PERİYODİK CETVEL VE ÖZELLİKLERİ 1
PERİYODİK CETVEL VE ÖZELLİKLERİ Günümüze kadar yapılan araştırmalar 112 elementin bulunduğunu ortaya çıkartmıştır. Bunların 90 tanesi doğada mevcut olup diğerleri yapay olarak elde edilmiştir. Doğada bulunan 90 elementin 68 tanesi metal geri kalanı ise ametaldir. 1814 yılında Berzelius, ilk element tanımlarını elementlerin Latince adlarının ilk veya ilk iki harfi ile tanımladı. 1869 yılında Mendeleyev, o güne kadar bilinen elementleri benzer kimyasal özelliklerini temel alarak ve artan kütlelerine göre sıralayarak bugün kullanılan periyodik tablo yayınlanmıştır. 2
PERİYODİK CETVEL VE ÖZELLİKLERİ 3
PERİYODİK CETVEL VE ÖZELLİKLERİ Periyodik cetvel elementlerin artan atom numaralarına göre dizilimini gösteren bir tablodur.bu tabloda belli kimyasal özellikleri birbirine yakın olan elementler,belli gruplarda toplanmıştır. 1913 yılında Moseley tarafından ortaya atılan kanun ile atom numaraları ile yayılan X-ışını frekansları arasında bir doğru orantı olduğu gösterilmiştir. Yatay sütun periyot vardır. Periyot : 7 tane Düşey Sütun Grup : 8 tane A grubu ve 8 tanede B grubu vardır. B grubu elementlerine geçiş elementleri denir. 4
PERİYODİK CETVEL 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 3b 4b5b 6b 7b 8b8b 8b1b 2b 5
PERİYODİK CETVEL 6
SOY GAZLAR Periyodik cetvelin 8A grubu elementleridir. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn bu grubun elementleridir. Grupta He dışındaki tüm elementler kararlı elementlerdir. Değerlik elektronları 8 dir. Erime ve kaynama noktaları çok düşüktür. Grupta yukarıdan aşağıya gidildikçe erime ve kaynama noktaları yükselir. 7
8
SOY GAZLAR Tümü tek atomlu renksiz gaz halindedir. Yalnız Rd radyoaktif olup çekirdeği dayanaksızdır. Doğada çok az bulunurlar. İyonlaşma enerjileri, sıralarında, en yüksek olan elementlerdir. 9
ALKALİ METALLER Periyodik cetvelin 1A grubu elementleridir Li, Na, K, Rb, Cs, Fr bu grubun elementleridir. En yüksek temel enerji düzeylerinde bir elektron vardır. Bileşiklerinde ( +1 ) değerlik alırlar. Yumuşak, bıçakla kesilebilen, hafif metallerdir. Elektrik akımı ve ısıyı iyi iletirler. 10
11
ALKALİ METALLER Erime ve kaynama noktaları diğer metallerden düşüktür.grupta yukarıdan aşağıya doğru erime ve kaynama noktaları düşer. Özkütleleri düşük olan elementlerdir. İyonlaşma enerjileri,sıralarında, en düşük olan elementlerdir. Tepkime verme yatkınlıkları çok fazladır. Doğada daha çok bileşikleri halinde bulunurlar. 12
ALKALİ METALLER 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) 13
TOPRAK ALKALİ METALLER Periyodik cetveli 2A grubunda yer alan elementlere toprak alkali metaller adı verilir. Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra bu grubun elementleridir. Bileşiklerinde +2 değerliklidirler. Isı ve elektrik akımını iyi iletirler. Alkali metallerden daha sert erime ve kaynama noktaları daha yüksektir. İyonlaşma enerjileri alkali metallerden daha yüksektir. 14
15
TOPRAK ALKALİ METALLER 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) 16
HALOJENLER Periyodik cetvelin 7A grubunda yer alan elementlerdir. F, Cl, Br, I, At bu grubun elementleridir. Bileşiklerinde -1 ile +7 arasında çeşitli değerlikler alabilirler.ancak F bileşiklerinde sadece +1 değerlik alır. Erime ve kaynama noktaları grupta aşağıdan yukarıya doğru azalır. Elektron alma istekleri en fazla olan elementlerdir. 17
18
HALOJENLER Tümü renklidir. Tümü zehirli ve tehlikelidir. Element halinde 2 atomlu moleküllerden oluşurlar. (F 2,Cl 2, Br 2, I 2, At 2 ) At (astatin) doğada bulunmayan,ancak radyoaktif olaylarla oluşan bir elementdir. Oda koşullarında F ve Cl gaz, Br sıvı, I ise katı haldedir. 19
ÜÇÜNCÜ SIRA ELEMENTLERİ Periyodik cetvelin üçüncü sırası Na (sodyum) metali ile başlar Ar (argon) soygazı ile biter. Periyodik cetvelin aynı grubundaki elementlerin değerlik elektron sayıları aynı,özellikleri de birbirine benzerdir.ancak bir sırada bulunan elementlerin başta değerlik elektron sayıları olmak üzere birçok özellikleri farklılık gösterir. Dolayısıyla da fiziksel ve kimyasal özeliklerde önemli değişiklikler söz konusudur. Buradan sonuç olarak sodyumdan başlayarak argona kadar devam eden elementler birbirlerinden fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından ayrılmışlardır. 20
21
ÜÇÜNCÜ SIRA ELEMENTLERİ ЖÜçüncü sıranın elementleri şunlardır: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar Ж Üçüncü sıranın ilk üç elementi Na, Mg ve Al metal,dördüncü element olan silisyum yarı metal,daha sonra gelen P, S, Cl ve Ar elementleri ise ametaldir. ЖNa, Mg ve Al elektrik akımını ve ısıyı iyi iletir.p, S, Cl ve Ar elementleri ısıyı ve elektriği iletmez. Ж Soldan sağa doğru sırada özkütle,erime ve kaynama noktası gibi özeliklerde büyük farklılık vardır.yine soldan sağa doğru genel olarak iyonlaşma enerjileri arttığından metal özelliği azalıp ametal özelliği artar. 22
DÖRDÜNCÜ SIRA GEÇİŞ ELEMENTLERİ Buraya kadar incelediğimiz gruplar ve sırada değerlik elektronları s ya da p orbitallerinde bulunuyordu.yani A gruplarındaydı. Geçiş elementlerindeyse değerlik elektronları d orbitallerin de bulunur ve bu elementler 2A ve 3A grubu arasında yer alır. Periyodik cetvelin 21 atom numaralı skandiyum ile başlayıp 30 atom numaralı çinko ile biten sıradaki elementler ile bunların altında kalan tüm elementler, geçiş elementleri grubuna girer. 23
24
DÖRDÜNCÜ SIRA GEÇİŞ ELEMENTLERİ Ξ Ξ Ξ Ξ Ξ Ξ Dördüncü sıra geçiş elementleri: Se, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co,Ni, Cu, Zn. Tümü metaldir. 1A ve 2A grubu metallerinden farklı olup,sert ve özkütlesi büyük metallerdir. Erime ve kaynama noktaları çok yüksektir. Elektrik akımı ve ısıyı iyi iletirler. Kimyasal tepkimelere yatkınlık bakımından aralarında çok büyük farklılık vardır. 25
DÖRDÜNCÜ SIRA GEÇİŞ ELEMENTLERİ Ξ 1A, 2A, 3A grubundaki metallerin yalnız bir tür değerliği söz konusuyken geçiş elementlerinin farklı değerlikli birçok bileşikleri vardır. Ξ Geçiş elementlerini diğer metallerden farklılandıran özellik yalnız s orbitalinden değil,tam dolu olmayan d orbitalinin de bileşik oluşturma ile ilgili olmalarıdır. Ξ Periyodik cetvelin altına iki sıra halinde yazılan elementlere İçgeçiş Elementleri ya da İçgeçiş Metalleri denir. 26
PERİYODİK CETVELİN ÖZELLİKLERİ 1.İyonlaşma Enerjisi 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. Bir atomdan elektron koparmak için gerekli enerjiye İyonlaşma Enerjisi ( E i )denir. 27
1.İyonlaşma enerjisi: Bir atomdan ilk elektronu koparmak için gerekli olan enerjiye Birinci İyonlaşma Enerjisi (E i 1 )denir. X (g) + E İ 1 X + (g)+ e - +1 yüklü iyondan,bir elektron koparmak için gerekli enerjiye de İkinci İyonlaşma Enerjisi denir. X + (g)+e İ 2 X +2 (g)+ e - +2 yüklü iyondan bir elektron ( üçüncü elektron ) koparmak için gereken enerjiye de Üçüncü İyonlaşma Enerjisi denir. X +2 (g)+e İ 3 X +3 (g)+ e - 28
1. İyonlaşma Enerjisi: Gaz halinde nötral bir atomdan bir elektron uzaklaştırmak için verilmesi gerekli enerjiye iyonlaşma enerjisi denir. Bir atomda kaç tane elektron bulunuyorsa,o kadar iyonlaşma enerjisi vardır.bunlardan en küçüğü birinci iyonlaşma enerjisidir.çünkü ilk kopan elektron yüksüz bir atomdan kopmaktadır. İkinci elektron +1 yükl,ü bir iyondan koptuğu için bir elementin ikinci iyonlaşma enerjisi,birinci iyonlaşma enerjisinden daha büyüktür. Atom çapı küçülmekte,elektron koparmak güçleşmektedir. 29
1.İyonlaşma Enerjisi İyonun yükü arttıkça atom çapı küçülür.iyonlaşma enerjisi artar.buna göre de; E İ 1 <E İ 2 <E İ 3 <E İ 4 <... İyonlaşma enerjisi periyodik cetvelde yukarıdan aşağıdan doğru azalır.,soldan sağa doğru artar.bunun nedeni çekim kuvvetinin artmasıdır. İyonlaşma enerjisi azalır İyonlaşma enerjisi artar. 30
1. İyonlaşma Enerjisi X (g) X + (g) + e - Mg(g) Mg+(g) + e- Mg+(g) Mg2+(g) + e- IE 1 = 738 kj IE 2 = 1451 kj 31
1. İyonlaşma Enerjisi 32
2.Ortalama Atomik Yarıçapı: Bir atomda en üst enerji seviyesindeki atomların atom çekirdeğine olan ortalama uzaklığına Ortalama Atomik Yarıçap denir. Periyodik cetvelde soldan sağa doğru gittikçe atom numarası ( çekirdek yükü )arttığından en dıştaki elektron daha çok çekilir, ortalama atomik yarıçap küçülür. Gruplarda ise yukarıdan aşağıya gidildikçe temel enerji seviyesi arttığından dıştaki elektronlar daha az çekilir,ortalama atomik yarıçap artar, 33
2.Ortalama Atomik Yarıçap: Ortalama atomik yarıçap artar. Ortalama atomik yarıçap azalır. Elektron veren atomun yarıçapı küçülür. İzotop atomlarda (proton sayıları aynı olan atomlarda) kütle numarası büyük olan atomun yarıçapı daha küçüktür. Elektron sayıları aynı olan atomlarda proton sayısı büyük olan atomun yarıçapı daha küçüktür. 34
3.Elektron İlgisi (Elektron Aftinitesi): Gaz fazındaki 1 mol nötral atoma 1 mol elektron bağlandığı zaman açığa çıkan enerjinin miktarına elektron ilgisi ya da elektron aftinitesi ( E af ) denir. Periyodik cetvelde soldan sağa artarken, yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe elektron ilgisi azalır.çünkü çekim arttığı için elektronun bağlanması kolaylaşır. X (g) + e - X - F(g) + e - F - (g) EA = -328 kj Elektron ilgisi azalır. F(1s 2 2s 2 2p 5 ) + e - F - (1s 2 2s 2 2p 5 ) Li(g) + e - Li - (g) EA = -59.6 kj Elektron ilgisi artar. 35
3.Elektron İlgisi (Elektron Aftinitesi): 36
4.Metallik Özelliği: Metalik özelliği elementlerin iyonlaşma enerjisi ile ilgilidir.iyonlaşma enerjisi düşük olan elementler metalik özelliğe sahip,iyonlaşma enerjisi yüksek olan elementler ise metalik özelliğe sahip değildir. Periyodik cetvelde soldan sağa,yukarıdan aşağı gidildikçe metalik özellik azalır. Metalik özellik azalır. Metalik özellik azalır. 37
5.Elektronegatiflik: Elektronegatiflik; elektronu çekme kapasitesine denir.elektron ilgisi arttıkça elektronegatiflik artar.elektron ilgisi fazla olan elementler daha elektronegatiftir.bilinen en elektronegatif element flordur (F). Elektronegatiflik;periyodik cetvelde soldan sağa,aşağıdan yukarıya doğru artar. Elektronegatiflik azalır. Elektronegatiflik artar. 38
5.Elektronegatiflik: Elektronegatiflik; elektronu çekme kapasitesine denir.elektron ilgisi arttıkça elektronegatiflik artar.elektron ilgisi fazla olan elementler daha elektronegatiftir.bilinen en elektronegatif element flordur (F). Elektronegatiflik;periyodik cetvelde soldan sağa,aşağıdan yukarıya doğru artar. Elektronegatiflik azalır. Elektronegatiflik artar. 39
Periyodik Tablonun Özellikleri: 40
KAYNAKLAR 1- Modern Üniversite Kimyası, C.E. MORTIMER, Çeviri: Prof.Dr. Turhan ALTINATA v.d. Çağlayan Kitabevi, 1989. 2- Temel Üniversite Kimyası, Prof.Dr.Ender ERDİK, Prof.Dr. Yüksek SARIKAYA, Gazi Kitabevi, 2009. 3- Genel Kimya, Prof.Dr. Baki HAZER, Karadeniz Teknik Üniversitesi Yayınları, 3.Baskı, Trabzon, 1995. 4- Temel Kimya, Prof.Dr.Ali Osman AYDIN, Prof. Vahdettin SEVİNÇ, Değişim Yayınları, Sakarya 5- Genel Kimya, Sabri ALPAYDIN, Abdullah ŞİMŞEK, Nobel Yayınları, 2012. 6- Fen ve Mühendislik Bölümleri İçin Kimya, R.CHANG, Çeviri: A.Bahattin SOYDAN ve A.Zehra AROĞUZ, Beta Yayınları, İstanbul, 2000. 7- Muhtelif web sayfaları. 41