s, p, d Elementleri f Elementleri Asal Gazlar

Transkript

1

2

3 s, p, d Elementleri Hidrojen 1A Grubu: Alkali metaller 2A Grubu: Toprak Alkali Metaller 3A Grubu: Toprak Metalleri 4A Grubu 5A Grubu 6A Grubu: Kalkojenler 7A Grubu: Halojenler B Grubu: Geçiş Metalleri f Elementleri Lantanitler ve Aktinitler 8A Grubu Asal Gazlar

4 Hidrojen (1s 1 ) ELEMENTLERİ TANIYALIM Hidrojen için periyodik tabloda tamamıyla uygun bir yer yoktur. Geleneksel olarak 1A grubunda bulunur. Alkali Metaller gibi s orbitalinde tek bir elektron vardır. Bileşiklerinde (+1) ve (-1) değerlik alabilir. İyonik hidritler suyla reaksiyona girerek hidrojen gazı ve metal hidroksit oluştururlar. 2NaOH (k) + 2H 2 O (s) 2NaOH (suda) + H 2 (g) Hidrojenin en önemli bileşiği sudur. 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O (s)

5 1A Grubu Elementleri ( ns 1, n 2 ) Li Na K Rb Cs Fr 1A grubu elementlerine alkali metaller de denir. Bileşiklerinde (+1) değerlik alırlar. s orbitalinde tek bir elektronu vardır. Çok aktif olduklarından suyla reaksiyona girerek hidrojen gazı ve metal hidroksitleri oluştururlar. 2M (k) + 2H 2 O (s) 2MOH (suda) + H 2 (g) (M: Alkali Metal) Havayla etkileştiklerinde, oksijenle birleşerek oksitleri oluştururlar. 4Li (k) + O 2 (g) 2Li 2 O (k)

6 1A Grubu Elementleri ( ns 1, n 2 ) Li Na K Rb Cs Fr Diğer alkali metallerin hepsi oksitler ve peroksitler (O 2-2 iyonu içeren) oluştururlar 2Na (k) + O 2 (s) 2Na 2 O 2 (k) Potasyum, rubidyum ve sezyum, süperoksitler (O 2- iyonu içeren) de oluştururlar. K (k) + O 2 (g) KO 2 (k) Alkali metallerin oksitleri bazik özellik gösterirler.

7 2A Grubu Elementleri ( ns 2, n 2 ) Be Mg Ca Sr Ba Ra Toprak alkali metaller olarak ta adlandırılırlar. Alkali metallerden daha az reaktiftirler. Bileşiklerinde (+2) değerlik alırlar. Metalik karakterleri yukarıdan aşağıya doğru inildikçe artar. Pek çok berilyum bileşiği (BeH 2, BeCl 2, gibi berilyum halidler) ve bazı magnezyum bileşikleri (MgH 2 gibi) iyoniklikten çok moleküller bileşiklerdir. Be ve Mg yüksek sıcaklıkta oksijenle oksit (BeO, MgO) oluştururken, Ca, Sr ve Ba oda sıcaklığında oksit oluşturabilirler. 2Mg (k) + O 2 2MgO

8 2A Grubu Elementleri ( ns 2, n 2 ) Be Mg Ca Sr Ba Ra Oksitleri, BeO amfoter diğer oksitler ise bazik özellik gösterirler. Be su ile reaksiyona girmezken, Mg su buharıyla çok yavaş bir tepkime vermektedir, Ca, Sr, ve Ba ise soğuk su ile tepkime vererek H 2 açığa çıkarırlar. Ba (k) + 2H 2 O (s) Ba(OH) 2 (suda) + H 2 (g) Mg sulu çözeltilerde asitlerle reaksiyona girer ve hidrojen gazı açığa çıkar. Mg (k) + 2H + (suda) Mg 2+ (suda) + H 2 (g) Ca, Sr ve Ba da sulu asit çözeltilerinde tepkimeye girerek hidrojen gazı oluştururlar. Fakat, bu metaller suyla da reaksiyona girdiklerinden iki farklı reaksiyon aynı anda olur.

9 3A Grubu Elementleri ( ns 2 np 1, n 2 ) B Al Ga In Tl Grubun ilk üyesi olan bor (B) yarı-metal özellik gösterir ve ikili iyonik bileşik oluşturmaz. Suya ve oksijene karşı reaktif değildir. Diğer üyeleri ise metaldir. Al havayla temas ettiğinde alüminyum oksit oluşturur. 4Al (k) + 3O 2 (g) 2Al 2 O 3 (k) Üzeri koruyucu alüminyum oksitle kaplanmış alüminyum, alüminyum elementinden daha az reaktiftir. Alüminyum sadece (+3) yüklü iyon oluşturur. Amfoter özellik gösterir. Asitler ve bazlarla tepkime vererek H 2 gazı açığa çıkarırlar. 2Al (k) + 6HCl AlCl 3 + 3H 2 (g)..asit 2Al (k) + 6NaOH Na 3 AlO 3 + 3H 2 (g)..baz

10 3A Grubu Elementleri ( ns 2 np 1, n 2 ) B Al Ga In Tl Diğer 3A grubu metalleri hem (+1) ve hem de (+3) yüklü iyonlar oluştururlar. Gruptan aşağıya doğru inildikçe (+1) yüklü iyonların (+3) yüklü iyonlardan daha kararlıdırlar. Gruptaki metaller pek çok moleküler bileşik de oluştururlar. Al in hidrojenle bileşiği AlH 3 gibi. Periyodik tabloda soldan sağa doğru gidildikçe metalik karakterden ametalik karaktere doğru bir kayma olur.

11 4A Grubu Elementleri ( ns 2 np 2, n 2 ) C Si Ge Sn Pb Grubun ilk üyesi karbon ( C) ametaldir. Karbonun grafit ve elmas olmak üzere iki allotropu vardır. Silisyum ve germanyum yarı metaldirler ve iyonik bileşik oluşturmazlar. Bu grubun metal üyeleri Sn ve Pb amfoter özellik gösterirler, asit ve bazlarla tepkimeye girerek hidrojen gazı açığa çıkarırlar. Sn (k) + HCl (suda) SnCl 2 (suda) + H 2 (g) Sn (k) + NaOH (suda) Na 2 SnO 2 + H 2 (g) 4A grubu elementleri, bileşiklerinde +2 ve +4 değerlik alabilirler. Karbon ve silisyum için +4 değerlik daha kararlıdır. Örneğin: CO 2, CO den daha kararlıdır. SiO 2 kararlı bir bileşiktir fakat SiO normal koşullarda mevcut değildir. Kalay (Sn) bileşiklerinde +4 değerlik, +2 değerlikten biraz daha fazla kararlıdır. Kurşun (Pb) bileşiklerinde +2 değerlik tartışmasız daha kararlıdır.

12 5A Grubu Elementleri ( ns 2 np 3, n 2 ) N P As Sb Bi 5A grubu elementlerinden azot ve fosfor ametal, arsenik ve antimon yarı-metal bizmut ise metaldir. Azot elementi iki atomlu bir gazdır (N 2 ). Çeşitli oksitler oluşturur. (NO, N 2 O, NO 2, N 2 O 4 ve N 2 O 5 ). Bunlar arasında sadece N 2 O 5 katı diğerleri gazdır. Fosfor molekülü P 4 halindedir. En önemli iki oksidi P 4 O 6 ve P 4 O 10 dur. Fosforun en önemli allotropları beyaz fosfor (P 4 ) ve polimer yapısında olan kırmızı fosfordur (P 4 ) n. Kırmızı fosfor, beyaz fosfordan daha kararlıdır. np 4 (beyaz fosfor) (P 4 ) n (kırmızı fosfor) Arsenik antimon ve bizmutun geniş, üç boyutlu yapıları vardır. Bizmut, kendinden önceki gruplardaki metallerden çok daha az reaktif bir metaldir.

13 6A Grubu Elementleri ( ns 2 np 4, n 2 ) O S Se Grubun ilk üç elementi (oksijen kükürt ve selenyum) ametaldir. Son ikisi ise (tellür ve polonyum) yarı-metaldir. Oksijen diatomik (O 2 ) bir moleküldür. Oksijenin iki allotropu (O 2 ve O 3 ) bulunmasına karşın oksijen molekülünden söz edildiğinde O 2 kastedilir. Ozon O 3, O 2 den daha kararsızdır. Te Po Ozon Oksijen üç çeşit oksit oluşturur; Oksit O -2, peroksit O 2-2 ve süperoksit O 2 -

14 6A Grubu Elementleri ( ns 2 np 4, n 2 ) O S Elementel kükürdün ve selenyumun molekül formülleri sırasıyla S 8 ve Se 8 dir. Kükürtün çeşitli allotropları vardır. Bunlar; Rombik kükürt (S 8 ) ve monoklinik kükürt (S 8 ) rombik kükürt termodinamik açıdan daha kararlıdır. Se Te Po Kükürtün önemli bileşikleri SO 2, SO 3 ve H 2 S dir. Kükürt trioksit suyla reaksiyona girdiğinde sülfirik asit meydana gelir SO 3 (g) + H 2 O (s) H 2 SO 4 (suda)

15 7A Grubu Elementleri ( ns 2 np 5, n 2 ) F Cl Br I At Halojenlerin hepsi genel formülleri X 2 olan ametaldir. Burada X, bir halojeni temsil eder. Çok reaktif olduklarından doğada diatomik halde bulunurlar. Flor çok reaktiftir ve suyla birleşerek oksijen meydana getirir. 2F 2 (g) + 2H 2 O (s) 4HF (g) + O 2 (g) Bileşiklerinde (-1 ve +7 ye kadar) değerlik alabilirler. Flor ise sadece (-1) değerlik alır. Oda koşullarında; flor ve klor gaz, brom sıvı ve astantin ise katı halde bulur. Halojenler kendi aralarında (ICl ve BrF 3 ) veya başka gruplardaki ametallerle (NF 3, PCl 5 ve SF 6 gibi) birçok molekülere bileşikler oluştururlar. Hidrojenle reaksiyona girerek hidrojen hallürleri meydana getirirler; H 2 (g) + X 2 (g) 2HX (g) Hidrojen hallürler suda çözünerek hidrohalik asitleri oluştururlar. (HF, HCl ve HBr)

16 8A Grubu Elementleri ( ns 2 np 6, n 2 ) He Ne Ar Kr Xe Bütün asal gazlar tek atomludur. İyonlaşma enerjileri bütün elementler içinde en yüksek olanlardır. Bileşik oluşturmaya yatkın değiller. Son zamanlarda ve Kr nun bazı bileşikleri sentezlenmiştir. (XeF 6, XeO 3, KrF 2 ) Xe (g) + PtF 6 (g) XePtF 6 (k) Asal gaz içeren bileşiklerin hiçbir ticari uygulaması yoktur ve doğada olan biyolojik olaylarda yer almazlar. Helyumun, neonun ve argonun bilinen hiçbir bileşiği yoktur. Rn

17 B Grubu Elementleri ( ns (n-1)d, n 4 ) Sc Ti v Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Periyodik sistemde s ve p bloklarının arasında bulunurlar. Bu elementlere geçiş elementleri denir. Tamamı metal olduğu için ayrıca geçiş metalleri olarak da bilinirler. Atom numarası 21 olan skandiyum (Sc) elementi d blokunun ilk elementi olarak önemlidir. Bu elementler bileşiklerinde (+1) ile (+7) arasında çok farklı değerlikler alabilmektedir. Geçiş metalleri saf hâlde kendi aralarında metalik bağ oluştururken ametallerle yaptıkları bileşiklerinde iyonik bağ oluştururlar.

18 Lantanitler ve Aktinitler( ns (n-1)d, n 5 ) Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Temel hâl elektron dizilimleri yazıldığında son orbitali f olan elementler f bloku elementleridir. Tamamı metaldir ve iç geçiş metalleri de denir. 6. periyotta lantan (La) elementinden sonra gelen 14 element (atom numarası 58 den başlayıp 71 i de kapsayan) lantanitler (nadir toprak metalleri) adını alır. 7. periyotta aktinyum (Ac) elementinden sonra gelen 14 element de (atom numarası 90 dan başlayıp 103 üde kapsayan) aktinitler adını alır.

19 Lantanitler ve Aktinitler( ns (n-2)f, n 5 ) Lantan (La) elementinde 6s orbitali dolduktan sonra yeni elektronun 4f orbitaline yerleşmesi gerekir. Ancak 5d ve 4f orbitallerinin enerjileri birbirine çok yakındır. Lantanın 4f orbitalinin enerjisi 5d orbitalinden biraz daha yüksektir. Bu yüzden lantanın elektron dağılımı [Xe] 6s 2 4f 1 yerine [Xe] 6s 2 5d 1 yapısındadır. Godalinyum (Gd) elementinin elektron dağılımının [Xe] 6s 2 4f 8 yerine [Xe] 6s 2 4f 7 5d 1 şeklindedir. Bunun sebebi yarı dolu orbitallere sahip küresel simetrik 4f 7 orbitallerinin fazladan kararlılık sağlamasıdır. Kaynakça: CHANG, Raymond, Fen ve Mühendislik Bölümleri için Kimya, Beta Yayınları, İstanbul 2000 BADUR, Hilmi, Kimya 11Sınıf Ders Kitabı, Evrensel İletişim Yayınları, Ankara 2015