9. SINIF KİMYA · ÜNİTE 7 · PERİYODİK TABLODA YER BULMA VE BAZI GRUPLAR

“Günümüzde kullanılan periyodik tablonun gelişiminde Johann Wolfgang Döbereiner, John Newlands, Julius Lothar Meyer gibi birçok bilim insanının katkısı vardır. Ancak Dimitri Mendeleyev bugün kullanılan periyodik tabloya en çok benzeyen tabloyu oluşturan ilk bilim insanıdır.”

“Mendeleyev, 1869 yılında geliştirdiği periyodik tabloda elementleri kütle numaralarına göre sıralamış; henüz keşfedilmemiş bazı elementleri ve özelliklerini öngörerek bu elementlerin yerini boş bırakmıştır. Daha sonra Henry Moseley elementlerin atom numarasına göre sıralanmasını önermiş ve elementler günümüzdeki periyodik tabloda artan atom numaralarına göre sıralanmıştır.”

Bu iki cümle arasındaki fark küçük görünüyor ama büyük: kütle numarasına göre sıralarsan bazı elementler yanlış gruba düşer, atom numarasına göre sıralarsan hepsi kendi ailesine oturur. Sebebi bir önceki ünitede: bir elementin kimyasal davranışını belirleyen şey elektron sayısıdır, elektron sayısı da nötr atomda proton sayısına, yani atom numarasına eşittir.

Şeritteki bir durağa bas: o bilim insanının katkısı ve tablonun o adımda neye benzediği yazar.

“Periyodik tabloda grupların adlandırılması iki şekilde yapılmaktadır. Bunlardan biri harf ve sayıların kullanıldığı (1A, 2A, 3B, 4B gibi) adlandırma iken diğeri IUPAC’ın kabul ettiği yalnızca rakamlardan (1. grup-18. grup) oluşan adlandırma sistemidir.”

Yani 7A ile 17. grup aynı sütunun iki adıdır. Bu ünitede ders kitabının kullandığı harfli adlandırma esas alınıyor; ikisi arasındaki karşılık şudur:

Pratik karşılık: 1A ve 2A’da harfli ad ile IUPAC numarası aynıdır; 3A’dan 8A’ya kadar IUPAC numarası harfli adın 10 fazlasıdır. Bu karşılık tabloda görünür ama kural olarak yazılmamıştır.

“1. Elementin elektron dizilimindeki en yüksek temel enerji düzeyi o elementin periyot numarasını belirtir.”

“2. Elektron dizilimi s veya p orbitali ile bitenler A grubu elementleridir. A grubu elementlerinde en yüksek temel enerji düzeyindeki toplam elektron sayısı o elementin grubunu belirtir.”

Dikkat edilecek nokta şu: grup için sayılan şey “en yüksek temel enerji düzeyindeki toplam elektron”dur. ₁₇Cl’de dağılım 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵; en yüksek düzey 3, o düzeydeki elektronlar 3s² ve 3p⁵, toplam 7 → 7A. 2p’deki 6 elektron sayılmaz, çünkü onlar 2. düzeydedir.

Bir element seç. Üstteki çizim elektron dağılımını orbital kutularıyla, alttaki çizim periyodik tabloda vurgulanan hücreyi gösterir; açıklamada periyodun ve grubun nereden geldiği adım adım yazar. Örneklerin çoğu doğrudan Etkinlik 1.11 tablosundan alındı.

₃₄Se’nin dağılımı [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁴. Son dolan orbital 4p’dir, ama dağılımda geçen en büyük n değeri de 4’tür; ikisi burada çakışıyor. Asıl tuzak grupta: en yüksek düzey olan 4’teki elektronlar 4s² + 4p⁴ = 6’dır. Aradaki 3d¹⁰ üçüncü düzeydedir, sayıya katılmaz → 6A. Tabloda Se tam olarak “4. periyot 6A grubu” diye verir.

Aynı tuzak ₁₉K’da ters yönde çalışır: [Ar] 4s¹ dağılımında 3d hiç dolmamıştır ama en yüksek düzey yine 4’tür → 4. periyot, 4. düzeyde tek elektron → 1A.

Soy gaz kısaltması bir önceki üniteden: dağılımın baş tarafındaki tam dolu kısım, o kısma karşılık gelen soy gazın simgesiyle köşeli parantez içinde yazılır. Kısaltmanın güzelliği burada ortaya çıkıyor — köşeli parantezden sonrası zaten değerlik kabuğudur, yani grup numarasını doğrudan oradan okursun.

“1. Elektron dizilimi d orbitali ile bitenler B grubu elementleridir. Temel hâl elektron dizilişinde en son s ve d orbitallerindeki toplam elektronlar o elementin bulunduğu B grup numarasını verir.”

“2. Elektron dizilimleri ns² (n-1)d⁶, ns² (n-1)d⁷ ve ns² (n-1)d⁸ ile biten elementler 8B grubunda yer alır.”

“3. En son s ve d orbitallerindeki toplam elektron sayısı 11 olan elementler 1B, 12 olanlar ise 2B grubunda yer alır.”

Üç kural aslında tek bir sayının üç bölgesidir. Önce son s + son d toplamını bul. Toplam 3, 4, 5, 7 ise grup doğrudan o sayıdır (3B, 4B, 5B, 7B). Toplam 6 ise 6B, ama 8, 9, 10 ise üçü birden 8B’dir. Toplam 11 → 1B, 12 → 2B. Periyot kuralı değişmez: yine en yüksek n.

Bir yan grup elementi seç. Çizim yalnızca son s ve son d orbitallerini kutu olarak gösterir, toplamı hesaplar ve o toplamın hangi kurala düştüğünü işaretler. Örneklerin hepsi Etkinlik 1.11 tablosundan.

Bir önceki ünitedeki küresel simetri istisnası burada karşına çıkar. Tabloda ₂₉Cu’nun dizilimi [Ar] 4s¹ 3d¹⁰ yazar — beklenen 4s² 3d⁹ değil, gözlenen dağılım. Grup hesabı gözlenen dağılımla yapılır: 1 + 10 = 11 → 1B. İlginç olan şu ki beklenen dağılımla da 2 + 9 = 11 çıkar; yani Cu’da iki dağılım da aynı grubu verir. ₂₄Cr’da da durum aynıdır: 4s¹ 3d⁵ → 1 + 5 = 6 ve 4s² 3d⁴ → 2 + 4 = 6, ikisi de 6B. Bu bir tesadüf değil: istisnada bir elektron s’ten d’ye taşınır, toplam değişmez.

“Valans elektronları genel olarak en dış temel enerji kabuğundaki elektronlardır. Valans elektronlarının yer aldığı orbitaller valans orbitalleri olarak adlandırılır. Bir elementin valans elektronlarının sayısı o elementin kimyasal özelliklerini, kimyasal bağ ve iyon oluşumunu, periyodik tablodaki grup numarasını belirler.”

“A grubu elementlerinin valans elektron sayılarının belirlenmesinde en dış temel enerji kabuğunda yer alan s orbitalindeki ya da s ve p orbitallerindeki toplam elektron sayıları, B grubu elementlerinin valans elektron sayılarının belirlenmesinde ise ns ve (n-1)d orbitallerindeki toplam elektron sayıları kullanılır.”

Üç örnek: ₄Be 1s² 2s² → valans elektron sayısı 2 · ₈O 1s² 2s² 2p⁴ → 6 · ₂₅Mn 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵ → 7.

Fark ettiğin gibi valans elektron sayısı ile grup numarası aynı sayı çıkıyor. Bu tesadüf değil, bu ünitenin ana fikri: grup numarası zaten “kaç valans elektronu var” sorusunun cevabıdır. Bu yüzden aynı gruptaki elementler benzer kimyasal özellik gösterir — dış kabukları birbirinin aynısıdır.

Bir bloğa bas: periyodik tabloda o bloğun kapladığı alan vurgulanır, altta bloğun tanımı ve içindeki grupların adları yazar.

“A grubu elementlerine baş grup (ana grup) elementleri, B grubu elementlerine ise yan grup elementleri denir. Elektron dizilimi s orbitali ile biten elementler s blok, p orbitali ile biten elementler p blok, d orbitali ile biten elementler d blok, f orbitali ile biten elementler ise f blok elementleridir. d bloku elementleri geçiş metalleri, f bloku elementleri iç geçiş metalleri olarak adlandırılır.”

Blok şemasında geçen özel adlar: alkali metaller (1A), toprak alkali metalleri (2A), toprak metalleri (3A), halojenler (7A), soy gazlar (8A), geçiş metalleri (d bloku), iç geçiş metalleri (f bloku) — ve iç geçiş metallerinin iki satırı: lantanitler ve aktinitler.

Şu not önemli: “Helyum soy gaz olması nedeniyle p bloğunda gösterilmektedir. Ancak elektron diziliminin s orbitali ile bitmesinden dolayı s bloğu elementidir.”

Yani ₂He’nin dağılımı 1s², s ile biter → s bloku; ama kimyasal davranışı soy gazlarınki gibi olduğu için tabloda 8A sütununda, p bloğunun içinde çizilir. Sınavda “He hangi bloktandır?” diye sorulursa cevap s, “He hangi gruptadır?” diye sorulursa cevap 8A’dır. İki soru iki ayrı şeyi sorar.

Bir de şu kenar soru var: “Periyodik tabloda valans elektron sayısı ile grup numarası uyuşmayan element var mıdır?” Cevabı bu ünitenin içinde: 8B grubunda valans elektron sayısı 8, 9 ya da 10 olabilir ama grup numarası hepsinde 8B’dir; 1B ve 2B’de valans elektron sayısı 11 ve 12’dir ama grup numaraları 1 ve 2 yazılır. He de bu listeye girer: 2 valans elektronu vardır ama 8A grubunda gösterilir.

Arama kutusuna simge, periyot, grup ya da blok yazabilirsin (“3. periyot”, “7A”, “p”). Tablodaki dağılımlar bir önceki ünitenin kurallarıyla, yerler ise bu ünitenin kurallarıyla bulundu.

Bir gruba bas: tabloda o sütun vurgulanır, altta o grup için verilen bütün maddeler listelenir. Maddeler kısaltılmadı; ders kitabında ne yazıyorsa o.

Alkali metal + su: Na(k) + H₂O(s) → NaOH(suda) + ½H₂(g) — bu denklem “Alkali metaller su ile tepkimeye girerek sodyum hidroksit oluşturur ve hidrojen gazı açığa çıkarır.” cümlesiyle verir.

Toprak alkali oksit + asit: MgO(k) + 2HCl(suda) → MgCl₂(k) + H₂O(s) — “Bu oksitler asitlerle reaksiyona girerek tuz ve su oluşturur.”

Halojenlerin bileşikleri: Mg(k) + Cl₂(g) → MgCl₂(k) (metalle iyonik), H₂(g) + Br₂(g) → 2HBr(g) (ametalle moleküler), I₂(g) + F₂(g) → 2IF(g) (kendi aralarında moleküler).

Bu üç halojen denklemi ünite 11’in (İyonik Bağ) hazırlığıdır: metal + ametal → iyonik, ametal + ametal → moleküler ayrımı oradaki bütün konunun temeli.

Hidrojen 1A grubunda gösterilir ama açıkça yazılıdır: “1A grubu elementlerinden hidrojen (H) ametal, diğer elementler ise metaldir.” Yani H’yi “alkali metal” diye anlatan bir cümle yanlıştır. Hidrojenin yük davranışı da ayrı bir madde olarak verilir: “Hidrojen, ametallerle yaptığı bileşiklerde +1; metallerle yaptığı bileşiklerde -1 iyon yükü alır.” HCl’de +1, NaH’de -1 — aynı element, iki ayrı yük.

Aynı türden ikinci tuzak 7A’da: “Grup elementleri, bileşiklerinde -1 ile +7 arasındaki yükseltgenme basamağını alabilir. Flor elementinin yükseltgenme basamağı sadece -1 değerini alır.” Yani “halojenler her zaman -1 alır” cümlesi yalnız flor için doğrudur.

Üçüncüsü 8A’da: soy gazlar bileşik oluşturmaz denir ama devamında hemen ardından şunu ekler: “Neonun bilinen kararlı bir bileşiği yoktur ancak özel şartlarda Kr, Xe ve Rn elementlerinin bileşikleri elde edilmiştir.” Ders kitabı “Periyodik tablodaki en kararlı element neondur.” der.

Ekranda bir elektron dağılımı ya da bir grup özelliği var; doğru cevabı seç. Sorular ve şıklar her turda karışır.

Her satırdaki özellik hangi grup başlığı altında yazıyor? Satır başına tek hücre işaretle, sonra Denetleye bas.