Atom ve Periyodik Sistem 3. Bölüm

İçindekiler

Periyodik Sistem

Dersin Özellikleri:

  • Seviye: Hiç Bilmeyenler İçin
  • Süre: 40 dakika
  • Gerekli Bilgiler:
    • Bohr Atom Modeli
  • Öğretmen:
    • Gökalp AY

Anlatılacak Başlıklar*:

  • Periyodik Sistem
    • Periyodik Sistemin Tarihsel Gelişimi
    • Atomların Katman Elektron Dağılımları
    • Elementlerin Sınıflandırılması
    • Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

Periyodik Sistem

Periyodik Sistemin Kısa Tarihçesi

Periyodik Sistem Nedir?

  • Bilinen bütün elementlerin sistematik bir şekilde sıralandığı tablodur.
Tabloyu görmek için tıkla

Dimitri Mendeleyev ve Periyodik Sistem

  • Dmitry Mendeleyev (1869) : Bilinen 63 elementi, atom kütlelerine göre (kütle numarası) sıralamıştır.
    • Boş kalan yerlerin daha sonra keşfedileceğini söylemiş ve özelliklerini doğru tahmin etmiştir.

Dimitri Mendeleyev

Mendeleyey'in Periyodik Tablosu
Mendeleyey’in Periyodik Tablosu

Periyodik Sistem

Periyodik Sistemin Kısa Tarihçesi

Periyodik Sistem ve Henry Moseley

Henry Moseley
Henry Moseley (1887-1915)
  • Bugün kullandığımız periyodik sistemin mimarı, Henry Moseley‘dir.
    • İngiliz fizikçi Moseley; 1915 yılında Dünya Savaşı’nda Gelibolu’da ölmüştür.
  • Moseley, 1913 yılında, elementlerin ürettiği X ışınları ile atom numaraları arasında bir bağ olduğunu keşfetti.
    • Bu keşif sayesinde, bütün elementlerin proton sayısını hesaplayabildi.

Periyodik Sistem

Günümüzdeki Periyodik Sistem

  • Günümüzdeki periyodik sistemde, atomlar, atom numaralarına göre sırayla yerleştirilmiştir.
Periyodik Sistem
Periyodik Sistem

Periyodik Sistem

Grup ve Periyot Kavramı

Grup Nedir?

  • Dikey sütunlara grup denir.
    • Gruplar 1-18 arası numaralarla da gösterilir. (IUPAC)
    • Gruplar A ve B harfleri ile de gösterilir.
Periyodik Sistem - Gruplar
Periyodik Tablo - A ve B Grupları

Periyodik Sistem

Grup ve Periyot Kavramı

Grupların Özel İsimleri

  • 1A grubu: Alkali metaller
  • 2A grubu: Toprak alkali metaller
  • 7A grubu: Halojenler
  • 8A grubu: Asal gazlar (Soy gazlar)
Periyodik Sistem - Grupların Özel Adları
Periyodik Sistem – Grupların Özel Adları

Periyodik Sistem

Grup ve Periyot Kavramı

Periyot Nedir?

  • Yatay sıralar periyot denir.
    • Periyot numaraları, yukarıdan aşağıya doğru sırayla verilmiştir.
Periyodik Sistem - Periyotlar

Periyodik Sistem

İlk 20 Atomun Katman Elektron Dağılımı

  • Atomun elektronlarını yerleştirilirken, yörüngeleri doldura doldura gideriz.
    • 1. yörünge 2 elektron ile dolar.
    • 2. yörünge 8 elektronlar dolar.
    • 3. yörünge 8 elektron ile dolar.

Örnek:

16S atomunun elektron dağılımı 3 farklı şekilde gösterilmiştir.

Periyodik Sistem - Elektron Dağılımı
Periyodik Sistem – 16S Atomunun Elektron Dağılımı

Periyodik Sistem

İlk 20 Atomun Katman Elektron Dağılımı

1H1 : )1e

2He2 : )2e

3Li3 : )2e )1e

4Be4 : )2e )2e

5B5 : )2e )3e

6C6 : )2e )4e

7N7 : )2e )5e

8O8 : )2e )6e

9F9 : )2e )7e

10Ne10 : )2e )8e

11Na11 : )2e )8e )1e

12Mg12 : )2e )8e )2e

13Al13 : )2e )8e )3e

14Si14 : )2e )8e )4e

15P15 : )2e )8e )5e

16S16 : )2e )8e )6e

17Cl17 : )2e )8e )7e

18Ar18 : )2e )8e )8e

19K19 : )2e )8e )8e )1e

20Ca20 : )2e )8e )8e )2e

Periyodik Sistem

İlk 20 Atomda Grup Periyot Bulma

  • Nötür ve temel haldeki bir atomun:
    • Yörünge sayısı periyot numarasını verir.
    • Son yörüngesindeki elektron sayısı grup numarasını verir.
      • 2He atomu 8A grubundadır ve bu kuralın istisnasıdır.
      • Son yörüngedeki elektron sayısına değerlik elektron sayısı da denir.

Örnek:

16S16 : )2e )8e )6e

atomu 3. periyot, 6A grubundadır.

Örnek:

Al+3 iyonunda 10 elektron vardır.

Buna göre Al elementinin grup ve periyot numarası kaçtır?

Periyodik Sistem

İlk 20 Atomda Grup Periyot Bulma

  • Nötür ve temel haldeki bir atomun:
    • Yörünge sayısı periyot numarasını verir.
    • Son yörüngesindeki elektron sayısı grup numarasını verir.
      • 2He atomu 8A grubundadır ve bu kuralın istisnasıdır.

Örnek:

16S16 : )2e )8e )6e

atomu 3. periyot, 6A grubundadır.

Örnek:

Al+3 iyonunda 10 elektron vardır.

Buna göre Al elementinin grup ve periyot numarası kaçtır?

Periyodik Sistem

Elementlerin Sınıflandırılması

  • Elementler 4 sınıfa ayrılır. Bunlar:
    1. Metaller
    2. Ametaller
    3. Yarı Metaller
    4. Asal (Soy) Gazlar
Periyodik Sistem
Periyodik Sistem

Periyodik Sistem

Elementlerin Sınıflandırılması

1. Metaller

  • Değerlik elektron sayıları genellikle 1, 2 veya 3 tane olur.
  • Bileşik yaparken, son yörüngelerindeki bütün elektronları, ametallere verirler.
  • Yüzeyleri parlaktır. Isıyı ve elektrik akımını iyi iletirler.
  • Oda sıcaklığında (250C) cıva (Hg) hariç katı hâldedirler.
  • Tel ve levha hâline getirilebilir, dövülerek işlenebilir.
  • Metal atomları arasında metalik bağ vardır.
  • Yoğunlukları genellikle ametaller ve soy gazlardan yüksektir.
  • Doğada genellikle bileşikleri hâlinde bulunurlar.
  • Ametallerle iyonik bağlı bileşikleri oluştururlar.
  • Kendi aralarında bileşik oluşturamazlar fakat; birbirleri ile karıştırılarak alaşımları oluştururlar.

Periyodik Sistem

Elementlerin Sınıflandırılması

2. Ametaller

  • H, C, N, O, F, P, S, Cl, Se, Br, I elementleri ametaldir.
  • Genellikle 4A, 5A, 6A ve 7A grubunda yer alırlar ve bu yüzden değerlik elektron sayıları sırasıyla 4, 5, 6 ve 7’dir.
  • Katı hâlde olanlar mat görünümlüdür.
  • Oda sıcaklığında katı, sıvı veya gaz hâlinde bulunabilirler.
  • Isıyı ve elektrik akımını iletmezler (Grafit hariç).
  • Kırılgandırlar, tel ve levha hâline getirilemezler, dövülerek işlenemezler.
  • Doğada, genellikle, moleküller hâlde bulunurlar. (Cl2 , O2 , P4, S8…)
  • Bileşiklerinde pozitif (+) veya negatif (-) yükseltgenme basamağına sahip olabilirler.
  • Metallerle iyonik bağlı kendi aralarında kovalent bağlı bileşikler oluştururlar.

Periyodik Sistem

Elementlerin Sınıflandırılması

3. Yarı Metaller

  • Metal-ametal sınırında yaşarlar.
  • Bazı özellikleri ile metallere bazı özellikleri ile ametallere benzeyen elementlerdir.
  • Yarı metaller; dış görünümleri ve bazı fiziksel özellikleri ile metallere, kimyasal özellikleri ile de ametallere benzerler.
  • Metallerle ametallerin arasında yer alırlar.
  • Hem pozitif hem de negatif yüklü iyon hâline geçebilirler.
  • Hem metallerin hem de ametallerin özelliklerini taşırlar.
  • Katı hâldedirler ve işlenebilirler.
  • Parlak veya mat olabilirler.
  • Elektriği ametallerden daha iyi, metallerden daha az iletirler.

Periyodik Sistem

Elementlerin Sınıflandırılması

4. Asal (Soy) Gazlar

  • Periyodik sistemdeki 18. grupta (8A grubunda) yer alırlar.
  • He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn elementleri soy (asal) gazları oluşturur.
  • Son katmanlarında 8 elektron bulundururlar. (He son katmanında 2 elektron bulundurur.)
  • Oda koşullarında hepsi gaz hâlinde bulunurlar.
  • Atomik yapılıdırlar.
  • Erime, kaynama noktaları ve yoğunlukları düşüktür.
  • Kararlı yapıdadırlar ve bileşik oluşturmazlar (Kr ve Xe elementlerinin özel şartlarda bazı bileşikleri elde edilebilir.).
Asal (Soy) Gazlar
İçinde Asal (Soy) Gazlar Olan Lambalar

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

Periyodik Özellik Nedir?

  • Periyodik sistemde, herhangi bir yöne doğru giderken genellikle artan ya da azalan özelliklere periyodik özellikler denir.
Periyodik-Özellikler-SiteCenneti

Periyodik Özellikler Nelerdir?

  1. Atom/İyon Yarıçapı Eğilimi
  2. İyonlaşma Enerjisi Eğilimi
  3. Elektron İlgisi Eğilimi
  4. Elektronegatiflik Eğilimi
  5. Metalik ve Ametalik Eğilimi

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

1. Atom/İyon Yarıçapı Eğilimi

Atom Yarıçapı Nedir?

Atom Yarıçapının Hesaplanması
  • Atom yarıçapı, katı haldeki atomlarının çekirdekleri arasındaki mesafenin yarısıdır.

Atom Yarıçapı Nasıl Karşılaştırılır?

  • Atomların elektron dağılımına bakılır ve şu kurallar uygulanır:
    1. Yörünge sayısı daha fazla olan atomun yarıçapı daha büyüktür.
    2. Yörünge sayıları eşitken, proton sayısı daha az olan atomun yarıçapı daha büyüktür.
    3. Proton sayıları da eşitse, elektron sayısı daha fazla olan atomun yarıçapı daha büyüktür.
  • Atomun yarıçapı daha büyükse, çapı ve hacmi de daha büyüktür.

Örnek:

16S16    )2e   )8e    )6e
10Ne10     )2e   )8e
5B5     )2e    )3e

Yukarıda elektron dizilimleri verilen atomların hacimlerini karşılaştırınız.

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

1. Atom/İyon Yarıçapı Eğilimi

İyonik Yarıçap

  • Atomlar elektron verinde çapları küçülür.
  • Atomlar elektron alınca çapları büyür.

    (Elektron vermek kilo vermeye, elektron almak kilo almaya benzetilebilir.)

Örnek:

X, X+3, X-1 atom ve iyonlarının çaplarını kıyaslayınız.

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

1. Atom/İyon Yarıçapı Eğilimi

Periyodik Sistemde Atom Yarıçapı

  • Aşağı ve sola gidildikçe atam yarıçapı artar.
    • En şişman atom Fransiyumdur (Fr).
Periyodik Sistemde Atom Yarıçapı

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

2) İyonlaşma Enerjisi (İE) Eğilimi

İyonlaşma Enerjisi Nedir?

  • Gaz halindeki ve nötür bir atomdan, 1 elektron koparmak için gereken enerjiye 1. iyonlaşma enerjisi denir.

X(g) + 130 kj/mol → X(g)+1 + 1e

Elektron Sayısı Kadar İyonlaşma Enerjisi Vardır

  • 1. iyonlaşma enerjisi (1.İ.E.):
    X(g) + 130 kj/mol → X(g)+1 + 1e

  • 2. iyonlaşma enerjisi (2.İ.E.):
    X(g)+1 + 296 kj/mol → X(g)+2 + 1e

  • 3. iyonlaşma enerjisi (3.İ.E):
    X(g)+2 + 517 kj/mol → X(g)+3 + 1e

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

2) İyonlaşma Enerjisi (İE) Eğilimi

Örnek:

X(g)+1 + 2670 kj/mol → X(g)+4 + 3e

Yukarıdaki tepkimede görülen 2670 kj/mol değerindeki enerji, atomun kaçıncı iyonlaşma enerjisidir?

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

2) İyonlaşma Enerjisi (İE) Eğilimi

Bir Sonraki Elektron Daha Zor Kopar

  • Bir atomdan elektron koparırken, her zaman bir sonraki elektronu daha zor kopartırız.
    • Yani her zaman 2. iyonlaşma enerjisi, 1. iyonlaşma enerjisinden daha büyüktür; 3. iyonlaşma enerjisi de 2.’den daha büyüktür…

      1.İ.E. < 2. İ.E. < 3. İ.E. < 4. İ.E. < 5. İ.E.

Elektronu Azalan Atomda Neler Olur?

  • Bir atomlardan, elektron kopardıkça atomda şunlar değişir:
    • Atomun elektron sayısı azalır.
    • Atomun çapı küçülür. (Geriye kalan elektronlar çekirdeğe yaklaşır.)
    • Elektron başına düşen çekim gücü artar.
      • Bu yüzden, sonraki elektron daha zor kopar ve iyonlaşma enerjisi daha yüksek bir değer alır.
    • Çekirdeğin çekim gücü değişmez.

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

2) İyonlaşma Enerjisi (İE) Eğilimi

Üç Buçuk (3.5) Kat Kuralı

  • Bir sonraki iyonlaşma enerjisi, en az 3.5 kat daha yüksek ise, atomun son yörüngesindeki son elektronu kopartıyoruz demektir.

Örnek: Aşağıdaki atomların grup numaralarını bulunuz.

Atom 1. İ.E. (kj/mol) 2. İ.E. (kj/mol) 3. İ.E. (kj/mol) 4. İ.E. (kj/mol)
X 1312
Y 2372 5298 11850
Z 577 1816 2744 11577
T 520 7298 11815 15577
Q 453 798 915 1577

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

2) İyonlaşma Enerjisi (İE) Eğilimi

Farklı Atomların İyonlaşma Enerjilerine Göre Sıralanması

  • Atomların elektron dağılımına bakılır:
    1. Değerlik elektron sayısı daha çok olan atomun iyonlaşma enerjisi daha büyüktür.
    2. Değerlik elektron sayıları eşit olan atomlardan çapı küçük olanın iyonlaşma enerjisi daha büyüktür.

Örnek:

12Mg, 20Ca ve 10Ne atomlarının 1. ve 3. iyonlaşma enerjilerini kıyaslayınız.

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

2) İyonlaşma Enerjisi (İE) Eğilimi

Peş Peşe Gelen Atomlarda 1. İyonlaşma Enerjisi

  • Aynı periyotta, ardışık atomların 1. iyonlaşma enerjisi sıralaması, gruplarına göre şöyledir:

    1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A

    (3 aşağı 5 yukarı)
İlk 20 Atomun 1. İyonlaşma Enerjileri
İlk 20 Atomun 1. İyonlaşma Enerjileri

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

2) İyonlaşma Enerjisi (İE) Eğilimi

Periyodik Sistemde İyonlaşma Enerjisi

  • Aşağı ve sola gidildikçe atam yarıçapı artar.
    • En cimri atom Helyumdur (He).
Periyodik Sistemde İyonlaşma Enerjisi

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

3) Elektron İlgisi (Eİ)

Elektron İlgisi Nedir?

  • Gaz hâlindeki nötr bir atomun elektron alarak negatif yüklü iyon oluşturması sırasındaki enerji değişimine elektron ilgisi denir.
    • Elektron ilgisi “E.İ.” ile gösterilir.

      X(g) + e → X(g)-1 + 235 kj/mol
      Y(g) + e → Y(g)-1 + 75 kj/mol
  • Soy gazların elektron ilgileri çok düşük ve sıfıra yakındır.
  • Ametallerin elektron ilgileri çok yüksektir.
  • Metaller elektron almaya değil de vermeye ilgi duydukları için, metallerin de elektron ilgisi düşüktür.

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

3) Elektron İlgisi (Eİ)

Periyodik Sistemde Elektron İlgisi

  • Yukarı ve sağa doğru gidildikçe elektron ilgisi artar.
    • En cömert atom Klor atomudur (Cl).
Periyodik Sistemde Elektron İlgisi

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

4) Elektronegatiflik (EN) Eğilimi

Elektronegatiflik (EN) Nedir?

  • Tanım: Bir atomun, kovalent bağ elektronlarını kendine doğru çekme gücüne elektronegatiflik (elektronegativite) denir.
  • Ametallerin daha üstün olduğu bir özelliktir.
  • Elektronegativitesi en yüksek olan atom Flor (F) atomudur.
    • Flor atomunun elektornegatiflik değeri keyfi olarak 4.0 kabul edilmiştir.
    • Diğer atomların elektronegatiflik değeri F’ye oranla hesaplanmıştır.
    • Periyodik sistemde elektronegatifliği en büyük üç element sırası ile flor (F), oksijen (O) ve azottur (N).
  • Elektronegatiflik değerlerinin bir birimi yoktur.
  • Soygazların elektronegatiflik değerleri de çok düşüktür.

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

4) Elektronegatiflik (EN) Eğilimi

Periyodik Sistemde Elektronegatiflik

  • Yukarı ve sağa doğru gidildikçe elektron ilgisi artar.
    • En çekici atom Flor atomudur (F).
  • İki atom arasındaki elektronegatiflik farkı ne kadar fazla ise, bağları o kadar çok iyonik karakterli olur.
Periyodik Sistemde Elektronegatiflik

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

5) Metalik – Ametalik Aktiflik

Metalik-Ametalik Aktiflik Nedir?

  • Metalik özellikleri daha iyi gösteren elementlerin metalik aktifliği daha yüksektir.
  • Başlıca metalik özellikler şunlardır:
    • Elektron verme eğilimi,
    • Elektrik iletkenliği,
    • Parlak yüzey,
    • İyonik ve metalik bağ kurabilme yeteneği,
    • Şekil alabilme
  • Ametalik özellikleri daha iyi gösteren elementlerin ametalik aktifliği daha yüksektir.
  • Başlıca ametalik özellikler şunlardır:
    • Elektron alma eğilimi,
    • Elektrik yalıtkanlığı,
    • Mat yüzey,
    • Kovalent bağ kurabilme yeteneği

Periyodik Özelliklerin Değişme Eğilimi

5) Metalik – Ametalik Aktiflik

Periyodik Sistemde Metalik-Ametalik Aktiflik

  • Yukarı ve sağa doğru gidildikçe ametalik özellik artar.
    • En iyi ametal Flor atomudur (F).
  • Aşağı ve sola doğru gidildikçe metalik özellik artar.
    • En iyi metal Fransiyum atomudur (Fr).
Periyodik Sistem - Metalik Ametalik Özellik

Atom ve Periyodik Sistem

III. Bölüm
(Periyodik Sistem)

Bitti 🙁