Periyodik tabloyu kullanarak, her element hakkında belirli bilgiler
elde edebiliriz. Örneğin, 1 kilogramlık bir karbon bloğunda kaç karbon
atomu bulunduğunu tayin etmek için, karbon atomunun bağıl atom kütlesini
kullanmamız yeterli.
Bağıl
Atom Kütlesi: Bir elementin, atom kütle birimi (atomic mass units:
amu) cinsinden ortalama kütlesini belirtir. Bu rakam, sıklıkla elementin
izotoplarının da ortalama kütlesini belirttiği için, ondalıklı bir
sayıdır. Bir elementin bağıl atom kütlesinden atom numarasının (proton
sayısının) çıkarılmasıyla, o elementin nötron sayısı bulunabilir.
Atom
Numarası: Bir atomda bulunan proton sayısı, elementi tanımlar
ve atom numarası olarak adlandırılır. Atomda bulunan proton sayısı
aynı zamanda, elementin kimyasal karakteri hakkında da bilgi verir.
 |
Periyodik
tabloda sıklıkla karşılaşılan görünüm, yandaki gibidir. Burada,
element simgesinin altında verilen "bağıl atom kütlesi", proton
ve nötron sayısının toplamına eşittir.
Element simgesinin üstünde verilen atom numarası da, proton
sayısına eşit olduğuna göre, bu iki sayının farkı bize elementin
nötron sayısını verir.
|
Örnek:
Kalsiyumun (Ca) nötron sayısı:
Bağıl atom kütlesi - Atom numarası = 40-20= 20'dir.
Bu gösterim,
periyodik tablonun dışında, örneğin herhangi bir anlatımda elementin
adı geçerken de kullanılabilir. Bazı durumlarda, bu iki değerin yeri
tam tersi şekilde (atom numarası altta, bağıl atom kütlesi üstte)
de olabilir. Ek olarak, simgenin sağ tarafında, elementin + ya da
- yükü de gösterilebilir.
Element
Simgesi: Her elemente ait bir ya da iki harften oluşan simgelerin,
uluslararası geçerliliği vardır. Element simgeleri hakkında detaylı
bilgi için tıklayınız.
Elektron
Dizilimi: Uyarılmamış bir atomdaki elektronların konumlarını gösterir.
Kimyabilimciler, temel fizik bilgilerine dayanarak, atomların elektron
dizilimlerine göre nasıl davranabilecekleri konusunda fikir yürütebilirler.
Elektron dizilimi, bir atomun kararlılık, kaynama noktası ve iletkenlik
gibi özellikleri hakkında bilgi verir. Atomların son enerji düzeylerine
(en dış yörüngelerine) "valans düzeyi", burada yer alan elektronlara
da "valans elektronları" adı verilir. Kimyasal tepkimelerde
birinci derecede önem taşıyan elektronlar, valans elektronlarıdır.
Bir elementin
periyodik tablodaki yerine bakarak, o elementin elektron dizilimi
de anlaşılabilir. Aynı grupta (dikey sırada) yer alan elementlerin
elektron dizilimleri büyük benzerlik gösterir ve bu nedenle de kimyasal
tepkimelerde benzer şekilde davranırlar.
Yükseltgenme
basamağı (sayısı): Bir elementin, bileşiklerinde alabileceği değerliklerdir.
İngilizce'deki "oxidation state" kullanımına karşılık gelmektedir.
Periyodik
tabloda yer alan elementler, gözterdikleri belirli ortak özelliklere
göre gruplar halinde inceleniyor. Bu gruplar hakkında kısaca bilgi
vermek gerekirse:
1.
Alkali Metaller:
Periyodik tablonun ilk grubunda (dikey sırasında) yer alan metallerdir.
Fransiyum dışında hepsi, yumuşak yapıda ve parlak görünümdedir. Kolaylıkla
eriyebilir ve uçucu hale geçebilirler. Bağıl atom kütleleri arttıkça,
erime ve kaynama noktaları da düşüş gösterir. Diğer metallere kıyasla,
özkütleleri de oldukça düşüktür. Hepsi de, tepkimelerde etkindir.
En yüksek temel enerji düzeylerinde bir tek elektron taşırlar. Bu
elektronu çok kolay kaybederek +1 yüklü iyonlar oluşturabildikleri
için, kuvvetli indirgendirler. Isı ve elektriği çok iyi iletirler.
Suyla etkileşimleri çok güçlüdür, suyla tepkime sonucunda hidrojen
gazı açığa çıkarırlar.
2.
Toprak Alkali Metaller:
Periyodik tablonun baştan ikinci grubunda (dikey sırasında) yer alan
elementlerdir. Sıklıkla beyaz renkli olup, yumuşak ve işlenebilir
yapıdadırlar. Alkali metallerden daha az tepken (tepkimelere girmeye
eğilimli) karakterde olmalarının yanında, erime ve kaynama sıcaklıkları
da daha düşüktür. İyonlaşma enerjileri de alkali metallerden daha
yüksektir. Toprak elementleri ismi, bu gruptaki elementlerin toprakta
bulunan oksitlerinin, eski kimyabilimciler tarafından ayrı birer element
olarak düşünülmesinden gelir.
3.
Geçiş metalleri:
Sertlikleri, yüksek yoğunlukları, iyi ısı iletkenlikleri ve yüksek
erime-kaynama sıcaklıklarıyla tanınırlar. Özellikle sertlikleri nedeniyle,
saf halde ya da alaşım halinde yapı malzemesi olarak kullanılırlar.
Geçiş elementlerinin hepsi, elektron dizilimlerinde, en dışta her
zaman d orbitalinde elektron taşırlar. Tepkimelere giren elektronlar
da, d orbitalindeki elektronlardır. Geçiş metalleri sıklıkla birden
fazla yükseltgenme basamağına sahiptir. Çoğu, asit çözeltilerinde
hidrojenle yer değiştirecek kadar elektropozitiftir. İyonları renkli
olduğu için, analizlerde kolay ayırt edilirler.
4.
Lantanidler:
Geçiş metallerinin bir alt serini oluştururlar ve toprakta eser miktarda
bulunmaları nedeniyle, "nadir toprak elementleri" olarak da isimlendirilirler.
En önemli ortak özellikleri, elektron değişiminin yalnızca 4f orbitaline
elektron katılımıyla gerçekleşmesidir. Özellikle +3 değerlikli hallerinde,
birbirlerine çok benzeyen özellikler gösterirler. Kuvvetli elektropozitif
olmaları nedeniyle, üretilmeleri zordur. Çoğunun iyon hallerinin karakteristik
renkleri vardır.
5.
Aktinidler:
Bu elementlerin en önemli ortak özelliği, elektron katılımının 5f orbitalinde gerçekleşmesidir.
Geçiş metallerinin bir alt serisi konumundadırlar ve doğada çok ender bulunabilirler.
6.
Transaktinidler:
Aktinidleri takip eden elementlere bu ad verilir. Uranyumdan daha
büyük olan bu elementler, yalnızca nükleer reaktörlerde ya da parçacık
hızlandırıcılarda elde edilebilirler. Geçiş elementlerinin bir alt
bölümüdürler. Metaller ya da ametaller arasındaki yerleri, kesin olarak
belirlenememiştir.
7.
Ametaller:
Metal özelliği göstermeyen elementlerdir. Metaller çözeltilerde katyonları
(pozitif yüklü iyonları) oluştururken, ametaller anyon (negatif yüklü
iyon) oluşturma eğilimindedir. Metallerin aksine iyi iletken değillerdir
ve elektronegatiflikleri çok yüksektir. Metaller ve ametaller arasında
özellikler gösteren bazı yarıiletken elementler, "metaloidler" olarak
da adlandırılır. Halojenler ve soygazlar da ametal doğadadır.
8.
Halojenler:
Periyodik tablonun 7A grubunda bulunan, tepkimeye eğilimli ametallerdir. Bu gruptaki elementlerin hepsi elektronegatiftir. Elektron alma eğilimi en yüksek olan elementlerdir.
Doğada sert olarak değil, mineraller halinde bulunurlar. Element halinde 2 atomlu moleküllerden oluşurlar. Oda koşullarında flor ve klor gaz, brom sıvı, iyotsa katı haldedir.
Erime ve kaynama noktaları grupta aşağıdan yukarıya doğru azalır. Zehirli ve tehlikeli elementler olarak bilinirler.
9.
Soygazlar:
Periyodik tablonun en son grubunu oluşturan, tümü tek atomlu ve renksiz
gaz halinde bulunan elementlerdir. En dış yörüngeleri elektronlarla
tamamen dolu olduğu için son derece kararlıdırlar ve tepkimelere eğilimleri
de çok düşüktür. Bu davranışları nedeniyle de "soygaz" adını almışlardır. Atmosferde bulunurlar ve sıvı havanın damıtılmasıyla
elde edilirler. İlk keşfedilen soygaz, hidrojenden sonra en hafif
element olan helyumdur. Radon, çekirdeği dayanıksız olan, radyoaktif
bir elementtir. Çok düşük olan erime ve kaynama noktaları, grupta
yukarıdan aşağıya gidildikçe yükselir. İyonlaşma enerjileri, sıralarında
en yüksek olan elementlerdir.