Genel kimya

1192 Pages·2014·75.479 MB·Turkish

by  Aksoy, Serpil, Chang, Raymond, İnam, Recai

On Birinci Baskıdan Çeviri
Genel Kimya
Raymond Chang
Williams Koleji
Kenneth A. Goldsby
Florida State Üniversitesi
Çeviri Editörleri
Prof. Dr. Recai İNAM • Prof. Dr. Serpil AKSOY
Gazi Üniversitesi Gazi Üniversitesi
Palme Yayincilik
ANKARA, 2014
PALME YAYINLARI: 897
GENEL KİMYA, 11. Baskıdan Çeviri
Yazarları : Raymond Chang • Kenneth A. Goldsby
Çeviri Editörleri : Prof. Dr. Recai ÎNAM • Prof. Dr. Serpil AKSOY
Yayın Koordinatörü : I I. İbrahim Somyürek
Yayına Hazırlama : PALME Dizgi-Grafık Tasarım: Volkan Öztürk
ISBN : 978-605-355-281-9
Yayıncı Sertifika No : 14142
Palme Yayıncılık © 2014
Baskı : Ayrıntı Basım Yayım (0312 394 55 90)
Basımevi Sertifika No : 13987
Orijinal Baskısına Katkıda Bulunanlar
Vice President, Editor-in-Cliicf: Marty lunge Lead Media Project Manager: Judi David
Vice President, EDP: Kimberly Meriwether David Senior Designer: David W. Hash
Senior Director of Development: Kristine Tibbetts Cover/I uteri or Designer: Jamie E. O'Neal
Publisher: Kyan Blankenship Cover Image: 'The Structure of the Hirst. Coordination Shell in Liquid
IZxecii 11 ve Isdi I or: Jeff 11 uettman Water, Hirohito Ogasawara, Ph.D.
Senior Dev el opmen I al Editor: Shirley R. Oberbroeckling Senior Photo Research Coordinator: Jb/w C. Leland
Executive Marketing Manager: Tamara L. 1 lodge Photo Research: Toni Miehaels/I'hotoHind, LLC
Senior Project Manager: Sandy Wille Compositor: Aptara®, Inc.
Senior Buyer: Kara Kudronowicz
Kitabın Özgün Adı Chemistry, Eleventh Edition
Yazarlar Raymond Chang • Kenneth A. Goldsby
Yayıncı Firma Published by McGraw-Hill, a business unit of The McGraw-Hill Companies, Inc., 1221
Avenue of the Americas, New York, NY 10020
Telifi Copyright © 2013, by McGraw-Hill Companies. All rights reserved.
Orijinal ISBN 978-0-07-340268-0
Türkçe Basım This translation published under license by PALME YAYINCILIK, Copyright © 2014. All rights reserved.
Türkçe baskısı, PALME YAYINCILIK tarafından yayımlanmıştır. Tüm telif hakları saklıdır, © 2014
Published by McGraw-Hill, a business unit of The McGraw-Hill Companies, Inc., 1221 Avenue of the Americas, New York, NY 10020. All
rights reserved. No part of this publication may be reproduced or distributed in any form or by any means, or stored in a database or
retrieval system, without the prior written consent of The McGraw-Hill Companies, Inc., including, but not limited to, in any network or
other electronic storage or transmission, or broadcast for distance learning.
Bu kitabın Türkiye'deki her turlu yayın hakkı Palme Yayıncılık Ltd. Şti.'ne aittir, tüm hakları saklıdır. Kitabın tamamı ya da bir kısmı 5846
sayılı yasanın hükümlerine göre, kitabı yayınlayan firmanın önceden izni olmadan elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt
sistemiyle çoğaltılamaz, yayınlanamaz, depolanamaz.
PALME
YAYIN, DAĞITIM, PAZARLAMA, İÇ VE DIŞ TİCARET LTD. ŞTİ.
Merkez: A. Adnaıı Saygun Cad. No: 10/A Sıhhiye-ANKARA
Tel: [phone] • Fax:[phone]
www.palmeyayinevi.com e-mail: [email protected]
Ankara Şubesi : Olgunlar Sok. No: 4/5 Bakanlıklar/ANKARA Tel: [phone] Faks: 0.312 419 69 64
İzmir Şubesi : Kazım Dirik Mah. Ankara Cad. No: 259/C Bornova/İZMIR Tel: [phone] Faks: 0.232 343 10 78
Yazarlar Hakkında
Raymond Chang
Hong Kong’da doğmuş, Şaııgay (Çın) ve Hong
Kong’da büyümüştür. Kimya dalındaki lisans derecesini (B.Sc.) Londra
Üniversitesi’ııdeıı (İngiltere), doktora derecesini (Plı.D.) ise Yale
Üniversitesi’nden alınışta. City' University of New York’da doktora soması
araştırmalarını yaptıktan soma Williams Kolej’de Kimya bölümü öğretim
üyesi olarak 1968’den beri çalışmaktadır.
Profesör Chang, Amerikan Kimya Topluluğu Smav Komitesi, Ulusal
Kuııya Olimpiyatları Smav Komitesi ve diploma tescil denetleme komite­
lerinde lıızmet vermiştir. R. Chang “The Chemical Educator” dergisinin
editörüdür. Fizikokimya, endüstriyel kimya ve doğal bilimler alanlarında
kitapları varda. Aynı zamanda Çm dili, resimli çocuk kitapları ve gençler
için yazılan bu romaımı yazarlarındandır.
Profesör Chang’ııı hobileri arasında bahçe bakımı, tenis ve masa tenisi
oynama, mızıka ve keman çalma yer ahııaktadu.
Ken Goldsby
Floıida’da, Peıısacola’da doğmuş ve büyümüştür.
Kuııya ve matematik dalındaki lisans derecesini (B.Sc.) Rice
Üniversitesi’nden almıştır. Chapel Hill’deki North Carolina
Üniversitesi’nden doktora derecesini (Plı.D.) aldıktan soıaa. Ken
Goldsby, Ohio State Üniversitesi’ııde doktora soması araştırmalarını ger­
çekleşmiştir.
1986 yılında Florida State Üniversitesi, Kuııya ve Biyokimya
Bölümü’ııe katıldıktan soma Kimya Öğretimine Yönelik “Cottrell Family
Professorship” dahil olmak üzere öğretim ve danışmanlık ödtilleıi alınış­
tır. 1998 yılında Florida State Üniversitesi’ııde Seçkm Öğretim Üyesi
seçilmiştir.
Ken Goldsby boş zamanlarında ailesi ile birlikte dışarıda olmaktan,
özellikle sahilde birlikte vakit geçirmekten hoşlanır.
iii
ÇEVİRİ EE)İTÖRLERİ
Prof. Dr. Recai İNAM • Prof. Dr. Serpil AKSOY
Gazi Ürı\iversitesi
ÇEVİRİ 1CURULU
Prof. Dr. Abdullah MENZEK Prof. Dr. Nermin ERTAN
Atatürk Ünv. Fen-Ed. Fak Gazi Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. Adalet TUNÇELİ Prof. Dr. Orhan ACAR
Gazi Üniversitesi, Fen Fak. Gazi Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. Ali DİŞLİ Prof. Dr. Oya ŞANLI
Gazi Üniversitesi, Fen Fak. Gazi Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. Fatma SEVİN DÜZ Prof. Dr. Perihan GÜRKAN
Hacettepe Üniversitesi, Fen Fak. Gazi Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. H. İbrahim ÜNAL Prof. Dr. Pervin CİVCİR
Gazi Üniversitesi, Fen Fak. Ankara Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. Hülya YEKELER Prof. Dr. Semra BİLGİÇ
Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Fak. Ankara Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. İsmail KIRAN Prof. Dr. Sol ÇELEBİ
Eskişehir Osmaııgazi Üniv. Fen ve Edebiyat Fak. Dokuz Eylül Ünv. Emekli Öğr. Üyesi
Prof. Dr. M. Levent AKSU Prof. Dr. Ülker BAKIR ÖĞÜTVEREN
Gazi Üniversitesi, Eğitim Fak. Anadolu Üniv. Müh. Mim. Fak.
Prof. Dr. Mehlika PULAT Doç. Dr. Eda Ayşe AKSOY
Gazi Üniversitesi, Fen Fak. Hacettepe Üniv. Eczacılık. Fak.
Prof. Dr. Mehmet AKÇAY Doç. Dr. Hayrettin TÜMTÜRK
Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Fak. Gazi Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. Mehmet ÇOŞKUN Doç. Dr. Pınar ÇAMURLU
Fırat Üniversitesi, Fen Fak. Akdeniz Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. Mehmet ERBİL Yard. Doç. Dr. Hülya SİLAH
Çukurova Üniv. Fen ve Edebiyat Fak. Bilecik Şeyh Edebali Ünv, Fen-Ed. Fak.
Prof. Dr. Mustafa ERSÖZ Dr. Ebru Aktan
Selçuk Üniversitesi, Fen Fak. Gazi Üniversitesi, Fen Fak.
Prof. Dr. Nazan DEMİR
Muğla Sıtkı Koçmaıı Üniversitesi, Fen Fak.
İV
Çeviri Editörleri Hakkında
Prof. Dr. R.CCCIİ İNAM
1963 Zonguldak doğumludur. Lisans
öğrenimini 1987’de Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen-Edebıyat Fakültesi
Kunya Bölümünde, Yüksek Lisansan 1993’de, Doktoıasnıı 1997’de Gazi
Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümünde tamamlamıştn. 1987-1994
yıllarında oıta öğretim kurumlannda kimya öğretmenliği yaptıktan soma
1994-2000 yılları arasında Gazi Üniversitesi Fen- Edebiyat Fakültesi Kimya
Bölümünde Araştırına Görevlisi olarak görev yapmıştır. Aynı bölümde
2000 - 2001 yıllarında Yard. Doç. Dr., 2001-2008 yıllarında Doç. Dr., 2008
yılından beri Profesör olarak görev yapmaktadır. 2004 yılında Mıclıigan
State Üniversitesinde aıaştama ve niceleme yapmak üzere görevlendiril­
miştir. 2010-2013 yılları aıasuıda “Gazi Unıversity Joıııııal of Science” deı-
gisiııin editörlüğünü yapmışta. Prof. Dr. Recaı ÎNAM’m uluslararası indeks­
lerde taranan dergilerde çok sayıda makalesi ve yurt içi-yurt dışı kongre­
lerde sunulan bildirisi buhınıııaktadn. Çalışmaları genel olarak elektrokiııı-
yasal tekniklerle eser elementlerin ve pestisitleriıı tayinlerine yönelik yön­
tem geliştirme üzerinedir. Chang-Genel Kimya, Petnıccı-Geııel Kimya ve
Craıııe & Haıd-Oıganik Kimya ders kitaplarmın çeviri editörlerindendir.
Ayrıca bazı ders kitaplarmın da çevınneıılerindendıı. Boş zamanlarında halk
müziği dinlemeyi ve söylemeyi, doğa gezisini ve arkadaşları ile imlikte
vakit geçilmeyi sevmektedir.
Prof. Dr. Serpil AKS OY
1947 Diyarbakır doğumludur.
Lisansını 1971’de, Yüksek Lisansını 1973’de Orta Doğu Teknik
Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümünde, Doktorasını
Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümünde tamamlamıştır.
1971-1981 yıllarında Yükseliş Müh. Mim. Yük. Okulunda ve Ankara
Devlet Müh. ve Mim. Akademisinde Asistan, 1981-1982 yıllarında
Öğretim Görevlisi, 1982-1990 yıllarında Gazi Üniversitesi Fen- Edebiyat
Fakültesi Kimya Bölümünde Yard. Doç. Dr., 1983-1990 yıllarında Doç.
Dr. ve 1990-2014 yıllarında Profesör olarak görev yapmıştır. Çalışmaları
genel olarak polimer sentezleri ve uygulamaları üzerinedir. Chang-Genel
Kimya ve Petrucci-Geııel Kimya ders kitaplarının çeviri editörlerinden­
dir. Boş zamanlarında çiçekler ve bahçe ile ilgilenmeyi, seyahat etmeyi
sevmektedir.
v

Çeviri
Editörlerinin ‘
ürkçe ders kitabı eksikliği öğrencilerimizin Genel Kimya dersleri kimya bölümleri dışında Fizik,
T
Üniversitelerde karşılaştığı en önemli problemler­ Biyoloji, Sağlık Bilimleri, Mühendislik. Çevre ve Ziraat
den bııi olmuştur. Son yıllarda birçok alanda yeni alanlarında öğrenim gören öğrencilerin de temel deısle-
ders kitabı çevirileri yapılmakla birlikte, bunun yinedeıı ndendır. Bu alanların çoğunda öğrencilerin üst sınıf­
yeterli olduğunu söylemek zordur. Bilim ve teknolojideki larda daha ileri bıı kimya dersi görme olanakları yoktur
gelişmeler baş döndürücü bıı hızla devam etmekte ve ve kimya bilgileri bu düzeyde kalmak durumundadır. Bu
buna bağlı olarak ders kitapları da sürekli olarak gtincel- nedenle, elinizdeki bu kitap, kimyanın temel ilkeleri hak­
leımıektedır. Diğer yandan, eğitim bilimciler sürekli yem kında tüm alt anabilim dallarını da kapsayacak şekilde,
öğretim yöntem ve teknikleri geliştirmektedirler. Üniver­ asıl alanı kimyanın dışında olan öğrencilerin bile kolayca
sitelerimizde öğrencilerimize çok sayıda güncel ders ki­ anlayabileceği basit ve anlaşılır bıı Türkçe ile yazılmıştır.
taplarının sunulması ve yeterli bilgi kaynağının sağlan­ Kitabın tamamı 25 bölümden oluşmaktadır. Türkçe’ye
ması, onlara bilimdeki son gelişmeleri yakından izleme çevirisinde değişik üniversitelerden çok sayıda öğretim
olanağı verecektir. üyesi özverili çalışmalarıyla, geleceğimizin güvencesi
Orijinal adı “Chemistry” olan ve Prof. Raymoııd olan üniversite gençliğimize ve dolayısıyla ülkemize hiz­
CHANG ile Ken GOLDSBY tarafından yazılan bu ki­ met etme yolunda hiçbir fedakarlıktan kaçınmamışlardır.
tapta kavram ve ilkelerle sağlam bıı temel oluşturularak, Sabır ve fedakarlık gerektiren kitap yazımı ve çevirileri­
günlük hayatımızda kimyanın önemli üzerinde dunılmuş- nin yaygınlaşması, üniversitelerimizdeki öğretimin daha
tuı.Bu yeni baskıda, en son buluş ve kavramlar yer al­ üst düzeye çıkarılmasına önemli bir katkı sağlamış ola­
makta, konular görsel ve güncel örneklerle pekiştnıhııek- caktır.
tedir. Öğrencilerimizin genel kimyayı en iyi şekilde kav- Son olarak, bu kitabın yaymlaımıasmda hiçbir özve­
rayabılmeleri için konular çok sayıda güncel örnek ve riden kaçınmayan çeviri kııııılu üyelerimize, Palıııe
problemlerle desteklenmiştir. Yorumlama, modelleme ve Yayınevine, kitabın dizgi ve düzlenmesiııdekı titiz çalış­
tahmin adı verilen yeııı problem türleri, dünyadaki gerçek malarından dolayı Volkan Öztüık’e takdir ve teşekkülle­
problemlerinin çözümünü öğrencilere öğretmek için ta- rimizi sunarız. Bu çalışmamızda eksiklerimizin olabile­
sarlaıımış, uygun varsayımlara dayalı tahminleri içer­ ceği düşüncesiyle eleştirilerim bizden esirgemeyecek
mektedir. “Kimya İş Başında” adlı okuma parçaları, kim­ olan öğretim üyelerimize ve öğrencilerimize, kitabın son­
yanın çözüm getirdiği birçok ilginç olaylara yer vermek­ raki baskılarında bu eksiklerimizi gidermek ıçııı yapacak­
tedir. Bu kitaptaki hedef, gereksiz fazla bilgiler ile öğren­ ları katkılardan dolayı şimdiden teşekkül’ ederiz.
cilerin aşırı yüklenmesini önlemek, soyut kavramları so­
mut hale getirerek zor görünen kavramları kolaylaştır­ Prof Dr Recai İNAM • Prof Dr Serpil AKSOY
mak ve öğrencileri bir somaki öğrenme seviyesine hazır­
lamaktır.
vii
1 Kimya: Değişimin İncelenmesi 1
2 Atomlar, Moleküller ve İyonlar 38
3 Kimyasal Tepkimelerde Kütle İlişkileri 75
4 Snlıı Çözelti Tepkimeleri 118
5 Gazlar 172
6 Termokimya 230
7 Knantıun Kınamı ve Atomların Elektron Yapısı 276
8 Elementlerin Periyodik İlişkileri 328
9 Kimyasal Bağlanma I: Temel Kavramlar 370
10 Kimyasal Bağlanma II: Molekül Geometrisi ve Atom
Oıbıtalleı iııiıı Melezleşmesi 414
11 Molekiillerarası Kuvvetler, Sıvılar ve Katilar 467
12 Çözeltilerin Fiziksel Özellikleri 520
13 Kimyasal Kinetik 564
14 Kimyasal Denge 623
15 Asitler ve Bazlar 668
16 Asit-Baz ve Çözünürlük Dengeleri 722
17 Entıopi, Serbest Enerji ve Denge 778
18 Elektrokimya 814
19 Çekirdek Kimyası 864
20 Atmosfer Kimyası 902
21 Metalürji ve Metal Kimyası 932
22 Ametaller ve Bileşikleri 958
23 Geçiş Metalleri Kimyası ve Koordinasyon Bileşikleri 996
24 Organik Kimya 1027
25 Sentetik ve Doğal Organik Polımerler 1060
Ek 1
Element İsimlerinin Türeyişi E-l
Ek 2
Gaz Sabiti Birimleri E-7
Ek
3 1 atın ve 25°C’de Seçilmiş Termodinamik Veriler E-8
Ek
4 Matematiksel İşlemler E-13
viiı
İçindekiler
Uygulamaların Listesi xix
Animasyonların Listesi xx
Önsöz xxi
Öğrenme Basamaklarının Kurulması xxviii
Öğrenciye Notlar xxxiii
Kimya: Değişimin incelenmesi 1
1.1
Kimya: Yirmi Birinci Yüzyılın Bilimi 2
1.2
Kimyanın Çalışına Alanı 2
1.3
Bilimsel Yöntem 4
KİMYA İş Başında
İlk Helyum ve Büyük Patlama Kuramı 6
1.4
Maddenin Sınıflandırılması 6
1.5
Maddenin Üç Hali 9
1.6
Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri 10
1.7
Ölçme 12
KİMYA İş Başında
Birimlerin önemi 17
1.8
Sayıların Kullanımı 18
1.9
Problem Çözümünde Boyut Analizi 23
1.10
Dünyadaki Gerçek Problemlerin Çözümü:
Bilgi. Varsayımlar ve Basitleştirmeler 27
Anahtar Eşitlikler 28
Olguların ve Kavramların Özeti 29
Anahtar Kelimeler 29
Sıralar ve Problemler 29
KİMYANIN Gizemi
Dinozorların Yok Oluşu 36
IX
İçindekiler
X
Atomlar, Moleküller ve İyonlar 38
2.1
Atom Kuramı 39
2.2
Atomun Yapısı 40
2.3
Atom Numarası, Kütle Numarası ve İzotoplar 46
2.4
Periyodik Çizelge 48
KİMYA İş Başında
Elementlerin Dünyada ve Canlı Sistemlerde Dağılımı 49
2.5
Moleküller ve İyonlar 50
2.6
Kimyasal Formüller 52
2.7
Bileşiklerin Adlandırılması 56
2.8
Organik Bileşiklere Giriş 65
Anahtar Eşitlikler 67
Olguların ve Kavramların Özeti 67
Anahtar Kelimeler 67
Sorular ve Problemler 68
Kimyasal Tepkimelerde Kütle
İlişkileri 75
3.1
Atom Kütlesi 76
3.2
Avogadro Sayısı ve Elementlerin Mol Kütleleri 77
3.3
Molekül Kütlesi 81
3.4
Kütle Spektroıııetresi 84
3.5
Bileşiklerin Yüzde Bileşimi 85
3.6
Kaba Formüllerin Deneysel Belirlenmesi 88
3.7
Kimyasal Tepkimeler ve Kimyasal Denklemler 90
3.8
Tepkeııler ve Ürünlerin Miktarları 95
3.9
Sınırlayıcı Tepkeııler 99
3.10
Tepkime Verimi 103
KİMYA İş Başında
Kimyasal Gübreler 105
Anahtar Eşitlikler 106
Olguların ve Kavramların Özeti 106
Anahtar Kelimeler 107
Sorular ve Problemler 107