Periyodik Cetvelin Tarihsel Gelişimi ve Özellikleri

adminEĞİTİM0 Yorum27 Nisan 2011

Değerli www.bidolubilgi.com ziyaretçileri bu yazmızda Periyodik Cetvelin Kim tarafından bulunduğu,  Periyodik cetvelin bilimsel gelişim sürecinde ne gibi değişikliklere uğradığını,periyodik cetvelin özelliklerini, periyodik grupların özelliklerini kısacası periyodik cetvel ile ilgili aradığınız bir çok şeyi bulabilirsiniz. Ödev hazırlayan değerli öğrenci arkadaşlarımıza yardımcı olmasını diliyoruz.

Periyodik cetvel kimyasal elementlerin sınıflandırılması için geliştirilmiş tablodur.Dilimizde periyodik tablo, periyodik cetvel, periyodik çizelge, elementler tablosu gibi birçok şekilde isimlendirilmiştir. Bu tablo bilinen bütün elementlerin artan atom numaralarına (buna proton sayısı da denir) göre bir sıralanışıdır. Periyodik cetvelden önce de bu yönde çalışmalar yapılmış olmakla birlikte, icadı genellikle Rus kimyager Dimitri Mendeleyev’e maledilir. 1869′da Mendeleyev, tabloyu, atomların artan atom ağırlıklarına göre sıralandıklarında belli özelliklerin tekrarlanıyor olmasından oluşturmuştur.

Periyodik Cetvelin Bilimsel Gelişimi

Altın, gümüş, kalay, bakır, kurşun ve cıva gibi elementler eski çağlardan beri biliniyordu. Bir elementin ilk bilimsel olarak bulunması 1649 yılında Henning Brand’ın fosforu bulmasıyla başlamıştır. Bundan sonraki 200 yıl boyunca elementler ve onları bileşikleri hakkında kimyacılar tarafından pekçok bilgi elde edilmiştir. Bununla beraber 1869 yılına kadar toplam 63 element bulunabilmiştir. 1817 yılında Johann Dobereiner benzer kimyasal özelliklere sahip olan stronsiyum, kalsiyum ve baryuma bakarak, stronsiyumun atom ağırlığının kalsiyum ve baryum atom ağırlıklarının ortasında olduğuna dikkat çekmiştir. 1829 yılında klor, brom ve iyot üçlüsünün de benzer özellikler gösterdiği bulunmuştu. Yine benzer davranış lityum, sodyum ve potasyum için de gözleniyordu. 1829 ve 1858 yılları arasında bu konuda pek çok araştırma yapıldı. Bu sırada halojenler grubu katıldı. Oksijen, kükürt, selenyum ve tellür bir grubun üyesi olarak düşünülürken azot, fosfor, arsenik, antimon ve bizmut başka bir grup içine yerleştirildiler. İlk periyodik tabloyu oluşturma şerefi Fransız bilim adamı A. E. Beguyer de Chancourtois’e düştü. De Chancourtois, silindirin çevresine 16 kütle birimleri yerleştirerek elementleri buraya oturttu. Benzer özelliklerdeki elementler bu silindir üzerinde düşey satırlarda gruba ayırmıştı. Atom ağırlıkları sekizin katı kadar olan elementlerin özellikleri benzerdi. 1864 yılında yazılan bir yazıda Newlands bunu Oktav kanunu (Law of Octaves) olarak tanımladı. Bu kanuna göre herhangi bir element tablodaki sekizinci elementle benzerlikler gösteriyordu.

Genelde periyodik tablonun babası olarak Alman bilim adamı Julius Lothar Meyer ve Rus bilim adamı Dimitri Mendeleyev kabul edilir. Her ikisi de birbirinden habersiz olarak dikkate değer benzer sonuçlar ürettiler. Mendeleyev atomların artan atom ağırlıklarına göre sıralandıklarında belli özelliklerin tekrarlandığını görmüştür. Daha sonra elementleri tekrarlanan özelliklerine göre alt alta sıralayarak ilk iki periyodu yedişer, sonraki üç periyodu ise onyedişer element içeren bir periyodik sistem hazırlamıştır. Mendeleyev’in hazırladığı periyodik sistemde bazı yerleri henüz keşfedilmemiş elementlerin olduğunu düşünerek boş bırakmıştır. Daha sonra bulunan skandiyum, galyum, germanyum elementleri tablodaki boşluklara yerleşmişlerdir.

1895 yılında Lord Rayleigh, kimyasal olarak inert yeni bir gazı (argon) keşfettiğini bildirdi. Bu element periyodik tabloda bilinen hiçbir yere oturtulamadı. 1898 yılında William Ramsay bu elementin klor ile potasyum arasında bir yere konulabileceğini önerdi. Helyumda aynı grubun bir üyesi olarak düşünüldü. Bu grup elementlerinin değerliklerinin sıfır olması nedeniyle sıfır grubu olarak adlandırıldı.

Mendeleyev’in periyodik tablosu her ne kadar elementlerin periyodik özelliklerini gösterse de neden özelliklerin tekrarlandığı konusunda herhangi bir bilgi vermemektedir.

1911′de Ernest Rutherford atom çekirdekleri alfa parçacıklarının saçılması deneyiyle çekirdek yükünün belirlenebileceğini gösterdi. Rutherford’un gösterdiği diğer bir şey bir çekirdeğin yükünün atom ağırlığı ile orantılı olduğuydu. Yine 1911′de A. Van den Broek bir seri çalışmasıyla elementlerin atom ağırlıklarının atom üzerindeki yüke yaklaşık eşit olduğunu gösterdi. Bu yük daha sonra atom numarası olarak tanımlandı ve periyodik tablodaki elementleri yerleştirmede kullanıldı. 1913 de Henry Moseley bir grup elementin X-ışınlar tayf çizgilerin dalga boylarını ölçerek, atom numarası ile elementlerin X-ışınları dalga boylarının ilişkili olduğunu gösterdi. Bu çalışma Mendeleyev, Mayer ve diğerlerinin yaptığı gibi atom ağırlıklarını temel seçmedeki yanlışlığı gösteriyordu.

Fakat neden periyodik özellikler gözleniyor sorusunun yanıtı ise Niels Bohr un elementlerdeki elektronik yapıyı incelemesiyle başlar denilebilir.

Periyodik tablodaki en son büyük değişiklik, 20. yüzyılın ortalarında Glenn Seaborg’un çalışmasıyla ortaya çıktı. 1940′da plutonyumu bulmasıyla başlayan araştırması, 94 den 102 ye kadar olan tüm uranyum ötesi elementlerin bulmasıyla sürdü. Periyodik tablodaki lantanit serisinin altına aktinitler serisini yerleştirdi. 1951′de Seaborg bu çalışmaları ile kimyada Nobel ödülünü kazandı. 106 nolu element seaborgiyum (Sg) olarak adlandırıldı.

Periyodik Tabloda Bahsedilen Kimyasal Terimler

Periyodik tabloyu kullanarak, her element hakkında belirli bilgiler elde edebiliriz. Örneğin, 1 kilogramlık bir karbon bloğunda kaç karbon atomu bulunduğunu tayin etmek için, karbon atomunun bağıl atom kütlesini kullanmamız yeterli.

Bağıl Atom Kütlesi: Bir elementin, atom kütle birimi (atomic mass units: amu) cinsinden ortalama kütlesini belirtir. Bu rakam, sıklıkla elementin izotoplarının da ortalama kütlesini belirttiği için, ondalıklı bir sayıdır. Bir elementin bağıl atom kütlesinden atom numarasının (proton sayısının) çıkarılmasıyla, o elementin nötron sayısı bulunabilir.

Atom Numarası: Bir atomda bulunan proton sayısı, elementi tanımlar ve atom numarası olarak adlandırılır. Atomda bulunan proton sayısı aynı zamanda, elementin kimyasal karakteri hakkında da bilgi verir.

Periyodik tabloda sıklıkla karşılaşılan görünüm, yandaki gibidir. Burada, element simgesinin altında verilen “bağıl atom kütlesi”, proton ve nötron sayısının toplamına eşittir.

Element simgesinin üstünde verilen atom numarası da, proton sayısına eşit olduğuna göre, bu iki sayının farkı bize elementin nötron sayısını verir.

Örnek: Kalsiyumun (Ca) nötron sayısı:

Bağıl atom kütlesi – Atom numarası = 40-20= 20′dir.

Bu gösterim, periyodik tablonun dışında, örneğin herhangi bir anlatımda elementin adı geçerken de kullanılabilir. Bazı durumlarda, bu iki değerin yeri tam tersi şekilde (atom numarası altta, bağıl atom kütlesi üstte) de olabilir. Ek olarak, simgenin sağ tarafında, elementin + ya da – yükü de gösterilebilir.

Elektron Dizilimi: Uyarılmamış bir atomdaki elektronların konumlarını gösterir. Kimyabilimciler, temel fizik bilgilerine dayanarak, atomların elektron dizilimlerine göre nasıl davranabilecekleri konusunda fikir yürütebilirler. Elektron dizilimi, bir atomun kararlılık, kaynama noktası ve iletkenlik gibi özellikleri hakkında bilgi verir. Atomların son enerji düzeylerine (en dış yörüngelerine) “valans düzeyi”, burada yer alan elektronlara da “valans elektronları” adı verilir. Kimyasal tepkimelerde birinci derecede önem taşıyan elektronlar, valans elektronlarıdır.

Bir elementin periyodik tablodaki yerine bakarak, o elementin elektron dizilimi de anlaşılabilir. Aynı grupta (dikey sırada) yer alan elementlerin elektron dizilimleri büyük benzerlik gösterir ve bu nedenle de kimyasal tepkimelerde benzer şekilde davranırlar.

Yükseltgenme basamağı (sayısı): Bir elementin, bileşiklerinde alabileceği değerliklerdir. İngilizce’deki “oxidation state” kullanımına karşılık gelmektedir.

Periyodik tabloda yer alan elementler, gözterdikleri belirli ortak özelliklere göre gruplar halinde inceleniyor. Bu gruplar hakkında kısaca bilgi vermek gerekirse:

1. Alkali Metaller:

Periyodik tablonun ilk grubunda (dikey sırasında) yer alan metallerdir. Fransiyum dışında hepsi, yumuşak yapıda ve parlak görünümdedir. Kolaylıkla eriyebilir ve uçucu hale geçebilirler. Bağıl atom kütleleri arttıkça, erime ve kaynama noktaları da düşüş gösterir. Diğer metallere kıyasla, özkütleleri de oldukça düşüktür. Hepsi de, tepkimelerde etkindir. En yüksek temel enerji düzeylerinde bir tek elektron taşırlar. Bu elektronu çok kolay kaybederek +1 yüklü iyonlar oluşturabildikleri için, kuvvetli indirgendirler. Isı ve elektriği çok iyi iletirler. Suyla etkileşimleri çok güçlüdür, suyla tepkime sonucunda hidrojen gazı açığa çıkarırlar.

2. Toprak Alkali Metaller:

Periyodik tablonun baştan ikinci grubunda (dikey sırasında) yer alan elementlerdir. Sıklıkla beyaz renkli olup, yumuşak ve işlenebilir yapıdadırlar. Alkali metallerden daha az tepken (tepkimelere girmeye eğilimli) karakterde olmalarının yanında, erime ve kaynama sıcaklıkları da daha düşüktür. İyonlaşma enerjileri de alkali metallerden daha yüksektir. Toprak elementleri ismi, bu gruptaki elementlerin toprakta bulunan oksitlerinin, eski kimyabilimciler tarafından ayrı birer element olarak düşünülmesinden gelir.

3. Geçiş metalleri:

Sertlikleri, yüksek yoğunlukları, iyi ısı iletkenlikleri ve yüksek erime-kaynama sıcaklıklarıyla tanınırlar. Özellikle sertlikleri nedeniyle, saf halde ya da alaşım halinde yapı malzemesi olarak kullanılırlar. Geçiş elementlerinin hepsi, elektron dizilimlerinde, en dışta her zaman d orbitalinde elektron taşırlar. Tepkimelere giren elektronlar da, d orbitalindeki elektronlardır. Geçiş metalleri sıklıkla birden fazla yükseltgenme basamağına sahiptir. Çoğu, asit çözeltilerinde hidrojenle yer değiştirecek kadar elektropozitiftir. İyonları renkli olduğu için, analizlerde kolay ayırt edilirler.

4. Lantanidler:

Geçiş metallerinin bir alt serini oluştururlar ve toprakta eser miktarda bulunmaları nedeniyle, “nadir toprak elementleri” olarak da isimlendirilirler. En önemli ortak özellikleri, elektron değişiminin yalnızca 4f orbitaline elektron katılımıyla gerçekleşmesidir. Özellikle +3 değerlikli hallerinde, birbirlerine çok benzeyen özellikler gösterirler. Kuvvetli elektropozitif olmaları nedeniyle, üretilmeleri zordur. Çoğunun iyon hallerinin karakteristik renkleri vardır.

5. Aktinidler:

Bu elementlerin en önemli ortak özelliği, elektron katılımının 5f orbitalinde gerçekleşmesidir. Geçiş metallerinin bir alt serisi konumundadırlar ve doğada çok ender bulunabilirler.

6. Transaktinidler:

Aktinidleri takip eden elementlere bu ad verilir. Uranyumdan daha büyük olan bu elementler, yalnızca nükleer reaktörlerde ya da parçacık hızlandırıcılarda elde edilebilirler. Geçiş elementlerinin bir alt bölümüdürler. Metaller ya da ametaller arasındaki yerleri, kesin olarak belirlenememiştir.

7. Ametaller:

Metal özelliği göstermeyen elementlerdir. Metaller çözeltilerde katyonları (pozitif yüklü iyonları) oluştururken, ametaller anyon (negatif yüklü iyon) oluşturma eğilimindedir. Metallerin aksine iyi iletken değillerdir ve elektronegatiflikleri çok yüksektir. Metaller ve ametaller arasında özellikler gösteren bazı yarıiletken elementler, “metaloidler” olarak da adlandırılır. Halojenler ve soygazlar da ametal doğadadır.

8. Halojenler:

Periyodik tablonun 7A grubunda bulunan, tepkimeye eğilimli ametallerdir. Bu gruptaki elementlerin hepsi elektronegatiftir. Elektron alma eğilimi en yüksek olan elementlerdir. Doğada sert olarak değil, mineraller halinde bulunurlar. Element halinde 2 atomlu moleküllerden oluşurlar. Oda koşullarında flor ve klor gaz, brom sıvı, iyotsa katı haldedir. Erime ve kaynama noktaları grupta aşağıdan yukarıya doğru azalır. Zehirli ve tehlikeli elementler olarak bilinirler.

9. Soygazlar:

Periyodik tablonun en son grubunu oluşturan, tümü tek atomlu ve renksiz gaz halinde bulunan elementlerdir. En dış yörüngeleri elektronlarla tamamen dolu olduğu için son derece kararlıdırlar ve tepkimelere eğilimleri de çok düşüktür. Bu davranışları nedeniyle de “soygaz” adını almışlardır. Atmosferde bulunurlar ve sıvı havanın damıtılmasıyla elde edilirler. İlk keşfedilen soygaz, hidrojenden sonra en hafif element olan helyumdur. Radon, çekirdeği dayanıksız olan, radyoaktif bir elementtir. Çok düşük olan erime ve kaynama noktaları, grupta yukarıdan aşağıya gidildikçe yükselir. İyonlaşma enerjileri, sıralarında en yüksek olan elementlerdir.

Periyot ve Grup Özellikleri

Bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe,

Proton, nötron sayıları ve kütle numarası artar.

Atom numarası artar.

Değerlik elektron sayısı artar.

Elektron alma isteği (ametalik karakter) artar.

Yörünge sayısı değişmez.

Atom hacmi ve çapı azalır.

Bir grupta yukarıdan aşağıya inildikçe,

Proton, nötron sayıları ve kütle numarası artar.

Atom numarası artar.

Değerlik elektron sayısı değişmez (Bu nedenle aynı gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri benzerdir).

Elektron verme isteği (metalik karakter) artar.

Yörünge sayısı artar.

Atom hacmi ve çapı artar.



Etiketler: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Periyodik Cetvelin Tarihsel Gelişimi ve Özellikleri Hakkında Yorum Yaz

Sponsor Reklamlar

Dünyanın En Zor Oyununu Oyna

Adına Kayıtlı Cep Telefonu Hattı Var mı Öğren


Sponsor Bağlantılar

Kategoriler

Hürriyet Bumerang

Sponsorlar

E-Bülten

E-Posta adresinizi aşağıdaki bölümden bültenimize ekleyerek yeni yazılarımızdan haberdar olabilirsiniz!


Aboneliğinizin onaylanması için lütfen verdiğiniz mail adresini kontrol ediniz.!

İletişim Formu

Yaşam ve İnsanlar Yaşam 

ve İnsanlar web analytics