KARBON

Bu kadar elementten bahsetmişken yirmi elementen biri olan karbon için bir kimya haberini de eklemek istedim. http://www.inovatifkimyadergisi.com/karbon-yakalama-icin-ideal-malzemeyi-bulmak

İLK 20 ELEMENT VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ

Elektron Dağılımı

Atom çekirdeğinin etrafında dolaşan elektronlar rastgele yollar izlemez. Tıpkı taşıtların otoyollarda hareket ettiği gibi elektronlar da katman ismi verilen alanlarda hareket ederler.

Yukarıda katman içinde hareket eden 2 elektron gösterilmektedir. Katmanlar çok sayıda elektron içerebilir.

Not: İlk katman en fazla 2 elektron, sonraki katmanlar en fazla 8 elektron bulundurur. (Bu kural bazı atomlar için geçerli olmayabilir.)
İlk 20 Elementin Elektron Dağılımı

Yukarıdaki şemada gösterilen elektron dağılımlarında katmanlar çizgi halinde gösterilmiştir. Gerçekte katmanlar çizgisel değil, geniş bir bölgededir.

Elektron Dağılımının Sayılarla Gösterimi
Bir atomun elektronları gösterilirken çizim yapmak çok zaman alır. Kolaylık olması amacıyla elektron dağılımı sayılarla da gösterilir.
Elementlerin listesi:
1     H  1
2     He     2
3     Li     2,1
4     Be     2,2
5     B     2,3
6     C     2,4
7     N     2,5
8     O     2,6
9     F     2,7
10     Ne     2,8
11     Na     2,8,1
12     Mg     2,8,2
13     Al     2,8,3
14     Si     2,8,4
15     P     2,8,5
16     S     2,8,6
17     Cl     2,8,7
18     Ar     2,8,8
19     K     2,8,8,1
20     Ca     2,8,8,2

PERİYODİK ÖZELLİKLER

1)ATOM ÇAPI                                     

Atom Çapı soldan sağa doğru gittikçe:

·          Atom No artar

·          Değerlik elektron sayısı artar

·          Atom çapı (hacmi) küçülür.           

Atom Çapı yukarıdan aşağıya doğru indikçe:

·          Atom No artar

·          Değerlik elektron sayısı değişmez

·          Atom çapı (hacmi) artar.

Soru:

11Na, 8O, 16S, 19K, 13Al, 10Ne atomlarının atom çaplarını (hacmini) büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Çözüm:

19K > 11Na>13Al>16S>8O>10Ne

Soru:

9F, 12Mg, 20Ca, 17Cl, 18Ar, 6C atomlarının atom çaplarını (hacmini) büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Çözüm:

20Ca>12Mg>17Cl>18Ar>6C>9F

! Önce periyot dikkate alınır. Daha sonra grup dikkate alınır.

Soru:

13Al+3, 16S-2, 19K+1, 8O-2 iyonlarının atom çaplarını (hacmini) büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Çözüm:

16S-2 > 19K+1 > 8O-2 > 13Al+3  

(En zor e- Al+3’den, en kolay e- S-2’den koparılır)

Soru:

21Sc, 15P, 14Si, 7N, 8O atom çaplarını (hacmini) büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Çözüm:

21Sc>14Si>15P>7N> 8O

2)İyon Çapı

! Bir atomdan elektron kopardıkça çap küçülür.

     X>X+1>X+2

! Atoma elektron bağlandıkça çap büyür.

     X<X-1<X-2

Örnek

11Na+1,  8O-2, 12Mg+2 iyonlarının hepsinin 10 elektronu vardır. İyon çaplarını büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Çözüm:

8O-2>11Na+1>12Mg+2

! Elektron sayıları birbirine eşitse, proton sayısı küçük olanın çapı en büyüktür (Ters orantılı)

! İyon çapı küçük olan atomdan elektron koparmak daha zordur.

Örnek:

16S-2, 20Ca+2, 13Al+3, 10Ne, 9F-1 iyonlarını iyon çaplarına göre büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Çözüm

16S-2	20Ca+2	13Al+3	10Ne	9F-1
e=18	e=18	e=10	e=10	e=10

16S-2> 20Ca+2 > 9F-1> 10Ne> 13Al+3

Soru 1:

Aşağıdakilerden hangisinin iyon hacmi (çapı) en büyüktür?

a) 7X-3        b) 12Y+2             c) 16Z-2              d) 19K+1                 e) 17T-1 

Soru 2:

Aşağıdaki taneciklerden hangisinin atom hacmi en küçüktür?

a) 17Cl+7                 b) 16S-2                   c) 13Al+3

d) 10Ne                   e) 12Mg+2

3)ELEKTRONEGATİFLİK (e- ilgisi)

e- alma isteğine elektronegatiflik denir.

F + e- -----à F-1

ü     Metallerin elektro negatifliğinden bahsedilmez. Çünkü metaller e- almazlar. Sadece elektron verirler.

ü     e- alma olayı ekzotermiktir (enerji veren).

Periyodik Cetvelde (PC) soldan sağa doğru gidildikçe:

ü        Atom Numarası artar.                                  +   

ü        Atom Çapı azalır.

ü        Elektron ilgisi artar.

PC'de yukarıdan aşağıya doğru inildikçe:    -

ü        Atom No artar.

ü        Atom çapı büyür.

ü        Elektron ilgisi azalır.

Metal+Ametal= iyonik (e- alışverişi)

Ametal+Ametal= Kovalent (e- ortaklaşması)

! 7A grubunun elektronegatifliği en fazladır. 
F’un elektronegatifliği en fazladır. Yani elektron alma gücü en fazladır. 

4)İYONLAŞMA ENERJİSİ (İ.E.)

Gaz halindeki bir atomdan bir elektron (e-) koparmak için verilmesi gereken enerjiye 1. İyonlaşma enerjisi denir. İyonlaşma enerjisi endotermiktir.

 

X(g)   --à X+  (g) + e-                E1

X(g)   --à X+2(g) + e-                E2

X(g)   --à X+3(g) + e-                E3

                  iyon çapı küçülür      İ.E. artar.

                                                E1<E2<E3...

 Periyodik Cetvelde soldan sağa doğru gittikçe

ü          Atom No artar.

ü          Atom çapı küçülür.

ü          İyonlaşma enerjisi genellikle artar.

Periyodik Cetvelde yukarıdan aşağıya doğru indikçe

ü        Atom No artar.

ü        Atom çapı artar.

ü        İyonlaşma enerjisi azalır.               

Her zaman                                 -

İ.E. için  2A>3A ve 5A>6A’dır.

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

ELEMENTLERİN ÖZELLİKLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI

Elementler metal, ametal, yarı metal olmak üzere üçe ayrılır. Periyodik tablonun solunda daha çok metaller bulunurken sağında daha çok ametaller bulunur.

Metal Nedir?
Metal ,Yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, kendine özgü parlaklığı olan, şekillendirmeye yatkın, katyon oluşturma eğilimi yüksek, oksijenle birleşerek çoğunlukla bazik oksitler veren elementlerMetaller, kendi aralarında: soy metaller (altın, gümüş,platin gibi) ve soy olmayan metaller (demir, çinko, aliminyum gibi) şeklinde sınıflandırılabilir

Yarı metal nedir?
Yarı metaller, iyi metal özelliği göstermeyen metallerdir Bunlar hem metal, hem de ametal özelliği gösterir Silisyum, bor, antimun, arsenik gibi elementler yarı metallerdir

Ametal Nedir
Ametaller, metal özelliği göstermeyen elementlerdir Sertlik, mekanik uyarlanabilirlik ya da elektrik iletkenliği gibi metallere özgü özellikleri göstermeyen maddelerdir Genellikle karbon, azot, fosfor, oksijen, kükürt, selenyum, flüor, klor, brom, iyot ve soy gaz elementlerine ametal denir

Metallerin genel özellikleri
- Parlaktırlar
- Isı ve elektriği iyi iletirler
- Tel ve levha haline getirilebilirler
- Oda koşullarında (civa hariç) katıdırlar
- Serbest halde tek atomlu olarak bulunurlar
- Bileşiklerinde yalnız pozitif değerlik alırlar
- Genellikle oksitlerinin sulu çözeltisi baz özelliği gösterir
- Kendi aralarında bileşik oluşturamazlar Alaşım denilen homojen karışımları oluştururlar
- Pirinç (Zn+Cu), Lehim (Pb+Sn) gibi

Metallerin Kullanım Alanları

Bazı metaller , örneğin aliminyum(Al) hafiftir ve bu nedenle havacılık endüstrisinde kullanılmaya uygundurBazıları ise ,örneğin sıhhi tesisatta kullanılan krom(Cr) krozyona ,yani yenime karşı dirençlidir Aliminyum(Al)demir(Fe),kalsiyu m(Ca),sodyum(Na),po tasyum(K) ve magnezyum yer kabuğunda bol bulunan metallerdir Periyodik cetvelin gruplarında bulunan elmentler metal ve ametal biçiminde sınıflandırılır

Ametallerin genel özellikleri;

- Görünümleri renkli ya da mattır
- Isı ve elektriği iletmezler (grafit hariç)
- Tel ve levha haline getirilemezler, kırılgandırlar
- Oda koşullarında katı, sıvı ve gaz halinde bulunabilirler
- Serbest halde molekül yapılıdırlar
- Bileşiklerinde pozitif ve negatif değerlik alabilirler
- Genellikle oksitlerinin sulu çözeltisi asit özelliği gösterir
- Metallerle ya da kendi aralarında bileşik oluşturabilirler

Hidrojen, oksijen, azot, kükürt, klor, brom, iyot, elmas, grafit vb Elementler ametaldir

Ametallerin Kullanım Alanları

Genellikle ısı ve elektriği iyi iletmezlerBir kristale elektrik akımı verdiğimizde elektronların, kristaldeki bağ türüne bağlı hareket kazanmaları ile ya iletkenlik oluşur ya da Elektronlar elektrik akımı altında hiç hareket edemezler,o zaman da kristallerde yalıtkanlık özelliği meydana gelir
Ametal elementlerden birkaçı hem yerkabuğunun büyük bir bölümünü oluşturur, hem de Canlıların var olabilmesi ve gelişmesi için yaşamsal önem taşır

Yarı metallerin özellikleri:

Bazı özellikleri metallere bazı özellikleri de ametallere benzeyen elementlerdir B, Si, Ge, As, Se, Sb, Te, Po ve Bi yarı metaldir

* Tümü oda sıcaklığında katı haldedir
* Orta derecede iletkendirler
* Erime ve kaynama sıcaklıkları yüksektir
* Kendi aralarında ve ametallerle yaptıkları bileşiklerde kovalent bağlıdırlar

Yarı metaller şunlardır: silisyum, arsenik, antimon, germanyum, tellür, polonyum

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMİ

PERİYODİK SİSTEMDE YER BULMA

Bir elementin periyodik sistemdeki yerini bulmak demek o elementin bulunduğu periyot ve grubu bulmak demektir.

Bir elementin elektron dizilişindeki en büyük başkuantum sayısı o elementin bulunduğu periyodu verir.

A Grubu Elementlerin Grubunu Bulma

Temel hal elektron dizilişleri s veya p ile biten elementler A gruplarında bulunurlar. En son s ve s-p orbitallerindeki elektron sayıları o elementin bulunduğu A grubunun numarasını verir. (1A, 2A, 3A… gibi)

Bir tablo ile gösterilirse;

s1	1A grubundadır.
s2	2A grubundadır. (2He hariç)
s2p1	3A grubundadır.
s2p2	4A grubundadır.
s2p3	5A grubundadır.
s2p4	6A grubundadır.
s2p5	7A grubundadır.
s2p6	8A grubundadır.

Örnek: Atom numarası 11 olan elementin periyodik sistemdeki yeri neresidir?

₁₁X: 1s²  2s²  2p⁶  3s¹

En son orbitaldeki elektron sayısı grup numarasını verir; 1. Grup

En son orbital elementin A veya B grubunda olduğunu gösterir; A grubu

En büyük başkuantum sayısı, periyodu verir; 3. Periyot

Böylece elementin periyodik sistemdeki yeri: 3. Periyot 1A grubu 

B Grubu Elementlerin Grubunu Bulma

Temel hal elektron dizilişi d orbitali ile biten elementler B grubundadır.  Temel hal elektron dizilişindeki en son s ve d orbitallerindeki toplam elektronlar o elementin bulunduğu B grubu numarasını verir.

Bir tablo ile açıklanmak istenirse;

s2d1	3B
s2d2	4B
s2d3	5B
s2d4	6B
s2d5	7B
s2d6	8B
s2d7	8B
s2d8	8B
s2d9	1B
s2d10	2B

Tabloda da görüldüğü gibi B grubu elementleri bulunurken;

            8, 9, 10 B grupları 8B olarak,

            11B grubu 1B olarak,   

            12B grubu 2B olarak adlandırılır.

Ayrıca;

            Elektron dizilimi 4f ile biten elementlere LANTANİTLER, 5f ile biten elementlere AKTİNİTLERdenir.

Örnek: Atom numarası 23 olan elementin periyodik sistemdeki yerini bulunuz.   

Cevap:

₂₃X: 1s²  2s²  2p⁶  3s²  3p⁶  4s²  3d³

En son orbitallerdeki elektron sayıları grubun numarasını verir: (2+3)=5. Grup

En son orbital grup türünü verir: B grubu

En büyük başkuantum sayısı periyodu verir: 4. Periyot

Buna göre element; 4. Periyot 5B grubundadır.

Değerlik Elektron Sayısı

Bir elementin son enerji düzeyindeki toplam elektronlara değerlik elektron sayısı denir. Periyodik sistemde aynı grupta bulunan elementlerin toplam elektron sayıları birbirine eşittir.

            Elektron dizilişi s ile bitmişse en son s deki

            Elektron dizilişi p ile bitmişse en son s ve p deki

            Elektron dizilişi d ile bitmişse en son s ve d deki

elektronların toplamı değerlik elektron sayısını verir.