Periyodik Tablo

Çok eskiden beri kimyacilar, elementleri siniflandirmayi düsünmüslerdi. Böyle bir siniflandirmada elementlerin özellikleri, belirli bir düzen içinde degisirse, kimyacilarin isi epeyce kolaylasacakti. Geçen yüzyilin ortalarinda, simdi bilinen elementlerin yarisindan biraz fazlasi biliniyordu. Bilinen elementleri, özelliklerine göre siniflandirmak için o zamanki kimyacilar, degisik fikirler ileri sürmüslerdir.

Bugünkü anlama yakin periyodik sistem, 1869 yilinda Rus kimyacisi Dimitri Mendeleev tarafinda yapilmistir. 1877 yilinda Alman bilgini Lothar Meyer de Mendeleev’ den habersiz olarak bir periyodik cetvel yapmistir. Bu iki cetvel hemen hemen birbirinin aynidir. Meyer; elementleri, cetvelinde fiziksel özelliklerine göre siralamis, Mendeleev ise elementlerin atom kütlelerini dikkate alarak artan atom kütlelerine göre cetvelinde siralamistir. Bu siralamada birbirini izleyen elementlerin degerliklerinin ve öteki özelliklerinin, belirli sayida elementten sonra tekrarladigini, yani bu özelliklerin periyodik oldugunu görmüstür.

Mendeleev; hidrojen elementini, özellikleri o zaman bilinen elementlerin özelliklerine benzedigi için ayri birakarak ondan sonra gelen elementleri (Li, Be, B, C, N, O, ve Fu) bir satir üzerinde (periyotta) atom kütlelerine göre siraladi. Böylece, bu elementlerin özelliklerinin ve degerliklerinin adim adim degistigini gördü. O gün için bilinen ve atom kütlesine göre flüordan sonra gelen element sodyum idi. Sodyumun özellikleri, ondan öncekilere degil, lityumun özelliklerine benzediginden, sodyumu ikinci satirin(periyodun) basina, lityumun altina getirmesi gerekmis ve bu suretle de yeni bir periyot baslamistir. Bu periyotta sodyumdan sonra, birinci periyottaki elementlere adim adim benzeyen Mg, Al, Si, P, S ve Cl gelir. Bunlardan sonra atom kütlesine göre sirasi gelen element potasyumdur. Bunun özellikleri sodyumunkine benzedigi için sodyumun altinda potasyum yer alacak sekilde, potasyum ile yeni bir periyot baslar. Potasyum ile baslayan bu yeni periyotta atom kütlesine göre sirasi gelen element kalsiyumdur. Kalsiyumun özellikleri magnezyumunkine benzedigi için onun altina yeni ikinci sütuna yerlestirilir. Kalsiyumdan sonra o zaman bilinen element titandi. Ancak titani, özellikleri bakimindan alüminyumun altinda göstermeye imkan olmadigini gören Mendeleev, üstün bir önseziyle, kalsiyum ile titan arasinda bir elementin bulunmasi gerektigini söylemistir. Bu nedenledir ki Mendeleev, atom kütleleri sirasina göre kurdugu gruplarda, özellik bakimindan benzeyen element yoksa, yerini bos birakmistir. Bunun sonucu olarak Mendeleev’ in periyodik cetvelinde bazi bosluklar meydana gelmistir. Mendeleev, bu bosluklari açiklamasini bilmis, o gün için bilinmeyen ve periyodik cetvelde 32 numarali yeri almasi gereken elementin özelliklerinin ne olacagini tahmin etmistir. Ayrica, Mendeleev’ in sisteminde bos kalan yarlarda bilinmeyen elementlerin bulunmasi gerektigi fikri yeni elementlerin kesfine yol açmistir.

Bugün periyodik cetvelde elementler, atom kütlelerine göre degil, atom numaralarina göre dizilir. Böylece Mendeleev’ in sisteminin aksakligi ortadan kalkar. Çünkü kimyasal özellikler, atom kütlelerinin periyodik bir fonksiyonu degil, artan atom numaralarinin periyodik bir fonksiyonudur. Elementler artan atom numaralarina göre periyodik cetvelde dizildiginde, elementlerin bazi özellikleri periyodik olarak tekrarlanir. Bunun nedeni, elementlerin elektron dizilisleriyle ilgilidir.

Elementlerin özellikleriyle atomlarin elektron dizilisi arasindaki iliskinin açiklanmasinda çogu kez degerlik orbitalleri ve degerlik elektronlari terimleri kullanilir. Bir atomun temel halindeki elektron dizilisinde yer alan orbitallerden en yüksek enerji düzeyindeki arbitallere degerlik orbitalleri denir. Degerlik orbitallerinde bulunan elektronlara da degerlik elektronlari denir. Örnegin; elektron dizilisi 1S1 seklinde olan 1H atomunun degerlik orbitali 1S, degerlik elektron sayisi 1’dir. 1S2 2S2 2P1 elektron dizilisi 5B atomunun degerlik orbitalleri 2S ve 2P, degerlik elektron sayisi 3’tür.

ÖRNEK:

13Al elementi atomunun;

a) degerlik orbitalleri hangileridir?

b) Kaç tane degerlik elektronu vardir?

ÇÖZÜM:

13Al : 1S2 2S2 2P6 3S2 3P1 elektron dizilisine göre;

a) Degerlik orbitalleri 3S ve 3P’dir.

b) Degerlik elektron sayisi (3S2 3P1) 3’tür.

Benzer elektron dizilisine sahip olan elementler benzer özellikler gösterir. Örnegin; soy gazlar olarak bilinen helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radon elementlerinin elektron dizilisleri arasinda bir benzerlik vardir. Elementlerin elektron dizilisleri yazilirken kisaltma yapilabilir. Bu kisaltma her element için sadece degerlik orbitallerinde bulunan elektronlar açikça gösterilir. Diger elektronlar, söz konusu elementten atom numarasi daha küçük olan soy gazin köseli parantez içine alinan sembolü ile ifade edilmis olur.

2He : 1S2

10Ne : [He]2S2 2P6

18Ar :[Ne]3S2 3P6

36Kr :[Kr]4S2 3d10 4P6

54Xe :[Kr]5S2 4d10 5P6

86Rn :[Xe]6S2 4f14 5d10 6P6

yukaridaki soy gazlarin elektron dizilislerinde yer alan degerlik orbitallerinin tamamen elektronlarla dolu oldugu görülmektedir. Elektron dizilisindeki bu benzerlik, soy gazlarin fiziksel ve kimyasal özelliklerinde de benzerlige neden olur. Bu elementlerin hepsi oda sicakliginda gaz halindedir. Soy gaz molekülleri tek atomludur ve soy gazlar tepkimelere karsi ilgisizdir.

Elementler, özellikleri birbirine benzeyenler alt alta gelecek sekilde, artan atom numaralarina göre siralandiginda bir cetvel olusturur. Olusan bu cetvele periyodik cetvel denir.