Atom Numarası Ve Periyotlar Yasası

Atom Numarası ve Periyotlar Yasası

19yüzyılın başlarında kimyacılar elementler arasında bulunan fiziksel ve kimyasal benzerliklerle ilgilendiler1817 ve 1829 da Johann W Döbereiner ?triad? lar adını verdiği element serileri (Ca,Sr,Ba;Li,Na,K;Cl,Br,I;S,Se,Te) hakkındaki incelemelerini yayınladı burada her seriyi oluşturan elementler birbirine benzeyen özeliklere sahip olup serideki ikinci elementin atom ağırlığı yaklaşık diğer iki elementin atom ağırlıklarının ortalamasına eşittir

Bunu izleyen yıllarda birçok kimyacı elementleri benzeyen özellikleri açısından sınıflandırmayı denedi1863-66 yıllarında John A R Newlands ?oktavlar yasası? nı önerip geliştirdiNewlands a göre elementler atom ağırlıklarının artış sırasına göre dizildiklerinde sekizinci element birinciye , dokuzuncu element ikinciye benziyor ve bu durum böylece devam ediyorduNewlands bu ilişkiyi müzik notalarındaki oktavlara benzettiFakat gerçek ilişki Newlands'ın varsaydığı kadar basit değildiNewlands ın çalışmaları dayanaksız bulunmuş ve diğer kimyacılar tarafından ciddiye alınmamıştır

Elementlerin modern periyodik sınıflandırılması Julius Lothar Meyer ve özellikle Dimitri Mendeleev ?in çalışmalarına dayanırMendeleev periyodik bir yasa önerdi ; bu yasaya göre elementler atom ağırlığı artışına göre incelendiğinde , özelliklerindeki benzerlikler periyodik olarak tekrarlanırMendeleev in çizelgesinde benzer elementler grup adı verilen dikey sütunlarda toplanır

Ayrıca Mendeleev in çizelgesinde henüz bulunmamış elementler için boş yerler bıraktı ve çizelgede olmayan elementlerden üç tanesinin özelliklerini önceden belirttiHemen sonra Mendeleev in öngördüğü özelliklerin çoğuna sahip oldukları belirlenen Skandiyum,galyum ve germanyum elementlerinin bulunması periyodik sistemin doğru olduğunu gösterdiAsal gazların varlığı Mendeleev tarafından öngörülmediği halde bu elementler 1892-98 yılları arasında bulunduktan sonra periyodik çizelgedeki yerlerine oldukça iyi bir şekilde uydular

Periyodik çizelgedeki plana göre K,Ni ve I elementlerinin atom ağırlığının artışına göre belirlenmiş dizilişinin dışında yer almamaları gerekliydiÖrneği iyot atom ağırlığına göre 52 numaralı element olmalıydıFakat kimyasal açıdan benzediği F,Cl ve Br elementleri ile aynı gurupta olabilmesi için iyot keyfi olarak 53 numaralı element olduPeriyodik sınıflandırmanın daha ayrıntılı olarak incelenmesi ile bir çok araştırıcı periyodik özelliğin,atom ağırlığından çok , başka bir temel bağlı olduğuna inandıBu temel özelliğinde o zamanlar periyodik sistemden çıkarılan ve sadece bir seri numarası olan atom numarası ile ilişkisi olduğunu öğrendi

1913-14 yıllarında Henry G J Moseley in çalışmaları bu problemleri çözdüYüksek enerjili katot ışınları bir hedefe odaklandığında X-ışınları oluşurBu X-ışınları çeşitli dalga boylarındaki bileşenlere ayrılabilir ve bu şekilde elde edilen çizgi spektrumları da fotografik olarak kaydedilebilirHedef olarak değişik elementler kullanıldığında değişik X-ışınları spektrumları elde edilir ve her spektrum sadece birkaç karakteristik spektral çizgi içeren X-ışınları spektrumu vardır

Moseley atom numaraları 13 ile 79 arasında olan 38 elementin X-ışınları spektrumunu incelediHer elemen için o elemente karşılık gelen karakteristik spektrum çizgisini kullanan Moseley , elementin atom numarası ile çizgi frekansının kare kökü arasında doğrusal bir ilişki olduğunu bulduBaşka bir değişle elementler atom numarası artışına göre dizildiğinde spektrum çizgisi frekansının karekökü bir elementten diğerine gittikçe sabit bir miktarda artar

Bundan dolayı Moseley X-ışınları spektrumuna dayanarak elementlerin doğru atom numaralarını tahmin edebildiBöylece atom ağırlıkları komşu atomlarınkine uygun düşmeyen K,Ni ve I un sınıflandırılması problemi de çözümlenmiş olduDiğer taraftan Moseley Ce den Lu e kadar olan seride 14 element bulunması ve bu elementlerin ve bu elementlerin periyodik çizelgede Lantan'dan sonra gelmeleri gerektiğini bildirdiMoseley'in diagramları ayrıca 79 numaralı elementten önce henüz o zamana kadar bulunmamış 4 elementin var olması gerektiğini de gösterdiNihayet Moseley'in çalışmalarına dayanarak periyodik yasa ?Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numarasının periyodik fonksiyonudur? şeklinde tekrar tanımlandı

Moseley in atom numaraları ile Rutherford un tanecikleri saçılma deneyinden hesapladığı çekirdek yükleri oldukça iyi bir uyum içindeydibuna dayanarak Moseley atom numarasının atom çekirdeğinde bulunan artı birimlerin sayısı olduğunu önerdi

Moseley ayrıca, atomda bir elementten diğerine gidildikçe artan temel bir nicelik bulunduğunu ifade ederek bu niceliğin ancak merkezdeki artı yüklü çekirdeğin yüklü olabileceğini belirtti

X-ışınları , görünür ışıktan çok daha kısa dalga boylarına ve dolayısıyla daha yüksek frekans ve enerjilere sahip elektro magnetik ışınlardırBir elementin x-ışınları spektrumunun olmasına hedef element atomlarında meydana gelen elektron geçişlerinin sebep olduğuna inanılmaktadırX-ışınlar tüpüne katot ışınları , hedefteki atomların iç kabuklarından elektronlar koparırlarDış kabuktaki elektronlar iç kabuklarda oluşan bu boşlukları doldurdukları zaman x-ışınları yayınlanırBir atomda elektronun , yüksek bir enerji düzeyinden K düzeyine geçmesi sonucu oldukça bir büyük bir miktarda enerji açığa çıktığından , elde edilen radyasyonun frekansı yüksektirBuna karşı gelen dalga boyu da x-ışınlarına özgü olup kısadır

Bir elektron geçişi sırasında açığa çıkan radyasyonun frekansı ayrıca atom çekirdeğindeki yüke bağlıdırAçığa çıkan bu enerjinin miktarı çekirdek yükünün karesi ile doğru orantılıdırÇekirdeğin yükü arttıkça açığa çıkan enerji artar ve yayınlanan radyasyonun dalga boyu kısalırMoseley in gözlemleri de bu ilişkiyi yansıtmaktadır