Elementlerin Periyodik Tablosu Nasıl Düzenlenir?

Elementlerin periyodik tablosu göründüğü kadar karışık değil.

Yüzyıllar önce bilim insanları elementlerin periyodik tablosu hakkında sadece temel bir anlayışa sahipti. Ancak 19. yüzyılın sonlarında, Rus kimyager Dmitri Mendeleev, kimyasal elementleri atom ağırlıklarına göre gruplandırdığı ilk denemesini yayınladı. O zamanlar sadece yaklaşık 60 element biliniyordu, ancak Mendeleev, elementlerin ağırlık sırasına göre düzenlendiğinde, belirli türdeki elementlerin düzenli aralıklarla, ya da periyotlarla ortaya çıktığını fark etti.

Bugün, 150 yıl sonra, kimyagerler resmi olarak 118 elementi tanımaktadır (2016’da dört yeni elementin eklenmesiyle) ve hala Mendeleev’in elementlerin periyodik tablosunu kullanmaktadırlar. Tablo, en basit atom olan hidrojenle başlar ve ardından diğer tüm elementleri, her birinin içerdiği proton sayısına göre atom numarasına göre sıralar. Birkaç istisna dışında, elementlerin sırası her atomun artan kütlesiyle uyumludur.

Tablo yedi sıra ve 18 sütundan oluşur. Her sıra bir periyodu temsil eder; bir elementin periyot numarası, enerji seviyelerinden kaçının elektron barındırdığını gösterir. Örneğin, sodyum üçüncü periyotta yer alır, bu da bir sodyum atomunun tipik olarak ilk üç enerji seviyesinde elektronlara sahip olduğu anlamına gelir. Tabloda aşağıya doğru ilerledikçe, periyotlar daha uzundur çünkü daha büyük ve daha karmaşık dış seviyeleri doldurmak daha fazla elektron gerektirir.

Tablonun sütunları, elementlerin gruplarını veya ailelerini temsil eder. Bir gruptaki elementler genellikle benzer görünür ve benzer şekilde davranır, çünkü onların en dıştaki kabuğunda dünya’ya gösterdikleri yüzde aynı sayıda elektron vardır. Örneğin, tablonun en sağ tarafında yer alan 18. grup elementleri, tamamen dolu dış kabuklara sahiptir ve nadiren kimyasal tepkimelere katılırlar.

Elementler genellikle bir metal ya da metal olmayan olarak sınıflandırılır, ancak bu iki arasındaki ayrım çizgisi belirsizdir. Metal elementler genellikle elektrik ve ısı iletkenidir. Metaller içindeki alt gruplar, bu koleksiyonların benzer özelliklerine ve kimyasal özelliklerine dayanır. Periyodik tabloyu tanımlamamız, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’nın kabul edilen element gruplamalarına dayanmaktadır.

Periyodik tablonun grupları:

Alkali Metaller: Alkali metaller, tablonun ilk sütunu olan Grup 1’in çoğunu oluşturur. Bıçakla kesilebilecek kadar yumuşak ve parlak olan bu metaller, lityum (Li) ile başlayıp fransiyum (Fr) ile sona erer. Ayrıca son derece tepkisel olan bu elementler, su ile temas ettiğinde alev alabilir veya hatta patlayabilir, bu yüzden kimyagerler onları yağlarda veya inert gazlarda saklar. Tek bir elektronu olan hidrojen de Grup 1’de yer alır, ancak bu gaz bir metal olmayan olarak kabul edilir.

Alkali Toprak Metalleri: Alkali toprak metalleri, berilyum (Be) ile başlayıp radyum (Ra) ile biten Periyodik tablonun Grup 2’sini oluşturur. Bu elementlerin her birinin en dış enerji seviyesinde iki elektronu vardır, bu da alkali toprakların doğada yalnız başlarına nadiren bulunacak kadar tepkisel olduklarını gösterir. Ancak alkali metaller kadar tepkisel değillerdir. Kimyasal tepkimeleri genellikle daha yavaş gerçekleşir ve alkali metallerle karşılaştırıldığında daha az ısı üretir.

Lantanitler: Üçüncü grup, üçüncü sütuna sığmayacak kadar uzundur, bu yüzden çıkarılıp yan çevrilerek tablonun altındaki adanın üst sırasını oluşturur. Bu, lantan (La) ile lutesyum (Lu) arasındaki 57 ile 71 elementlerini içeren lantanitlerdir. Bu grubun elementleri gümüşi beyaz renkte olup, havayla temas ettiklerinde kararırlar.

Aktinitler: Aktinitler, adanın alt sırasını kaplar ve 89, aktinyum (Ac) ile 103, lavrensiyum (Lr) arasındaki elementleri kapsar. Bu elementlerin yalnızca toryum (Th) ve uranyum (U) Dünya’da önemli miktarlarda doğal olarak bulunur. Hepsi radyoaktiftir. Aktinitler ve lantanitler birlikte, iç geçiş metalleri olarak adlandırılan bir grubu oluşturur.

Geçiş Metalleri: Tablonun ana gövdesine dönersek, Grup 3 ile 12’nin geri kalanı geçiş metallerini temsil eder. Sert ama şekillendirilebilir, parlak ve iyi iletkenlik özelliklerine sahip bu elementler, “metal” kelimesini duyduğunuzda tipik olarak aklınıza gelenlerdir. Metal dünyasının en büyük hitleri – altın, gümüş, demir ve platin gibi – burada bulunur.

Geçiş Sonrası Metaller: Metal olmayan dünyaya geçiş yapmadan önce, paylaşılan özellikler düzenli grup çizgileri boyunca net bir şekilde ayrılmaz. Geçiş sonrası metaller alüminyum (Al), galium (Ga), indiyum (In), talyum (Tl), kalay (Sn), kurşun (Pb) ve bizmut (Bi) olup, Grup 13 ile Grup 17’yi kapsar. Bu elementler geçiş metallerinin klasik özelliklerine sahiptir, ancak diğer geçiş metallerine kıyasla daha yumuşaktır ve daha kötü iletkenlik gösterirler. Birçok periyodik tabloda, bor ile astatini bağlayan çapraz altında kalınlaştırılmış bir “merdiven” çizgisi bulunur. Geçiş sonrası metaller bu çizginin sol altında toplanır.

Metaloidler: Metaloidler bor (B), silikon (Si), germanyum (Ge), arsenik (As), antimuan (Sb), tellüryum (Te) ve polonyum (Po)’dur. Metallerden metal olmayanlara doğru kademeli geçişi temsil eden merdiveni oluştururlar. Bu elementler bazen iletkenler yerine yarı iletken (B, Si, Ge) olarak davranır. Metaloidler aynı zamanda “yarı metaller” veya “zayıf metaller” olarak da adlandırılır.

Metal Olmayanlar: Merdivenin sağ üstündeki her şey – artı Grup 1’de geride kalmış olan hidrojen (H) – metal olmayandır. Bunlar arasında karbon (C), azot (N), fosfor (P), oksijen (O), kükürt (S) ve selenyum (Se) bulunur.

Halojenler: Grup 17’nin en üstündeki dört element, flor (F)’den astatin (At)’e kadar olan halojenleri temsil eder ve metal olmayanların iki alt kümesinden biridir. Halojenler oldukça kimyasal olarak tepkiseldir ve genellikle çeşitli tuz türleri üretmek için alkali metallerle eşleşirler. Örneğin, mutfakta bulunan sofra tuzu, alkali metal sodyum ile halojen klorun birleşimidir.

Soğuk Gazlar: Renksiz, kokusuz ve neredeyse tamamen tepkisiz olan soğuk veya soylu gazlar, Grup 18’de tabloyu tamamlar. Birçok kimyager, dört yeni adlandırılmış elementten biri olan oganesonun (önceden “ununoctium” olarak belirtilmiştir) bu özellikleri paylaşacağını bekler; ancak, bu elementin yarı ömrü milisaniyelerle ölçüldüğü için, henüz kimse doğrudan test edememiştir. Oganesson, periyodik tablonun yedinci periyodunu tamamlar, dolayısıyla eğer biri 119. elementi sentezlemeyi başarırsa (ve bu yarış zaten başlamış durumda), alkali metal sütununda sekizinci sırayı başlatmak için dönecektir.

Tablonun adını veren periyodikliğin yarattığı döngüsel doğa nedeniyle, bazı kimyagerler Mendeleev’in tablosunu bir daire olarak görselleştirmeyi tercih eder.