Periyodik Sistem Üzerine Yapılan İlk Çalışmalar

 DERS KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ! 

Periyodik Sistem Üzerine Yapılan İlk Çalışmalar

Periyodik cetvel günümüzdeki tüm elementleri belirli bir düzende sıralayan bir sistemdir. Günümüzde 92 tanesi doğada varolan, diğerleri ise yapay yollarla elde edilmiş olan 117 farklı element bilinmekte ve periyodik cetvelde belirli bir düzen içerisinde sıralanmaktadır. Bu elementlerden altın, kalay, cıva, kurşun, bakır ve gümüş gibi eski çağlardan beri bilinenlerin yanında, 19. yüzyıldan itibaren günümüze kadar bulunmuş 85 tane yenisi de periyodik cetvele belirli bir düzene göre yerleştirilmiştir. 

1800'lü yılların başlarında Johann Döbereiner benzer kimyasal özelliklere sahip bazı elementlerin üçlü gruplar halinde sınıflandırılabileceğini önermiş ve buna "triadlar kuralı" adı verilmiştir. Bu kurala göre, üçlü grupta bulunan elementlerden, atom kütlesi en büyük olan ile en küçük olanın atom kütlelerinin toplamı ikiye bölündüğünde çıkan değerin, ortadaki atomun atom kütlesine eşit olduğu görülmüştür. Örneğin, 40Ca ve 56Ba elementlerinin atom kütlelerinin toplanıp ikiye bölünmesiyle elde edilen değer, bunların arasında yer alan 48Sr elementinin atom kütlesine eşit çıkmıştır. Alexandre E.B. de Chancourtois, 1862 yılında yayınladığı makalesinde bazı element ve iyonları artan atom kütlelerine göre bir silindir üzerinde spiral olacak şekilde göstermiştir. 

Buna da "Tellürik Spiral" adını vermiştir. Yayınlandığı yıllarda çok dikkat çekmeyen bu çalışma, 1869'da Mendeleev çalışmalarını yayınladığında daha iyi anlaşılmıştır. İngiliz kimyacı John Newlands, 1864 yılında bilinen elementleri atom kütlelerine göre sıralamış ve herhangi bir elementten sonra gelen her sekizinci elementin özelliklerinin bu elementle benzerlik gösterdiğini farketmiştir. Bu bağlantıyı müzikte kullanılan notalardan(8 nota) esinlenerek "oktavlar kuralı" olarak adlandırmıştır. Newlands, bu kuralı kullanarak elementleri artan atom kütlelerine ve benzer fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre sınıflandırmıştır. 1869 yılında Alman bilim insanı Lother Meyer ve Rus bilim insanı Dimitri Mendeleyev birbirinden habersiz, benzer sonuçları içeren makalelerini yayınlamışlardır. İki bilim insanı ortaya koydukları sonuçlarla modern periyodik sistemin oluşmasına büyük katkı yapmışlardır. Meyer yayınladığı elementler tablosunda 28 elementi 6 ana grupta, değerliklerine göre sıralamıştır. Meyer ve Mendeleev elementleri artan atom kütlelerine göre sıralamışlar ve bazı elementler arasında periyodik olarak tekrarlanan özellikler olduğunu belirtmişlerdir. 

Mendeleev'in çalışması periyodik sistem içi bağlantıları daha iyi açıklayabildiği için kimyacılar arasında daha fazla ilgi görmüştür. Mendeleev periyodik çizelgesinde 12 yatay sıra(periyot) ve 8 dikey sütun(grup) oluşturmuş ve 63 elementi artan atom kütlelerine göre sıralamıştır. Yatay satırlar alt alta geldiğinde oluşan sütunlardaki elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin birbirine benzediğini bulmuştur. Oluşturduğu bu sütunlar element ailelerini oluşturmuş ve dikey sütunlara grup adını vermiştir. Periyodik cetvelinde, boş bıraktığı yerlerdeki elementlerin henüz keşfedilmediğini belirtmiştir. Bu elementlerin keşfedildiklerinde özelliklerinin neler olabileceği ile ilgili tahminlerde de bulunmuştur. Periyodik cetvelinde boş bırakılan yerlerde bulunan elementlerle ilgili tahminlerinin doğruluğu, bu elementlerin keşfedilmesiyle ortaya çıkmıştır. 

Oluşturduğu cetvelde ortaya çıkan düzensizliklerin, atom kütlelerinin yanlış hesaplanması sonucunda oluştuğunu belirtmiştir. Germanyum elementi için Mendeleev'in yapmış olduğu tahminler ile daha sonra gözlenen özelliklerin karşılaştırılması yandaki tabloda gösterilmektedir. Mendeleev'in yaptığı tahminlere benzer tahminlerle başka elementlerin özellikleri de, bulunduğunda gözlenen özelliklerle paralellik göstermektedir. Yandaki tabloda bununla ilgili iki elemente ait örnekler verilmiştir. Mendeleev'in periyodik sistemdeki asıl başarısı, yeni elementlerin keşfedilebileceğini öngörmesi ve cetveli buna göre oluşturmasıdır. Mendeleev'in periyodik cetveli hazırladığı yıllarda soygazlar keşfedilmemişti. Mendeleev’in periyodik tablosu her ne kadar elementlerin periyodik özelliklerini gösterse de neden özelliklerin tekrarlandığı konusunda herhangi bir bilgi vermemektedir. 1895 yılında Lord Rayleigh, kimyasal olarak yeni bir gazı (argon) keşfettiğini bildirdi. Bu element periyodik tabloda bilinen hiçbir yere oturtulamadı. 

1898 yılında William Ramsey bu elementin klor ile potasyum arasında bir yere konulabileceğini önerdi. Helyum da aynı grubun bir üyesi olarak düşünüldü. Bu grup elementi değerliklerinin sıfır olması nedeniyle sıfır grubu olara1. Periyot Hidrojen ve helyum'dan oluşan periyottur. Bu periyotta yer alan hidrojen ve Helyum'un elektron dizilimleri sırasıyla 1s1 ve 1s2 şeklindedir. Atom numarası 1 olan hidrojen 1.(1A) grupta yer alan ve ametal özellik gösteren bir elementtir. Hidrojen bileşiklerinde 1+ veya 1- değerlik alabilir. Atom numarası 2 olan Helyum bir soygazdır ve periyodik cetvelin 18.(8A) grubunda yer alır. Birinci enerji seviyesi en fazla iki elektron alabildiği için, He son enerji seviyesinde 2 elektron içermesine rağmen kararlıdır ve soygazdır. Soygaz olan He elektron alışverişi yapmaz. 2. Periyot Bu periyotta 8 element bulunur. Bu elementler, Li, Be, B, C, N, O, F ve Ne'dur. Elektron dizilimlerinde en yüksek enerji seviyesinin ayısal değeri 2'dir. 3. Periyot Bu periyotta yine 8 element vardır. Bu elementler, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl ve Ar'dir. 

Elektron dizilimlerinde en yüksek enerji seviyesinin ayısal değeri 3'tür.adlandırıldı. 1911 de Ernest Rutherford atom çekirdekleri alfa parçacıklarının saçılması nedeniyle çekirdek yükünün belirlenebileceğini gösterdi. Rutherford, bir çekirdeğin yükünün atom kütlesi ile orantılı olduğunu gösterdi. 1911’de A. Van den Broek bir seri çalışmasıyla elementlerin atom ağırlıklarının atom üzerindeki yüke yaklaşık eşit olduğunu gösterdi. Bu yük daha sonra atom numarası olarak tanımlandı ve periyodik cetveldeki elementleri yerleştirmede kullanıldı. 1913 de Henry Moseley bir grup elementin X-ışınları spektrum çizgilerinin dalga boylarını ölçerek atom numarası ve elementlerin X-ışınları dalga boylarının ilişkili olduğunu gösterdi. Bu çalışma Mendeleev, Meyer ve diğerlerinin yaptığı gibi atom kütlelerinin temel alınmasının yanlış olduğunu gösteriyordu. Çalışmalar sonucunda Moseley, elementlerin kimyasal özelliklerinin atom kütlelerine değil, atom numaralarına bağlı olduğunu belirlemiş oldu. Daha sonra elde ettiği sonuçlara dayanarak periyodik cetvelin, elementlerin atom numaralarına göre düzenlenmesini önerdi. 

Bugünkü modern periyodik sistem Moseley'in önerisine göre ele alınmış ve yeniden düzenlenmiş sistemdir. Periyodik özellikler neden tekrarlanıyor sorusunun yanıtı, Niels Bohr’un elementlerdeki elektronik yapıyı incelemesiyle başlamıştır. Periyodik cetveldeki en son büyük değişiklik, 20. yüzyılın ortalarında Glenn Seaborg’un çalışmasıyla ortaya çıktı. 1940’ta plutonyumu bulmasıyla başlayan araştırması, 94’ten 102’ye kadar olan tüm uranyum ötesi elementleri bulmasıyla sürdü. Periyodik tablodaki lantanit serisinin altına aktinitler serisini yerleştirdi. 1951’de Seaborg bu çalışmaları ile kimyada Nobel ödülünü kazandı. 106 numaralı element Seaborgium(Sg) olarak adlandırıldı. Mendeleev’in hazırladığı ilk cetvelde 17 sütun vardı; ancak cetvel daha sonraları yeniden gözden geçirildi ve sütun sayısı sekize indirildi. 

O zamandan bu yana yeni elementler bulundukça cetvel bir çok kez değişti ve ilginç cetveller oluşturuldu . Bu cetvellere bir örnek olarak 1928 yılında Charles Janet tarafından oluşturulan periyodik cetvel yanda verilmiştir. 

Değişik şekillerde düzenlene periyodik cetvellerde, elementlerle ilgili birçok bilgi yer alabilmektedir. Elementlerin Periyodik Sınıflandırılması Periyodik sistemdeki yatay sıraların herbirine periyot, dikey sütunlara ise grup adı verilir. Periyodik sistemde 7 tane periyot, 18 tane grup vardır. Periyodik sistemdeki gruplar, IUPAC(International Union Pure and Applied Chemistry) kurallarına göre A ve B harfleri kullanılmadan 1'den 18'e kadar olan grup numaraları ile gösterilirler.

 DERS VE ÇALIŞMA KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ