Periyodik cetvel ezberlenecek bir tablo değil, bir adres sistemi. Bir elementin atom numarasını bilirsen, cetvelde nerede oturduğunu ve nasıl davranacağını çıkarabilirsin. Bu ünitede o adresi bulmayı öğreniyoruz.
Bugün kullandığımız periyodik cetvele en yakınını 1869 yılında Lothar Mayer ve Dimitri Mendeleyev yapmıştır.
O gün için bilinen 63 element atom kütlelerine göre sınıflandırılmış ve henüz bulunmayan elementlerin yeri boş bırakılmıştır. Böylece yeni bilimsel çalışmaların önü açılmıştır.
Bunu bir düşün: elinde 63 parça var, ama tablodaki desen "burada bir parça eksik" diyor. Mendeleyev o boşluğu doldurmak yerine boş bıraktı ve "buraya şu ağırlıkta, şu özellikte bir element gelecek" dedi. Yıllar sonra o elementler gerçekten bulundu ve tahminleri tuttu. Cetvelin gücü buradan geliyor.
Moseley'in X-ışınları ile yaptığı deney sonucu elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin proton sayısına bağlı olduğunu bulmasıyla bugün elementler artan atom numarasına göre sıralanmıştır.
Yani sıralama ölçütü değişti: atom kütlesi → atom numarası (proton sayısı). Bu küçük görünen değişiklik, kütleye göre sıralandığında ters düşen birkaç elementin yerini de düzeltti.
Periyodik cetvel grup ve periyotlardan oluşur. Bir sinema salonundaki koltuk planı gibi düşün: sıra numarası periyot, koltuk numarası gruptur.
7 tane periyot bulunur. Elementler periyotlara artan atom numarasına göre sıralanır.
| Periyot | Element Sayısı |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 8 |
| 3 | 8 |
| 4 | 18 |
| 5 | 18 |
| 6 | 32 |
| 7 | 32 |
Toplam: 2+8+8+18+18+32+32 = 118 element.
18 grup vardır. Grup adlandırması iki şekilde yapılır:
Gruplarda genellikle benzer kimyasal özellik gösteren elementler bulunur. ₁H, ₂He ve ₅B istisnadır.
6 ve 7. periyodun on dörder elementi tablonun altında iki yatay sıra hâlinde bulunur. İlk yatay sıra "lantanitler", ikinci yatay sıra "aktinitler" olarak adlandırılır.
Neden aşağı alınmışlar? Çünkü tabloya olmaları gereken yere yerleştirilseler cetvel aşırı genişler, sayfaya sığmazdı. Yani bu tamamen bir yerleşim tercihi; o elementler aslında 6 ve 7. periyodun parçasıdır.
Elektronlar çekirdeğin etrafına gelişigüzel dağılmaz; belirli kapasitesi olan katmanlara sırayla yerleşir. Adresi bulmanın ilk adımı bu dizilişi yapabilmektir.
Katmanlar sırayla 2, 8, 8 kapasiteyle doldurulur, kalan elektron son katmana yazılır.
Kalan elektronlar bir sonraki katmana yazılır; bu katmanda en fazla 18 elektron bulunabilir.
| Element | Katman dizilişi | Katman sayısı | Değerlik e⁻ |
|---|---|---|---|
| ₁H | 1 | 1 | 1 |
| ₂He | 2 | 1 | 2 |
| ₁₆S | 2 ) 8 ) 6 | 3 | 6 |
| ₁₇Cl | 2 ) 8 ) 7 | 3 | 7 |
Yeri bulunacak elementin şu bilgilerinden herhangi biri kullanılabilir:
Hepsi aynı kapıya çıkıyor çünkü hepsinden proton sayısına ulaşabilirsin. İyon verildiyse önce nötr hâle dön: katyonda kopan elektronu geri ekle, anyonda fazladan alınan elektronu çıkar.
₂He → 1. periyot 8A (18. grup)
Helyumun değerlik elektronu 2'dir, kurala göre 2A grubunda olması gerekirdi. Ama son katmanı dolu olduğu için kimyasal olarak soy gaz gibi davranır ve 8A grubuna yerleştirilir. Kuralı değil, kuralın amacını hatırla: gruplar benzer davrananları bir araya toplar.
Periyodik cetvel bir kimyagerin arama motorudur. Bir elementin yerini bilmek, onunla neler yapabileceğini bilmek demektir.
Sofra tuzu NaCl. Sodyum 1A grubunda (1 değerlik elektronu, vermeye hazır), klor 7A grubunda (7 değerlik elektronu, 1 tane almaya hazır). Bu iki grubun neden birbirini bulduğunu cetveldeki yerlerinden okuyabiliyorsun.
Vitrinlerdeki renkli tüpler 8A grubu (soy gaz) elementleriyle doldurulur. Aynı sütunda oturdukları için hepsi benzer davranır: tepkimeye girmez, sadece elektrikle uyarıldığında ışır. Grup, davranışı önceden söyler.
Telefonundaki lityum-iyon pil, 1A grubunun en hafif metalini kullanır. Lityumun seçilme sebebi cetveldeki yeri: elektronunu kolay verir ve çok hafiftir.
Moseley'in elementleri sıralamak için kullandığı X-ışınları, bugün kırık kemiği görüntülemekte kullanılıyor. Aynı fizik, iki farklı iş.
Tavandaki duman dedektörlerinin bir kısmında amerikyum bulunur — cetvelin en altındaki aktinit sırasından. O sıradaki elementlerin ortak özelliği radyoaktif olmalarıdır.
Televizyon ve telefon ekranlarındaki canlı kırmızı için öropiyum gibi lantanitler kullanılır. Cep telefonu, tam da "sayfaya sığmadığı için aşağı alınan" o iki sıraya bağımlı.
18 sorudan oluşan bu test ile "Elementlerin Periyodik Sistemdeki Yerleşim Esasları" ünitesini ne kadar kavradığını gör.
1869'da Lothar Mayer ve Mendeleyev, bilinen 63 elementi atom kütlelerine göre sınıflandırdı ve bulunmayanların yerini boş bıraktı. Moseley X-ışınlarıyla özelliklerin proton sayısına bağlı olduğunu gösterdi; bugün sıralama artan atom numarasına göredir.
7 yatay sıra vardır, toplam 118 element. 6 ve 7. periyodun on dörder elementi altta lantanitler ve aktinitler olarak durur.
18 düşey sıra. Harf-sayı ile 8 A (baş) ve 8 B (yan) grubu, IUPAC'a göre 1–18 numara. Aynı gruptakiler genellikle benzer kimyasal özellik gösterir; ₁H, ₂He ve ₅B istisnadır.
Atom numarası 20'ye kadar 2-8-8-2 sırasıyla dolar. 20'den büyükse kalan elektronlar sonraki katmana yazılır, o katmanda en fazla 18 elektron bulunur.
A grubundaki ilk 20 element için geçerlidir. Atom numarası, çekirdek yükü, proton sayısı, nötr elektron sayısı veya iyon bilgisinden herhangi biri yeri bulmaya yeter.
Değerlik elektronu 2 olmasına rağmen son katmanı dolu olduğu için soy gazlarla birlikte 18. grupta yer alır.