Aynı Sütun
Aynı
Karakter
Elektron dizilimi hangi orbitalle bitiyorsa element o bloktadır; blok da elementin nasıl davranacağını söyler. Sodyumun neden gaz yağında saklandığını, bakır çözeltisinin neden mavi olduğunu, helyum balonunun neden patlamadığını tek bir tablodan okuyacaksın.
Elementin periyodik sistemdeki konumu ve özellikleri, temel hâl elektron diziliminin en son orbitaline bakılarak okunur. Aşağıdaki tablo bu ünitenin tamamının anahtarıdır.
Her düğme bir grubu seçer: değerlik elektronu, bileşiklerinde aldığı yaygın iyon yükü, tepkimeye girme eğilimi ve o grubun günlük hayattaki karşılığı yan tarafta yazılır. Izgarada o grubun sütunu vurgulanır.
₂He dizilişi 1s², yani “s” ile biter: helyum s bloku elementidir. Ama grubu 2A değil, 8A’dır — diğer bütün soy gazlar p blokundayken helyum tek başına s blokundan 8A sütununa oturur. Ders kitabında bir yerde “s ile bitmesine rağmen p blokta yer alır” denmiş; aynı özetin iki ayrı yerinde ise “₂He s bloktadır” ve “helyum s, diğer soy gazlar p blok elementidir” yazıyor. Doğrusu ikincisidir: blok s, grup 8A.
s bloku 1A ve 2A gruplarıdır; ₂He de bu bloktadır. Tüm blok elementleri küresel simetriktir (son orbital s¹ ya da s², yani yarı dolu veya tam dolu).
1A metalinin suyla tepkimesi şu denklemle verilir:
Na(k) + H₂O → NaOH + ½ H₂(g)
Açığa çıkan hidrojen gazı, sodyumun neden suyun üstünde koşturduğunu da açıklar.
2A grubu elementlerinden berilyum kovalent karakterli bileşikler yapar (BeH₂, BeCl₂). Magnezyumun da kovalent karakterli bileşiği (MgH₂) vardır. Buna karşılık Ca, Sr ve Ba elementleri iyonik bileşikler oluşturur. Yani “2A hep iyoniktir” cümlesi doğru değildir; grubun tepesindeki iki element bunun dışındadır.
p bloku, periyodik cetvelin sondaki 6 dikey sütunudur (3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8A). Değerlik elektronları s ve p orbitallerinde bulunur. Bu blokta metal, ametal, yarı metal ve soy gazların hepsi bir arada bulunur.
3A: Toprak metaller, 6A: Kalkojenler, 7A: Halojenler şeklinde adlandırılır. 4A ve 5A grupları ise grubun ilk elementinin adıyla anılır: karbon grubu, azot grubu.
7A grubu en aktif ametallerdir. Radyoaktif astatin hariç doğada tuz olarak bulunurlar. Halojenler metallerle iyonik, ametallerle kovalent bağlı bileşikler yapar. Hidrojenli bileşikleri olan asitler ve oksijenli bileşikleri olan oksitleri sıkça görülür.
Azot, oksijen ve halojenler diatomik molekül (N₂, O₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂) oluştururken P ve S elementleri P₄ ve S₈ şeklinde poliatomik moleküller oluşturur.
Soy gazlar hariç periyotta sağa doğru metalik karakter azalır. Blokta son periyot elementleri yapay ve radyoaktiftir.
3A grubundaki bor, iyonik bileşik oluşturmaz (BH₃ gibi kovalent bileşikler yapar). Amfoter Al elementinin AlH₃ bileşiği kovalent karakterlidir.
Og (oganesson) 8A grubunda bulunur, ancak yapısı aydınlatılmamıştır. Tablonun sağ alt köşesindeki bu element bir soy gaz gibi çizilir ama davranışı hakkında kesin bir şey söylenmez.
Bir p bloku grubunun değerlik dizilişi ns² npˣ biçimindedir; iyon yükü de doğrudan buradan çıkar. Aşağıdaki tezgâhta seçilen grubun s ve p kutuları çizilir, alta iyon yükü yazılır.
d bloku elementleri kimyasal olaylarda elektron diziliminin en sonundaki “s” orbitalleri ile “d” orbitallerindeki bazı elektronları vererek farklı pozitif değerlikler alabilir. Bu tek cümle, bakırın hem Cu⁺ hem Cu²⁺ olabilmesinin sebebidir.
Geçiş metal katyonu, ortaklanmamış elektron çifti içeren iyon ve moleküllerle çevrilerek karmaşık yapıdaki kompleks bileşikleri (koordinasyon bileşiklerini) oluşturur: CoCl₃·6NH₃.
Tam dolu olmayan d orbitalleri ışığa duyarlı olduğundan geçiş elementlerinin hâlleri ve çözeltileri renklidir (CoCl₃·6NH₃ — sarı). Laboratuvar şişelerindeki mavi, yeşil, mor çözeltilerin sebebi budur.
Au ve Pt aktif olmadıkları için yalnız kral suyu (3 HCl + 1 HNO₃) ile tepkime verir. Cu, Ag ve Hg yarı soy metallerdir; asitlerin oksijenli ve kuvvetli olanları ile tepkime verir. Soy ve yarı soy metaller dışındaki geçiş metalleri doğada oksit, sülfür, sülfat ve karbonatlı bileşikleri hâlinde bulunur.
Lantanitlerden Pm (prometyum) ile tüm aktinitler radyoaktiftir.
Lantanın (₅₇La) elektron dizilişi 6s² 4f¹ şeklinde değil,
6s² 4f⁰ 5d¹ şeklindedir — yani Aufbau kuralına uymaz. Bu, 2. ünitede öğrendiğin
Cr ve Cu istisnalarının yanına yazılacak üçüncü isimdir.
₈₃Bi elementinden sonraki elementlerin çekirdekleri kararsızdır,
kendiliğinden ışın yayar.
He hariç değerlik elektronları 8, değerlik orbitalleri s ve p’dir. Genellikle bağ yapmaz, kararlıdır. Aşağıdaki canvas bu kararlılığın sebebini doğrudan elektron dizilişinden gösteriyor: değerlik kabuğundaki bütün kutular dolu.
Kr, Xe ve Rn elementlerinin özel şartlarda bazı bileşikleri sentezlenmiştir. He ve Ne’un bileşikleri henüz sentezlenememiştir. Yani “soy gazlar hiçbir bileşik yapmaz” cümlesi tam doğru değildir; doğrusu “genellikle bağ yapmaz”dır.
Kaydırağı oynat, periyodu değiştir: seçilen periyodun soldan sağa iyonlaşma enerjisi eğilimi çizilir. Eğrinin en tepesindeki nokta her periyotta o periyodun asal gazıdır.
Aşağıdaki dokuz sahnenin hepsi bu ünitenin bir cümlesinin karşılığıdır.
Kimya laboratuvarında sodyumun sıvı içinde duran bir şişede saklandığını görürsün. O sıvı gaz yağı ya da parafindir. Sebebi tek cümle: 1A metalleri ametallerle, suyla ve havayla tepkime verdiğinden doğada serbest hâlde bulunmaz.
Okul kulübünün afişindeki neon tabela yıllarca bozulmadan durur. Neon 8A grubunda, değerlik elektronu 8’dir; genellikle bağ yapmaz, kararlıdır. Tüpün içindeki gaz kimseyle tepkimeye girmediği için değişmez.
Helyum balonu patlamaz, çünkü helyum bağ yapmaz. Bir de erime ve kaynama noktası çok düşük olduğu için oda sıcaklığında her zaman gazdır — balon içinde asla sıvılaşmaz.
Antrenman havuzundaki koku klordan gelir. Klor 7A grubunda, yani en aktif ametaller arasında. Bu aktiflik havuzdaki mikropları yok etmesinin de sebebidir. Doğada serbest değil, tuz olarak bulunur.
Deney masasındaki bakır çözeltisinin mavi olması tesadüf değil: tam dolu olmayan d orbitalleri ışığa duyarlı olduğundan geçiş elementlerinin hâlleri ve çözeltileri renklidir. Aynı sebeple demir çözeltisi sarı-turuncu olur.
Altın yüzük yıllarca kararmaz. Au ve Pt aktif olmadıkları için yalnız kral suyu (3 HCl + 1 HNO₃) ile tepkime verir. Gümüş ise yarı soy metaldir; onun için zamanla kararır.
Tentürdiyodun içindeki iyot da 7A grubundadır — klorla aynı sütun, benzer davranış. I₂ diatomik bir moleküldür; azot, oksijen ve halojenler bu şekilde ikişer atomlu moleküller oluşturur.
Ekranın parlak renkleri f bloku elementlerinden gelir. Tablonun altına ayrı iki satır hâlinde konmuşlardır çünkü cetveli uzatmamak için aşağıya taşınmışlardır. Adları iç geçiş elementleridir.
Zincir yağlanmazsa paslanır; çünkü demir bir geçiş metalidir ve soy ve yarı soy metaller dışındaki geçiş metalleri doğada oksit, sülfür, sülfat ve karbonatlı bileşikleri hâlinde bulunur. Demirin doğadaki “rahat” hâli zaten oksittir — pas, demirin oraya geri dönmesidir.
53 soruluk test · blok kuralı, s-p-d-f bloku elementlerinin özellikleri, grup değerlikleri ve asal gazlar
Diziliş s ile biterse s bloku (1A, 2A); p ile biterse p bloku (3A…8A); d ile biterse d bloku (B grupları, geçiş elementleri); f ile biterse f bloku (lantanit ve aktinitler, iç geçiş elementleri). ₂He s blokundadır ama grubu 8A’dır.
Tümü küresel simetrik; çapları büyük, yoğunlukları düşük → hafif metaller. H ametal, He soy gaz, diğerleri metal. Yukarıdan aşağıya metalik özellik artar. 1A → +1, 2A → +2. H, +1 ve −1 alabilir; He bağ yapmaz. 1A metalleri suyla/havayla tepkime verir, doğada serbest bulunmaz; Li, Na, K parafinde ya da gaz yağında, Rb ve Cs vakumda saklanır. Be ve Mg kovalent karakterli bileşik yapar (BeH₂, BeCl₂, MgH₂); Ca, Sr, Ba iyonik.
Cetvelin sondaki 6 dikey sütunu. Değerlik elektronları s ve p orbitallerindedir. İçinde metal, ametal, yarı metal ve soy gaz birlikte bulunur. Yarı metal: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po, At. 7A en aktif ametaller; astatin hariç doğada tuz olarak bulunur; metallerle iyonik, ametallerle kovalent bağ yapar. Bor iyonik bileşik oluşturmaz; amfoter Al’nin AlH₃ bileşiği kovalenttir. N, O ve halojenler diatomik; P ve S P₄ ve S₈. 3A toprak metaller, 6A kalkojenler, 7A halojenler; 4A ve 5A ilk elementinin adıyla anılır.
2A ile 3A arasında, ₂₁Sc ile başlar; 4. periyottan itibaren 10 sütun 8 grup, 8B üç sütun. Son s ve d elektronlarını vererek farklı pozitif değerlikler alır; genelde oktete uymaz, d⁵ veya d¹⁰ ile kararlı olur. Tümü metal, iyonik bağ yapar. Ag yalnız +1, Zn yalnız +2. Tam dolu olmayan d orbitalleri → renkli hâl ve çözeltiler. Kompleks (koordinasyon) bileşikleri oluşturur. Au, Pt yalnız kral suyuyla; Cu, Ag, Hg yarı soy.
6. periyottan itibaren dolar; cetveli uzatmamak için aşağıya taşınmıştır. İç geçiş elementleri: 1. sıra lantanit, 2. sıra aktinit. Atom hacimleri birbirine yakın; ısı ve elektriği iletir; erime-kaynama noktaları yüksek; renkleri gümüşe benzer. Genellikle +3 (bazen +4). Pm ile tüm aktinitler radyoaktif. ₅₇La: 6s² 4f⁰ 5d¹ — Aufbau’ya uymaz. ₈₃Bi’den sonrakilerin çekirdekleri kararsızdır.
He hariç değerlik elektronu 8, değerlik orbitalleri s ve p. Genellikle bağ yapmaz, kararlıdır. Aralarında zayıf London kuvvetleri vardır; erime ve kaynama noktaları çok düşüktür; standart şartlarda ideal gaza çok yakın davranır. İyonlaşma enerjileri kendi periyotlarının en yükseğidir. Kr, Xe, Rn’nin bazı bileşikleri sentezlenmiştir; He ve Ne’unki henüz sentezlenememiştir.