Kimya konu anlatımı

Kimyanın tanımı ve günlük hayattaki yeri; simyadan kimyaya geçiş ve kimyaya katkı veren bilim insanları; kimyanın alt disiplinleri; kimya alanındaki meslekler; kimyasal maddelerin güvenli kullanımı, GHS tehlike işaretleri ve laboratuvar güvenlik kuralları.

Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr ve modern atom teorileri; proton, nötron, elektron; atom numarası, kütle numarası, izotop; Bohr modeli ile emisyon ve absorpsiyon; s, p, d, f orbitalleri; Aufbau ilkesi, Pauli dışlama ilkesi, Hund kuralı; elektron dizilimi ve küresel simetri; değerlik elektronu.

Periyodik tablonun tarihçesi (Mendeleyev, Moseley); periyot ve grup; elektron diziliminden periyot ve grup bulma; s, p, d, f blokları; metaller, ametaller, yarı metaller ve soy gazlar; alkali metaller, toprak alkali metaller, halojenler; iyon oluşumu ve izoelektronik tanecikler.

Atom yarıçapı ve iyon yarıçapı; iyonlaşma enerjisi ve ardışık iyonlaşma enerjilerinden grup bulma; iyonlaşma enerjisindeki istisnalar (2A-3A, 5A-6A); elektronegatiflik; metalik ve ametalik aktiflik; periyot ve grupta değişim eğilimleri.

Kimyasal bağ ve oktet/dublet kuralı; metalik bağ ve metallerin özellikleri; iyonik bağ, iyonik bileşik formülü ve özellikleri; kovalent bağ (apolar ve polar kovalent), tekli-ikili-üçlü bağ; Lewis nokta yapısı; molekül polarlığı ve dipol moment.

İyonik bileşiklerin adlandırılması (tek değerlikli ve çok değerlikli metaller, Roma rakamı); çok atomlu iyonlar (hidroksit, nitrat, sülfat, karbonat, fosfat, amonyum); kovalent (moleküler) bileşiklerin Yunanca sayı ön ekleriyle adlandırılması; yaygın adlar (su, amonyak, metan); formülden ada, addan formüle geçiş.

Güçlü ve zayıf etkileşim ayrımı; dipol-dipol, iyon-dipol, London (dağılma) kuvvetleri, iyon-indüklenmiş dipol, dipol-indüklenmiş dipol etkileşimleri; hidrojen bağı ve suyun özel özellikleri; etkileşimlerin kaynama noktası ve çözünürlüğe etkisi; “benzer benzeri çözer”.

Kristal ve amorf katılar; iyonik, moleküler, kovalent ağ ve metalik katılar; sıvılarda adezyon ve kohezyon, kılcallık (kapiler etki), yüzey gerilimi, viskozite (akışkanlık); buhar basıncı ve kaynama noktası; moleküller arası etkileşimlerle maddenin özellikleri arasındaki ilişki.

Metal, alaşım ve metal nanoparçacık kavramları; nanoparçacıkların özellikleri ve kullanım alanları; evsel atıklardan metal nanoparçacık elde etme deneyi; ağır metallerin ekosisteme etkileri; ekolojik ve kimyasal ayak izi; atık önleme ve yeşil kimya ilkeleri; su, hava ve toprak kirliliği.

Sabun ve deterjan, polimerler, kozmetik ve ilaç; ambalaj atıkları ve geri dönüşüm kodları.

Fiziksel ve kimyasal değişim; kimyasal değişimin göstergeleri (gaz çıkışı, renk değişimi, çökelek, ısı-ışık); kimyasal tepkimenin tanecik düzeyinde modellenmesi (bağ kırılması-oluşması); tepkime denklemlerinin okunması; kütlenin korunumu ve diğer temel kanunlar; denklemlerin denkleştirilmesi.

Tepkime türlerinin sınıflandırılması (yanma, sentez, analiz); çözünürlük kurallarıyla çökelme tepkimeleri ve net iyon denklemi; yükseltgenme basamağı, elektron alışverişi ve redoks tepkimeleri (paslanma, piller); asitler, bazlar, pH ve nötrleşme tepkimesi; günlük hayattaki asit-baz ve tuzlar.

Mol kavramı ve Avogadro sayısı; atom kütlesi, mol kütlesi (molar kütle) ve akb; mol-kütle-tanecik sayısı dönüşümleri; normal koşullarda gazlarda mol-hacim ilişkisi; bileşikte kütlece yüzde; basit ve molekül formülü; saf maddelerin ölçülebilir özellikleri (kütle, hacim, özkütle).

Denkleştirilmiş denklemden mol oranları; mol-kütle-hacim hesapları; sınırlayıcı (tükenen) ve artan bileşen; teorik verim, gerçek verim ve yüzde verim; saflık hesabı; gerçek hayattan stokiyometri (hava yastığı, gübre üretimi).

Gazların özellikleri; kinetik moleküler teori; basınç, hacim, sıcaklık (Kelvin) ve madde miktarı; Boyle, Charles, Gay-Lussac ve Avogadro yasaları; ideal gaz denklemi (PV = nRT); gaz yoğunluğu; difüzyon ve efüzyon; Graham yasası; günlük hayattan gaz davranışları.

Karışım, çözelti, çözücü ve çözünen; çözünmenin tanecik düzeyinde açıklanması (çözücü-çözünen etkileşimleri, hidratasyon); “benzer benzeri çözer” ilkesi; maddelerin birbiri içindeki çözünebilirliği; iyonik ve moleküler çözünme; fiziksel ve kimyasal çözünme; çözünmede enerji değişimi.

Çözünürlük tanımı (g / 100 g su); çözünürlük-sıcaklık grafikleri; sıcaklık, basınç ve madde cinsinin çözünürlüğe etkisi; gazların çözünürlüğü (Henry yasası mantığı); doymamış, doymuş ve aşırı doymuş çözeltiler; derişik ve seyreltik çözelti; kristallendirme hesapları.

Kütlece yüzde derişim; molarite (mol/L); ppm (milyonda bir kısım); seyreltme ve karıştırma hesapları (M₁V₁ = M₂V₂); koligatif özellikler: kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası düşmesi; tanecik sayısının etkisi; buhar basıncı düşmesi; günlük hayattaki uygulamalar (yollara tuz, antifriz).

Yeşil kimya ilkeleri; makro ve mikro ölçekli deneylerin karşılaştırılması; atmosferin bileşimi; ozon tabakası ve incelmesi (CFC’ler, Montreal Protokolü); asit yağmurları; sera etkisi ve küresel ısınma; fotokimyasal sis; küresel sorunlara kimyasal çözümler ve bireysel sorumluluk.

İyonik, kovalent ve metalik bağ.

Kütlenin korunumu, sabit oranlar, katlı oranlar kanunları; Dalton atom teorisi.

Sistem ve ortam; ekzotermik ve endotermik tepkimeler; entalpi ve tepkime entalpisi (ΔH = H_ürünler − H_tepkenler); potansiyel enerji diyagramları; maddelerin enerji kaynağı olma potansiyeli (yakıtların ısı değerleri, besinlerin enerjisi); bağ enerjileriyle tepkime entalpisinin hesaplanması; standart oluşum entalpisi ve standart tepkime entalpisi; Hess yasası.

Tepkimenin gerçekleşmesi için gerekli şartlar: çarpışma teorisi, etkin çarpışma (yeterli enerji ve uygun yönelim), aktivasyon enerjisi ve aktifleşmiş kompleks; ortalama tepkime hızının derişim değişimiyle hesaplanması; hıza etki eden faktörler (madde cinsi, fiziksel hâl, derişim, sıcaklık, katalizör, temas yüzeyi); hız denklemi ve tepkime derecesi; çok basamaklı tepkimelerde hız belirleyen basamak ve ara ürün.

Tersinir tepkimeler ve dinamik denge; fiziksel ve kimyasal değişimlerde denge; dengeye gelme sürecinde ileri ve geri tepkime hızları; denge sabiti ifadesinin yazılması (Kc, Kp; katı ve saf sıvıların yazılmaması), denge sabitinin anlamı; tepkime oranı (Q) ile dengenin yönünü tahmin etme; Le Chatelier ilkesi: derişim, hacim-basınç, sıcaklık ve katalizörün dengeye etkisi; Haber-Bosch amonyak üretimi.

Saf suyun otoiyonizasyonu ve suyun iyonlaşma sabiti (Ksu = 1·10⁻¹⁴, 25 °C); pH ve pOH (pH + pOH = 14); asit-baz teorileri (Arrhenius, Brønsted-Lowry ve eşlenik asit-baz çiftleri, Lewis); ametal oksitlerin asidik, metal oksitlerin bazik özelliği; kuvvetli ve zayıf asitler-bazlar, asitlik ve bazlık sabitleri (Ka, Kb); kuvvetli ve zayıf asit-baz çözeltilerinde pH hesabı.

Kuvvetli asit ile kuvvetli baz arasındaki nötralleşme tepkimeleri (H⁺ + OH⁻ → H₂O) ve tuz oluşumu; tam nötralleşme hesabı (n_H⁺ = n_OH⁻); kuvvetli asit-kuvvetli baz titrasyonu: büret, standart çözelti, indikatör, eşdeğerlik ve dönüm noktası; titrasyon eğrisinin yorumu; asidik ve bazik ürünlerin seçiminde dikkat edilecekler: antiasitler ve mide sağlığı, kişisel bakım ürünlerinin pH’ı, temizlik ürünlerinin güvenli kullanımı, toprak pH’ı.

Suda az çözünen iyonik katıların doymuş çözeltilerinde çözünme-çökelme dengesi; çözünürlük çarpımı sabiti (Kçç) ifadesinin yazılması; molar çözünürlük ile Kçç arasındaki ilişki (AB: Kçç = s², AB₂: Kçç = 4s³); iyon çarpımı (Q) ile çökelme tahmini; çözünürlüğe etki eden faktörler: ortak iyon etkisi, sıcaklık, pH; günlük hayatta çözünürlük dengesi (böbrek taşı, mağara oluşumları, diş minesi ve florür, kireç tabakası).

Sürdürülebilir kimya; hidrojen enerjisi ve renkleri (gri, mavi, yeşil hidrojen), suyun yenilenebilir elektrikle elektrolizi, yakıt hücreleri; nanoteknolojinin tanımı (1–100 nm), nano ölçekte maddenin farklı özellikleri; nanoteknolojik ürünlerin faydaları (nanogümüş, TiO₂ ve ZnO güneş kremleri, kendi kendini temizleyen yüzeyler, grafen, ilaç taşıma) ve olası zararları; mikroplastik (< 5 mm) ve nanoplastiklerin oluşumu, kaynakları, canlılara ve çevreye etkileri, azaltma yolları.

Basınç, hacim, sıcaklık; Boyle, Charles, Gay-Lussac ve ideal gaz denklemi.

Çözünme, kütlece yüzde, molarite ve koligatif özellikler.

Bohr modelinin sınırlılıkları, kuantum sayıları, orbitaller (s, p, d, f), elektron dizilimi kuralları.

İndirgenme-yükseltgenme (redoks) tepkimeleri; yükseltgenme basamağı ve belirleme kuralları; yükseltgenme (elektron verme) ve indirgenme (elektron alma); yükseltgen ve indirgen maddeler; yarı tepkimeler ve redoks denklemlerinin elektron denkliğiyle denkleştirilmesi; redoks tepkimelerinde elektrik akımı; elektrotlar (anot, katot) ve elektrokimyasal (galvanik) piller; Daniell pili, tuz köprüsünün görevi, elektron ve iyon akış yönleri, pil şeması gösterimi.

Standart hidrojen elektrodu ve standart elektrot (indirgenme) potansiyelleri; standart pil potansiyelinin hesaplanması (E°pil = E°katot − E°anot) ve tepkimenin istemliliği; metallerde aktiflik sırası, metallerin asitlerle ve tuz çözeltileriyle tepkimelerinin tahmini; pil potansiyelini etkileyen faktörler (derişim, sıcaklık; elektrot büyüklüğünün etkisi), Le Chatelier ilkesiyle yorum, Nernst denklemi; derişim pilleri; pil potansiyeli ve ömrü; ticari piller ve aküler (kuru pil, alkalin, kurşun-asit akü, lityum-iyon), yakıt pilleri; atık pillerin geri dönüşümü.

Elektroliz: elektrik enerjisiyle istemsiz redoks tepkimesinin gerçekleştirilmesi; elektroliz hücresinde katot (−, indirgenme) ve anot (+, yükseltgenme); erimiş tuzların ve sulu çözeltilerin elektrolizi, suyun elektrolizi; elektrik ve madde ilişkisi, Faraday kanunları (1 F = 96 500 C, Q = I · t), açığa çıkan madde miktarının hesaplanması; elektroliz uygulamaları (metal kaplama, alüminyum üretimi, bakırın saflaştırılması, klor-alkali endüstrisi); korozyon ve demirin paslanması, korozyonu hızlandıran etkenler, korozyondan korunma yöntemleri (boyama, kaplama, galvanizleme, katodik koruma – kurban anot, alaşım, pasifleşme).

Organik bileşik kavramının gelişimi (yaşam gücü kuramı ve Wöhler’in üre sentezi); organik ve anorganik bileşikler arasındaki farklar; karbonun organik kimyadaki yeri; basit (kaba) formül ve molekül formülü kavramları, yakma analizi ve kütlece yüzde bileşimden formül bulma; karbon elementinin özellikleri (dört değerlik elektronu, zincir ve halka oluşturma, tekli-çiftli-üçlü bağ); karbonun allotropları: elmas, grafit, fulleren, karbon nanotüp ve grafen, amorf karbon.

Kovalent bağlı türlerin Lewis formülleri (değerlik elektronları, oktet kuralı, bağ yapan ve ortaklanmamış elektron çiftleri, çoklu bağlar); tek, çift ve üçlü kovalent bağın oluşumu, sigma (σ) ve pi (π) bağları; karbonun elektron dizilimi ve hibritleşme (sp³, sp², sp), hibrit orbitaller ve bağ açıları; değerlik kabuğu elektron çifti itmesi (VSEPR) kuramı ve molekül geometrileri (doğrusal, düzlem üçgen, düzgün dörtyüzlü, üçgen piramit, açısal); ortaklanmamış elektron çiftlerinin bağ açısına etkisi; molekül geometrisi ile polarlık ilişkisi.

Hidrokarbonların sınıflandırılması (alifatik: doymuş ve doymamış; halkalı; aromatik); alkanlar: genel formül, IUPAC adlandırma kuralları, fiziksel özellikler (zincir uzunluğu ve dallanmanın kaynama noktasına etkisi), yanma ve halojenlenme tepkimeleri, yapısal izomerlik (zincir izomerliği) ve oktan sayısı; alkenler: ikili bağ, adlandırma, katılma tepkimeleri, bromlu su testi, geometrik (cis-trans) izomerlik, polimerleşme ve plastikler; alkinler: üçlü bağ, etin (asetilen) ve kullanımı; aromatik hidrokarbonlar: benzen ve halka yapısı, kullanım alanları ve sağlık etkileri.

Fonksiyonel grup kavramı ve başlıca organik bileşik sınıfları (alkol, eter, aldehit, keton, karboksilik asit, ester, amin, halojenür); alkollerin genel formülü, birincil-ikincil-üçüncül ve mono-di-tri alkoller şeklinde sınıflandırılması, IUPAC ve yaygın adları; alkollerin fiziksel özellikleri (hidrojen bağı, kaynama noktası, suda çözünürlük), kimyasal özellikleri (aktif metallerle tepkime, yanma, yükseltgenme ürünleri); metanol, etanol, etilen glikol ve gliserinin kullanım alanları ve sağlık etkileri; eterlerin yapısı, adlandırılması, özellikleri, alkollerle fonksiyonel grup izomerliği ve kullanım alanları.

Karbonil grubu (C=O); aldehitler: yapısı, adlandırılması (-al), metanal (formaldehit) ve etanal, yükseltgenerek karboksilik asit oluşturmaları, Tollens (gümüş aynası) ve Fehling testleri; ketonlar: yapısı, adlandırılması (-on), propanon (aseton) ve kullanım alanları, yükseltgenmemeleri; aldehit ve ketonların izomerliği; karboksilik asitler: –COOH grubu, adlandırma (-oik asit), yaygın asitler (formik, asetik, bütanoik, benzoik, sitrik, laktik), asitlik özellikleri ve tepkimeleri (nötrleşme, metallerle ve karbonatlarla); esterler: esterleşme tepkimesi, adlandırma, meyve kokuları, hidroliz, yağlar ve sabunlaşma, polyesterler.

Fosil yakıtların (kömür, petrol, doğal gaz) oluşumu, petrolün ayrımsal damıtılması ve fosil yakıt tüketiminin çevreye etkileri (sera etkisi, küresel iklim değişikliği, asit yağmurları, hava kirliliği); alternatif ve yenilenebilir enerji kaynakları (güneş, rüzgâr, jeotermal, hidroelektrik, biyokütle ve biyoyakıt, hidrojen ve yakıt pilleri); Turhan Nejat Veziroğlu ve hidrojen enerjisi; nükleer enerjinin avantaj ve dezavantajları; sürdürülebilir kalkınma ve yeşil kimya ilkeleri; nanoteknolojinin kimyadaki uygulamaları (nanokatalizörler, nanokaplamalar, ilaç taşıma, su arıtma).