+ Yorum Gönder
Her Telden Eğitim Konuları ve Soru Cevap Arşiv Forumunda Çevremizdeki Madde çeşitliliğinin Nedeni Nedir Konusunu Okuyorsunuz..
  1. Ziyaretçi

    Çevremizdeki Madde çeşitliliğinin Nedeni Nedir








    Çevremizdeki Madde çeşitliliğinin Nedeni Nedir







  2. Gülden
    Devamlı Üye





    Çevremizdeki Madde çeşitliliğinin Nedeni Nedir
    Sizce çevrenizde gördüğünüz cisimleri birbirinden farklı kılan şey nedir? Renklerini, biçimlerini, kokularını, tatlarını birbirinden farklılaştıran nedir? Neden bir madde yumuşakken diğeri sert, bir diğeri akışkandır? Buraya kadar okuduklarınızdan hareket ederek bu sorulara "atomların farklılığıdır" diye cevap verebilirsiniz. Ancak bu cevap yeterli değildir. Çünkü eğer bu farklılıkların sebebi atomlar olsaydı, o zaman birbirinden farklı özellikler taşıyan milyarlarca atom olması gerekirdi. Ama gerçekte bu böyle değildir. Birçok madde aynı atomları içermesine rağmen farklı görünür ve farklı özellikler taşır. Bunun da nedeni atomların molekülleri oluşturmak için aralarında kurdukları farklı kimyasal bağlardır.
    Maddeye giden ilk basamak olan atomlardan sonra ikinci basamak moleküllerdir. Moleküller, maddenin kimyasal özelliklerini belirten en küçük birimlerdir. Bu küçük yapılar iki veya daha çok atomdan, bazıları da binlerce atom grubundan oluşur. Atomları, molekül içinde elektromanyetik çekim kuvvetine dayalı kimyasal bağlar bir arada tutarlar. Yani bu bağlar atomların sahip oldukları elektrik yüklerini esas alarak kurulurlar. Atomların elektrik yükleri de daha önce belirttiğimiz gibi son yörüngelerinde taşıdıkları elektronlar tarafından belirlenir. Moleküllerin çeşitli biçimlerde bir araya gelmeleriyle de çevremizde gördüğümüz madde çeşitliliği ortaya çıkar. Bu noktada da maddenin çeşitliliğinin ana merkezinde yer alan kimyasal bağların önemi anlaşılır.
    Kimyasal Bağlar Yukarıda da belirtildiği gibi kimyasal bağlar, atomların dış yörüngelerindeki elektronların hareketleriyle oluşur. Her atom en dışta yer alan yörüngesini, alabileceği en fazla elektron sayısına tamamlama gayreti içindedir. Atomların son yörüngelerinde bulundurabilecekleri maksimum elektron sayısı 8’dir. Bunu sağlarken atomlar ya en dış yörüngelerindeki elektronları 8’e tamamlamak için başka atomlardan elektron alırlar, ya da eğer en dış yörüngelerinde az sayıda elektron varsa, bunları bir başka atoma vererek önceden tamamlanmış olan bir alt yörüngeyi en dış yörüngeleri haline getirirler. Atomların kendi aralarında yaptıkları bu elektron alıp verme eğilimi, birbirleri arasında yaptıkları kimyasal bağların temel itici gücünü oluşturur.
    Bu itici güç, yani atomların son yörüngelerindeki elektron sayılarını maksimuma tamamlama amaçları, bir atomun diğer atomlarla 3 çeşit bağ kurabilmesini sağlar. Bunlar iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik bağdır.
    Moleküller arasında ise genel olarak "zayıf bağlar" başlığı altında toplanan özel bağlar görev yapar. Bu bağlar atomların molekülleri oluşturmak üzere kurdukları bağlardan daha zayıftır. Çünkü moleküllerin maddeyi meydana getirmek için daha esnek yapılara ihtiyaçları vardır.
    Bu bağların özellikleri nedir ve nasıl kurulurlar, kısaca ele alalım.
    İyonik Bağlar Bu bağ ile birleşen atomlar son yörüngelerindeki elektron sayısını 8’e tamamlamak için birbirleriyle elektron alışverişinde bulunurlar. Son yörüngelerinde 4’e kadar elektronu bulunan atomlar bu elektronları birleşecekleri yani bağ kuracakları atoma verirler. Son yörüngelerinde 4’den fazla elektron bulunduran atomlar ise birleşecekleri yani bağ kuracakları atomlardan elektron alırlar. Bu tip bağ ile oluşan moleküller kristal (kübik) yapıya sahip olurlar. Yakından tanıdığımız sofra tuzu (NaCl) molekülleri bu bağ ile oluşmuş maddelerden biridir. Peki atomların neden böyle bir eğilimi vardır? Bu eğilim olmasa ne olurdu?




  3. Gülden
    Devamlı Üye
    Bugüne kadar atomların bir araya gelmek için aralarında kurdukları bağlar çok genel biçimde tarif edilebilmiştir. Ama atomların neden böyle bir prensiple davrandıkları anlaşılamamıştır. Yoksa atomlar son yörüngelerindeki elektronların sayısının 8 olması gerektiğini kendileri mi tesbit etmiştir? Tabii ki hayır. Bu öyle büyük bir tespittir ki, bir aklı, iradesi ve şuuru olmayan bir atomun kendisini aşmaktadır. Çünkü bu sayı maddenin ve dolayısıyla evrenin meydana gelmesi için ilk basamak olan atomların birleşmelerindeki kilit noktadır. Eğer atomların bu prensipten kaynaklanan eğilimleri olmasaydı moleküller ve buna bağlı olarak da madde oluşamazdı. Oysa atomlar ilk yaratıldıkları andan itibaren sahip oldukları bu eğilim sayesinde moleküllerin ve maddenin kusursuz bir biçimde meydana gelmesi için hizmet ederler.
    Kovalent Bağlar Atomların arasındaki bağları inceleyen bilim adamları ilginç bir durumla karşılaştılar. Bazı atomlar bağ kurmak için elektron alışverişinde bulunurken, bazıları da son yörüngelerindeki elektronları ortak kullanmaktaydılar. Daha sonra yapılan çalışmalar da canlılık için vazgeçilmez önem taşıyan birçok molekülün bu bağlar sayesinde var olabildiğini ortaya koymuştur.
    Kovalent bağın daha iyi anlaşılabilmesi için kolay bir örnek verelim: Daha önce elektron yörüngelerinden bahsederken de belirttiğimiz gibi atomların ilk yörüngelerinde en fazla 2 elektron taşınabilir. Hidrojen atomu tek bir elektrona sahiptir ve elektron sayısını 2’ye çıkarıp kararlı bir atom olma eğilimindedir. Bu yüzden hidrojen atomu 2. bir hidrojen atomuyla kovalent bağ yapar. Yani, 2 hidrojen atomu da birbirlerinin tek elektronlarını 2. elektron olarak kullanır. Böylece H2 molekülü oluşur.(1) Eğer çok sayıda atom, birbirlerinin elektronlarını ortaklaşa kullanarak birleşiyorlarsa, bu kez "metalik bağ" söz konusudur. Günlük hayatta çevremizde gördüğümüz ya da kullandığımız pek çok araç ve gerecin ana maddesini oluşturan demir, bakır, çinko, alüminyum, vs. gibi metaller, kendilerini oluşturan atomların birbirleri aralarında metalik bağlar yapmaları sonucunda, elle tutulur, gözle görülür, kullanılabilir bir yapı kazanmışlardır.
    Atomların yörüngelerindeki elektronların neden böyle bir eğilimi olduğu sorusunu ise bilim adamları cevaplayamamaktadır. Fakat canlı organizmalar ancak nedenini bilmediğimiz bu eğilim sayesinde var olabilirler.
    Acaba tüm bu bağlarla kaç farklı bileşik oluşabilmektedir? Laboratuvarlarda her gün yeni bileşikler oluşturulmaktadır. Şu an için yaklaşık 2 milyon bileşikten bahsetmek mümkündür. En basit kimyasal bileşik, hidrojen molekülü kadar ufak olabildiği gibi, milyonlarca atomdan oluşan bileşikler de vardır. (2) Bir element acaba en fazla kaç değişik bileşik oluşturabilir? Bu sorunun cevabı oldukça ilginçtir. Çünkü bir tarafta hiçbir elementle birleşmeyen bazı elementler (soy gazlar) vardır. Diğer tarafta ise 1.700.000 bileşik oluşturabilen karbon atomu vardır. Toplam bileşik sayısının 2 milyon kadar olduğunu tekrar hatırlarsak, 109 elementin 108’i toplam 300.000 bileşik yapmaktadırlar. Ancak karbon olağanüstü bir şekilde tek başına tam 1.700.000 bileşik yapabilmektedir.
    KARBON ATOMU
    Karbon, canlılar için en hayati elementtir. Çünkü bütün canlı maddeler karbon bileşiklerinden oluşmuşlardır. Bizlerin varlığı için bu kadar önemli olan karbon atomunun özelliklerini sayfalarca yazsak bitiremeyiz, nitekim kimya bilimi de henüz bu özelliklerin tümünü keşfedebilmiş değildir. Biz burada karbonun sadece çok önemli birkaç özelliğinden bahsedeceğiz. Hücre zarından ağaç kabuğuna, göz merceğinden bir geyiğin boynuzlarına, yumurta beyazından yılan zehirine kadar son derece farklı organik yapıların hepsi, karbon temelli bileşiklerden oluşur. Karbon, hidrojen, oksijen ve azot atomlarıyla çok farklı geometrik şekil ve sıralamalarda birleşerek, son derece farklı maddeler meydana getirir. Peki ama karbonun yaklaşık olarak 1.7 milyon kadar bileşik yapabilmesinin sebebi nedir? Karbonun en önemli özelliklerinden birisi, birbiri ardınca dizilerek çok kolay zincir oluşturabilmesidir. En kısa karbon zinciri 2 karbon atomundan oluşur. En uzun zincirin kaç karbon atomundan oluştuğu konusunda ise kesin bir rakam verilememekle birlikte, yaklaşık olarak 70 halkalı bir zincirden bahsedilebilir. Karbon atomundan sonra en uzun zincir oluşturabilen atomun, 6 halka ile silisyum atomu olduğunu düşünürsek, karbon atomundaki olağanüstü durum daha iyi fark edilebilir. (1)
    Karbonun bu kadar çok halkalı zincir yapabilmesinin sebebi, zincirlerinin sadece düz çizgi şeklinde olmamasıdır. Zincirler dallar halinde de olabilirler, çokgenler de oluşturabilirler. Bu noktada, zincirin şeklinin önemi çok büyüktür. İki karbon bileşiğinde, karbon atomu sayısı aynı fakat bileşiklerin zincir biçimleri farklıysa, ortaya 2 ayrı madde çıkmaktadır. Ve böylece karbon atomunun, yukarıda saydığımız özellikleri ile, canlı hayatı için çok büyük önemi olan moleküller yaratılmaktadır. Karbon bileşiklerinin bazıları sadece birkaç atomdan oluşur. Bazıları ise binlerce hatta milyonlarca atomdan meydana gelir. Bütün elementler içinde sadece karbon elementinin atomları bu denli uzun ve kalıcı bileşikler oluşturabilir. Ünlü kimyager David Burnie Life adlı kitabında bu elementin özelliğini şöyle ifade eder: "Karbon, çok olağan dışı bir elementtir Karbon ve onun bu olağan dışı özellikleri olmasa, Dünya'da yaşam olması mümkün




  4. Gülden
    Devamlı Üye
    gözükmemektedir."(2)
    İngiliz kimyager Nevil Sidgwick’de, Chemical Elements and Their Compounds (Kimyasal Elementler ve Bunların Bileşikleri) adlı eserinde karbonun canlılar için ne denli önemli olduğunu şöyle vurgular: Karbon, yapabildiği bileşiklerin sayısı ve çeşitliliği yönünden, diğer elementlerden tamamen farklı, özgün bir yapıdadır. Şimdiye dek karbonun yarım milyonun üzerinde farklı bileşiği ayrılmış ve tanımlanmıştır. Ama bu bile karbonun güçleri hakkında çok yetersiz bir bilgi verir, çünkü karbon tüm canlı maddelerin temelini oluşturur. (3)
    Yukarıdaki sözünde kimyager Sidwick’in de belirttiği gibi içinde sadece 6 proton, 6 nötron ve 6 elektron bulunduran bu atomun gücünü tam anlayabilme konusunda insan aklı yetersiz kalmaktadır. Dolayısıyla bu atomun canlılık için önemli olan herhangi bir özelliğinin dahi tesadüfen oluşması imkansızdır. Kısacası diğer her şey gibi karbon atomu da onları atomlarına kadar kuşatan Allah tarafından, canlıların bedenlerine uygun bir biçimde yaratılmıştır.
    Göklerde ve yerde ne varsa tümü Allah'ındır. Allah, her şeyi kuşatandır. (Nisa Suresi, 126) Moleküller Arası Bağlar: Zayıf Bağlar Bu bağlar canlıların kimyası olarak bilinen organik kimya için çok önemlidir. Çünkü canlılığı meydana getiren en önemli moleküller bu bağı kurma özellikleri sayesinde ortaya çıkabilir. Protein örneğini ele alalım. Canlılığın temel yapı taşı olan proteinlerin, karmaşık üç boyutlu şekilleri bu bağlar sayesinde meydana gelir. Yani canlılığın oluşması için atomlar arasındaki güçlü kimyasal bağ kadar moleküller arası zayıf kimyasal bağ da var olmalıdır. Elbette ki bu bağın kuvveti de belli bir ölçüye sahip olmalıdır.
    Protein örneğinden devam edebiliriz. Proteinler aminoasit adlı moleküllerin birleşmesinden oluşan çok daha büyük moleküllerdir. Aminoasitleri meydana getiren atomlar kovalent bağ ile birleşirler. Zayıf bağlar da oluşan bu aminoasitleri üç boyutlu dizilimi elde edecek şekilde birbirine bağlar. Proteinler ancak bu üç boyutlu şekilleriyle var oldukları takdirde canlı organizmalarda fonksiyon gösterebilirler. Bu yüzden eğer bu bağlar olmasaydı proteinler ve dolayısıyla canlılık var olamazdı.
    Bir çeşit zayıf bağ olan "hidrojen" bağları da hayatımızda çok önem taşıyan maddelerin baş aktörleridir. Örneğin yaşamın temeli olan "su"yu oluşturan moleküller hidrojen bağlarıyla bağlıdırlar. Tattığımız Ve Kokladığımız Moleküller Tat ve koku duyuları, insanın dünyasını güzelleştiren algılardır. Bu duyulardan alınan zevk çok eski çağlardan beri merak konusu olmuş ve bunların aslında moleküler etkileşimler oldukları çok yakın zamanlarda keşfedilmiştir.
    "Tat" ve "koku" dediğimiz kavramlar, aslında birbirinden farklı moleküllerin duyu organlarımızda yarattığı algılarından başka bir şey değildir. Örneğin yiyeceklerin, içeceklerin, ya da çevremizde gördüğümüz çeşitli meyve ve çiçek kokularının hepsi uçucu moleküllerden ibarettir. Atomlar bir yandan canlı ve cansız maddeyi oluştururken, diğer taraftan da maddeye lezzet ve güzellik katmaktadırlar. Peki ama bu nasıl gerçekleşmektedir? Buraya kadar okuduklarımız, madde adını verdiğimiz şeyin hiç de zannettiğimiz gibi belirli bir renge, kokuya, şekle sahip bir bütün olmadığını ortaya koydu. Madde sandığımız şey, yani kendi bedenimiz, odamız, evimiz, hatta dünya ve tüm evren gerçekte bir enerji yumağından başka birşey değildir. O zaman, çevremizdeki bunca şeyi gözle görünür ve elle tutulur kılan nedir?
    Çevremizdekileri madde olarak algılamamızın sebebi, atomların yörüngelerindeki elektronların fotonlarla çarpışmaları, atomların birbirlerini itmeleri veya çekmeleridir. Şu an muhtemelen elinizde tuttuğunuzu sandığınız mouse'a aslında dokunmuyorsunuz bile Gerçekte, elinizin atomları mouse'un atomlarını itmekte ve bu itmenin şiddetine göre de dokunma hissiniz gerçekleşmektedir. Çünkü atomların yapısından bahsedilirken de belirtildiği gibi atomlar birbirlerine en fazla bir atomun çapı kadar yaklaşabilirler. Üstelik birbirlerine bu kadar yaklaşabilen atomlar da ancak birbirleriyle reaksiyona giren atomlardır. Şu halde, aynı maddenin atomları bile birbirlerine kesinlikle dokunamazlarken bizler elimizle tuttuğumuz, sıktığımız veya tutup havaya kaldırdığımız maddeye asla dokunamayız. Kaldı ki, elimizdeki maddeye maksimum yaklaşmamız mümkün olsaydı bile, o zaman da bu maddeyle kimyasal reaksiyona girerdik. Böyle bir durumda ise insan veya başka bir canlının bir saniye bile varlığını sürdürmesi söz konusu olamazdı. Canlı ayak bastığı, oturduğu veya dayandığı madde ile hemen kimyasal reaksiyona girer ve garip bir varlık haline dönüşürdü. Bu durumda ortaya çıkan manzara son derece düşündürücüdür: Gerçekte, % 99.95’i boş olan ve neredeyse sadece enerjiden ibaret atomlardan oluşan bir dünyada yaşıyoruz.(5)"Dokunuyoruz ve tutuyoruz" dediğimiz şeylere de aslında hiçbir zaman dokunamıyoruz. Peki ya gördüğümüz, duyduğumuz veya kokladığımız maddeyi ne derece algılıyoruz? Bu maddeler, gerçekte gördüğümüz, duyduğumuz gibi midir? Kesinlikle hayır Elektronlardan ve moleküllerden bahsederken bu konuyu ele almıştık. Burada tekrar hatırlayacak olursak; var dediğimiz ve gördüğümüz maddeyi aslında doğrudan görmemiz asla mümkün değildir. Çünkü görüyoruz dediğimiz olay aslında Güneş'ten veya başka bir ışık kaynağından gelen ışık taneciklerinin (fotonlarının) maddeye çarpması, bu maddenin gelen ışığın bir kısmını soğurması ve kalanını dışarı vermesi sonucunda maddeden yansıyarak gözümüze çarpan fotonların, beynimizde oluşturduğu birtakım görüntülerdir. Yani gördüğümüz madde ancak bizim gözümüze yansıyan fotonların taşıdığı bilgiden ibarettir. Peki bu bilgiler maddeyle ilgili bilginin ne kadarını bize yansıtır? Dışarıda var olan maddelerin gerçek halinin bize tam olarak yansıtıldığına, dair elimizde hiçbir kanıtımız yoktur.

  5. Muhammed
    Özel Üye
    Çevremizdeki Madde Çeşitliliğinin Nedeni

    Çevremizdeki madde çeşitliliğinin nedeni, insan ve diğer canlıların ihtiyaçlarının çeşitli olmasından kaynaklanmaktadır. Örneğin insan üzerinden yola çıkarsak, insan birçok şeye ihtiyaç duymaktadır ve yaşamını sürdürebilmesi için bu ihtiyaçlarının karşılanması gerekmektedir. Çevremizde madde çeşitliliğinin çok olmasının sebebi ekosistemin bozulmaması ve canlıların ihtiyaçlarını karşılayabilmeleri içindir.

+ Yorum Gönder