Periyodik Tablo ve Tarihçesi
19
yüzyıl başlarında kimyasal çözümleme yöntemlerinde hızlı gelişmeler elementlerin ve bileşiklerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine ilişkin çok geniş bir bilgi birikimine neden oldu Bunun sonucunda bilim adamları elementler için çeşitli sınıflandırma sistemleri bulmaya çalıştılar Rus kimyacı Dimitriy İvanoviç Mendeleyev 1860'larda elementlerin özellikleri arasındaki ilişkileri ayrıntılı olarak araştırmaya başladı
1869'da, elementlerin artan atom ağırlıklarına göre dizildiklerinde özelliklerinin de periyodik olarak değiştiğini ifade eden periyodik yasayı geliştirdi ve gözlemlediği bağlantıları sergilemek için bir periyodik tablo hazırladı
Alman kimyacı Lothar Meyer de, Mendeleyev'den bağımsız olarak hemen hemen aynı zamanda benzer bir sınıflandırma yöntemi geliştirdi
Mendeleyev'in periyodik tablosu o güne değin tek başına incelenmiş kimyasal bağlantıların pek çoğunun birlikte gözlemlenmesini de olanaklı kıldı
Ama bu sistem önceleri pek kabul görmedi
Mendeleyev tablosunda bazı boşluklar bıraktı ve bu yerlerin henüz bulunmamış elementlerle doldurulacağını ön gördü
Gerçekten de bunu izleyen 20 yıl içinde skandiyum, galyum ve germanyum elementleri bulunarak boşluklar doldurulmaya başlandı
Mendeleyev'in hazırladığı ilk periyodik tablo 17 grup (sütun) ile 7 periyottan oluşuyordu ; periyotlardan, potasyumdan broma ve rubidyumdan iyoda kadar olan elementlerin sıralandığı ikisi tümüyle doluydu ; bunun üstünde, her birinde 7 element bulunan (lityumdan flüora ve sodyumdan klora) iki kısmen dolu periyot ile altında üç boş periyot bulunuyordu Mendeleyev 1871 de tablosunu yeniden düzenledi ve 17 elementin yerini (doğru biçimde) değiştirdi Daha sonra Lothar Meyer ile birlikte, uzun periyotların her birinin 7 elementlik iki periyoda ayrıldığı ve 8 gruba demir, kobalt, nikel gibi üç merkezi elementin yerleştirildiği 8 sütunluk yeni bir tablo hazırladı
Lord Rayleigh (Jonh William Strutt) ve Sir William Ramsay'in 1894 den başlayarak soygazlar olarak anılan helyum, neon, argon, kripton, radon ve ksenonu bulmalarından sonra, Mendeleyev ve öbür kimyacılar periyodik tabloya yeni bir "sıfır" grubunun eklenmesini önerdiler ve sıfırdan sekize kadar olan grupların yer aldığı kısa periyotlu tabloyu geliştirdiler
Bu tablo 1930'lara değin kullanıldı
Daha sonraları elementlerin atom ağırlıkları yeniden belirlenip periyodik tabloda düzeltmeler yapıldıysa da, Mendeleyev ile Meyer'in 1871 deki tablolarında özelliklerine bakılarak yerleştirilmiş olan bazı elementlerin bu yerleri, atom ağarlıklarına göre dizilme düzenine uymuyordu Örneğin argon - potasyum, kobalt - nikel ve tellür - iyot çiftlerinde, birinci elementlerin atom ağırlıkları daha büyük olmakla birlikte periyodik sistemdeki konumları ikinci elementlerden önce geliyordu Bu tutarsızlık atom yapısının iyice anlaşılmasından sonra çözümlendi
Yaklaşık 1910'da Sir Ernest Rutherford'un ağır atom çekirdeklerin- den alfa parçacıkları saçılımı üzerine yaptığı deneyler sonucunda çekirdek elektrik yükü kavramı geliştirildi
Çekirdek elektrik yükünü elektron yüküne oranı kabaca atom ağırlığının yarısı kadardı
A
van den Broek 1911'de, atom numarası olarak tanımlanan bu niceliğin elementin periyodik sistemindeki sıra numarası olarak kabul edilebileceği görüşünü ortaya attı
Bu öneri H
G
J
Moseley'in pek çok elementin özgün X ışını tayf çizgi- lerinin dalga boylarını ölçmesiyle doğrulandı
Bundan sonra elementler periyodik tabloda artan atom numaralarına göre sıralanmaya başladı
Periyodik sistem, Bohr'un 1913'te başlattığı atomların elektron yapıları ve tayfın kuvantum kuramı üzerindeki çalışmalarla açıklığa kavuştu
Periyotlar Periyodik sistemin bugün kullanılan uzun Periyotlu biçiminde, doğal olarak bulunmuş ya da yapay yolla elde edilmiş olan 107 element artan atom numaralarına göre yedi yatay periyotta sıralanır ; lantandan (atom numarası 57) lütesyuma (71) kadar uzanan lantanitler dizisi ile aktinyumdan (89) lavrensiyuma (103) aktinitler dizisi bu periyotların altında ayrıca sıralanır Periyotların uzunlukları farklıdır İlk periyot hidrojen periyodudur Ve burada hidrojen (1) ile helyum (21) yer alır Bunun ardından her birinde 8 element bulunan iki kısa periyot uzanır Birinci kısa periyotta lityumdan (3) neona (10) kadar olan elementler, ikinci kısa periyotta ise sodyumdan (11) argona (18) kadar olan elementler yer alır Bunları, her birinde 18 elementin bulunduğu iki uzun periyot izler Birinci uzun periyotta potasyumdan (19) kriptona (36), ikinci uzun periyotta rubidyumdan (37) ksenona (54) kadar olan elementler bulunur Sezyumdan (55) radona (86) kadar uzanan 32 elementlik çok uzun altıncı periyot, lantanitlerin ayrı tutulmasıyla 18 sütunda toplanmıştır ve özellikleri birinci ve ikinci uzun periyottaki elementlerinkine çok benzeyen elementler bu elementlerin altında yer alır 32 elementlik en son uzun periyot tamamlanmamıştır Bu periyot ikinci en uzun periyottur ve atom numarası 118 olan elementlerle tamamlanacaktır
Gruplar
Helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radondan oluşan altı soy gaz, tümüyle dolu altı periyodun sonunda yer alır ve bunlar periyodik sistemin 0 grubunu oluştururlar
Lityumdan flüora ve sodyumdan klora kadar uzanan ikinci ve üçüncü periyottaki yedişer element ise sırasıyla I
, II
, III
, IV
, V
, VI
, VII
grupları oluştururlar
Dördüncü periyotta yer alan, potasyumdan broma kadar sıralanan 17 elementin özellikleri farklıdır
Bunların periyodik sistemde 17 alt grup oluşturdukları düşünülebilir, ama bu elementler geleneksel olarak 15 alt grupta toplanırlar ve demir, kobalt, nikel ve bundan sonraki periyotta benzer özellikte olan elementler tek bir grupta, VIII
Grupta yer alırlar
Potasyumdan (19) manganeze (25) kadar olan elementler sırasıyla Ia, IIa, IIIa, IVa, Va, VIa, VIIa alt gruplarında, bakırdan (29) broma (35) kadar olan elementler de Ib, IIb, IIIb, IVb, Vb, VIb, VIIb, alt gruplarında toplanırlar
I
grup alkali metaller grubudur ; lityum ve sodyumun yanı sıra potasyumdan fransiyuma kadar inen metalleri kapsayan bu grup, farklı özelliklere sahip Ib grubu metallerini içermez
Aynı biçimde, berilyumdan radyuma kadar inen elementleri kapsayan II
grup toprak alkali metallerdir ve IIb grubundaki elementleri kapsamaz
III
grubu oluşturan bor grubu elementlerinin özellikleri, IIIa grubunun mu yoksa IIIb grubunun mu, bu grupta yer alacağı sorusuna kesin bir yanıt getirmez, ama çoğunlukla IIIa grubu elementleri bor grubu olarak düşünülür
IV
grubu karbon grubu elementleri oluşturur ; bu grup silisyum, kalay, kurşun, gibi elementleri kapsar
Azot grubu elementleri V
grupta toplanmışlardır
VI
grup oksijen grubu elementlerinden, VII
grup ise halojenlerden oluşur
Hidrojen elementi bazı tablolarda Ia grubunda gösterilmekle birlikte kimyasal özellikleri alkali metallere ya da halojenlere çok benzemez ve elementler arasında benzersiz özelliklere sahip tek elementtir Bu nedenle hiç bir grubun kapsamında değildir
Uzun periyotların (4
, 5
Ve 6
periyotlar) orta bölümünde yer alan IIIb, IVb, Vb, VIIb, Ib gruplarındaki ve VIII
gruptaki 56 elemente geçiş elementleri denir
Bir Periyotta Soldan Sağa Doğru Gidildikçe ;
a) Atom no, kütle no, proton sayısı, atom kütlesi, nötron sayısı, elektron sayısı, değerlik elektron sayısı artar
b) Atom çapı ve hacmi küçülür
c) İyonlaşma enerjisi artar
d) Elektron ilgisi ve elektronegatifliği artar
(8A hariç)
e) Elementlerin metal özelliği azalır, ametal özelliği artar
(8A hariç)
f) Elementlerin oksitlerinin ve hidroksitlerinin baz özelliği azalır, asitlik özellik artar
(8A hariç)
g) Elementlerin indirgen özelliği azalır, yükseltgen özelliği artar
(8A hariç)
Bir Grupta Yukarıdan Aşağıya Doğru İnildikçe ;
a) Proton sayısı, nötron sayısı, elektron sayısı, çekirdek yükü, Atom no, Kütle no artar
b) Atom çapı ve hacmi büyür
c) Değerlik elektron sayısı değişmez
d) İyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi ve elektronegatiflik azalır
e) Elementlerin metal özelliği artar, ametal özelliği azalır
f) Elementlerin, oksitlerin ve hidroksitlerin baz özelliği artar, asit özelliği azalır
g) Elementlerin indirgen özelliği artar, yükseltgen özelliği azalır