PERİYODİK SİSTEM Periodic Table of the s d p Elements I A II A III B IV B V B VI B VII B VIII B I B II B III A IV A V A VI A VII A VIII A 1 1 2 1 H H He 1.008 1.008 4.0026 3 4 5 6 7 8 9 10 2 Li Be B C N O F Ne 6.939 9.0122 10.811 12.011 14.007 15.999 18.998 20.183 11 12 13 14 15 16 17 18 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.312 26.982 28.086 30.974 32.064 35.453 39.948 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.102 40.08 44.956 47.89 50.942 51.996 54.938 55.847 58.932 58.71 63.54 65.37 69.72 72.59 74.922 78.96 79.909 83.8 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.468 87.62 88.906 91.224 92.906 95.94 * 98 101.07 102.91 106.42 107.9 112.41 114.82 118.71 121.75 127.61 126.9 131.29 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 6 Cs Ba **La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.91 137.33 138.91 178.49 180.95 183.85 186.21 190.2 192.22 195.08 196.97 200.29 204.38 207.2 208.98 * 209 * 210 * 222 87 88 89 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 118 7 Fr Ra ***Ac Rf Ha Sg Ns Hs Mt Uun Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh Uuo * 223 226.03 227.03 * 261 * 262 * 263 * 262 * 265 * 268 * 269 * 272 * 277 *284 *285 *288 *292 *294 Based on symbols used by ACS S.M.Condren 2007 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 * Designates that **Lanthanum Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu all isotopes are Series 140.12 140.91 144.24 * 145 150.36 151.96 157.25 158.93 162.51 164.93 167.26 168.93 173.04 174.97 radioactive 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 *** Actinium Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Series 232.04 231.04 238.03 237.05 * 244 * 243 * 247 * 247 * 251 * 252 * 257 * 258 * 259 * 260 f
Periyot: Cetvelde elementlerin artan atom numaralarına göre dizilmiş yatay sıralarına denir. Grup: Benzer özelliklerine göre dizilmiş düşey sıralarına denir.
Yatay sütun Periyot : 7 tane periyot vardır. Düşey Sütun Grup: 8 tane A grubu ve 8 tane B grubu vardır. B grubuna geçiş elementleri denir.
IA ve IIA : Son (valans) elektronlar s orbitallerine yerleşir. IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA ve VIIIA : p orbitallerine, IIIB grubu: 4. periyotta Sc den itibaren d orbitalleri elektron almaya başlar. Bu elementin elektron dağılımı alüminyuma uymadığı için B grubu adı altında yeni bir grup oluşturulmuştur. Bu şekilde d orbitallerine elektron alarak Sc u izleyen elementler de onun sağına yerleştirilmişlerdir. Bu elementler d bloğu elementlerini oluştururlar ve geçiş elementleri olarak adlandırılırlar.
I A Grubu Elementleri Bu elementler, her periyotta en düşük iyonlaşma enerjisine sahip olan elementlerdir. Bu elementlerin (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) hidroksitleri kuvvetli bazlar (alkali) olduğu için, bunlara genellikle alkali metaller adı verilir. Bunlar en dış tabakalarında bulunan ve atoma zayıfça bağlı bulunan bir tek elektronlarını kolayca kaybederek pozitif (+) iyon haline geçerler. Li : 1s 2 /2s 1 Li + (He) : 1s 2 Na: 1s 2 /2s 2 2p 6 /3s 1 Na + (Ne): 1s 2 /2s 2 2p 6 Grupta yukarıdan aşağıya indirildikçe atom çapının büyümesi nedeniyle son tabakadaki elektronun çekirdeğe bağlanma kuvveti zayıftır. Böylece, grupta iyonlaşma enerjisi yukarıdan aşağıya doğru azalır.
Alkali metaller,havanın oksijeni ile etkileşerek oksit oluştururlar. 2 M (k) +1/2 O 2 ( g) M 2 O (k) Halojenlerle birleşerek tuzları oluştururlar. 2 M (k) + X 2 2 MX (k) Su ile hızlı tepkimeye girerler ve hidrojen gazı (H 2 ) oluştururlar. 2 M (k) + 2 H 2 O (s) 2 MOH (suda) + H 2 (g)
II A Grubu Elementleri Periyodik sistemin IIA grubunda bulunan Be, Mg, Ca, Sr, Ba ve Ra elementlerine toprak alkali metaller adı verilmektedir. Bu metallerin de hidroksitleri nispeten kuvvetli bazdır. IA elementlerine göre iyonlaşma enerjisi daha büyüktür. Aktiflikleri ise yine yukarıdan aşağıya doğru inildikçe artar. Son tabakada bulunan elektronlarını vererek (+2) değerli iyonları oluştururlar. İyonlarının elektron sistemi, alkali metallerde olduğu gibi, bir önceki soy gazın aynısıdır. Be : 1s 2 /2s 2 Be +2 (He) : 1s 2 Mg: 1s 2 /2s 2 2p 6 /3s 2 Mg +2 (Ne) : 1s 2 /2s 2 2p 6
Özkütleleri de alkali metallerden daha büyüktür. Oksijenle birleşerek oksitleri oluştururlar. M (k) + ½ O 2 (g) MO(k) Halojenlerle birleşerek tuzları oluştururlar. M (k) + Cl 2 (g) MCl 2 (k) Su ile tepkimeye girerek hidrojen gazı ( H 2 ) oluştururlar. M (k) + 2 H 2 O (s) M(OH) 2 (suda) + H 2 (g)
III A Grubu Elementleri Bu grup elementlerinden Bor ametal Al, Ga, In ve Tl elementleri ise metaldir. Metallerin oksitleri toprakta bulunduğu için bunlara toprak metalleri adı verilir. Bu elementlerin en dış enerji seviyelerinde üç elektron bulunduğu için, bu elektronları vererek (+3) değerlikli iyonları oluştururlar. IV A Grubu Elementleri Bu grubu oluşturan C, Si, Ge, Sn ve Pb elementlerinin son enerji seviyelerinde dörder tane elektron bulunur. Bu gruptan itibaren elementlerin elektron vererek soy gaz sistemine benzemeleri ve kararlı duruma geçmeleri güçleşir. Bunun yerine yeterli sayıda elektron alarak, kendilerinden sonra gelen soy gaz sistemine ulaşmaları daha kolaydır. Bu şekilde negatif (-) iyon yapabilen veya (- ) değerlik kazanabilen elementlere ametal denilmektedir.
V A Grubu Elementleri Bu grupta yer alan N, P, As, Sb ve Bi elementlerinin son enerji seviyelerinde (ns 2 np 3 ) bulunan elektronları beştir. Bu beş elektronun tamamını vererek maksimum (+5) değerlik alabilecekleri gibi, başka element atomlarından üç elektron alarak (-3) değerlik de kazanabilirler. VI A Grubu Elementleri Bu grubun en önemli ve doğada en fazla bulunan elementi oksijen olup, normal şartlarda iki atomlu gaz halinde bulunur. Kükürt, selenyum, tellür ve polonyum yapıları biraz karışık olan katılardır. İyonlaşma enerjileri büyük olduğu için kuvvetli ametalik özellik gösterirler.
Elektronegatifliği büyük olan flor elementi tüm bileşiklerinde -1 değerlikli olup en kuvvetli oksitleyicilerdir. VII A Grubu (F, Cl, Br, I, At) Flor, Klor, Brom, İyot ve Astatin elementlerinden oluşur. Metallerle yapmış oldukları bileşikler tuz oluşturduklarından bunlara tuz yapıcı anlamına gelen halojenler adı verilir. Flor, Klor, Brom ve İyot elementlerinin reaksiyon gücü fazla ve doğada daima bileşik halinde bulunurlar. Dış enerji seviyesinde yedişer elektron bulunduğu için bir elektron alarak kolayca soygaz düzenine geçerler.
Soy Gazlar (VIIIA) Soy gazlar periyodik tablonun en sağında VIIIA grubunu oluştururlar. Bunlar helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) ve radondur (Rn). İki elektrona sahip helyum haricindeki soy gaz atomları dış kabuğunda 8 elektrona sahiptirler. Yani, en yüksek enerji seviyesinin s ve p orbitalleri dolmuş durumdadır.
Geçiş Elementleri Uzun periyotlarda B grubu elementleri olarak bilinen bu elementler en yüksek enerji seviyeleri s orbitalinde 1 veya 2 e - içerirler. Buna karşılık, d orbitalinde elektron sayısı bakımından farklılık gösterirler. Bu elementler kararlı bir yapıdan diğerine geçişi sağlamaktadırlar. Bu yüzden geçiş elementleri denilir. İç Geçiş Elementleri Periyodik tablonun altında yer alan ayrı bir bölümde belirtilen f bloğu elementleridir. Bu elementlerin atomları en yüksek enerjili s orbitalinde iki elektron içerirler.
İyonlaşma enerjisi ve elektron ilgisi Bir atomdan elektron uzaklaştırmak için atoma enerji verilir. Verilen bu enerji bir büyüklüğe ulaşınca atomdan bir elektron kopar. Kopan bu elektron çekirdek tarafından en zayıf kuvvetle çekilen yani atom çekirdeğinden en uzakta bulunan elektrondur. Nötral bir atomdan elektron koparmak için gerekli enerjiye birinci iyonizasyon potansiyeli İkinci bir elektronun atomdan uzaklaştırılması için gereken enerjiye ikinci iyonizasyon potansiyeli Birinci iyonizasyon potansiyeli<ikinci iyonizasyon potansiyeli < Üçüncü iyonizasyon potansiyeli
Periyodik sistemde aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe iyonizasyon potansiyeli artar, yukarıdan aşağıya inildikçe azalır. Bir atoma elektron ilave ederek ondan negatif yüklü bir iyon oluşumu esnasında açığa çıkan enerjiye elektron afinitesi (ilgisi) Elektron ilgisi periyodik sistemde aynı periyotta soldan sağa doğru artarken aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru azalmaktadır. Elektron kazanma eğilimi elektron kaybetme eğiliminden büyük olan elemente elektronegatif tir denir.
Elektron İlgisi Bir atoma elektron ilave ederek ondan negatif yüklü bir iyon oluşumu esnasında açığa çıkan enerjiye de elektron ilgisi adı verilir. Kimyasal birleşmelerde elektron kazanma eğilimi, elektron kaybetme eğiliminden büyük olan bir elemente, elektronegatiftir denir.
Elektriksel İletkenlik Elementler; metaller, ametaller ve yarı metaller olarak sınıflandırılır. Bir atomun değerlik elektronları atoma ne kadar kuvvetli bağlı ise, element o oranda ametal, tersi durumunda ise metal karakterlidir. Metaller elektriği iyi iletirler ve elektriksel iletkenlikleri sıcaklığın artması ile azalır. Akımın geçmesi durumunda metalde herhangi bir değişiklik olmaz. Bunun için, elektrik taşıyıcılarının metal atomlarındaki dış elektronlar olduğu ve bu elektronların metalin bütün kristali içinde serbestçe hareket ettikleri kabul edilir. Örneğin, Cu, Ag, Al, Fe gibi.
Halbuki, ametaller iletken olmayıp yalıtkandırlar. Yani, elektriği iletme yetenekleri ya çok az ya da hiç yoktur. Örneğin, amorf karbon, kükürt, fosfor gibi. Yarı metallerin elektriksel İletkenlikleri ise, düşük olmakla beraber ölçülebilir orandadır. Bunlarda iletkenlik, metallerin tersine sıcaklık arttıkça artar. Örneğin, B, Si, Ge, As gibi.
YARARLANILAN KAYNAKLAR [1] Petrucci, H.R., Harwood, S.W., Genel Kimya, Çeviri Editörleri; Uyar, T., Aksoy, S., Palme Yayıncılık, 1995, Ankara. [2] Aydın, A.O., Sevinç, V., Şengil, İ. A., Temel Kimya, Aşiyan Yayınları, 2001, Adapazarı. [3] Erdik, E., Sarıkaya, Y., Temel Üniversite Kimyası, Gazi Kitapevi, 2009. [4] Mortimer, C.E., Modern Üniversite Kimyası, Çağlayan Kitabevi, 1.Baskı, 2004. [5] Alpaydın, S., Şimşek, A., Genel Kimya, 5. Baskı, Nobel Yayın Dağıtım, 2010. 19