Bilinen 118 elementin kullanılmasını ve öğrenilmesini kolaylaştırmak amacıyla elementlerin belirli bir düzende gruplandırıldığı tablodur. Elementlerin periyodik olarak tekrarlanan özelliklerine göre sıralanmasından dolayı periyodik tablo ismini almıştır.
PERİYODİK SİSTEMİN TARİHÇESİ
JOHANN DÖBEREİNER
Bu konuyla ilgili ilk çalışmayı 1829 yılında Johann Döbereiner, benzer özellik gösteren elementlerden üçlü gruplar oluşturarak gerçekleştirmiştir. Döbereiner, elementleri Li-Na-K, Cl-Br-I, Ca-Sr-Ba gibi gruplara ayırmıştır.
Alexandre Beguyer de Chancourtois
Elementlerin artan atom ağırlıklarına göre sarmal bir şekilde sıralamıştır. Benzer özellik gösteren elementler dikey sıralarda alt alta olacak şekilde sıralanmıştır. Fakat bu listede elementlerin dışında bazı iyonlara ve bileşiklere de yer vermiştir.
John Newlands
O devirde bilinen 62 elementi artan atom ağırlıklarına göre sıralamış, ilk 8 elementten sonra benzer fiziksel ve kimyasal özelliklerin tekrar ettiğini fark etmiştir. Elementleri 8’erli gruplamış ve müzikteki notalara benzetmiştir.
Lothar Meyer–Dimitri İvanovic Mendeleyev
Meyer elementleri benzer fiziksel özelliklerine(değerliklerine göre) göre sıralamıştır.
Mendeleyev bu sıralamayı artan atom ağırlıklarına göre yapmıştır. Mendeleyev oluşturduğu sıralamada elementlerin düzenli olarak (her 8 elementte bir) aynı özellikleri gösterdiğini farketmiştir. Bu sıralama günümüzde kullanılan elementlerin sınıflandırılmasına yakın bir sıralamadır. Bundan dolayı periyodik cetvelin babası kabul edilir.
Henry Moseley
Henry elementlerinsıralamasını artan proton sayısına(atom numarası) göre yapmıştır. Deneysel olarak atom numaralarını ispatlamıştır.
GLENN SEABORG
Periyodik tabloda en altta bulunan iki sırayı ekleyerek tabloya son halini vermiştir.
PERİYODİK SİSTEMİN ÖZELLİKLERİ
PERİYOT: Artan atom numaralarına göre yan yana sıralanan elementlerden oluşan yatay sıralara (satır)periyot denir.
GRUP: Benzer özellik gösteren elementlerin alt alta gelerek oluşturduğu dikey sıralara(sütun) grup denir.
NOT: Periyodik tabloda bilinen 118 element vardır. 8 adet A grubu ve 10 adet B grubu olmak üzere toplam 18 grup bulunur. Periyodik tablo 7 periyottan oluşur.
PERİYOTLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ
Aynı periyottaki elementlerin katman sayıları aynıdır.
Aynı periyotta bulunan elementlerin fiziksel özellikleri benzerlik gösterir.
Aynı periyotta bulunan elementlerin atom numaraları (proton sayıları) soldan sağa doğru artar.
GRUPLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ
Aynı gruptaki elementlerin katman sayıları farklıdır.
Hidrojen hariç aynı gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri benzerlik gösterir.
Aynı gruptaki elementlerin atom numaraları(proton sayıları) yukarıdan aşağı doğru artar.
Bazı grupların özel adları;
1A GRUBU: ALKALİ METALLER
2A GRUBU: TOPRAK ALKALİ METALLER
7A GRUBU: HALOJENLER
8A GRUBU: SOYGAZLAR(ASAL GAZLAR)
ELEMENTLERİN SINIFLANDIRILMASI
1-METALLER
2-AMETALLER
3-YARI METALLER
1-METALLERİN ÖZELLİKLERİ
Yüzeyleri parlaktır, ışığı yansıtır.
Oda sıcaklığında cıva hariç tamamı katı halde bulunur.
Tel ve levha haline getirilebilir, işlenebilirler.
Isı ve elektriği iyi iletirler.
Kendi aralarında bileşik yapmazlar, alaşım yaparlar.
Periyodik sistemin sol ve orta kısmında yer alırlar.
Son katmanlarında 1,2,3 elektron bulunur.
2-AMETALLERİN ÖZELLİKLERİ
Yüzeyleri mattır, ışığı iyi yansıtmaz.
Oda sıcaklığında katı, sıvı ve gaz halde bulunabilirler.
Kırılgandırlar, işlenemez, tel levha haline getirilemezler.
Isı ve elektriği iyi iletmezler.
Kendi aralarında ve metallerle bileşik yaparlar.
Periyodik tabloda sağ tarafta bulunurlar.( H hariç)
Son katmanlarında 5,6,7 elektron bulunur.
SOYGAZLARIN ÖZELLİKLERİ
Parlak değil mattır.
Oda sıcaklığında gaz halde bulunurlar.
Normal koşullarda bağ yapmaz, bileşik oluşturmazlar.
Isı ve elektriği iyi iletmezler.
Tel ve levha haline getirilemezler.
Tüp içine doldurulup elektrik akımı verilirse her gaz kendine özgü ışık verir.
3-YARI METALLERİN ÖZELLİKLERİ
Parlak veya mat olabilir.
Oda sıcaklığında tamamı katı haldedir.
Tel ve levha haline getirilebilir, işlenebilirler.
Isı ve elektriği metallerden az, ametallerden fazla iletirler.
Hem metallerle hem ametallerle bileşik yaparlar.
Periyodik sistemde metallerle ametaller arasında yer alırlar.
PERİYODİK TABLODA SOLDAN SAĞA DOĞRU;
Grup numarası artar.
Atom numarası artar.
Proton sayısı artar.
Son katmandaki elektron sayısı artar.
Katman sayısı değişmez.
Atom çapı azalır.***
Periyot numarası değişmez.
Metalik özellik azalır ametalik özellik artar.
PERİYODİK TABLODA YUKARIDAN AŞAĞI DOĞRU;
Grup numarası değişmez.
Atom numarası artar.
Proton sayısı artar.
Son katmandaki elektron sayısı değişmez.
Katman sayısı artar.
Atom çapı artar.***
Periyot numarası artar.
Metalik özellik artar, ametalik özellik azalır.
***Katman sayısının artması atom çapını artırır. Katman sayısı değişmeden proton sayısı artarsa atom çapı küçülür. Bunun nedeni protonların katmanlardaki elektronlara çekim uygulamasıdır. Proton sayısı artarsa bu çekim artar ve elektronları merkeze daha yakın yörüngede dönmeye zorlar. Bu da atom çapını küçültür.
Kapalı kaplarda gazın basıncını oluşturan etken gazın ağırlığından çok gaz taneciklerinin hareketidir. Belirli bir sıcaklık ve hacimdeki gazın kapalı kap içerisinde her noktada basıncı aynıdır. Gazın basıncı kabın hacmine ve sıcaklığa bağlıdır. Hacim azalırsa gaz taneciklerinin alanı daralacağından çarpışma miktarı artar ve basınç artar. Sıcaklığın artması durumunda taneciklerin hareketi artacağı için yine basıncı da artar. Gazlar basıncı kabın her noktasına aynen iletir.
ÖRNEKLER;
Şişirilen topun içindeki basınç her noktada aynı olduğundan top düzgün şekil alır.
Şişirilen tekerin düzgün görünmesi içindeki gazın her noktada eşit basınca sahip olmasındandır.
AÇIK HAVA BASINCI
Hava hem yer küreye hem de içinde bulunan cisimlere ağırlığından ve taneciklerinin hareketinden dolayı bir kuvvet uygular.Bu kuvvetin birim yüzeye düşen kısmına ATMOSFER BASINCI( Açık Hava Basıncı) denir. Açık hava basıncı sıcaklıkla ters orantılıdır çünkü sıcaklık arttıkça genleşen hava tanecikleri birbirinden uzaklaşarak basıncı düşürür. Bir ortamda gaz taneciği sayısının azalması o ortamın gaz basıncının düşük olmasına neden olur.
ÖRNEKLER;
Meyve suyu içerken pipetin içindeki havanın emilmesi iç basıncı düşürüp meyve suyunun pipete dolmasını sağlar.
İçinde su bulunan delik bir bidon kapağı açıkken delikten su akıtırken kapağı kapatılınca su akmaz.
İçi boş kutunun içindeki hava boşaltılırsa, kutu açık hava basıncı etkisiyle içe doğru çöker (büzülür)
İçi su dolu bardağın ağzına kağıt kapatılarak ters çevrilirse bardaktaki su dökülmez. Bunun nedeni, bardaktaki suyun ağırlığı nedeniyle kağıda uyguladığı basıncın, açık hava basıncı tarafından dengelenmesidir.
Lavabo pompası düz bir zemin üzerine konup üzerine kuvvet uygulanarak içindeki hava boşaltılırsa, uygulanan açık hava basıncını dengeleyen hava dışarı çıkartıldığı için açık hava basıncı daha az dengelenir ve pompa olduğu yere yapışır (ve güçlükle kaldırılır).
Tulumbalardan suyun çekilmesi, damlalık ve enjektöre sıvı çekilmesi açık hava basıncı sayesinde gerçekleşir. Bu araçların içindeki hava boşaltılır ve suya daldırılırsa açık hava basıncı etkisiyle içlerine sıvı dolar.
Boş tenekedeki havanın tamamı veya bir kısmı ısı etkisiyle dışarıya çıkartılıp tenekenin ağzı kapatılırsa teneke şekil bozukluğuna uğrar.
Atmosfer basıncı, 1.105 Pa (N/m2) dir. Bu basınç etkisiyle 1 m2`lik yüzeye 105 N`luk ya da yaklaşık 1.104 kg`lık ya da 10 tonluk kuvvet uygulanır.
İnsan vücudunun yüzeyi yaklaşık 1,5 m2 ise insan vücuduna açık hava tarafından 15 tonluk kuvvet uygulanır. Bu basınç vücudun iç basıncı (hem kan basıncı, hem lenf basıncı, hem de vücut boşluklarındaki havanın basıncı) tarafından dengelendiği için hissedilmez.
Çay bardağı çay tabağına konduğunda aradaki hava boşaltılır ve tabağın alt kısmından etki eden açık hava basıncı nedeniyle tabak, bardakla birlikte kalkar.
Yüksek dağlara çıkıldıkça açık hava basıncının azalmasından dolayı burnumuzda kanamalar görülebilir.
Delik bir bidon içine su doldurulduğunda kapağı açıkken delikten su akar fakat kapağı kapatıldığında su delikten akmaz. Bunun nedeni kapak kapalı durumdayken içeri hava girişi olmaz ve deliğin dışındaki hava basıncı su akışına izin vermez. Kapak açıldığında içeri hava dolar ve dışarıdaki basıncı dengeler. Bu şekilde su delikten akabilir.
MAGDEBURG DENEYİ NEDİR?
İçi boş iki yarım küre birleştirilip içindeki hava boşaltılırsa birbirlerinden ayrılmazlar. (İçi boş iki yarım kürenin birleşmesi sonucu oluşan araca Magdeburg denir. 1664 yılında, hava basıncının etkisini göstermek amacıyla Otto Von Guerrike tarafından, Magdeburg Yarım Küreleri olarak anılan bir deney yapılır. Metal olan iki büyük yarım küre birleştirilip içindeki hava boşaltılır. Daha sonra, oluşan vakum küreye çok sayıda at koşularak yarım küreler birbirinden ayrılmaya çalışılır ama küreler birbirinden ayrılmaz. Bunu sağlayan etki, kürenin dışındaki hava basıncıdır.)
TORİÇELLİ DENEYİ
Toricelli, deniz seviyesinde ve 0°C sıcaklıkta ve 1 metre uzunluğa sahip olan bir ucu açık bir ucu kapalı olan deney tüpleri ile deneyini gerçekleştirmiştir. Tüpün içerisini cıva ile doldurmuştur. Tüpün açık kısmını parmağı ile kapatmış ve bu tüpü yine cıva ile dolu bir kabın içerisine kapalı kısmı yukarıda olacak şekilde yerleştirmiştir. Cam tüp içerisindeki civanın bir kısmı kaba boşalmıştır. Fakat yükseklik 76 cm olacak kadar cıva tüp içinde kalmıştır. Kabın üstünden cıvaya uygulanan açık hava basıncı cam tüp içindeki cıvayı yukarı doğru itmesi nedeni ile tüp içindeki cıvanın hepsi kaba boşalmamıştır. Bu şekilde tüp içinde bulunan cıvanın sıvı basıncı ve açık hava basıncı eşitlenmiş olur. Böylelikle Açık hava basıncı deniz seviyesinde ve 0’C sıcaklıkta 76 cm Hg basıncına eşittir. Bu değere 1 atmosfer basıncı (atm) denir.
Açık hava basıncı ( P0) = 76 cm Hg
NOT: Cıva dışında başka sıvılar ile deney yapıldığında sıvı yoğunluğu cıvadan küçük olacağından borudaki yüksekliği cıvadan fazla olur. Sonuçta basınç açık hava basıncına eşit olacağı için yoğunluğu büyük olan sıvının derinliği az olur.
Deniz seviyesinden yükseklere doğru çıkıldıkça üzerimize etki eden hava kütlesi azalır. Bu sebeple yükseklere doğru her 100 metrede atmosfer basıncı 1 cm Hg azalır. Atmosferde belirli bir noktanın üzerinde bulunan tüm gazların ağırlığı sonucu açık hava basıncı oluşur. Yükseklere çıkıldıkça üzerindeki hava kütlesi azalmış olacağından basınç düşer.