Periyodik Tablonun Oluturulmas覺

Periyodik tabloda elementler artan atom numaras覺na g繹re dizilir. Bir elektron kabuu dolup yeni bir elektron kabuu dolmaya balad覺覺nda yeni bir sat覺ra ge癟ilir. Atomlar覺n gruplardaki yerini belirleyense elektron dizilimleridir. Ayn覺 gruplarda yer alan atomlar覺n elektron dizilimlerindeki son orbitalde ayn覺 say覺da elektron vard覺r. rnein ayn覺 grupta yer alan sodyum ve potasyumun elektron dizilimleri s1 ile biter.

Periyodik tablo d繹rt bloktan oluur. 襤lk iki grupta yer alan ve atomlar覺n覺n elektron dizilimleri s orbitaliyle biten elementler s blounu, 3-12. gruplarda yer alan ve atomlar覺n覺n elektron dizilimleri d orbitaliyle biten elementler d blounu, 13-18. gruplarda yer alan ve atomlar覺n覺n elektron dizilimleri p orbitaliyle biten elementler p blounu, tablonun en alt覺ndaki ba覺ms覺z iki sat覺rda yer alan ve atomlar覺n覺n elektron dizilimi f orbitaliyle biten elementlerse f blounu oluturur.

Genel olarak, ayn覺 grupta yer alan elementler benzer kimyasal 繹zelliklere sahiptir. Ayr覺ca d blou ve f bloundaki elementler s繹z konusu olduunda ayn覺 sat覺r i癟inde de benzer kimyasal 繹zelliklere rastlan覺r. Dolay覺s覺yla, bir elementin periyodik tablodaki konumuna ve 癟evresindeki dier elementlere bakarak kimyasal 繹zellikleri hakk覺nda 癟覺kar覺mlar yapmak m羹mk羹nd羹r. Hatta Mendeleyev bu sayede pek 癟ok elementin 繹zelliini daha elementler kefedilmeden 繹nce, kabaca da olsa, tahmin etmeyi baarm覺t覺.

Tablo ile 襤lgili Tart覺malar

Helyum:Helyum atomlar覺n覺n 癟ekirdeinde 2 proton vard覺r. Dolay覺s覺yla Madelung kural覺na g繹re n繹tr helyum atomlar覺n覺n elektron dizilimi 1s2dir. Elektronlar覺n doldurduu tek orbital bir s orbitali olduu ve bu orbitalde 2 elektron olduu i癟in helyumun s blounun ikinci grubunda yer almas覺 gerekir. Baz覺 periyodik tablolarda da zaten helyum periyodik tablonun 2. grubunun en 羹st羹ne yerletirilir. Ancak periyodik tablolar覺n b羹y羹k 癟ounluunda helyum 2. grupta deil 18. grupta yer al覺r. Bu tercihin sebebi, helyumun kimyasal 繹zelliklerinin 2. grupta yer alan magnezyum ve kalsiyum gibi elementlere hi癟 benzememesidir. Helyum atomundaki t羹m elektronlar 1. elektron kabuunda yer al覺r. Bu kabukta yaln覺zca bir s orbitali vard覺r; p, d ve f orbitalleri yoktur.

Bir s orbitalinde en fazla iki elektron bulunabilecei i癟in, bu durum helyumun valans kabuunun (kimyasal tepkimelerde yer alan elektronlar覺n bulunduu, en y羹ksek seviyeli elektron kabuunun) tamamen dolu olduu anlam覺na gelir. 襤kinci grupta yer alan kalsiyum ve magnezyum gibi metallerin valans kabuu ise tamamen dolu deildir. 襤kinci sat覺r, ikinci s羹tunda yer alan magnezyumun valans kabuunda 羹癟 bo p orbitali; 羹癟羹nc羹 sat覺r, ikinci s羹tunda yer alan kalsiyumun valans kabuundaysa 羹癟 bo p orbitali ve 5 bo d orbitali vard覺r. Bu bo orbitaller magnezyum, kalsiyum ve ayn覺 grupta yer alan dier elementlerin kimyasal tepkimelere hayli istekli olmas覺n覺n ana nedenidir. Kimya ile ilgili temel bir kural, atomlar覺n覺n valans kabuklar覺n覺 tamamen dolu ya da tamamen bo h璽le getirme eiliminde olduklar覺d覺r. Valans kabuu neredeyse tamamen dolu olan atomlar (繹rnein, periyodik tablonun on yedinci grubunda yer alan halojenler) kimyasal tepkimelerde d覺ar覺dan elektron alarak valans kabuklar覺n覺 tamamen doldurmaya 癟al覺覺rlar. Valans kabuklar覺 neredeyse tamamen bo alan sodyum, potasyum, kalsiyum ve magnezyum gibi metallerse kimyasal tepkimelerde elektron vererek valans kabuklar覺n覺 tamamen boaltmaya 癟al覺覺rlar. Helyum ise soygaz olarak adland覺r覺lan elementlerin bir 繹rneidir. Bu elementler valans kabuklar覺 tamamen dolu olduu i癟in kimyasal tepkimelere girmeye kar覺 hayli isteksizdir. Bu y羹zden helyum periyodik tablolar覺n b羹y羹k 癟ounluunda kendisiyle benzer kimyasal 繹zelliklere sahip neon ve argon gibi dier soygazlar覺n yer ald覺覺 on sekizinci grupta yer al覺r.

 

Hidrojen: En hafif element olan hidrojenin atom 癟ekirdeinde sadece bir proton bulunur. Dolay覺s覺yla Madelung kural覺na g繹re n繹tr hidrojen atomlar覺n覺n elektron dizilimi 1s1dir. Dolay覺s覺yla elektron dizilimine bak覺ld覺覺nda hidrojenin s blounun birinci grubunda yer almas覺 gerekir. Periyodik tablolar覺n b羹y羹k 癟ounluunda da durum budur. Ancak hidrojenin kimyasal 繹zellikleri periyodik tablonun birinci grubunda yer alan ve alkali metal olarak s覺n覺fland覺r覺lan elementlerden 癟ok periyodik tablonun on yedinci grubunda yer alan ve halojen olarak s覺n覺fland覺r覺lan ametallere benzer. Bu durumun temel nedeni t覺pk覺 halojenler gibi hidrojenin de valans kabuunu tamamen dolu h璽le getirmek i癟in d覺ar覺dan bir elektron almaya ihtiya癟 duymas覺d覺r.

Bu y羹zden baz覺 periyodik tablolarda hidrojen periyodik tablonun on yedinci grubunun en 羹st羹nde yer al覺r. S覺k rastlan覺lan baka bir durumsa hidrojenin dier t羹m elementlerden ayr覺 olarak tablonun ana g繹vdesinin 羹st羹nde ve ortas覺nda bir yere yerletirilmesidir.

癟羹nc羹 gruptaki elementler. Periyodik tablonun 羹癟羹nc羹 grubu, d bloundaki ilk gruptur. Kimya ders kitaplar覺ndaki periyodik tablolar覺n tamam覺nda bu grupta yer alan ilk iki element (tablonun d繹rd羹nc羹 ve beinci sat覺r覺nda yer alan elementler) skandiyum ve itriyumdur. Ancak tablonun alt覺nc覺 ve yedinci sat覺rlar覺ndaki elementler farkl覺 periyodik tablolar aras覺nda farkl覺l覺k g繹sterir. Baz覺 yazarlar skandiyum ve itriyumun alt覺na lantan ve aktinyumu, baz覺 yazarlarsa l羹tesyum ve lavrensiyumu yerletirir. Hatta baz覺 periyodik tablolarda bu konumlarda hi癟bir element yer almaz. Bu farkl覺l覺klar覺n temel nedeni Madelung kural覺na dayanarak yap覺lan elektron dizilimi tahminleriyle deneysel veriler aras覺ndaki uyumsuzluktur.

Madelung kural覺n覺 lantan ve aktinyuma uygulad覺覺n覺zda elektron dizilimlerinin s覺ras覺yla [Xe]6s24f1 ve [Rn]7s25f1 olmas覺n覺 beklersiniz. Dolay覺s覺yla bu iki elementin periyodik tablodaki yeri f blounun ilk grubu olmal覺d覺r. Ancak deneysel veriler lantan ve aktinyumun elektron diziliminin asl覺nda [Xe]6s25d1 ve [Rn]7s26d1 olduunu g繹sterir. Baz覺 yazarlar覺n lantan ve aktinyumu d blounun ilk grubuna, skandiyum ve itriyumun alt覺na yerletirmesinin sebebi budur. Ayr覺ca elementlerin erime s覺cakl覺klar覺, iyon yar覺癟aplar覺 gibi 繹zelliklerinde periyodik tablonun ilk iki grubunda yukar覺dan aa覺ya gidildik癟e g繹zlemlenenlere benzer deiimlerin skandiyum, itriyum, lantan ve aktinyum aras覺nda da g繹zlemlenmesi de bu tercihi destekler.

Baz覺 periyodik tablolarda, 繹zellikle de 1940lardan 繹ncekilerde, periyodik tablonun 羹癟羹nc羹 grubunda l羹tesyum ve lavrensiyum yer al覺r. Bu durumun nedeni Madelung kural覺na g繹re l羹tesyum ve lavrensiyumun elektron dizilimlerinin s覺ras覺yla [Xe]6s24f145d1 ve [Rn]7s25f146d1 olmas覺d覺r. Zaten deneysel veriler de bu tahminleri dorular. Dolay覺s覺yla l羹tesyum ve lavrensiyumun yeri d blounun ilk grubu olmal覺d覺r. Periyodik tablonun birinci grubundaki alkali metaller kimyasal tepkimelerde +1 deerlik, ikinci grubundaki toprak alkali metallerse +2 deerlik al覺r. Skandiyum, aktinyum, l羹tesyum ve muhtemelen lavrensiyumun kimyasal tepkimelerde +3 deerlik almas覺 da bu elementlerin 羹癟羹nc羹 grupta yer almas覺 gerektii tercihini destekler.

G羹n羹m羹zde yayg覺n olarak rastlanan baz覺 periyodik tablolarda skandiyum ve itriyumun alt覺 bo b覺rak覺l覺r. Lantan ve aktinyum f blounun ilk grubuna, l羹tesyum ve lavrensiyumsa f blounun son grubuna yerletirilir. B繹ylece periyodik tablonun alt覺nda yer alan f blou lantanitler ve aktinitler olarak s覺n覺fland覺r覺lan 30 elementin tamam覺n覺 i癟ine al覺r. Ancak bu tercih de f orbitallerinde tek bir elektron dahi olmayan lantan覺n f blounda yeri olmad覺覺 gerek癟esiyle eletirilir.
Ge癟i Metalleri. Periyodik tablolarda alkali metaller, lantanitler, ametaller gibi farkl覺 t羹rlerdeki elementlerin farkl覺 fon renkleriyle g繹sterilmesi yayg覺n bir uygulamad覺r. Ancak farkl覺 kaynaklardaki 癟eitli periyodik tablolar incelediinde ge癟i metali olarak s覺n覺fland覺r覺lan elementlerle ilgili bir uzlama olmad覺覺 g繹r羹l羹r. Uluslararas覺 Temel ve Uygulamal覺 Kimya Birlii (IUPAC) ge癟i metallerini, d orbitalleri k覺smen dolu olan ya da d orbitalleri k覺smen dolu katyonlar (art覺 y羹kl羹 iyonlar) 羹reten metaller olarak tan覺mlar. Bu tan覺ma g繹re, periyodik tablonun 羹癟羹nc羹 ile on birinci gruplar覺 aras覺nda yer alan t羹m elementler ge癟i metalidir. Periyodik tablonun on ikinci grubunda yer alan 癟inko, kadmiyum ve c覺va ise ge癟i metali olarak s覺n覺fland覺r覺lmaz. 羹nk羹 hem n繹tr atomlar覺n覺n hem de art覺 y羹kl羹 iyonlar覺n覺n d orbitalleri k覺smen deil tamamen doludur.

Baz覺 periyodik tablolarda ge癟i metallerinin IUPAC覺n tan覺m覺na uygun bir bi癟imde iaretlendii g繹r羹l羹r. Ancak baz覺 yazarlar ge癟i metalleri ile d blou elementlerini e anlaml覺 gibi kullan覺r, periyodik tablonun on ikinci grubunu da ge癟i metallerine d璽hil ederler. Bu yazarlara g繹re, 癟inko, kadmiyum ve c覺va ge癟i metallerinin d orbitalleri kimyasal balarda yer almayan istisnai bir alt grubudur. Periyodik tablolar覺n baz覺lar覺ndaysa, sadece IUPAC覺n tan覺m覺yla uyumlu bi癟imde d blounun son grubundaki elementler deil, ayn覺 zamanda d blounun ilk grubundaki elementler de ge癟i metali olarak s覺n覺fland覺r覺lmaz. Bu durumun nedeni, periyodik tablonun 羹癟羹nc羹 grubundaki metallerin iyonlar覺n覺n d orbitallerinin tamamen bo olmas覺 ve dolay覺s覺yla kimyasal s羹re癟lerdeki davran覺lar覺n覺n d繹rt ile on birinci gruplar aras覺nda yer alan metallerinkinden farkl覺 olmas覺d覺r.

C覺va ve Alt覺n: Periyodik tabloyu yararl覺 yapan ey, elementlerin tablodaki konumuna bakarak fiziksel ve kimyasal 繹zellikleri hakk覺nda fikir y羹r羹tebilmektir. Ancak baz覺 elementlerin 繹zellikleri periyodik tablodaki konumlar覺ndan beklenenden 癟ok farkl覺d覺r. rnein, on ikinci grupta yer alan elementlerden 癟inko ve kadmiyum oda s覺cakl覺覺nda kat覺 h璽ldedirler. Benzer bi癟imde, ayn覺 grupta yer alan c覺van覺n da oda s覺cakl覺覺nda kat覺 h璽lde olmas覺 beklenir. Ancak erime s覺cakl覺覺 yakla覺k -38簞C olan c覺va, oda s覺cakl覺覺nda s覺v覺 h璽ldedir. R繹lativistik etkiler sebebiyle 覺覺k h覺z覺na (c) yak覺n h覺zlarda hareket eden cisimlerin k羹tleleri artar.

Bu y羹zden c覺va atomlar覺n覺n valans kabuundaki, yakla覺k 0,58c h覺z覺yla hareket eden elektronlar atom 癟ekirdeine yakla覺r ve daha g羹癟l羹 balan覺rlar. Bu durum, c覺va atomlar覺 aras覺nda kat覺 malzemelerdeki gibi g羹癟l羹 balar kurulmas覺n覺 engeller. inko ve kadmiyum atomlar覺n覺n valans kabuundaki elektronlarsa c覺vadakilere g繹re 癟ok daha yava hareket ederler, dolay覺s覺yla fiziksel 繹zelliklerinde r繹lativistik etkiler sebebiyle belirgin bir deiiklik g繹r羹lmez.
Periyodik tablodaki konumundan beklenenden farkl覺 fiziksel 繹zelliklere sahip bir dier element alt覺nd覺r. Kendine 繹zg羹 rengiyle dier metallerden ayr覺l覺r. Bu durumun sebebi de yine r繹lativistik etkilerdir.

Hidrojen, helyum gibi elementlerin periyodik tablodaki konumlar覺, 繹zellikleri aras覺nda uyumsuzluk s繹z konusu olduunda, atomlar覺 periyodik tabloda daha uygun konuma ta覺mak m羹mk羹nd羹r. Ancak c覺va ve alt覺n i癟in ayn覺 durum s繹z konusu deildir. D繹rt taraflar覺nda baka elementler vard覺r ve yerletirilebilecekleri daha uygun bir konum yoktur.

Kimyasal zellikleri Bilinmeyen Elementler: Periyodik tabloda yer alan elementler aras覺nda, doada bulunan en a覺r element, atomlar覺n覺n 癟ekirdeinde 94 proton olan pl羹tonyumdur. Daha a覺r elementlerin tamam覺 laboratuvar ortam覺nda sentezlenir. Bu elementlerin 癟ounu 羹zerinde deneyler yaparak kimyasal 繹zellikleri hakk覺nda bilgi edinilebilecek miktarda 羹retmek 癟ok zordur. Zaten y羹ksek derecede radyoaktif olduklar覺 i癟in k覺sa s羹re i癟inde bozunarak baka elementlere d繹n羹羹rler. Bu a覺r覺 a覺r elementler standart periyodik tablolarda Madelung kural覺na g繹re sahip olduklar覺 elektron dizilimleriyle uyumlu konumlara yerletirilirler. Ancak bunun doru bir y繹ntem olup olmad覺覺 tart覺mal覺d覺r.

A覺r覺 a覺r elementlerin valans kabuundaki elektronlar 覺覺k h覺z覺na yak覺n h覺zlarla hareket ederler. Dolay覺s覺yla, r繹lativistik etkiler nedeniyle c覺van覺n ve alt覺n覺n periyodik tablodaki konumlar覺ndan beklenenden farkl覺 繹zelliklere sahip olmas覺na benzer bi癟imde, a覺r覺 a覺r elementlerin de fiziksel ve kimyasal 繹zellikleri, r繹lativistik etkiler sebebiyle periyodik tablodaki konumlar覺ndan beklenenden 癟ok farkl覺 olabilir. rnein atomlar覺n覺n 癟ekirdeinde 114 proton olan flerovyum standart periyodik tablolarda on d繹rd羹nc羹 grupta yer al覺yor.

Dolay覺s覺yla, bulunduu konuma bakarak metal 繹zellikleri g繹stermesi beklenir. Ancak tahminlere g繹re flerovyumun kimyasal 繹zellikleri metallerden 癟ok soygazlara benziyor. Bu tahminlerin ne 繹l癟羹de doru olduu hen羹z net olarak bilinmese de r繹lativistik etkilerin 繹nemli olduu a覺r覺 a覺r elementlerin pek 癟ou i癟in benzer durumlar s繹z konusu olabilir.

Periyodik tablo ile ilgili tart覺malar sebebiyle, pek 癟ok bilim insan覺 tablonun yeniden d羹zenlenmesi gerektiini d羹羹n羹yor. ne s羹r羹lm羹 癟ok farkl覺 periyodik tablolar var. Manchester Metropolitan niversitesinde 癟al覺an Dr. Mark Leach taraf覺ndan tutulan periyodik tablo veri taban覺nda yedi y羹z羹n 羹zerinde periyodik tablo yer al覺yor.

Periyodik Tablonun Gelecei

Alternatif periyodik tablolar覺n baz覺lar覺 standart periyodik tablo benzeri d羹zlemsel ve d繹rtgen bi癟imli. rnein f blounun tablonun ana g繹vdesine d璽hil edildii 32 s羹tundan oluan tablo gibi. Bu tablo, 繹zellikle atom numaras覺 s覺ralamas覺n覺n kesintiye uramamas覺 gerektiini d羹羹nen kimyac覺lar taraf覺ndan tercih ediliyor. Baz覺 versiyonlar覺nda skandiyum ve itriyum, lantan ve aktinyumun 羹zerinde yer al覺yor (f blou, d blounu ikiye b繹l羹yor) baz覺 versiyonlar覺ndaysa skandiyum ve itriyum, l羹tesyum ve lavrensiyumun 羹zerinde yer al覺yor (f blou, s ve d bloklar覺n覺n aras覺nda yer al覺yor).


Alternatif periyodik tablolar覺n en pop羹lerlerinden biri, Theodor Benfey taraf覺ndan haz覺rlanan spiral bi癟imli periyodik tablo. Merkezdeki hidrojenden balayan ve hi癟 kesintiye uramadan devam eden dizilimde lantanitler ve aktinitlerle ge癟i metalleri d覺a doru uzanan kollar覺n i癟inde yer al覺yor.
Farkl覺 periyodik tablolar覺n standart tabloda kendini g繹steremeyen fiziksel ve kimyasal 繹zelliklerle ilgili 繹r羹nt羹lere vurgu yapmak i癟in haz覺rland覺覺 s繹ylenebilir. Kimyac覺lar farkl覺 elementler aras覺ndaki kimyasal benzerliklerin daha a癟覺k se癟ik g繹r羹ld羹
羹 kimyasal tablolar覺, fizik癟ilerse elementlerin elektron dizilimlerine ve kuantum mekaniksel 繹zelliklerine vurgu yapan tablolar覺 tercih ediyorlar. Standart tablo ise tam anlam覺yla ne fizik癟ileri ne de kimyac覺lar覺 memnun ediyor.

Add a Comment

E-posta hesab覺n覺z yay覺mlanmayacak. Gerekli alanlar * ile iaretlenmilerdir