MODERN PERİYODİK SİSTEM VE ÖZELLİKLERİ

Moseley’in çalışmaları ile periyodik sistemin oluşturulması ile ilgili yapılan çalışmaların bir anlamda tamamlanmış ve modern periyodik sistemde elementler, artan atom numaralarına göre yatay ve düşey sütunlar halinde düzenlenmiştir. Periyodik tablo, elementlerin benzer kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre gruplandırıldıkları bir tablodur. Periyodik sistemde her element elementin sembolünü, atom numarasını ve bazı önemli bilgileri içeren kutucuklar içerisinde gösterilmiştir. Günümüzde bilinen yaklaşık 118 element vardır. Bu elementlerin 112 tanesi resmen kabul edilmiş, 6 tanesi ise resmen henüz kabul edilmemiştir. Bu elementlerin 92 tanesi doğada bulunurken geri kalanı da laboratuarlarda elde edilen yapay elementlerdir.

Periyodik Yasa Elemenler artan atom numaralarına göre sıralandığında element özellikleri periyodik olarak tekrarlanır. Periyodik Tablo Periyodik tablonun temel özelliği, elementleri artan atom numaralarına göre yan yana ve benzer özelliklerine göre de alt alta toplamasıdır.

Periyot: Periyodik tabloda elementlerin bulunduğu yatay sütunlardır. Bir elementin periyodik numarası, o elementin sahip olduğu en yüksek enerji katmanını gösterir. Elementlerin artan atom numaralarına göre sıralandığı 7 tane periyot bulunur. Herhangi bir periyot boyunca soldan sağa doğru ilerledikçe, elementlerin özellikleri de yavaş yavaş değişir. Söz konusu bu değişim periyodik değişim olarak adlandırılır. Her bir periyotta benzer değişim görülmesine ise periyodiklik denir. Periyodik tabloda görüldüğü gibi tablonun hemen altında ayrı satırlarda iki uzun yatay sütun vardır. Bu iki sütunun üstte olan serisi tabloda 6. periyotta 32 element bulunacak şekilde lantandan sonra, ikinci sütunun ise tabloda 7. periyotta aktinyumdan sonra bulunması gerekirdi. 6. periyotta lantan ile başlayan diziye lantanitler, 7. periyotta aktinyumla başlayan diziye aktinitler denir.

Periyotların Özellikleri: Soldan sağa doğru gidildikçe; Proton, nötron sayıları ve kütle numarası artar. Atom numarası artar. Değerlik elektron sayısı artar. Elektron alma isteği (ametalik karakter) artar. Yörünge sayısı değişmez. Atom hacmi ve çapı azalır.

Grup: Periyodik tabloda elementlerin bulunduğu dikey sütunlardır. Bir elementin grup numarası, o elementin en dış enerji seviyesinde bulunan elektronların sayısını gösterir. Periyodik sistemde elementlerin meydana getirdiği dikey sütunlarda yer alan elementler genellikle benzer kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olduklarından bu element serilerine grup ya da aile denir. Gruplar IUPAC’ın önerdiği gibi 1’den 18’e numaralar verilerek ya da 1A,2B gibi hem harf hem rakam ile adlandırılabilmektedir. 8 tane A ve 8 tane B grubu (8B grubu üç gruptan oluşur) bulunmaktadır. A gruplarını oluşturan elementlere baş (ana) grup elementleri denir. 2A ve 3A grubu arasında yer alan B grubu elementlerine geçiş elementleri de denir.

Grupların Özellikleri: Yukarıdan aşağı inildikçe; Proton, nötron sayıları ve kütle numarası artar. Atom numarası artar. Değerlik elektron sayısı değişmez (Bu nedenle aynı gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri benzerdir). Elektron verme isteği (metalik karakter) artar. Yörünge sayısı artar. Atom hacmi ve çapı artar.

1A Grubu(Alkali Metaller): Hidrojen Sezyum Lİtyum Fransiyum Sodyum Potasyum Rubidyum Alkali metaller değerlik tabakalarında tek elektronu kolayca kaybederek +1 yüklü iyonlar oluştururlar; bu nedenle kuvvetli indirgendirler. Birkaç istisna dışında bileşikleri iyoniktir. Metalik özellikleri gereği parlaktırlar; fakat diğer metallerin aksine, bıçakla kesilebilecek kadar yumuşaktırlar. Aleve tutulduklarında çeşitli renkler oluştururlar; Li, Na ve K tuzu çözeltisine batırılmış bir platin tel, alevi sırasıyla kırmızı, sarı ve menekşe renge boyar. Isı ve elektriği çok iyi iletirler. Bulundukları periyotta iyonlaşma enerjileri en küçük, atom ve iyon çapları ise en büyük olan elementlerdir. Diğer metallerin aksine, yoğunlukları ve erime noktaları oldukça düşüktür. Lityum, sodyum ve potasyum yoğunlukları ilginç bir şekilde sudan daha küçüktür. Sezyumun erime noktası o kadar düşüktür ki sıcak günlerde sıvı halde bulunabilir. Her periyodun ilk elementi bulunur. Son yörüngelerinde 1 elektron vardır. Değerlik elektron sayıları 1'dir.1A grubundaki elementlerin elektron dağılımları S1 ile bittiğinden bu grup için periyodik tabloda (s) bloğu elementleri adı verilir. Alkali metaller su ile reaksiyona girip, hidrojen gazı verirler. Alkali metallerin su ile etkileşimi oldukça şiddetlidir. Reaksiyonun şiddeti yukarıdan aşağı inildikçe artar.

2A Grubu(Toprak Alkali Metaller): Sıklıkla beyaz renkli olup, yumuşak ve işlenebilir yapıdadırlar. Alkali metallerden daha az tepken (tepkimelere girmeye eğilimli) karakterde olmalarının yanında, erime ve kaynama sıcaklıkları daha düsüktür. İyonlaşma enerjileri de alkali metallerden daha yüksektir. Toprak elementleri ismi, bu gruptaki elementlerin toprakta bulunan oksitlerinin, eski kimyabilimciler tarafından ayrı birer element olarak düşünülmesinden gelir. Berilyum Baryum Magnezyum Radyum Kalsiyum Stronsiyum

Geçiş Metalleri: Geçiş metalleri veya bazı kimyacıların tabiri ile ağır metaller, sertlikleri, yüksek yoğunlukları, iyi ısı iletkenlikleri ve yüksek erime-kaynama sıcaklıklarıyla tanınırlar. Özellikle sertlikleri nedeniyle, saf halde ya da alaşım halinde yapı malzemesi olarak kullanılırlar. Geçiş elementlerinin hepsi, elektron dizilimlerinde, en dışta her zaman d-orbitalinde elektron taşırlar. Tepkimelere giren elektronlar da, d-orbitalindeki elektronlardır. Geçiş metalleri sıklıkla birden fazla yükseltgenme basamağına sahiptir. Çoğu, asit çözeltilerinde hidrojenle yer değiştirecek kadar elektropozitiftir. İyonları renkli olduğu için analizlerde kolay ayırt edilirler.

3A Grubu(Toprak Metalleri): 3A grubu elementleri; B,Al,Ga,In,Tl şeklindedir. Toprak metallerin erime ve kaynama noktaları yüksek olup, grupta aşağıya doğru inildikçe erime ve kaynama noktaları genellikle artar. Toprak metallerinin, en önemlileri B ve Al dur. Değerlik elektron sayıları 3 olduğu için, +3 yükseltgenme basamağına sahiptir. Bor , tabiatta boraks ve borik asitler şeklinde bulunurlar. Bor, füze yakıtı olarak ve ısıya dayanıklı cam yapımında kullanırlar. Alüminyum, yer kabuğunda en bol bulunan maddedir. Alüminyum, sanayide aklımıza gelen her yerde kullanma alanına sahiptir.

4A Grubu: 4A grubu elementleri; C, Si, Ge, Sn, Pb şeklindedir. 4A grubu elementlerinin değerlik elektron sayısı 4 olduğundan, yükseltgenme basamağı +4 tür. Silisyum yarı metaller grubunda incelenir. Doğada ikinci bol bulunan elementtir. Karbon elementi, en önemli grup elementidir. Karbon elementi, organik kimyanın temelini oluşturur. Karbon elementi, doğada elmas ve grafit izotopları şeklinde bulunurlar.

5A Grubu: 5A grubu elementleri; N, P, As, Sb, Bi şeklindedir. 5A grubu elementlerinin değerlik elektron sayıları 5 tir. Dolayısıyla son yörüngesindeki elektron sayılarını 8’e tamamlamak için en kısa yol 3 elektron almaktır. Bu sebeple metallerle tepkimelerindeki -3 yükseltgenme basamağına sahiptir. Ancak Ametallerle tepkimelerinde -3 ten +5 e kadar değişik yükseltgenme basamaklarına sahip olabilirler. En önemli üyesi N ve P dur. Havanın % 78 ini azot gazı oluşturmaktadır. Azot canlıların yaşamında önemli bir elementtir. Fosfor elementinin, beyaz,siyah ve kırmızı olmak üzere 3 allotropu vardır. Gübre, detarjan ve patlayıcı maddelerin yapımında kullanılan önemli bir maddedir.

6A Grubu: 6A grubu elementleri; O, S, Se, Te, Po şeklindedir. 6A grubu elementlerinin değerlik elektron sayıları 6 tir. Dolayısıyla son yörüngesindeki elektron sayılarını 8’e tamamlamak için en kısa yol 2 elektron almaktır. Bu sebeple metallerle tepkimelerindeki -2 yükseltgenme basamağına sahiptir. Ancak Ametallerle tepkimelerinde -2 den +6 ye kadar değişik yükseltgenme basamaklarına sahip olabilirler. En önemli üyesi O ve S tür. Havanın % 21 ini Oksijen gazı oluşturmaktadır. Oksijen, canlıların yaşamında önemli bir elementtir. 6. Kükürt elementi, sanayide ağartıcı olarak kullanılır. Ayrıca gübre, boyaların, patlayıcıların, sülfirik asitin eldesinde kullanılır.

7A Grubu(Halojenler): Oda koşullarında flüor ve klor gaz, brom sıvı, iyot katı haldedir. Brom sıvı olan tek ametaldir. Doğada çift atomlu moleküller (F2, Cl2 vb.) halinde bulunurlar. Elektron dizilişleri s2p5 ile biter, dolayısıyla kendilerine en yakın soy gazdan 1 eksik elektronları vardır. Hepsi ametaldir. Elektron alma eğilimleri aktiflikleri grup içinde yukarıdan aşağı doğru azalır. Metallerle yaptıkları bileşiklerde bir elektron alarak -1; diğer ametallerle oluşturduklar bileşiklerde +1 ile +7 arasında çeşitli değerlikler kazanabilirler. Grubun en aktif üyesi olan flüor bileşik oluştururken asla elektron vermez, yani (+) değerlik oluşturmaz. Metallerin çoğu kolaylıkla birleşerek tuzları oluştururlar. Oksitlerinin çoğu suyla asitleri oluşturur. Hidrojenle oluşturduğu bileşikler (HF, HCl, HBr, HI) asittir.

8A Grubu(Soygazlar): Saydamdırlar. Işığı geçirirler. Isı ve elektriği iletmezler. Oda koşullarında gaz halinde bulunurlar. Reaksiyona girmezler. Dolayısıyla bileşik oluşturmazlar. Erime ve kaynama noktaları oldukça düşüktür. Son yörüngelerinde 8 elektron bulundururlar. Kararlı yapıya sahiptirler.(He 2 elektronludur)Tek atomlu molekül halinde bulunurlar.