Maddenin Halleri - Devam

Önceki videoda günlük hayattan da aşina olduğumuz maddenin üç haline değindik. Katı, sıvı ve gaz. Maddenin dördüncü bir hali olduğuna da değinmiştim ki bunu ayrıntılı bir şekilde anlatmadım çünkü kimyanın başlangıç seviyesinde bundan çok da bahsedilmez. Ama videonun o videonun mesajlar kısmında küçük bir tartışma oldu. Bu yüzden maddenin dördüncü halinden biraz bahsetmenin iyi olacağını düşündüm. Bu maddenin dördüncü haline "plazma" denir. Buna yani bu hale dördüncü hal deniyor çünkü gazların bazı özelliklerine sahip. Bu yönden neredeyse gazların alt kümesi diyebiliriz. Ama iletkenlik özelliğine de sahip ki bunu normalde bir gaz için söyleyemeyiz. Ve ilk duyuşta, "plazma ne kadar ilginç" diyebilirsiniz. İlk videoda plazmanın sadece yüksek derecelerde oluştuğunu söylemiştim, ki bu %100 doğru değil. Yüksek derecelerde oluşmak zorunda değil yani. Aslında güçlü elektromanyetik alanlarda oluşur demeliydim. Veya öyle bir şey olmalı ki; normalde elektronlarını içinde barındıran gazlar, elektronlarını etrafına dağıtmalı. Bu biraz metallerde görülen duruma benziyor. Metalik bağdan bahsederken protonların etrafındaki elektron bulutundan bahsediyoruz. Mesela demiri ele alalım. Çoğu metalde o kadar çok elektron vardır ki metaller bunlardan kurtulmak ister. Bu yüzden de elektronlar atomların arasında dolaşırlar. Bu da elektron bulutunu oluşturur. Ve bu şekilde atomlar pozitif yüklü iyon halini alırlar. Çünkü bu metaller elektron bulutuna katkıda bulunmuşlardır. Protonlar bu elektron bulutunu çeker; bu metallerin şekil verilebilir olmasını sağlar ve en önemlisi de onları iletken yapar. Ama bu atomlar birbirlerine çok yakın bulunurlar ve çok yoğun bir yapı oluştururlar Plazma öyle bir durumdur ki eğer gazları düşünürseniz ki gazlarda atomlar birbirinden bayağı uzaktır. Gazları düşünelim; bu gazların çok yüksek kinetik enerjileri vardır. Ve her zaman öyle olmayabilir örneğin çok yüksek basınca maruz kaldıkları zaman. Fakat hareket ederler ve birbirlerine çarparlar. Yine de birbirlerine yakın değillerdir. Sabit bir yapıları yoktur. Moleküller sıvılarda oldukları gibi birbirleriyle temasta bulunmazlar. Fakat plazmada olan durum şudur; atomlar öyle bir elektromanyetik alanda bulunurlar ki elektronlar atomlardan ayrılmak ister. Elektronların plazmadan sekmeye başladıklarını düşünelim. Bir katı kendi şekline sahiptir.Bir katı kendi şekline sahiptir. Bir plazma, gaz gibi konulduğu kabın şeklini alır. Ve plazmaya bazen iyonlarına ayrılmış gaz da denir. İyonlarına ayrılmış deniyor çünkü elektronlar dışarı atılmış. Ve elektronlar dışarı atılınca öbür türlü nötr olacak olan atomların pozitif yükü oluyor. Ve bu da elektriği iletmelerini sağlıyor. Çünkü şimdi o elektronlar serbestçe hareket edebilirler. Bunun maddenin çok garip bir hali olduğunu söyleyebilirsiniz. Peki bu plazma nerede bulunur? Herhalde, evimize yakın örnek vermek gerekirse şimşeklerde bulunur. Bu konu hakkında bir video çıkarılabilir. Ama olay şu: Bulutlar ve yeryüzü arasında büyük bir potansiyel enerji farkı oluşuyor. Ve bu büyük voltaj farkından dolayı elektronlar yeryüzünün içine girmek istiyorlar. Burada yeryüzünün içine girmek isteyen birçok elektron var. Ama giremezler çünkü normalde hava kötü bir iletkendir. Hatta hava için yalıtkan diyebiliriz. Ama burada çok fazla elektropotansiyel enerji olduğu için, moleküllere yakın olan elektronlar ben böyle gözümde canlandırıyorum bu bulutlardan kaçmak istiyor. Bu şekilde elektronlar hava molekülleri arasında hareket ediyorlar. Bu arada hava genel olarak oksijen, azot ve karbondioksitten oluşan bir karışımdır bunu biliyoruz. Elektronlar bu bulutlardan uzaklaşmaya başlar. Atomlardan kopan bu elektronlar iyonize edilmiş bir hava kütlesi oluşturur. Sonunda öyle bir noktaya gelirler ki buluttan yer yüzüne elektrik iletilir. İşte böyle bir iletkenlik varsa, hava plazma halindedir. Bu iletim çok yüksek sıcaklıkların ortaya çıkmasını sağlar ve elektronlar yeryüzüne geçerler. Böyle bir şey görebileceğiniz diğer bir örnek de aslında tam böyle değil ama en azından plazma halini görebileceğiniz yer yıldızlardır. Çünkü yıldızlarda çok güçlü bir elektromanyetik alan ve çok yüksek basınç vardır. Ve böyle bir ortamda, çok basit bir şekilde söylüyorum öyle bir durum oluşur ki normal şartlarda elektronlarını vermeyecek olan atomlar elektronlarını verir ve iyonlarına ayrılır. Bence bu gerçekten ilgi çekici bir konu. Evrende yıldızlar neredeyse tamamen plazma halinde bulunuyorlar ve maddenin bu hali evrende en çok görülen hallerden birisidir. Biz günlük hayatımızda katı, sıvı ve gazlara daha çok rastlasak bile... Diğer videoda açıklamak istediğim başka bir konu da su molekülleri arasındaki bağlardı. Diyelim ki katı halden bahsediyoruz. Bir oksijenim, bir hidrojenim ve bir hidrojenim daha var. Birkaç elektron burada var, birkaç tane de burada. Diyelim ki burada bir tane daha hidrojen var, bir oksijen ve bir hidrojen. Burada da bir tane oksijen var. Bir tane hidrojen. Bir tane daha hidrojen. İki elektron çifti var. Bu fikirden çok kez bahsettik. Oksijen hidrojenden daha elektronegatif olduğu için elektronları kendi etrafında tutmak ister. Bu yüzden oksijen tarafı kısmi olarak negatif yüklü hale gelir. Hidrojen de kısmi olarak pozitif yüklü taraf olur. Tüm elektonları oksijenin etrafında dolaştığı için, hidrojen bir anda sanki bir protonmuş gibi kalır Çünkü genelde nötronu bile yoktur. Yani bunun kısmi olarak pozitif yükü vardır. Bunun da pozitif yükü vardır. Ve bir su molekülünün pozitif kutbu diğer su molekülünün negatif kutbu tarafından çekilir. Ben polar bağ dedim, fakat şu görülüyor ki lisedeki kimya derslerini o kadar da iyi hatırlamıyormuşum çünkü aslında hidrojen bağı demeliydim. Yani bu bir hidrojen bağı ve bu da bir hidrojen bağı. Sadece bir isim karışıklığı oldu. Ama şunu açıklamak istedim çünkü genelde kimya derslerinde bu isim kullanılıyor. Kafanızı karıştırmak istemem o yüzden. Ve bu bağ kısmen pozitif yüklü olan hidrojen atomuyla yapılır. Çünkü hidrojenin elektronları oksijenin etrafında dolaşıyor. Ve bu, su molekülü içindeki kısmen negatif yüklü oksijen atomu. Çünkü hidrojenin tüm elektronlarını çalmış. Böyle çiziliyor buna hidrojen bağı deniliyor. Hidrojen bağları genelde hidrojen ve sadece birkaç tane olan, çok elektronegatif atomlarla yapılır. Bunlar da nitrojen, azot flor ve oksijendir. Bunlar en çok elektronegatif olan atomlardır. Nitrojen hidrojen ile bağ yaparken o kadar elektronegatiftir ki aynı durum oluşur NH3'te olduğu gibi. Tüm elektronlar burada dolaşır o yüzden burası kısmen negatif yüklü olur, hidrojen ise kısmen pozitif yüklü olur. Bu durumda bu hidrojenler diğer molekülün nitrojen kısmı tarafından çekilirler ve böylelikle hidrojen bağı yaparlar. Hidrojen ve flor arasında da aynı şey vardır. Aynı şekilde bir hidrojen florür elde edersiniz. Bunların arasında da hidrojen bağı vardır. Şimdi geçen videodaki bazı fikirlere dönebiliriz ve birkaç problem çözebiliriz. Ancak bunu başka bir videoda çözelim, çünkü zamanım bitti.