Periyodik Tablonun 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 HGJ 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

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 HGJ 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

PERİYODİK CETVEL

Bir çok elementi ayrı ayrı incelemek zor bir iştir Elementlerin incelenmelerini kolaşlaştırmak ve özelliklerini daha kolay hatırlaya bilmek amacıyla, elementleri bir sınıflamaya tabi tutmayı çok eskiden beri kimyacılar düşünmüşlerdir Hatta bu sınıflandırmada elementlerin özellikleri, belirli bir düzen içinde değişirse, kimyacıların işi epeyce kolaylaşmış olacaktı Geçen yüz yılın ortalarında, şimdi bilinen ele-mentlerin yarısından biraz fazlası biliniyordu Bilinen elementleri, ö-zelliklerine göre bir sınıflandırma yapmak için, o zamanda kimyacılar, değişik fikirler ileri sürmüşlerdir

On dokuzuncu yüzyılın başında, Dalton’un ileri sürdüğü atom teorisi ve onu hemen takip eden Avogadro hipotezi, modern kimya a-lanını açmış; Berzelius’un (Berzelyus) atom kütlelerini tayini ile, atom kütleleri ile elementlerin özelliklerini karşılaştırma imkanı ortaya çık-mıştır

Elementlerin atom kütleleri ile özellikleri arasındaki ilişkiyi ilk sezen Alman kimyacı JWDöbereiner (Döbrayner) olmuştur Döbere-iner, 1828 yılında, bazı elementlerin kimyasal özellikleri arasında (CL,BR,I)-(Ca,Bo,Sr)-(S,Se,Te gibi) yakın benzerlikler bulunduğunu görmüş ve bu elementleri “triyotlar” (üçlüler) olarak gruplandırmıştır

Bu görüş, zamanın kimyacılarını, bütün elementleri içine alan, tam bir sıralama sisteminin var olabileceği düşüncesine götürmüştür

İngiliz kimyacı JAR Newlands (Nivlands) 1864’de, o zaman bilinen elementleri atom kütlelerine göre artan bir şekilde sıralamakla, her 7 elementten sonra gelen 8 elementin özelliğnin, bu 8 elementin başlangıç elementinin özelliğine benzediğini görmüştür Bu şekilde, bir elementten 7 sonra gelen elementin yani 8 elementin aynı özelliğe sahip olmasını müzikteki 8 notaya verilen isme benzeterek, oktav diye adlandırmıştır Fakat Newlands bu görüşünde pek ileri gidememiş ve kalsiyumdan sonra gelen elementlerin bağlantısını anlayamamıştır

Bugünkü anlama yakın periyodik sistem, 1869 yılında Rus kim-yacısı Dimitri Mendeleev ( Dimitri Mendelyev) tarafından yapılmıştır 1870 yılında Alman bilgini Lother Meyer (Lotar Meyır)de Mende-leev’den habersiz olarak, bir periyodik cetvel yapmıştır Bu iki cetvel hemen hemen birbirinin aynıdır Meyer; elementleri, cetvelinde fizik-sel özelliklerine (atom hacimlerine) göre sıralamış, Mendeleev ise, e-lementlerin elementleri fiziksel özelliklerini ele alacak yerde, değerli-liklerini, yani kimyasal özelliklerini dikkate almıştır Mendeleev, o za-man bilinen ve atom kütlelerini bulunmuş elementleri, atom kütleleri-nin artısına göre sıralamakta, elementlerin değerliliklerinin ve öteki ö-zelliklerinin, gitgide değişirken, belirli sayıda elementten sonra tek-rarladığına, yani bu özelliklerin periyodik (devri) olduğunu görmüştür

Mendeleev, atom kütleleri sırasına göre kurduğu gruplarla, özel-lik bakımından benzeyen element yoksa, yerini boş bırakmıştır Bunun sonucu olarak Mendeleev’in periyodik cetveline bazı boşluklar mey-dana gelmiştir Mendeleev, bu boşlukları açıklamasını bilmiş, o gün için bilinmeyen ve periyodik cetvelde 32 numaralı yeri olması gereken elementin özelliklerinin ne olacağını tahmin etmiştir Ayrıca, Mende-leev’in sisteminde boş kalan yerlerde bilinmeyen elementlerin bulun-ması gerektiği fikri yeni elementlerin keşfine yol açmıştır

Mendeleev’i dahiyane görüşü ile, bu sistemin doğanın genel bir kanununa uyulduğunu sezmiş ve sistemini genelleştirmekten çekinme-yerek o gün için 63 element bilinmesine ve sisteminde pek çok boş yer kalmış olmasına rağmen, periyodik cetvelini geliştirmiştir

Periyodik cetvelin yapılmış olması elementleri inceleme kolaylığı sağladığı gibi bilinmeyen elementlerin özelliklerinden yola çıkarak keşfini sağlamıştır

Bu gün periyodik cetvelde elementler, atom kütlelerine göre de-ğil, atom numaralarına göre dizilir Böylece Mendeleev’in sisteminin aksaklığı ortadan kalkar Çünkü kimyasal özellikleri atom kütlelerinin periyodik bir fonksiyonu değil, artan atom numaralarının periyodik bir fonksiyonudur Elementler artan atom numaralarına göre periyodik cetvelde dizildiğinde, elementlerin bazı özellikleri periyodik olarak tekrarlanır Bunun nedeni, elementlerin elektron dizilişleriyle ilgilidir

Elementler, özellikleri birbirine benzeyen alt alta gelecek şekilde, artan atom numaralarına göre sıralandığında bir cetvel oluştu-rur Oluşan bu cetvele periyodik cetvel denir

Periyodik cetvel elementlerin elektron dizilişine bağlı ola-rak dört bloktan (s, p, d, f) meydana gelir Bloklardaki elementlerin değerlilik elektronları bulunduğu blokun adıyla aynı orbital dedir
Ör: Na------- 1s 2s 2p 3s blokunda
P-------- 1s 2s 2p 3s 3p blokunda
Tablo IV1
ORBİTAL: Bir atomun elektronlarının bulunma olasılığı-nın yüksek olduğu uzay bölgesidir
Değerlik elektronları: Bir elementin en dış elektron kabu-ğunda bulunan elektronlara denir
Şekil 614

Periyodik cetvelde yatay sütunlara periyot, düşey sütunlara grup denir
Periyodik cetvel 7 periyot ile 8A, 8B olmak üzere 16 gruptan (18 düşey sütundan) oluşur Yeni sistemde gruplar A ve B diye ayrılmaz Birden onaltıya kadar sırayla 1,2,316 grup diye adlandırılır

1 periyotta 2 element bulunur (H, Ne)
2 periyotta 8 element bulunur (Li, Be, B, C, N, O, F, Ne)
3 periyotta 8 element bulunur ( Na, Mg, Nı, Si, P, S, Cl, Ar)
4 periyotta 18 element bulunur (K, Ca,, Kr)
5 periyotta 18 element bulunur (Rb, Sr, , Ye)
6 periyotta 32 element bulunur (Cr, Ba, , Ra)
periyotta 32(yir4 ve 5 periyotlarda periyodun 10 element uzamasına d orbitalin dolması (d ) neden olur 6 ve 7 periyotlarda ise sıranın 14 element u-zamasına f orbitalinin dolması (f ) neden olur F orbitallerine elektron dolan 14 elementten 6 sıradaki lantanitler (57-71 atom numara (1)) (noder toprak metalleri) ve 7 sıradaki aktinitler, (89-103) cetvelin da-ha fazla yana uzamamasından alt sırada f bloğuna alınmıştır

Periyodik cetvelin s bloğunda IA ve IIA, p bloğunda IIIA, IV A, VA, VIA, VIIA ve VIIIA grupları, d bloğunda ise IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB ve IIB grupları yer alır

Elementler artan atom numaralarına göre periyodik cetvele yer-leştirildiğinde, cetvelin sol tarafından metallerin sağ tarafında ametal-lerin yer aldığı görülürHer periyot bir alkali metal ile başlar bir soy-gaz ile biter

Guruplar ve özellikleri:
A Grubu Elementleri; A grubu elementlerinin değerlik elektron-ları s ve p orbitallerinde bulunur Elektron dizilişi, s orbitali ile sonuç-lanan elementler s, p ile sonuçlananlar p, d ise sonuçlananlar d, f ile sonuçlananlar ise f bloğunda yer alır

Periyodik cetvelin IA grubunda (H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) ele-mentleri bulunur Hidrojen IA grubunda bulunmakla beraber bir ame-taldir Hidrojen dışındaki bu grup ametallerinin hidrooksitleri kuvetli baz özelliği gösterdiğinden, IA grubu elementler bazik anlamına ge-len alkali metaller adıyla anılır Alkali metaller, en dış orbitalleri olan küresel s değerlik orbitallerinde bir değerlik elektronu taşır Bu ele-mentlerin elektron dizilişlerinin benzerliği bir çok özelliklerinde ben-zerliğe yol açar IA grubu elementleri dış orbitallerdeki bir tek değerlik elektronu kolaylıkla vererek +1 yüklü iyon haline geçer Metalik par-laklık gösterir, bıçakla kesilebilecek kadar yumuşaktırlar Elektrik ve ısıyı iletir

Periyodik cetvelin IIA grubunda (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) ele-mentleri bulunur Bunlar toprak alkali metaller olarak anılır Bu grup elementleri atomların s değerlik orbitalinde 2 elektron bulunur Bu e-lektronlar, IA grubu elementlerinin tek elektronu kadar olmasa da ge-ne kolaylıkla ortamdan kopar Bu nedenle IIA grubu elementleri +2 değerlikli iyon halinde bileşik oluşturur Bu grupta yer alan elementler IA grubu elementlerinden daha az aktif, daha yoğun ve dahaserttir

Periyodik cetcelin IIA grubunda hepsi ametal olan flüor (f), klor(Cl), brom (Br), iyot (ı) ve astaton (At) elementleri bulunur Bun-lara tuz üreten anlamına gelen halojen adı verilir Oda sıcaklığında F ve Cl gaz, Br sıvı, I-ise katı halde bulunur Halojen atomlarının s ve p değeğerlik orbitallerinde yedi tane değerlik elektronu vardır Halo-jenler kararlı hale gelmek için genellikle dışarıdan bir elektron alarak
-1 değerlikli iyonlar halinde bileşik oluşturur Bu halojenler bir kısım bileşiklerinde +1, +3, +4, +5, +6, +7 değerlikli olabilir Halojenler ol-dukça aktiftir

B Grubu elementleri :
Değerlik elemanları son olarak d orbitalinin doldurduğu elementlerin yer aldığı gruplardır III B ile başlayıp II B ile sonlanan gruplarda yer alan elementlere geçiş elementleri ya da geçiş metalleri denir Geçiş elementleri kimyasal tepkimelerinde d orbitalinden önce s orbitalinden elektron verir Bu elementler genellikle birleşiklerinde çok farklı de-ğerlikli iyon halinde bulunur B grubu elementlerinin tamamı metaldir 30 elementtir

Elektron dizilişleri f orbitali ile sonlanan elementlere iç geçiş e-lementleri denir Bu elementler periyodik cetvelin altında f bloğunda bulunur Hepsi metaldir Lantanitlerde Pm elementi dışındakiler rad-yoaktif değildir Aktiniflerin ise tamamı radyoaktiftir

Grupların incelenmesinde dikkat çekici yön, aynı grupta yer alan elementlerin son orbital türü ile bu orbitallerde yer alan elektron sayı-sındaki aynılıktır Bu aynılık, aynı grupta yer alan elementlerin kimya-sal özelliklerin benzerliğe neden olur

VIII A veya 0 (sıfır) grubu elementleri ( He, Ne, Ar, Xe, Rn ) soy gazlar olarak bilinir Değerlik elektronları değerlik orbitallerini tamamen doldurmuştur Çok zor şartlarda çok az bileşik yaparlar Bu nedenle bileşik yapamaz olarak bilinirler Doğada tek atomlu olarak bulunurlar, renksizdirler
Periyodik özellikler :
Periyodik cetvelde elementlerin atom numaralarına bağlı olarak yerleri değiştikçe atom çapları ve elektron dizilişleri farklılık gösterir Bu durum elementlerin özelliklerinde de periyodik değişmelere neden olur Özelliklerdeki değişmeler periyot ve gruplara göre şöyle özetle-nebilir

A) Periyotlarda soldan sağa gidildikçe;
1- Atom numarası büyür, değerlik elektron sayısı büyür
2- Atom kitlesi büyür
3- Atom çapı küçülür
4-Orbital sayısı değişmez
5- İyonlaşma enerjisi artar ( Bu artışta küresel simetrik durumlar istisna oluşturur )
6- Elektron ilgisi ve elektronegatiflik artar
7- Metalik özellikler ( elektrik, ısı iletkenliği vb ) azalır, amet-tallik özellikler artar
8- Metallerin erime-kaynama noktaları yükselir, sertlikleri artar hidroksitlerinin bazlık kuveti azalır Amettallerin erime ve kaynama noktaları düşer, asitlerinin asitlik güçleri artar
9- Metallerin kimyasal tepkime ilgileri ( aktiflikleri ) azalırken, ametallerin kimyasal tepkime ilgileri artar

İyonlaşma enerjisi :
Gaz halindeki nötr bir atomun en yüksek enerji düzeyindeki orbitallerinde bir elektron koparmak ( sonsuz uzaklığa götürmek ) için verilmesi gereken enerji miktarına denir İyonlaşma olayı dışarıdan ısı alan ( endotermik ) bir olaydır

Elektron ilgisi :
Gaz halindeki nötr bir atomun bir elektron almasıyla açığa çıkan enerjiye denir Ekzotermik bir olaydır

Elektronegatiflik :
Bir atomun bir kimyasal bağda ( molekül içinde ) elektronları çekme yeteneğidir

B) Gruplarda yukarıdan aşağı inildikçe;
1- Atom numarası artar
2- Atom kütlesi artar
3- Atom çapı artar
4- Orbital sayısı artar
5- Değerlik elektron sayısı değişmez
6- İyonlaşma enerjisi küçülür
7- Elektron ilgisi ve elektronegatiflik azalır
8- Metallerin erime ve kaynama noktası düşer Ametallerin erime ve kaynama noktası yükselir
9- Metallerin metalik özellikleri artar, ametallerin ametalik özellikleri azalır

Elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki benzerliklerin araştırılması fizik ve kimyacıları ilgilendirmiştir Gerçi benzer özelliklerdeki elementlerin sıralanabilmesi için bilinen elementlerin özelliklerinin öncelikle ortaya konulması gerekir 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 başlar Bundan sonraki 200 yıl boyunca elementler ve onları bileşikleri hakkında kimyacılar tarafından pekçok bilgi elde edildi Bununla beraber 1869 yılına kadar toplam 63 element bulunabilmişti Bilinen elementlerin sayısı arttıkça, bilim adamları elementlerin özelliklerinin belli kalıplara oturduğunu anlamaya başladılar

1817 yılında Johann Dobereiner benzer kimyasal özellikler sahip olan stronsiyum, kalsiyum ve baryuma bakarak, stronsiyumun atom ağırlığının kalsiyum ve baryum atom ağırlıklarının ortasında olduğuna dikkat çekti 1829 yılında klor, brom ve iyot üçlüsünün de benzer özellikler gösterdiği bulundu Yine benzer davranış lityum, sodyum ve potasyum için de gözleniyordu 1829 ve 1858 yılları arasında bu konuda pek çok araştırma yapıldı Bu sırada halojenler grubuna 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 yer alıyordu De Chancourtois, "Elementlerin özellikleri sayıların özellikler ile ilişkilidir" dedi ve her yedi elementte bir özelliklerin tekrarlandığının farkına vardı Bu tablo kullanılarak birkaç metal oksidin stokiyometrisi önceden tanımlanabildi Ne yazık ki bu cetvel üzerinde elementlerden başka bazı iyonlar ve elementlerde yer alıyordu

İngiliz kimyacı John Newlands1863 yazdığı bir yazıda benzer fiziksel özelliklere göre elementleri 11 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

Dmitri İvanoviç Mendeleev


Genelde periyodik tablonun babası olarak Alman bilim adamı Lother Meyer ve Rus bilim adamı Dmitri Mendeleev kabul edilir Her ikisi de birbirinden habersiz olarak dikkate değer benzer sonuçlar ürettiler Mendeleev 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 Mendeleev'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 Ramsey 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

Mendeleev'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 spektrum çizgilerin dalga boylarını ölçerek, atom numarası ile elementlerin X-ışınları dalga boylarının ilişkili olduğunu gösterdi Bu çalışma Mendeleev, 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 diyebilir

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 özellikler

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

Elementlerin periyodik çizelgesi

Grup →1A2A3B4B5B6B7B8B8B8B1B2B3A4A5A6A7A8A↓ Periyot11
H2
He23
Li4
Be5
B6
C7
N8
O9
F10
Ne311
Na12
Mg13
Al14
Si15
P16
S17
Cl18
Ar419
K20
Ca21
Sc22
Ti23
V24
Cr25
Mn26
Fe27
Co28
Ni29
Cu30
Zn31
Ga32
Ge33
As34
Se35
Br36
Kr537
Rb38
Sr39
Y40
Zr41
Nb42
Mo43
Tc44
Ru45
Rh46
Pd47
Ag48
Cd49
In50
Sn51
Sb52
Te53
I54
Xe655
Cs56
Ba71
Lu72
Hf73
Ta74
W75
Re76
Os77
Ir78
Pt79
Au80
Hg81
Tl82
Pb83
Bi84
Po85
At86
Rn787
Fr 88
Ra103
Lr104
Ku105
Db106
Sg107
Bh108
Hs109
Mt110
Ds111
Rg112
Uub113
Uut114
Uuq115
Uup116
Uuh117
Uus118
UuoLantanitler57
La58
Ce59
Pr60
Nd61
Pm62
Sm63
Eu64
Gd65
Tb66
Dy67
Ho68
Er69
Tm70
YbAktinitler89
Ac90
Th91
Pa92
U93
Np94
Pu95
**96
Cm97
Bk98
Cf99
Es100
Fm101
Md102
No

Mendeleyev’in Kuzey Amerika’da solitarie,başka yerlerde patience adıyla tanınan tek kişilik bir kağıt oyunundan esinlendiği söylenirBu oyunda kartlar suitlerine göre,yani maça,kupa,karo ve sinek sırasına göre yatay doğrultuda,rakamlarına göre ise dikey doğrultuda sıralanır Mendeleyev,benzer bir anlayışla,elementleri periyotlar denilen yatay diziler halinde ve gruplar denilen dikey sütunlar halinde sıraladıMeydana gelmiş olan tablo,boyuna okunduğu zaman bir ilişki grubunu,enine okunduğu zaman başka bir ilişki grubunu gösteriyordu

Buna göre,dikey sütunlar benzer özelliklere sahip kimyasalları bir araya getirirMetallere ait kimyasal benzerlikleri nedeniyle bakır gümüşün,gümüş te altının üzerinde yer alırAynı zamanda helyum,neon ve argon gazlar sütununa yerleşirYatay diziler de kimyasal elementleri atom çekirdeklerindeki proton sayısına,yani atom numarası olarak bilinen değere göre küçükten büyüğe doğru sıralar

Hidrojende bir proton bulunurBu nedenle atom numarası 1’dir ve tablonun ilk elementidirUranyumun 92 tane protonu vardırBu nedenle tablonun sonlarında yer alır,atom numarası 92’dir

Periyotlar yasasına göre elementler artan atom ağırlıklarına göre sıralandığında,ortaya çıkan tabloda elementlerin özellikleri de periyodik olarak sıralanır
Bu tablo,o güne değin tek başına incelenmiş kimyasal bağıntıların bir çoğunun birlikte gözlemlenmesini olanaklı hale getirmiştiMendeleyev, tablosunda boşluklar bıraktı ve bu yerlerin henüz bulunmamış elementlerle doldurulacağını öngördü

__________________
SEDAT SENCAN