısıya "molar buharlaşma ısısı" 

adı verilir ve ∆∆∆∆Hb ile gösterilir. Örneğin; su için, 

olarak ölçülmüştür. 

Kinetik enerjileri > Moleküller arası çekim kuvvetleri 

H2O (s) H2O (g) ∆Hb = + 9,7 Kcal mol -1 

Buharlaştırma kapalı bir kapta yapılırsa, buharlaşan moleküller sıvıdan fazla uzaklaşamazlar 

ve bazıları sıvı fazına geri dönerler. Bu geri dönme olayına "yoğunlaşma" denir. 

Sonunda, öyle bir an gelir ki sıvıya dönen moleküllerin sayısı, sıvıdan ayrılan 

moleküllerin sayısına eşit olur. Buhar, sıvının buharlaşma hızında yoğunlaşmaya 

başlar. Bu durumda sıvı ve buharın "dinamik denge" halinde olduğunu söyleyebiliriz. 


Buharlaşma hızı = Yoğunlaşma hızı 

= 44 kJ / mol


Sıvı su ve buharı arasındaki dinamik denge aşağıdaki gibi gösterilir: 

Bir sıvının (veya bir katının) buhar basıncı, "buhar ve sıvı (veya katı) dinamik bir denge 

halinde iken buhar tarafından uygulanan basınç" olarak tanımlanır. 

Buharlaşmanın çoğu, sıvı veya katı fazın yüzeyinden olur. Buhar basıncı, sıcaklıkla 

artar; çünkü ısıtılan sıvıdaki moleküller daha hareketlidir ve kolay ayrılırlar. 

Aynı zamanda buhar basıncı, sıvıyı bir arada tutan moleküller arası kuvvetlere 

de bağlıdır. Buhar basıncı yüksek sıvılara "uçucu", buhar basıncı düşük sıvılara 

"uçucu olmayan" sıvılar denir. Moleküller arası kuvvetli çekim gücüne sahip sıvılar 

zor buharlaşır ve uçucu olmayan sıvıları meydana getirirler. 

25°C de Dietil eter ve aseton gibi uçucu sıvıların buhar basınçları sırasıyla 534 

ve 231 mm Hg 'dır. Su orta uçuculukta bir sıvıdır ve 25°C deki buhar basıncı 23,8 

mm Hg 'dır. Cıva ise uçucu olmayan bir sıvıdır ve 25°C 'deki buhar basıncı 0,0018 

mm Hg 'dır. 

Kaynama 

Bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına (dış basınca) eşit olduğu sıcaklığa, o sıvının 

"kaynama noktası" denir. 

Bu sıcaklıkta, sıvı içinde buhar kabarcıkları oluşur ve sıvı kargaşalı biçimde karışarak 

kaynar. Kaynama noktasının altındaki sıcaklıklarda kabarcık oluşumu olanaksızdır. 

Sıvı içindeki buhar kabarcıklarının basınç, atmosfer basıncı ve üstündeki sıvının 

hidrostatik basıncı toplamından büyük olmadıkça kaynama tümüyle başlamaz. 

Kaynayan bir sıvının sıcaklığı tüm sıvı buharlaşıncaya dek sabit kalır. 

Açık bir kapta, bir sıvının ulaşabileceği maksimum (en fazla) buhar basıncı, atmosfer 

basıncıdır. Bu buhar basıncı da kaynama noktasındaki basıncıdır. Kaynayan 

bir sıvıya ısı verilme hızı ne kadar büyükse sıvının kaynama hızı da o kadar 

büyük olur. Fakat bu sırada sıvının sıcaklığı yükselmez. 

Bir sıvının kaynama noktası dış basıncın değişmesi ile değişir. 

Örneğin; su sadece 1 atm. basınçta 100°C de kaynar. Denizden 3048 m yükseklikte 

ortalama hava basıncı 0,695 atm. olup, bu basınçta su 90,1°C de kaynar. Bir 

sıvının normal kaynama noktası, sıvının buhar basıncının 1 atm. e eşit olduğu sıcaklık 

olarak tanımlanır. 

Normal kaynama noktası yüksek olan ve ısıtılınca bozunan sıvılar, basınç düşürülerek daha 

düşük sıcaklıklarda kaynatılabilirler. 


H2O (s) H2O (g) 

! 

( ) , her iki tarafın 

dinamik bir denge 

içinde olduğunu gösterir. 

Ürünler reaktiften oluşurken, 

aynı hızda, geriye dönerek 

reaktifleri oluştururlar. 

Dinamik Denge: İki zıt 

yönlü olayın eş zamanlı ve 

eşit hızda olduğunu belirtir. 

Moleküler H- bağı oluşturan 

sıvılar diğerlerinden 

daha uçucudur. 

! 

Dayanabileceğimiz en 

yüksek sıcaklık yaklaşık 

60°C 'dir. 

! 

Yüksek kaynama noktası, 

moleküller arası kuvvetlerin 

büyük olduğunu 

gösterir. 

! 

Deniz seviyesinde ortalama 

kara basıncı 1 Atm 

'dir. 

!

130 

Yüksek sıcaklıkta kaynayan 

ve normal kaynama 

noktasına gelmeden bozunan 

sıvılar vakum damıtılması 

ile saflaştırılır. 

! 

! 

! 

! 

! 


Örneğin; basıncın 0,0121 atm.'e düşürülmesiyle, su oda sıcaklığının çok altında 

bir sıcaklıkta 10°C 'de bile kaynatılabilir. 

Donma ve Erime 

Bir sıvı soğutulduğunda moleküllerin kinetik enerjileri azalacağından hareketleri gittikçe 

yavaşlar. Sonunda öyle bir sıcaklığa gelinir ki, moleküller arası çekim kuvvetleri, 

molekülleri kristal içinde istiflenmeye zorlar. Bu sıcaklık sıvının kristallenmeye başladığı 

sıcaklıktır ve "donma noktası" olarak bilinir. 

Katı ve sıvının 1 atmosfer basınç altında dengede bulunduğu sıcaklığa "normal donma 

noktası" adı verilir. Donma sıcaklığı tüm sıvı donana dek sabit kalır. Bir mol sıvının 

donması süresince açığa çıkan ısı, "molar kristallendirme (donma) ısısı" olarak tanımlanır. 

Bazı hallerde sıvılar donma noktası altına kadar soğutuldukları halde, sıvı molekülleri 

düzensiz hallerine devam ederler. Bu tür sıvılara "aşırı soğumuş sıvılar" 

denir. Aşırı soğumuş sıvı, karıştırma ve aşı kristalleri atılması gibi dış etkilerle hemen 

kristallenmeye başlar. Bu anda açığa çıkan bir miktar ısı ile sıvı normal sıcaklığına 

döner. Bazı aşırı soğumuş sıvılar uzun süre, hatta devamlı olarak kristallenmeden 

kalabilirler. Bu sıvılar soğutulduğunda moleküller düzensiz bir şekilde 

katılaşırlar. Bu tür maddeler, genellikle amorf katılar ve camsı maddeler olarak 

isimlendirilirler. Örneğin; cam, bazı plâstikler bu tür maddelere ilişkin tipik örneklerdir. 

Amorf katıların belirli bir donma ya da erime noktaları yoktur. 

Donmanın tersine, bir katının sıvıya dönüşmesine "erime", erimenin olduğu sıcaklığa da 

"erime noktası" denir. Bir katının erime noktası ile sıvının donma noktası aynıdır. Bu sıcaklıkta 

katı ve sıvı bir arada dengededir. 

Bir mol katıyı erime sıcaklığında sıvı hale getirmek için sisteme verilmesi gereken ısıya 

"molar erime ısısı"denir. Molar erime ısısı, molar kristallenme ısısı ile sayısal olarak 

aynı olup, birbirleri ile zıt işaretlidir. 

Özet 

• Sıvıların viskozitesi ve yüzey gerilimi moleküller arası kuvvetlerden kaynaklanır. 

• Viskozite, bir sıvının akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Genellikle sıcaklık yükseldikçe 

düşer. 

• Yüzey gerilimi, sıvı yüzeyindeki molekülleri içeriye doğru çeken kuvvetin bir ölçüsüdür. 

Sıcaklığın artması ile azalır. Damla biçimi, yüzey sınırı ve kılcallık etkisi 

gibi olaylar yüzey geriliminden ileri gelir. 

• Katılar, kristal ve amorf olmak üzere iki gruba ayrılır. 



• Kristal katılarda; atom, iyon veya moleküller düzenli sıralanmışlardır. Tüm 

kristal türlerinde birim hücreler bulunduğu kabul edilir. 

• Kristal yapının belirlenmesinde, X- ışını kırınımı kullanılır. 

• Kristaller, iyonik, kovalent, moleküler ve metalik olmak üzere dört tür olarak 

sınıflandırılırlar. 

• Sıvısı ile dengede olan buharın basıncına sıvının "buhar basıncı" denir ve sıvının 

uçuculuğunun bir ölçüsüdür. 

• Bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklığa, o sıvının 

"kaynama noktası" denir. 

• Katı ve sıvının 1 Atmosfer basınç altında dengede bulunduğu sıcaklığa "normal 

donma noktası" denir. 

• Erime noktası sıcaklığı, normal donma noktası sıcaklığı ile aynıdır. 

Değerlendirme Soruları 

Aşağıdaki soruların yanıtlarını seçenekler arasından bulunuz. 

1. Bir sıvının yüzey gerilimini aşağıdaki faktörlerden hangisi etkiler? 

A. Basınç 

B. Sıcaklık 

C. Hacim 

D. Viskozite 

E. Difüzyon 

2. Viskozite aşağıdakilerden hangisine bağlı değildir? 

A. Sıcaklığa 

B. Moleküllerin şekline 

C. Moleküllerin boyutuna 

D. Yüzey gerilimine 

E. Mol kütlesine 

3. Aşağıdaki bileşiklerden hangisi iyonik kristaldir? 

A. NaF 

B. CH4 

C. SO2 

D. NH3 

E. H2O 

4. 1,13 A° dalga boyundaki X ışınları NaCl kristalinde yansıtılıyor. Birinci 

dereceden yansıma (n = 1) ve yansıma açısı 11,6 derece olarak ölçülüyor. 

Buna göre parıldama düzlemleri arasındaki uzaklığı hesaplayınız? 

[ (sin (11,6) = 0,20] 

A. 2,82 A° 

B. 28,2 A° 

C. 0,282 A° 

D. 1,41 A° 

E. 1,141 A° 

AÇIKÖĞ RETİ M FAKÜLTESİ

132 


5. Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? 

A. Bir sıvının donma noktası, katının erime noktası ile aynı değildir. 

B. Kaynama, sıvının buhar basıncı atmosferik basınca eşit olduğu zaman 

olur. 

C. Donma noktasının altındaki bir sıvıya "süper soğutulmuş sıvı" denir. 

D. Suyun yoğunluğu buzdan daha büyük olduğundan basınç altında buz 

erir. 

E. Yüksek kaynama noktası, moleküller arası kuvvetlerin büyük olduğunu 

gösterir. 

6. Bir sıvının normal kaynama noktasına aşağıdaki faktörlerden hangisi etki 

eder? 

A. Atmosfer basıncı 

B. Yoğunlaşma hızı 

C. Buharlaşma hızı 

D. Moleküller arası çekim kuvvetleri 

E. Dış sıcaklık 

7. Aşağıdakilerden hangisi HCl molekülündeki en güçlü moleküller arası çekim 

kuvvetidir? 

A. Kovalent bağlar 

B. Dipol-dipol etkileşimi 

C. İyonik bağlar 

D. H- bağları 

E. London kuvvetleri 

Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar 

Brady, J.E. and Holum, J.R., 1996, Chemistry, John Wiley and Sons, Inc. New York. 

Atkins, P. and Jones, L., 1998, Temel Kimya, Bilim Yayıncılık, Ankara. 

Petrucci, R.H. and Harwood, W.S., 1994, Genel Kimya, Palme Yayıncılık, Ankara. 

Erdik, E. ve Sarıkaya, Y., 1984, Temel Üniversite Kimyası, Hacettepe, Taş Kitapçılık 

LTD. ŞTİ., Ankara. 

Sarıkahya, Y.; Güler, Ç.; Sarıkahya, F., 1985, Genel Kimya, Uğur Ofset Matbaası, 

İzmir. 

Değerlendirme Sorularının Yanıtları 

1. A 2. D 3. A 4. A 5. A 6. D 7. B

Maddenin Yoğun Hali (Sıvılar ve Katılar)

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?