Chapter 8: Periodic Properties of the Elements

Back to chapter

8.1:

Elementlerin Periyodik Sınıflandırılması

JoVE Core
Química

É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou comece sua avaliação gratuita.

JoVE Core Química

Periodic Classification of the Elements

Próximo Vídeo
8.2: Atomic Radii and Effective Nuclear Charge

Idiomas

COMPARTILHAR

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Bir atomun en dıştaki kabuğunu kaplayan elektronlar valans elektronları iken, iç ana enerji seviyelerini işgal eden elektronlar çekirdek elektronlardır. 3s1 elektron konfigürasyonuna sahip bir sodyum atomunun üç temel enerji seviyesi vardır. 2s22p6 ile tamamlanmış iç ana enerji seviyeleri, on çekirdek elektron olduğunu ve ardından kalan bir elektronu içeren üçüncü en dış seviyenin geldiğini gösterir.Bu nedenle sodyumun bir valans elektronu vardır. Benzer şekilde, klorun on çekirdek elektronu ve yedi valans elektronu vardır. Değerlik elektronları çekirdekten en uzak olanlardır ve çok gevşek bir şekilde tutulurlar.Bu nedenle, koparılması veya paylaşması en kolay olanlardır ve kimyasal bağda önemli bir rol oynarlar. Aynı sayıda valans elektronuna sahip elementler, modern periyodik tablodaki düzenlemeden de görülebileceği gibi benzer kimyasal özellikler sergilemektedir. Ana grup elementleri için, harfli grup numarası değerlik elektronlarının sayısına eşittir ve sıra numarası o elementin en yüksek temel kuantum sayısına eşittir.Bir gruptaki her elementte, bağ yapan elektrona sayısı aynıdır. Grubun aşağısında, temel kuantum sayısı bir artar, oysa değerlik elektronlarının sayısı aynı kalır. Periyodik tablonun en soldaki iki sütunu s-bloğunu oluşturur.Bu elementler için son elektron bir s-orbitalinde yer alır. Hidrojen dışındaki birinci grup elementlere alkali metaller denir ve sadece bir valans elektronuna sahip oldukları için son derece reaktiftir. Grup iki elementler, değerlik kabuğunda iki elektron bulunan toprak alkali metallerdir.En sağdaki altı sütun p bloğunu oluşturur. Bu elementlerin değerlik kabuğu s-orbitallerini tamamen işgal etmiştir ve son elektron p-orbitalinde yer alır. Üçüncü grup A’dan grup sekiz A’ya, p orbitallerindeki elektron sayısıları birer tane artar.Soy gazlar, s-bloğuna ait olan ve sadece iki elektrona sahip olan helyum dışında sekiz değerlik elektronuna sahiptir. D bloğu, s ve p bloğu arasına yerleştirilmiş on sütundan oluşur. Bu elementlere geçiş metalleri adı verilir.Son elektron, satır numarasından bir küçük kabuk ana kabuktaki d orbitaline girer. Dördüncü sırada, üç d orbitalleri, beşinci satırda dört d orbitalleri doldurulur ve bu böyle devam eder. İç geçiş elementleri f bloğunu oluşturur ve son elektron bir f-orbitaline girer.Her bir satırı dolduran f-orbitallerinin temel kuantum sayısı, satır numarasından iki küçüktür. Altıncı sırada, dört f-orbitali doldurulur ve yedinci sırada beş f-orbitali doldurulur. İç geçiş elementleri lantanid serisi ve aktinid serisinde düzenlenmiştir.Her bloktaki sütun sayısı, bloğun alt seviyesinde kaç elektronun doldurulabileceğini gösterir. s-bloğundaki iki sütun, iki elektronlu bir s-orbital ile ilişkilidir, p-bloğundaki altı sütun altı elektronlu üç p-orbitalini temsil ederken, d-bloğundaki on sütun, her biri iki elektronlu beş d-orbitaline karşılık gelir. Son olarak, f bloğu, yedi f-orbitalin maksimum kapasitesini gösteren on dört sütun içerir.

8.1:

Elementlerin Periyodik Sınıflandırılması

Periyodik tablo, atomları artan atom sayısına göre düzenler, böylece aynı kimyasal özelliklere sahip elementler periyodik olarak tekrar eder. Elektron konfigürasyonları tabloya eklendiğinde, bu elementlerin dış kabuklarında benzer elektron konfigürasyonlarının periyodik olarak tekrarladığı gözlemlenir. Bir atomun dış kabuklarında bulundukları için, kimyasal reaksiyonlarda en önemli rolü değerlik elektronları oynar. Dış elektronlar, bir atomdaki elektronların en yüksek enerjisine sahiptir ve çekirdek elektronlardan daha kolay kaybedilir veya paylaşılır. Değerlik elektronları, elementlerin bazı fiziksel özelliklerinde de belirleyici faktördür.

Yatay sıralar periyot olarak bilinir. Bir periyot boyunca, her ardışık element çekirdekte ek bir protona ve değerlik kabuğuna ek bir elektrona sahiptir. Dikey sütunlar gruplardır. Herhangi bir gruptaki (veya sütundaki) elementler aynı sayıda değerlik elektronuna sahiptir (Şekil 1); alkali metaller lityum ve sodyumun her biri yalnızca bir değerlik elektronuna sahiptir, toprak alkali metalleri berilyum ve magnezyumun her biri iki, halojenler flor ve klor ise yedi değerlik elektronuna sahiptir. Elementlerin nasıl tepki vereceğini tanımlayan değerlik elektronlarının kaybı, kazancı veya paylaşımıdır. Aynı grubun elementleri arasındaki kimyasal özelliklerdeki benzerlik, aynı sayıda değerlik elektronuna sahip oldukları için ortaya çıkar.

Periyodik tablonun elementlerin kimyasal davranışları temelinde, atomik yapıları hakkında herhangi bir fikir bulunmadan çok önce geliştirildiğini hatırlamak önemlidir. Şimdi periyodik tablonun düzeni anlaşıldı; atomları aynı sayıda değerlik elektronuna sahip olan elementler aynı gruptadır. Şekil 1’in renkli bölümleri, doldurulmakta olan orbitallere göre sınıflandırılan üç öğe kategorisini gösterir.

Şekil 1: Periyodik tablonun bu versiyonu, her bir elemanın konfigürasyonunu gösterir. Her grupta konfigürasyonun genellikle benzer olduğuna dikkat edin.

Ana grup öğelerine bazen temsili öğeler denir. Bunlar, eklenen son elektronun, Şekil 1’de mavi ve kırmızı olarak gösterilen, en dıştaki kabukta bir s veya p orbitaline girdiği elementlerdir. Bu kategori, tüm ametal elementlerin yanı sıra metaloidleri ve birçok metali içerir. Ana grup elementleri için değerlik elektronları en yüksek n seviyesine sahip olanlardır. Örneğin, galyum (Ga, atom numarası 31), üç değerlik elektronu (altı çizili) içeren [Ar]4s²3d¹⁰4p¹ elektron konfigürasyonuna sahiptir. Tamamen doldurulmuş d orbitalleri değerlik elektronlar yerine çekirdek elektronlar olarak sayılır.

En soldaki iki sütun s-bloğunu ve altı en sağdaki sütun p-bloğunu oluşturur. p-bloğunun bir parçası olan soy gazların tümü, iki tane değerlik elektronu olan helyum dışında sekiz değerlik elektronuna sahiptir. Bu elementler oldukça kararlıdır ve tepkisizdir.

Geçiş elementleri veya geçiş metalleri: Bunlar, eklenen son elektronun bir d orbitaline girdiği metalik elementlerdir. Bu elementlerdeki değerlik elektronları (son soy gaz konfigürasyonundan sonra eklenenler) ns ve (n – 1) d elektronlarını içerir. Geçiş elementlerinin resmi IUPAC tanımı, kısmen dolu d orbitallerinin olduğunu belirtir. Dolayısıyla, orbitalleri tamamen dolu olan elementler (Şekil 1’deki Zn, Cd, Hg ve ayrıca Cu, Ag ve Au) teknik olarak geçiş elementleri değildir. Bununla birlikte, terim sıklıkla tüm d bloğunu ifade etmek için kullanılır (Şekil 1’de sarı renkli).

d-bloğu 10 sütundan oluşur. Her satırı dolduran d orbitallerinin temel kuantum sayısı, satır numarası eksi bire eşittir. Dördüncü satırda, 3d orbitalleri doldurulur, beşinci satırda, 4d orbitaller doldurulur, ve böyle gider.

İç Geçiş Elementleri: Şekil 1’de yeşil renkte gösterilmiştir. İç geçiş elementlerinin değerlik kabukları (n – 2)f, (n – 1)d ve ns alt kabuklarından oluşur. İç geçiş elementleri, son elektron bir f-bloğuna girdiği için f bloğu oluşur. Her satırı dolduran f orbitallerinin temel kuantum sayısı, satır numarası eksi ikiye eşittir. Altıncı satırda 4f orbitalleri doldurulur ve yedinci satırda 5f orbitalleri dolar. İki iç geçiş serisi vardır:

Lantanid serisi: lutanid (La) ile lutesyum (Lu)
Aktinit serisi: aktinit (Ac) aracılığıyla lavrensiyum (Lr)

Serinin diğer üyeleriyle benzerliklerinden dolayı lantan ve aktinyum, f elektron içermeyen geçiş metalleri olsalar bile, seriyi adlandırmak için dahil edilir ve kullanılır.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: OpenStax Chemistry 2e, Section 6.4: Electronic Structure of Atoms.

Tags

Periodic Classification Elements Valence Electrons Core Electrons Electron Configuration Sodium Chlorine Chemical Bonding Periodic Table Main-group Elements Group Number Row Number Bonding S-block Alkali Metals