Uzayda yer kaplayan, kütlesi ve hacmi olan bütün varlıklara madde deriz. Bunların en ufak yapıtaşı atomdur. Katı, sıvı ve gaz olarak üç durumu tespit edilen maddelerin her birinin birbirinden değişik ve ayırt edici özellikleri bulunmaktadır. Şimdi bu hususta bilinmesi gereken konulara göz atalım:

En ufak yapıtaşı atom olan madde, kütlesi ve hacmi olan her şeye denir. Eylemsizlik durumu de tespit edilen madde; katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç durumda bulunur. Katı olanlar belli bir şekle sahiptir ve hacimleri bulunur. Hem de maddenin en derli toplu durumudir. Tahta, demir ve buz, şunlara en iyi numunetir.

Sıvı maddelerin ise belli bir hacmi varken, biçimleri bulunmamaktadır. Kendini meydana getiren adetciklerin aralarında bir oran boşluk vardır. Su, alkol ve benzin, sıvı maddelere numunetir. Bir başka hal olan gaz ise sıvı gibi belli bir şekle sahip değildir. Koyuldukları kabın hacmine sahiptirler.

Madde hallerinin birbiri ile değişik özellikleri bulunduğu gibi ortak özellikleri de vardır. Eylemsizlik, kütle ve hacme sahip olmaları bu özellikleri oluşturmaktadır. Bir maddenin sahip bulunduğu hareket ve biçim durumuni koruma eğilimine, eylemsizlik denmektedir. Hacimleri ise uzayda kapladıkları yeri temsil etmektedir.

Uzay denilen boşlukta yer kaplayan, beş duyu organımızla da hissedilen, kütlesi ve hacmi olan, canlı-cansız bütün varlıklara madde adı verilmektedir. En ufak yapı taşı atom olan maddeler genel olarak bir karışım halunda bulunurlar. Maddede meydana gelen değişimlere hadise adı verilir. Bu değişimler ise fiziksel hadiseler ve kimyasal hadiseler olmak üzere iki biçimde meydana gelmektedir.

Maddelerin Ortak Özellikleri

Maddelerin üç adet ortak özelliği bulunmaktadır. Bunlar; eylemsizlik, hacim ve kütledir.

Kütle : Maddenin seviyesi ve büyüklüğü kütledir. Kütlenin birimi kilogram ile ifade edilir ama birtakım vakitlerde gram sayısal değeri de kullanılır. Gram, kilogramın binde biridir.

Hacim : Maddelerin atmosfer üstünde kapladığı alana hacim denir. Birim olarak metre küp (m3) ile ifade edilir. İnsanlar günlük yaşamlarında ve kimyasal deneylerde bu birimi litre olarak kullanırlar.

Eylemsizlik : Maddelerin sahip bulunduğu hareket ve biçim durumuni koruma eğilimlerine eylemsizlik denir. Yani duran madde, bu eylemi sürdürmek isterken; hareket halundaki de bunu sürdürmek isteyecektir.

Maddelerin Ayırt Edici Özellikleri

Maddelerin birbirinden değişik olan ayırt edici özellikleri vardır. Bunlar maddeleri özel kılmaktadır.

Öz kütle: Maddelerin kütle sayısal değerine ve hacim sayısal değerine bağlı olarak değişen bir özelliktir.

Erime Noktası: Maddeler katı durumdayken; dış etkilerle sıvı duruma gelebilirler. Katı maddenin sıvı duruma gelmesi erime noktası ile mümkündür. Bu özellik sıvılar amacıyla ayırt edici özelliktedir.

Donma Noktası: Sıvı durumda olan maddeler, katı maddelere dönüşebilirler. Bu işleme donma adı verilir. Donma noktası da sıvılar amacıyla ayırt edici özelliktedir. Buzun oluşumu bu duruma numune verilebilir.

Kaynama Noktası: Sıvı maddeler kaynayarak gaz haluna dönüşürler. Buharlaşma görülür. Bu özellik de sıvılar amacıyla ayırt edici yapıdadır.

Yoğunlaşma: Gaz halundaki maddenin, sıvı duruma dönüşmesine yoğunlaşma denir. Yoğunlaşma özelliği gazlar bakımından ayırt edici özelliktedir.

Süblimleşme: Maddenin katı durumdan gaz haluna geçiş yapmasına denir. Katı maddeler amacıyla ayırt edici bir hadisedır.

Maddenin Dördüncü Hali: Plazma

Maddeyi meydana getiren atomların enerjileri bakımından üç durumu bulunduğu düşünülüyordu. Fakat daha yüksek enerjilerde maddenin enerji bakımından dördüncü bir duruma dönüştüğü de görüldü. Plazma olarak anılan bu hal, 1808 senesinde Sir Humpry Davy ve 1830’lu senelerde Michael Faraday’ın çalışmaları neticesinde keşfe hazır duruma gelmiştir.

1879 senesinde Sir William Corrkes, gazlarda elektriksel deşarj vakasını araştırmış ve iyonlaşmış olan gazın maddenin yeni durumu bulunduğunu bildirmiştir. Fakat plazma terimi, ilk defa 1929 senesinde Irving Langmuir doğrulusunda kullanılmıştır.

1926 senesinde F. M. Penning, alçak basınç cıva buharında radyo dalgası titreşimlerini bulmuş, Langmuir ise şunların bulunduğu bölge amacıyla plazma terimini kullanmıştır. Bu çalışmanın neticesinde da 1932 senesinde Nobel Kimya mükafatını almıştır.

Çok yüksek sıcaklıklarda karşımıza çıkan plazma, gaz halundaki bir maddenin yüksek sıcaklıkta ısıtılmasıyla atomlarına ayrılması ve şunların dış yörünge elektronlarının kopması ile meydana çıkan pozitif iyonların oluştuğu madde haludur.

Eğer gaz halundaki bir azot, karbon ve su buharını düşünecek olursak, şunlar yüksek sıcaklıklarda evvelce atomlarına sonra da iyonlarına dönüşürler. Esasında molekül ve atomlarla birlikte iyon ve elektronlardan meydana gelen bir karışım oluşur. Buna da plazma denir.

Maddenin dördün durumu daha da khadisea indirgenecek olursa; pozitif ve negatif yüklü parçacıkların bütünde elektriksel yükü nötr olacak biçimde herhangi doğrultularda ve birbirinden bağımsız hareket eden parçacıklar sistemidir.

Plazmanın özellikleri;

  •     Yüksek sıcaklıklarda ya da basınçlarda oluşabilir.
  •     Yüklü parçacıklardan oluşurken, sistem bütünüyle yüksüz gibi davranır.
  •     İçerisindeki parçacıkların birbiri ile olan sıkı etkileşimleri yüzünden kolektif bir uyum gösterirler.
  •     İyi bir ısı ve elektrik iletkenidir. Gazların elektriği iletmemesi, plazma ile ayırt edici özellikleridir.
  •     Plazma, elektrik ve manyetik alanlarla etkileşime girerken, gazlar girmemektedir.
  •     Yüksek sıcaklık ve enerji yoğunluğuna sahiptir.
  •     Madde plazma halundayken gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar, gaz halundan daha büyük bir süratle gerçekleşmektedir.

Plazmaya numune vermek gerekirse; Güneş gibi yıldızlar, tam iyonlaşmış plazmalardır. Çünkü iyonlaşma seviyesi yüzde 100’e yakındır. Mum ve kibrit alevi de iyi bir numunetir. Bir başka numune ise yıldırımlardır.

Plazmanın kullanım alanlarına baktığımız vakit; plazma televizyonlar, sanayide kesme, ergitme ve kaynak yapımları bulunduğu görülecektir. Aynı vakitte otomobillerde Pulstar bujileri yakıt hava karışımını plazma haluna getirerek daha verimli yanmasını sağlamaktadır. Bunlara ek olarak plazma yakıtlı uzay roketleri tasarlandığı da bilinmektedir.

Maddelerin Ayrımı Nasıl Yapılır?

Çevremizde çok detaylı maddeler bulunur. Maddelerin aynı mı yoksa değişik mı olduklarını ayırt etmek mühimdir. Maddenin kütlesini ve hacmini ölçmek, bu farkı gerçekleştirme amacıyla yeterli bir bilgi vermeyecektir.

İki madde karşılaştırılıyorsa; sadece hacim ve kütle sayısal değerini bilerek her vakit fark yapılamaz. Çok seyrek olarak da sadece kütle ve hacme bakılarak maddenin farkı yapılabilir. Bununla birlikte bu maddelerin erime noktası, kaynama noktası, donma noktası gibi değerlerinin bilinmesi gereklidir.

Antimon Nedir? Özellikleri, Kullanım Alanları ve Çıkarıldığı Yerler

Su üstünden numune verilebilecek olursa; kaynama noktası 100 derece olan su, bu noktaya gelene kadar buharlaşmayacak denemez. Su kesinlikle donma noktası sayısal değerinin üstünde buharlaşma özelliğine sahiptir. Kaynama noktası ise basınca karşı olarak oluşturulan işlemlerden biridir.

Mesela göller kış aylarında donabilirler ama bu içerideki yaşamın bittiğini ispatlamaz. Göl donsa bile amacıyladeki yaşam sürer. Buz maddesinin yoğunluğu, suyun yoğunluğundan az bir orandadır. Sonuç olarak  buz gölün üstünde kalır. Üst tabakadaki buz, alt kısımdaki suyun donma noktasına ulaşmasını engeller.

Bazen de sıcaklık 0 derecenin üstüne çıkar ama buz tekrar de erimez. Hatta hava çok ısınsa bile buz bir anda erimez. Buradaki en mühim neden; buzun birtakım hallerde erime noktasının üstünde bir değerdeyken bile yarı katı durumda kalabilme özelliği vardır. Bu hal fakat buz maddesinin saflık derecesi ile açıklanabilir.