PERİYODİK CETVEL

Transkript

1 BÖLÜM4 W Periyodik cetvel, elementlerin atom numaraları esas alınarak düzenlenmiştir. Bu düzenlemede, kimyasal özellikleri benzer olan (değerlik elektron sayıları aynı) elementler aynı düşey sütunda yer alırlar. Periyodik cetveldeki yatay sıralara periyot, düşeysütunlara grup denir. 1. Periyotlar Periyodik cetvelde 7 yatay sıra (periyot) bulunur. Birinci periyot iki elementli en kısa periyottur. Bir periyottaki elementlerin kimyasal özellikleri birbirinden farklıdır. Periyotlarda, soldan sağa doğru gidildikçe bazılarında istisna durumlar olması koşuluyla özellik değişimi şu şekilde olmaktadır. - Atom numarası artar - Atom çapı küçülür - Elektron verme eğilimi azalır - Metalik özellik azalır - İyonlaşma enerjisi artar - Elektron alma eğilimi (elektron ilgisi) artar - Ametalik özellik artar -Elektronegatiflik artar 2. Gruplar Benzer kimyasal özellikler gösteren elementler aynı grupta bulunurlar. Periyodik cetvelde 8 tane A grubu, 8 tane B grubu vardır. A gruplarının numarası, genellikle o grupta bulunan elementin değerlik elektron sayısına eşittir. Grup numarasına bakılarak bir element için aşağıdaki sonuçlara varılabilir. Örneğin; 1

2 X elementi 2A grubunda ise; Değerlik elektron sayısı 2 dir. Metaldir. Kendisine en yakın soygazdan 2 elektronu fazladır. Elektron dizilişi s 2 ile biter. 2 e - vererek soygaz elektron düzenine ulaşır. Bileşiklerinde +2 değerlik alır. Bileşikleri iyonik yapılıdır. Y elementi 6A grubunda ise; Değerlik elektron sayısı 6 dır. Ametaldir. Kendisine en yakın soygazdan 2 elektronu eksiktir. 2 e - alarak soygaz elektron düzenine ulaşır. En kararlı iyonu 2 değerliklidir. Bileşikleri iyonik ya da kovalent yapılıdır. Herhangi bir grupta aşağıdan yukarıya doğru çıkıldıkça, bazılarında istisna durumlar olması koşuluyla özellik değişimi şu şekilde olmaktadır. - Atom numarası azalır - Atom çapı küçülür - Elektron verme eğilimi azalır - Metalik özellik azalır - İyonlaşma enerjisi artar - Elektron alma eğilimi (elektron ilgisi) artar - Ametalik özellik artar -Elektronegatiflik artar 3. Atom Hacmi Protonları aynı, elektronları farklı olan 17 Cl, 17 Cl -1, 17 Cl +5 nötr atom ve iyonlarının hacimleri karşılaştırılacak olursa; 17Cl : 17 p, 17 e - 17Cl -1 : 17 p, 18 e - 17Cl +5 : 17 p, 12 e - Çekirdeğin elektron başına düşen çekim kuvveti arttıkça atom hacmi küçüleceğinden çaplarının sıralaması şu şekilde olur. Cl - Cl Cl +5 Elektronları aynı, protonları farklı olan 13 Al +3, 9 F -1, 10 Ne nötr atom ve iyonlarının hacimleri karşılaştırılacak olursa; 13Al +3 : 13 p, 10 e - 9F -1 : 9 p, 10 e - 10Ne : 10 p, 10 e - Aynı şekilde elektron başına düşen çekim kuvveti fazla olanın, hacmi daha küçük olacağındançaplarının sıralaması şu şekilde olur. F - Ne Al İyonlaşma Enerjisi Gaz halindeki bir element atomundan bir elektron koparmak için gerekli olan enerjiye iyonlaşma enerjisi denir. 2

3 Atomdan elektron koparıldıkça, bir sonraki elektronu koparmak için gerekli enerji büyür. Atom, soygaz elektron düzenine ulaştığında iyonlaşma enerjisinde büyük bir artış olur. E 1 E 2 E 3... E n Bir atomda 2. iyonlaşma enerjisinin 1. iyonlaşma enerjisinden daha büyük olmasının nedeni şöyle açıklanabilir. Atomdan bir elektron kopardığımızda +1 yüklü bir iyon oluşur ve atom çapı küçülür. Elektron başına düşen çekim kuvveti büyür ve elektronlar çekirdeğe yaklaşırlar. Bu nedenle ikinci bir elektronu koparmak için daha fazla enerji harcamak gerekir. Periyodik tabloda aynı yatay sırada bulunan A grubu elementlerinin 1. iyonlaşma enerjileri arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir. Bir elementin iyonlaşma enerjileri ile ilgili sayısal değerlere bakarak elementin değerlik elektron sayısı, cinsi, periyodik tablodaki grubu ve değerliği gibi özellikleri anlaşılabilir. Örneğin, X elementinin iyonlaşma enerjileri kcal / mol cinsinden aşağıdaki gibi verilmiş olsun. İyonlaşma enerjilerine bakarak hangi aralıkta maksimum katlanmanın olduğu belirlenir. Tabloda görüldüğü üzere E 2 ile E 3 arasındaki katlanma çok büyük olduğundan, atomdan 2e - koparıldığında soygazın elektron düzenini yakalıyor demektir. Yani +2 değerliklidir, 2A grubundadır gibi tahminler yapılabilir. 1A 3A 2A 4A 6A 5A 7A 8A 5. PeriyodikCetvelinBazı Önemli Grupları Alkali Metaller (1AGrubu) Periyotların ilk elementleridir. Elektron dizilişlerinin sonu s 1 ile biter. Bileşiklerinde +1 değerlik alırlar. Ancak ametal özelliği fazla olan hidrojen elementi bileşiklerinde -1 değerlik de alabilir. En aktif metallerdir. Yani kolaylıkla tepkimelere girerler. Hidroksitleri kuvvetli baz özelliği gösterir. (NaOH, KOH,...) İlk element hidrojen olup, bir ametaldir. Doğadabileşikleri halinde bulunurlar. Atom numarası büyüdükçe kaynamanoktası azalır. ToprakAlkali Metaller (2A Grubu) Periyotların ikinci elementleridir. Elektron dizilişlerinin sonu s 2 ile biter. Bileşiklerinde +2 değerlik alırlar. Aktif metallerdir. Hidroksitleri baz özelliği gösterir. Doğadabileşikleri halinde bulunurlar. Atom numarası arttıkça kaynamanoktası azalır. Halojenler (7AGrubu) Soygazlardanbir önce gelirler. Elektron dizilişlerinin sonu p 5 ile biter. Kararlı bileşiklerinde flor elementi hariç -1 ile +7 arasında değerlik alabilirler. Flor yalnızca -1 değerliğini alabilir. 3

4 Serbest halde iken iki atomlu moleküller halinde bulunurlar. (F 2, Cl 2, Br 2, I 2 gibi.) En aktif ametal grubudur. Yani kolaylıkla elektron alırlar. Halojenler, hidrojenle birleşerek halojen asitlerini, metallerle birleşerek halojentuzlarını oluştururlar. Halojen asitleri : HF, HCl, HBr, HI Halojen tuzları : KF, NaCl, CaBr 2 Oksijenli (oksitleri) ve hidrojenli bileşiklerinin sulu çözeltileri asit özelliği gösterir. Oda sıcaklığında, flor ve klor gaz, brom sıvı, iyot ise katı halde bulunur. Buradan yukarıdan aşağı inildikçe kaynamanoktalarının arttığı çıkarılabilir. Soygazlar (8A Grubu) Elektron dizilişlerinin sonu He hariç p 6 ile biter. Kararlı yapıdadırlar ve iyonlaşmaenerjileri büyüktür. Tek atomlu halde bulunurlar. Renksiz ve donma noktaları çok düşüktür. Atom numarası büyüdükçe kaynamanoktası artar. Geçiş Elementleri (B Grubu) 4. periyottan itibaren başlar. Elektron düzenleri d orbitali ile biter. Hepsi metaldir. Oda sıcaklığında Hg hariç hepsi katıdır. Bileşiklerinde genellikle farklı pozitif (+) değerlikler alırlar. Periyotların son elementleridir. 6. Metal ve AmetallerinÖzellikleri Metaller Yüzeyleri parlaktır. Isı ve elektrik akımını iyi iletirler. Tel ve levha haline gelirler. Oda koşullarında çoğu katıdır. Bu yaklaşımlar metallerin fiziksel karakterleri ile ilgilidir. Kimyasal manada metal demek atom çapı büyük, iyonlaşma enerjisi küçük, kimyasal tepkimelerde sadece e - vererek (+) değerlik alan element demektir. Bazıönemli metaller şu şekilde sıralanabilir. Ametaller Yüzeyleri mattır. Isı ve elektrik akımını iletmezler. (Grafit hariç) Tel ve levha haline gelmezler. Oda koşullarında katı, sıvı ya da gaz halinde bulunurlar. 4

5 Oda koşullarında gaz halinde olan ametaller iki veya daha fazla atomlu moleküller halinde bulunurlar. Oksijen gazı: O 2 Klor gazı: Cl 2 Azot gaz: N 2 Hidrojen gazı: H 2 Flor gazı: F 2 Kimyasal davranış bakımından ametal karakter elementin atom çapı küçük, iyonlaşma enerjisi büyük, kimyasal tepkimelerde genellikle elektron alarak (-) değerlik kazanan demektir. Ametaller bunun dışında elektron verme ve elektron ortaklığı kurma gibi özelliklere de sahiptir. Bazıönemli ametaller şu şekilde sıralanabilir. 5