Periyodik Sistem

Triadlar Kuralı: 

   Johann Wolfgang Döbereiner 1817’de ilk olarak kalsiyum, stransiyum ve baryumun benzer kimyasal ve fiziksel özellik gösterdiğini incelemiş, stronsiyumun atom kütlesinin kalsiyum ve baryumun atom kütlelerinin ortalamasına hemen hemen eşit olduğunu belirlemiştir.

    Ayrıca, lityum – sodyum – potasyum ve klor – brom – iyot gibi fiziksel ve kimyasal olarak benzer özellik gösteren başka üçlüler de olduğunu gözlemlemiştir.

   Böylece, 1829 yılında üçlüler anlamına gelen “Triadlar kuralı” olarak ilk sistematik sınıflandırmayı yapmıştır.

Oktavlar Kuralı: 

     John Alexander Reina Newlands 1864 yılında, bilinen elementleri artan atom kütlelerine göre sıraladığında herhangi bir elementten sonra gelen sekizinci elementin özelliklerinin ilk elementin özellikleri ile benzerlik gösterdiğini gözlemlemiştir. Bu benzerliği, her sekiz basamakta aynı notaya ama farklı bir tona denk gelen müzik ölçeğine benzeterek “Oktav (sekizli) kuralı” olarak adlandırmıştır.

Not:Bu kural, kalsiyumdan sonra (3. oktavdan sonra) gelen elementler için yetersiz kalmıştır.

Modern Periyodik Sistem :

Periyodik sistemde toplam 7 periyot bulunur:

– Birinci periyotta 2 element (H ve He) vardır.

– İkinci ve üçüncü periyotlarda 8’er element vardır.

– Dördüncü ve beşinci periyotlarda 18’er element vardır.

– Altıncı ve yedinci periyotlarda 32’şer element vardır.

-Altıncı ve yedinci periyotların 14’er elementi periyodik sistemin altında sırasıyla lantanitler ve aktinitler olarak yer alır. • Yedinci periyottaki bazı elementler yakın zamanda keşfedildiği için Latince adları ve sembolleri ile verilir, özel adları henüz yoktur.

-Bir periyotta yer alan elementlerin özellikleri, periyot boyunca düzenli olarak değişir.

Periyodik sistemde toplam 18 grup bulunur:

Eski sistemde A ve B olmak üzere iki çeşit grup bulunmaktadır.

İlk iki grup 1A ve 2A,

son altı grup 3A’dan 8A’ya kadar devam eder.

Ortadaki gruplar ise 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B, 8B, 8B, 1B, 2B şeklinde numaralandırılır. (8B, üç gruptan oluşur.)

    Ancak IUPAC tarafından önerilen yeni sisteme göre gruplar soldan sağa doğru 1’den 18’e kadar numaralandırılır.

-İlk üç periyotta yalnızca A grubu elementleri vardır. B grubu elementleri dördüncü periyotla başlar.

-A grubu elementleri ana (baş) grup elementleri, B grubu elementleri geçiş elementleridir.

– Aynı gruptaki elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri benzerdir.

– Aynı gruptaki element atomlarının son katmanlarındaki elektron sayıları aynıdır. (2He hariç)

Not:Periyodik sistemde bazı grupların özel adları:

1. grup / 1A grubu -> Alkali metaller (1H hariç)

2. grup / 2A grubu -> Toprak alkali metaller

13. grup / 3A grubu ->Toprak metalleri

17. grup / 7A grubu -> Halojenler

18. grup / 8A grubu -> Soygazlar (Asal gazlar)

3. – 12. gruplar / B grupları -> Geçiş elementleri (Geçiş metalleri)

Periyodik Sistem ve Elektron Dizilimleri 

   Element atomlarının elektron dizilimleri incelendiğinde periyodik sistemdeki yerleri ile bu dizilimlerin bağlantısı kurulabilir.

    Aynı gruptaki elementlerin kimyasal ve fiziksel özelliklerinin benzer olduklarını söylemiştik.

Şimdi bunu kanıtlayalım:

En dış katmanında 8 elektron bulunduran (yalnızca 2He’nin 2’dir.) elementlerin (soygazlar) elektron alma ve verme yatkınlıkları yoktur, çoğu tepkimeye girmez, bir kısmı çok zor girer. Ancak diğer elementler tepkimeye girerken son katmanlarını 8 yapmaya çalışarak soygaz elektron dizilimine ulaşmak isterler. Buna “oktet kuralı” denir. Çok az sayıda element ise (hidrojen, lityum, berilyum gibi) son katmanlarını 8 yerine 2 yapmaya çalışarak 2He elektron dizilimine ulaşmak isterler. Buna “dublet kuralı” denir.

Örneğin,

1A grubundaki Na ve K’nın elektron dizilimleri

11Na : 2 – 8 – 1

19K : 2 – 8 – 8 – 1

şeklindedir.

  Bu iki element atomu son katmanlarındaki 1’er elektronu vererek soygaz elektron dizilimine ulaşmak ister. Bu durum, kimyasal özellik bakımından benzer olduklarını gösterir.

   Üstelik bu iki element metal olup yumuşaktırlar ve fiziksel özellik bakımından da benzerlik gösterirler.

  Aynı şekilde diğer gruplardaki elementlerin atomlarının elektron dizilimi incelenerek de kimyasal ve fiziksel özellik bakımından benzer özellikler gösterdikleri belirlenebilir.

    Sonuç olarak, bir elementin atomunun elektron dizilimi incelenerek periyodik sistemdeki yeri hakkında bilgi edinilebilir. 

Periyot bulma: Bir element atomunun katman elektron dizilimindeki toplam katman sayısı, o elementin periyodik sistemdeki periyot numarasına eşittir.

Grup bulma: Bir element atomunun katman elektron diziliminde son katmandaki elektron sayısı, o elementin periyodik sistemdeki grup numarasına eşittir.

   Not:

   Bir elementin atomunun son katmanında 1 ya da 2 elektron varsa eski ve yeni (IUPAC) sistemde grup numarası için farklılık oluşmaz. Ancak 2’den fazla elektron varsa yeni sistemdeki grup numarası için son katmandaki elektron sayısının üstüne 10 daha eklenmesi gerekir.

Örnek: Periyodik sistemdeki ilk 20 elementi inceleyelim:

Not:

2He elementi, soygazdır. Periyodik sistemdeki grubu bu kurallara uygun değildir. Elektron dizilimi,
2He : 2)
şeklindedir.

Son katmanında 2 elektron olmasına rağmen eski sisteme göre 8A grubu, IUPAC’a göre 18. grup elementidir.

Elementlerin Özelliklerine Göre Sınıflandırılması:

   Elementler, özelliklerine göre dört ayrı grupta (ailede) incelenir. Metaller, ametaller, yarı – metaller ve soygazlar (asal gazlar) olmak üzere. Bu ailelerin periyodik sistemdeki yerleri aşağıda farklı renklerle belirtilmiştir.

[one_fourth]

[success]Metaller[/success]

-Oda koşullarında cıva (Hg) hariç hepsi katı haldedir.

-Yeni kesilmiş yüzeyleri parlaktır, ışığı iyi yansıtırlar. • Isıyı ve elektriği iletirler.

-Tel ve levha hâline getirilebilirler.

-Kendi aralarında bileşik yapmazlar.

-Kendi aralarında alaşım oluştururlar.

-Ametallerle bileşik yaparlar. (Basit tuzlar gibi)

-Bileşik yaparken katyonlar (+) oluştururlar, çünkü elektron vermeye yatkın elementlerdir.

-Erime ve kaynama noktaları genelde yüksektir.

-Bazıları yumuşak olabileceği gibi çoğu çok sert yapıdadır. • Periyodik sistemin sol tarafında yer alırlar.

-Canlıların yapısında çok az bulunurlar.

-Atomik yapıya sahiptirler. (Mg, AI, … gibi)

[/one_fourth]

[one_fourth]

[success]Ametaller [/success]

-Katı, sıvı ya da gaz hâlinde bulunanları vardır. ( İyot (I), karbon (C), kükürt (S), fosfor (P) katı, brom (Br) sıvı, azot (N), hidrojen (H), oksijen (O), klor (CI), flor (F) gaz hâldedir.)

-Yüzeyleri mattır.

-Isıyı ve elektriği iletmezler. (Grafit hariç)

-Tel ve levha hâline getirilemezler, kırılgan yapıdadırlar.

-Kendi aralarında bileşik yaparlar.

-Metallerle bileşik yaparlar. (Basit tuzlar gibi)

-Bileşik yaparken genelde anyonlar (–) oluştururlar, çünkü elektron almaya yatkın elementlerdir.

-Erime ve kaynama noktaları genelde düşüktür.

-Periyodik sistemin sağ tarafında yer alırlar.

-Canlıların yapısında bolca bulunurlar.

-Moleküllü yapıya sahiptirler. (H2, O2, P4 … gibi)

[/one_fourth]

[one_fourth]

[success] Yarı metaller [/success]

-Hem metallerin hem de ametallerin özelliklerini gösterirler.

-Fiziksel özellikleri ve görünüşleri yönünden metallere, kimyasal özellikleri bakımından ametallere benzerler.

-8 elementten oluşurlar. Bunlar; bor (B), silisyum (Si), germanyum (Ge), arsenik (As), antimon (Sb), tellür (Te) ve polonyum (Po) ve astatin (At)’dir.

-Parlak ya da mat olabilirler.

-Isıyı ve elektriği ametallerden daha iyi, metallerden daha az iletirler.

-İşlenip tel ve levha hâline getirilebilirler.

[/one_fourth]

[one_fourth_last]

[success] Soygazlar [/success]

-Doğada gaz hâlinde bulunurlar.

-Kararlı yapıdadırlar.

-Bileşik oluşturmazlar. (Asal gaz denilmesinin nedeni budur.)

-Tek atomludurlar.

-Periyodik sistemin en sağında yer alırlar.

-7 elementten oluşurlar. Bunlar; helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), Ksenon (Xe), radon (Rn)

-Son katmanlarında 2He hariç 8 elektron bulundururlar. (2He, tek katmanı olup 2 elektron bulundurur.)

[/one_fourth_last]

Not:Periyodik sistemde; müfredat kapsamınca incelenecek elementler arasında,

  sınıflandırması yapılabilir.
• Yarı – metaller 3A, 4A, 5A ve 6A gruplarında dağılmış hâlde yer alırlar.
• B grubu elementlerinin tamamı metaldir. Bunlar, geçiş metalleri olarak bilinir.

Uyarı:

Hidrojen, 1A grubunda olup ametal olan tek elementtir. Grupta hidrojen dışındaki elementlerin tümü metaldir. (Alkali metaller)

Periyodik Özellikler :

    Periyodik sistemde, elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri aynı periyotta ve aynı grupta, oldukça düzenli bir değişim gösterir. Bu özelliklerdeki düzenli değişimler, element atomlarının özellikle en dış katmanlarındaki elektron dağılımlarına bağlı olarak açıklanabilir. Dış katmanlardaki elektron sayıları birbirine komşu olan elementlerde periyodik olarak değiştiğinden, atomların yarıçapı, iyonlaşma enerjileri, elektron ilgileri, elektronegatiflik, metalik ve ametalik özellik gibi birçok özellik de periyodik olarak değişmektedir.

Atom Yarıçapı: 

   Atom yarıçapı; elektron yoğunluğunun %90’ını içinde bulunduran, aynı iki komşu atomun çekirdekler arası uzaklığının yarısıdır.

Periyodik sistemde;

– Aynı periyotta, soldan sağa doğru gidildikçe katman sayısı değişmeden proton sayısı artar. Böylece en dış katmandaki elektronlara uygulanan etkin çekim kuvveti artacağından ATOM YARIÇAPI AZALIR.

-Aynı grupta, yukarıdan aşağı doğru gidildikçe hem katman sayısı hem proton sayısı artar. Ancak katman sayısındaki artışla birlikte elektronlara uygulanan etkin çekim kuvveti azalacağından ATOM YARIÇAPI ARTAR.

Not:Atom yarıçapı; katman sayısı ile doğru, katman sayısı eşitse proton sayısı ile ters orantılı olarak değişir.

İyon Yarıçapı: 

   Nötr bir atom elektron verdiğinde elektron başına düşen çekim kuvveti artacağından yarıçapı küçülür, elektron aldığında elektron başına düşen çekim kuvveti azalacağından yarıçapı büyür.

İyonlaşma Enerjisi:

     Atomlar elektronlarını kendiliğinden dışarı atamazlar. Elektronlar, atom çekirdeğindeki pozitif yükler tarafından çekilir ve elektronları koparmak için bu çekimden kurtaracak kadar enerji vermek gerekir. Gaz fazında bulunan temel hâldeki bir atomdan elektronları birer birer koparmak için gereken enerjiye, “iyonlaşma enerjisi” denir.

X(g) + İE   – – >>    X+(g) + e– İE : Birinci iyonlaşma enerjisi

Periyodik sistemde;

• Aynı periyotta, soldan sağa doğru gidildikçe, bazı düzensizliklerin olmasına rağmen elementlerin BİRİNCİİYONLAŞMA ENERJİSİ GENELDE ARTAR.

• Ayın grupta, yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe, elementlerin BİRİNCİ İYONLAŞMA ENERJİSİ AZALIR.

Not:

• Atom yarıçapı ne kadar küçükse en dış katmandaki elektronlara uygulanan etkin çekim kuvveti artacağından elektron koparmak zorlaşacağı için iyonlaşma enerjisinin artması beklenir ancak bazı özel durumlarda atom yarı çapı büyük olmasına rağmen iyonlaşma enerjisi de büyük olur.
• Periyodik sistemde bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe elementlerin birinci iyonlaşma enerjileri arasındaki ilişki, 1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A şeklindedir.

Elektron İlgisi: 

Elektron ilgisi, gaz hâlindeki bir atomun bir elektron alması sırasındaki enerji değişiminin bir ölçüsüdür.

Elektron ilgisi negatif olabildiği gibi pozitif de olabilir.

Periyodik sistemde elektron ilgisinin değişimi, birinci iyonlaşma enerjisinin değişimi kadar düzenli değildir. Birçok istisna olmakla birlikte genel olarak incelendiğinde

periyodik sistemde;

-Aynı periyotta, soldan sağa doğru gidildikçe elementlerin ELEKTRON İLGİSİ ARTAR.

-Aynı grupta, yukarıdan aşağı doğru gidildikçe elementlerin ELEKTRON İLGİSİ AZALIR.

Elektronegatiflik:

Elektronegatiflik, kimyasal bağ yapmış atomların bağ elektronlarını çekebilme gücünün bir ölçüsüdür. Göreceli bir kavram olup birimi yoktur.

Periyodik sistemde;

-Aynı periyotta, soldan sağa doğru gidildikçe elementlerin ELEKTRONEGATİFLİĞİ ARTAR.

-Aynı grupta, yukarıdan aşağı doğru gidildikçe elementlerin ELEKTRONEGATİFLİĞİ AZALIR.

Metalik ve Ametalik Özellik:

-Bir atomun elektron vererek (+) yük kazanma eğilimine “metalik özellik (metalik karakter)” denir. Bir elementin iyonlaşma enerjisi azaldıkça, elektron verme eğilimi ve metalik özelliği, buna bağlı olarak da metalik aktifliği artar.

-Bir atomun elektron alarak (–) yük kazanma eğilimine “ametalik özellik (ametalik karakter)” denir. Bir elementin elektron ilgisi arttıkça, elektron alma eğilimi ve ametalik özelliği, buna bağlı olarak da ametalik aktifliği artar.

Periyodik sistemde,

-Aynı periyotta, soldan sağa doğru gidildikçe elementlerin METALİK ÖZELLİĞİ AZALIR, AMETALİK ÖZELLİĞİ ARTAR. -Aynı grupta, yukarıdan aşağı doğru gidildikçe elementlerin METALİK ÖZELLİĞİ ARTAR, AMETALİK ÖZELLİĞİ AZALIR.

• Twitter
• Facebook
• Google
• Tumblr
• Pinterest