Periyodik Tabloda Yer Bulma
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.
Periyodik tabloda grupların adlandırılması iki şekilde yapılır: harf ve sayıların kullanıldığı (1A, 2A, 3B, 4B gibi) adlandırma ile IUPAC'ın kabul ettiği yalnızca rakamlardan (1. grup - 18. grup) oluşan adlandırma sistemi.
Periyot ve Grup Numarasını Belirleme Kuralları
- Elementin elektron diziliminde bulunan en yüksek temel enerji düzeyi, o elementin periyot numarasını belirtir.
- Elektron dizilimi s veya p orbitali ile bitenler A grubu elementleridir. A grubu elementlerinde en yüksek temel enerji düzeyindeki toplam elektron sayısı o elementin grup numarasını verir. Örneğin 1s²2s¹ diziliminde en yüksek enerji düzeyindeki elektron sayısı 1'dir, dolayısıyla bu element 1A grubunda ve 2. periyottadır.
- Elektron dizilimi d orbitali ile bitenler B grubu elementleridir. Temel hâl elektron dizilişinde en son s ve d orbitallerindeki toplam elektron sayısı, o elementin bulunduğu B grup numarasını verir (örneğin 4s ve 3d'deki elektronlar toplanarak 5B, 3B gibi grup numarası bulunur).
- Elektron dizilimleri ns²(n−1)d⁶, ns²(n−1)d⁷ ve ns²(n−1)d⁸ ile biten elementler 8B grubunda yer alır.
- En son s ve d orbitallerindeki toplam elektron sayısı 11 olan elementler 1B, 12 olanlar ise 2B grubunda yer alır.
Valans Elektronları ve Blok Sistemi
Bir elementin valans elektronlarının sayısı, o elementin kimyasal özelliklerini, kimyasal bağ ve iyon oluşturmasını ve periyodik tablodaki grup numarasını belirler. A grubu elementlerinin valans elektron sayısı, en dış temel enerji kabuğundaki s orbitalindeki ya da s ve p orbitallerindeki toplam elektron sayısıyla; B grubu elementlerinin valans elektron sayısı ise ns ve (n−1)d orbitallerindeki toplam elektron sayısıyla belirlenir (örneğin ₄Be: 1s²2s² → valans elektron sayısı 2; ₂₅Mn: [Ar]4s²3d⁵ → valans elektron sayısı 7).
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 ise iç geçiş metalleri olarak adlandırılır. (Not: Helyum soy gaz olması nedeniyle p bloğunda gösterilir; ancak elektron diziliminin s orbitali ile bitmesi nedeniyle aslında bir s bloğu elementidir.)
Bazı Grupların Özellikleri
1A Grubu (Alkali Metaller): Hidrojen (H) ametal, diğer elementler metaldir. Hidrojen hariç grup elementlerinin özel adı alkali metallerdir. Gruptaki metaller bileşiklerinde yalnızca +1 yüklü iyon oluşturur ve en aktif metallerdir. Yumuşak, parlak yüzeyli, ısı ve elektriği çok iyi ileten bu metallerin yoğunluk ve erime noktaları düşüktür. Lityum pil yapısında kullanılır. Alkali metaller su ile tepkimeye girerek metal hidroksit ve hidrojen gazı oluşturur: Na(k) + H₂O(s) → NaOH(suda) + ½H₂(g). Oksit ve hidroksitlerinin sulu çözeltileri kuvvetli bazik özellik gösterir; grup metalleri doğada bileşikleri hâlinde bulunur.
2A Grubu (Toprak Alkali Metaller): Tüm elementler metaldir, bileşiklerinde yalnızca +2 yüklü iyon oluşturur. Metalik aktiflikleri 1A grubundan düşüktür; oda koşullarında katıdır. Be hariç su ile tepkimeye girerek baz ve hidrojen gazı açığa çıkarır: MgO(k) + 2HCl(suda) → MgCl₂(k) + H₂O(s).
3A Grubu (Toprak Metalleri): Bor yarı metal, diğer elementler metaldir. Bileşiklerinde çoğunlukla +3 yüklü iyon oluşturur; metalik aktifliği 1A ve 2A grubu elementlerinden daha azdır.
7A Grubu (Halojenler): Flor, klor, brom ve iyot ametal; astatin ve tennesin yarı metaldir. Bileşiklerinde −1 ile +7 arasında yükseltgenme basamağı alabilir (flor yalnızca −1 alır). En aktif ametallerin bulunduğu gruptur. Metallerle iyonik, diğer ametallerle ve kendi aralarında moleküler yapılı bileşikler oluşturur: Mg(k) + Cl₂(g) → MgCl₂(k). Oda sıcaklığında flor ve klor gaz, brom sıvı, iyot/astatin/tennesin katı hâldedir. Halojenler halojen lamba yapımında kullanılır.
8A Grubu (Soy/Asal Gazlar): Tek atomlu yapıdadır; tüm orbitalleri tam dolu olduğundan kararlı yapıdadır ve bileşik oluşturmaz. Periyodik tablodaki en kararlı element neondur (bilinen kararlı bir bileşiği yoktur); özel şartlarda Kr, Xe ve Rn'nin bileşikleri elde edilebilmiştir. Erime ve kaynama noktaları çok düşüktür, oda sıcaklığında hepsi gaz hâlindedir. Neon, neon lamba yapımında kullanılır.
Periyodik tablodaki bu düzen sayesinde bir elementin sadece elektron dizilimine bakarak periyodunu, grubunu, hangi blokta yer aldığını ve muhtemel kimyasal davranışlarını (metal/ametal karakteri, oluşturacağı iyon yükü gibi) tahmin etmek mümkün olur.