PERİYODİK ÖZELLİKLER

PERİYODİK ÖZELLİKLER

*Bu bölümde periyodik özellikler verilir. Atomik yarıçap, iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi, elektronegatiflik, asitlik ve bazlık, metalik ve ametalik özellik gibi özelliklerin değişimi incelenir.

ATOM VE İYON YARIÇAPI

Atomların yarıçapı tek başına ölçülemez. Atom etrafında elektronlar sonsuza gidecek şekilde yerleştiklerinden atom için bir sınır yüzey belirlenemez. Bu nedenle izole bir atomun yarıçapından söz edilemez. Fakat iki atom bağlanarak bir araya geldiğinde bu atomların çekirdekleri arasındaki mesafe ölçülerek yarıçap belirlenebilir. Bir araya gelen atom türüne göre kovalent yarıçap, Van der Waals yarıçapı ve iyonik yarıçap ölçülebilir.

Kovalent Yarıçap

Kovalent bağla bağlanmış iki atomun çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısıdır.

Van der Waals Yarıçapı

Soygaz veya apolar moleküllerde birbirine en yakın atomların çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısıdır.

İyonik Yarıçap

İyonik bileşiklerde bulunan her bir iyonun yarıçapıdır.

Periyodik sistemde aynı periyotta soldan sağa gidildikçe atomik yarıçap azalır. Bunun nedeni, atomun katman sayısı değişmezken çekirdek yükünün artmasıdır. Çekirdek yükü arttıkça çekirddeğin elektron başına düşen çekim kuvveti artar ve elektronlar çekirdek tarafından daha fazla çekilir. Daha fazla çekilen elektronlar çekirdeğe yaklaşır ve böylece atom çapı azalır.

Periyodik sistemde aynı grupta yukarıdan aşağıya gidildikçe atomik yarıçap artar. Bunun nedeni, atomun katman sayısının artmasıdır. Katman sayısı arttıkça elektronlar çekirdekten oldukça uzaklaşır. Çekirdeğin elektronlara uyguladığı çekim kuvveti azalır. Böylece atomik yarıçap artar.

İyonik Yarıçap

Bir atom veya iyon elektron aldığında hacmi büyür, elektron verdiğinde ise hacmi küçülür.

Bir atomun nötr hacmi anyonundan küçük, katyonundan ise büyüktür.

Yarıçap sıralaması:

Anyon>nötr>katyon

Cl>Cl>Cl+

METALİK VE AMETALİK ÖZELLİK

Periyodik sistemde aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru atom çapı arttığı için metalik aktiflik artar, ametalik aktiflik azalır. Aynı periyotta soldan sağa doğru atom yarıçapı genellikle azaldığı için metalik özellik azalır, ametalik özellik artar.

İYONLAŞMA ENERJİSİ

Temel hâldeki nötr bir gaz atomundan bir elektronun uzaklaştırılması için gerekli olan minimum enerjiye iyonlaşma enerjisi denir. Birimi: kj/mol dür. Daima endotermiktir.

Nötr bir atomdan bir elekton uzaklaştırmak için gerekli olan enerjiye 1. iyonlaşma enerjisi denir.

X(g)   +   İ.E1    →  X+(g)   +  e–         İ.E1 : 1. iyonlaşma enerjisi

+1 yüklü iyondan bir elekton uzaklaştırmak için gerekli olan enerjiye 2. iyonlaşma enerjisi denir.

X+(g)   +   İ.E2    →  X2+(g)   +  e–         İ.E2 : 2. iyonlaşma enerjisi

Bir atomun 1. İE’si 2. İE’sinden, 2.İE’si ise 3. İE’sinden küçüktür.

İ.E1 < İ.E2 < İ.E3 < İ.E4 <…

Aynı periyotta A gruplarında İE sıralaması:

A gruplarında aynı periyotta soldan sağa gidildikçe iyonlaşma enerjisi artışı süreklilik göstermez. Küresel simetri özelliğinden dolayı 2A ve 5A grupları artış sürekliliğini bozar. 2A grubu 3A grubundan, 5A grubu ise 6A grubundan daha yüksek iyonlaşma enerjisine sahiptir.

1A < 3A < 2A <4A < 6A < 5A < 7A <8A

2A: ns2   elektron dizilimine sahiptir ve küresel simetri özelliği gösterir. Bu durum 2A grubunun iyonlaşma enerjisinin 3A grubundan büyük olmasına neden olur.

5A: ns2np3  elektron dizilimine sahiptir ve küresel simetri özelliği gösterir. Bu durum 5A grubunun iyonlaşma enerjisinin 6A grubundan büyük olmasına neden olur.

İyonlaşma Enerjisi Artışı ile Grup Numarası Bulma

A gruplarında iyonlaşma enerjisi artışına bakılarak elementin grup numarası bulunabilir.

Aşağıdaki tabloda elementlerin iyonlaşma enerjilerini inceleyelim.

H: 1 tane İE’si var, Z=1 , He: 2 tane İE’si var, Z=2, Li: 3 tane İE’si var, Z=3

Be atomunun toplam kaç İE si olduğu bilinemeyeceğinden İE artışına bakarak grup numarası tespit edilir.

2. ve 3. İE arasındaki fark çok büyük (yaklaşık 9 kat) olduğundan değerlik elektronları 2 tanedir. Dolayısıyla 2A grubundadır diyoruz.

Örnek-1

Aşağıdaki tabloda bazı elementlerin iyonlaşma enerjileri kj/mol cinsinden verilmiştir. Tabloyu inceleyerek,

a) Periyodik sistemdeki grup numaralarını,

b) Değerlik elektron sayısını,

c) Aynı grupta yer alan elementler varsa bu elementlerin atom yarıçapının büyüklüğünü karşılaştırınız.

ÇÖZÜM:

a)

X: 1. İE değeri ile 2.İE değeri arasında yaklaşık 9 kat fark bulunmaktadır. Bu da X elementinin 1A grubunda olduğunu gösterir.

Y: 1. İE değeri ile 2.İE değeri arasında yaklaşık 7 kat fark bulunmaktadır. Bu da X elementinin 1A grubunda olduğunu gösterir.

Z: 1. İE değeri ile 2.İE değeri arasında yaklaşık 7 kat fark bulunmaktadır. Bu da X elementinin 1A grubunda olduğunu gösterir.

T: 2. İE değeri ile 3.İE değeri arasında yaklaşık 4 kat fark bulunmaktadır. Bu da X elementinin 2A grubunda olduğunu gösterir.

Değerlik elektronları grup numarası ile aynıdır.

b)

X,Y ve Z elementlerinin değerlik elektron sayısı 1, T elementinin ise 2 dir.

c)

X,Y ve Z elementleri 1A grubunda olup aynı gruptadırlar. Bu elementlerin 1. İE değerlerine bakarak yarıçapları arasında ilişki kurulabilir. İyonlaşma enerjisi aynı grupta yukarıdan aşağıya gidildikçe azalır. İyonlaşma enerjisi ile atomik yarıçapı ters orantılı olarak değişir. Yani 1.İE değeri büyük olan elementin atomik yarıçapı küçüktür.

Elementlerin 1. İE değerleri şöyledir:

X: 495,9 kj/mol, Y: 738,1 kj/mol,  Z: 418,7 kj/mol

1.İE değeri en küçük olan Z elementinin atomik yarıçapı en büyük, 1.İE değeri en büyük olan Y elementinin ise atomik yarıçapı en küçüktür. Yarıçap sıralaması aşağıdaki gibidir:

Z>Y>X 

ELEKTRON İLGİSİ

Gaz hâldeki nötr bir atomun bir elektron alması sırasında oluşan enerji değişimine elektron ilgisi denir.

X(g)   +   e    →   X(g)   + E.İ         E.İ: Elektron ilgisi

Elektron ilgisi endotermik ya da ekzotermik olabilir.

F(g)   +   e   →    F(g)   + Enerji    E.İ: -328,2 kj/mol

Be(g) + e-  +  Enerji    →   Be(g)     E.İ: +66 kj/mol

Soygazların elektron ilgisi yoktur. Cl elementi elektron ilgisi en yüksek elementtir.

ELEKTRONEGATİFLİK

Elektronegatiflik bir atomun bağ elektronlarına sahip çıkma isteğinin bir ölçüsüdür.

Pauling (Paulink) elektronegatifliği en yüksek olan flor atomunun elektronegatiflik değerini 4,0 olarak kabul etmiştir.

İki atom arasında elektronegatiflik farkı arttıkça bağın polarlığı ve iyonik karakteri artar.

  • F elementi elektronegatifliği en yüksek elementtir.
  • Soygazların elektronegatiflikleri yoktur.

OKSİT VE HİDROKSİT BİLEŞİKLERİNİN ASİT VE BAZLIK ÖZELLİĞİ

Bazik Oksit: Metal oksitler. Metal oksitlerin sulu çözeltileri bazik özellik gösterir. Na2O, MgO,

Asidik Oksit: Ametal Oksitler. Ametal oksitlerin sulu çözeltileri asidik özellik gösterir. SO2 , CO2 , NO2 .

Nötr Oksit: Oksijence fakir olan ametal oksitler. CO, NO, N2O

Amfoter Oksit: Asit karşısında baz, baz karşısında asit özellik gösteren metal oksitler. (Zn, Pb, Cr, Be, Sn, Al) metallerin oksitleri.

PERİYODİK ÖZELLİKLERİN DEĞİŞİMİ

Periyodik özelliklerin aynı grupta yukarıdan aşağıya, aynı periyotta soldan sağa değişimini özet halinde aşağıda görebilirsiniz.

Aynı Grupta Yukarıdan Aşağıya İnildikçe:

  • Atomik yarıçap artar.
  • Atom numarası artar.
  • İ.E, E.İ, E.N azalır.
  • Grup numarası, değerlik elektron sayısı değişmez.
  • Oksitlerin asitliği azalır, bazlığı artar.
  • Metalik özellik artar, ametalik özellik azalır.

Aynı Periyotta Soldan Sağa Gidildikçe:

  • Atomik yarıçap genellikle azalır.
  • Atom numarası artar.
  • İ.E, E.İ, E.N genellikle artar.
  • Grup numarası ve değerlik elektron sayısı artar.,
  • Oksitlerin asitliği artar, bazlığı azalır.
  • Metalik özellik azalır, ametalik özellik artar.