ELEMENTLER, BASİT VE BİLEŞİK MADDELER

ELEMENTLER, BASİT VE BİLEŞİK MADDELER

ELEMENTLER, BASİT VE BİLEŞİK MADDELER

ELEMENTLER, BASİT VE BİLEŞİK MADDELER

ELEMENTLER, BASİT VE BİLEŞİK MADDELER

Madde, atom kümelerinden oluşur; atomları oluşturan temel parçacıkların (protonlar, nötronlar, elektronlar) birbirine bağlanış biçimi, atom, iyon, molekül gibi basitten karmaşığa uzanan başka birimlerin var olmasına yol açar. Mendeleyev’in, elementleri ünlü periyodik tablosunda sınıflandırmasına kadar, maddeyi oluşturan bileşenler üzerinde sürdürülen araştırmalar, uzun bir öykü oluşturur.
Doğal kükürt. Volkanik gazlar kükürtçe zengindir: kükürt.

fümerol çıkan bölgelerde süblimleşmiş olarak çökelir.
Dört temel kozmik element (Platon ve Aristoteles tarafından betimlenen toprak, ateş, hava, su) dönüşüme elverişli birtakım niteliklerle bir arada.
İÇİNDEKİLER

MADDENİN DÖNÜŞÜMLERİ ELEMENTLERİN SINIFLANDIRILMASI KİMYASAL BAĞ BASİT VE BİLEŞİK MADDELER
MADDENİN DÖNÜŞÜMLERİ

Antikçağ’m en erken dönemlerinde bile, insan, maddenin bazı bileşenlerim dönüştürebilme ve ayırabilme yeteneğine sahipti. Nitekim, daha MÖ 4000’lerde bakır neredeyse saf halde hazırlanabiliyordu: bir bakır hidroksikarbonatı olan malakit, odun kömürü ateşinde indirgeniyordu. Bakır ve kalay alaşımı olan bronz, MÖ 3000’lere doğru, kasiteritin (Sn02) bir bakır cevheriyle işlenmesi sonucu elde edilmiştir ve bakırınkilerden çok daha yüksek mekanik özellikler gösterir: daha serttir, ayrıca daha kolay erir ve eşya yapımı için kalıplanmaya daha yatkındır. MÖ 2500’lere doğru, bronz yerini yavaş yavaş demire bıraktı; demir cevherleri, odun kömürünün yanmasıyla elde edilen karbon monoksitle indirgeniyordu. Bu arada, demirin eritilmesi (1 535 °C) henüz ger-çekleştirilemiyordu ve arıtma cüruflarından metali doğrudan doğruya ayırmak mümkün değildi. Bu ayırma işlemi, daha sonraları dövme yoluyla gerçekleştirilecekti. Demir ustaları, su verme işlemiyle bronz silahlardan daha sert silahlar ve daha kesici aletler elde ettiler.

Bu dönemde, bakır ve çinko alaşımı olan pirinç de bilmiyordu. Çinko, ancak XVI. yy’da saf metal olarak elde edilmiş olsa da, ilk dökümcüler kalamini (çinko hidrosilikat) erimiş bakırla indirgeyerek, doğrudan doğruya pirinç hazırlamayı biliyordu.

Altının işlenmesi, tüm bu metaller veya alaşımlardan çok daha
önce biliniyordu, çünkü altın doğada katisız hal dolayısıyla çeşitli bileşiklerden ayırıp çıkarma zo

İlk kuramlar

Mevsimlerin ve bitkilerin büyüme çevrimine veya cansız maddenin dönüşümlerinin de çevrir ortaya atıldı. Doğadaki değişimlerin belli bir duı rak belirli bir çevrim sonrasında aynı noktaya söylemek, aslında maddenin korunumu ilkesini mektir. Nitekim, Yunanlı filozof Melissos, MÖ z hemen hemen bu fikri işliyordu: «Var olan, her z; tur ve her zaman da var olacaktır; çünkü yaratılrr önceleri var olamayacaktı. Oysa, bir şeyin, hiçt’ düşünülemez». Elbette o dönemde bu düşünce ti tifti ve herhangi bir sınamadan geçme imkânın Iyonyalı filozoflar, insanın dünyayı yalnız aklıyla ni düşünüyorlardı. Miletoslu Tales’e göre su, her t mel elementiydi (öğesi). Anaksimenes için temel va oynuyordu; Efesli Herakleitos’a göreyse, bu öj lerı çok sayıdan olan alev, doğanın çeşitliliğini sin

Diğer düşünürlere göre, madde dönüşümler sı kökenleri bilinmeyen «atom» yığınlarıydı: bu düş maddelerin ve değersiz maddelerinin var olduğu maddelerin saflaştırma yoluyla değerli hale geti bulunduğunu varsayıyorlardı. Daha sonraları sim> maddeden yola çıkarak değerli madde elde etmel sefe taşı»nı veya «uzun hayat iksiri»ni arayacaklaj lamda ele alındığında bu maddî dönüşüm, arınm; içgüdüler» âleminden erdem alemine geçişi ifade ı

Dört element

Agrigentolu Empedokles, MÖ 450 dolaylarında runumu ilkesini, kendisini çevreleyen dünyanın sü le bağdaştırmaya kalkıştı; dört öğeyi, maddenin bil kabul etti: hava, toprak, ateş ve su. Platon, elemem dırdığı bu bileşenlere, biri erkek veya aktif, diğeri iki biçim verdi.

Daha sonraları, beşinci bir element eklendi: düny eter olarak adlandırılan beşinci temel madde veya öz. mını kabul etmeyen Aristoteles, Platon’un dört ele du: bunlar, karışım ve dönüşümleriyle, bizi çevreley leri ve varlıkları oluşturuyordu. Bu elementlerin he şma bulunabilir ve evrende belli bir yer kaplar; bun yularımızla algılanabilir özelliklere de sahiptir: ateş su nemli ve soğuk, hava sıcak ve nemli, toprak soğı
ARİSTOTELES’E GÖRE DÖRT ÖĞENİN DÖNÜŞÜMÜ
sıcak + kuru
soğuk + kuru
Toprak-
-►Hava
Su
soğuk + neı
PLATON’UN DÖRT ELEMENTİ
Erkek biçim: aktif Dişi bil
(sıcak ve soğuk) (kuru ^
hava rüzgar sakiı
toprak kayalar ekili toprai
ateş alev lî
su sel, azgın deniz göl. su l
jmyada gözlemin ortaya çıkışı

.inanlılardan kalma bu madde kavrayışı, ortaçağ boyunca geçer-ni korudu; Antikçağ’dan beri astronomlarca uygulanan bilimsel em yöntemi, kimya dünyasına ancak XVI. yy’da girebildi, eşiş Roger Bacon, XIII. yy’da dönemin bilginlerine gözlem :emini uygulamalarını önererek, Aristotelesçi dünya modelini :etmeye başladı. Onu üç yüzyıl sonra, sadece otoritenin savla-güvenmeyi reddeden ve kimya ve tıptaki deney verilerine de-.’eren Paracelsus ve Van Helmont izledi. Aynı dönemde Francis m, tümevarıma ve deneysel bir yöntemin ilkelerini yayımladı. I. yy’da Robert Böyle, eski bilginlerin element kavramını artık 4İ etmiyordu; çünkü onların gerçekliği hiçbir maddî kamda is-mamamıştı: «Yalnız deney belirleyicidir, kanıdanmamış savsa ■>. İşte ancak bu düşünce kabul edilip dogmatik öğreti reddedilen sonra kimya olağanüstü ilerlemeler gösterdi.

[imyanın doğuşu

Dyie. basit maddeler ile bileşik maddeler arasında ayrım ya-ırdu; bileşik maddeler çeşitli basit maddelerden oluşuyordu it madde ile element arasındaki ayrım henüz yapılmamıştı). İtin, gümüş ve kükürdün yanı sıra, karbon, bakır, kalay, de-cıva, kurşun gibi beş on element daha Antikçağ’ın ilk dönem-ıden beri tanınıyordu, ama bunlar basit madde olarak kabul niyordu. Arsenik ancak 1250 dolayında, fosforsa 1669’da bulu; Boyle’dan önce sadece on dört basit madde biliniyordu, unanlı filozoflarca ileri sürülen ve Pierre Gassendi tarafından den ele alınarak yaygınlaştırılan ve Robert Böyle tarafından ınulan atom kuramına göre, atomlar üzerlerindeki girinti ve ıtılarla birbirine bağlıydı: mesela, asitlerin dili acıtmasının ne-sivri uçlara sahip olmalarından kaynaklanıyordu; o halde, eri nötralize eden bazların da, asitlerin sivri uçlarının girece-diklere sahip olması gerekiyordu.

erçekimi ilkesinin mucidi İsaac Newton, bu ilişkinin, atomla-

; moleküllere uygulanabileceğini ileri sürdü.

örünüşte, modern bir kimyanın gelişmesi için her şey yerli

Kimyanın kökenleri, Mısır ve İskenderiye Batınîliğinde yatar.

ir kökenli (MÖ 2400 ‘e doğru) Entemena vazosu, gümüş ve kurşun nndan yapılmıştır; kaide bölümü bakırdandır.
yerindeydi, ama yanma olayım anlamak için gerçekleştirilen deneylerde, hâlâ oksijenin bilinmemesinden kaynaklanan durumlarla karşılaşılıyordu; bu nedenle, artık terk edilmekte olan düşünce tarzına dayalı bir kuram ortaya atıldı: flojistik kuramı, yani tüm yanıcı maddelerin özünde bulunduğu varsayılan bir akışkanla açıklanan bir kuram.

Hava artık bir element değil

Joseph Priestley 1774’te, flojistik hava (günümüzde azot deniyor) karşıtı olarak, flojistik olmayan hava adını verdiği elementi buldu; ama ona göre bunların her ikisi de havaydı. 1772’de Antoine Lau-rent de Lavoisier, Aristoteles’in elementlerinden biri olan havanın, yanma tepkimelerindeki rolü üzerinde gerçekleştirdiği deneylerinin sonuçlarını Paris Bilimler Akademesi’ne sundu: hava ve bir metal madde kapalı bir kaba yerleştirilip de yakıldığında yanmadan sonra hiçbir ağırlık değişimi olmadığını, ama hava miktarımn azaldığını ve metalin ağırlığının arttığını fark etmişti. Havadan eksilip yok olan gazın, Priestley’in flojistik olmayan havasından başka bir şey olmadığını anlamıştı. Lavoisier, 1776’da, cıvayı kavurdu ve fikirlerinin doğruluğunu kanıtladı: oksijen bulunmuştu.

Oksijen ve azot içeren hava, demek ki bir element değildi. O andan itibaren, Antikçağ’m dört elementinin terk edilmesi ve «element» kelimesine yeni bir tanımın verilmesi kaçınılmaz oldu. Lavoisier, analizin son evresinde ulaşılan, dolayısıyla artık ayrış-tırılamayan maddeleri, temel maddeler olarak kabul etti. Daha sonra, suyun basit bir element değil, bir oksijen ve hidrojen bileşimi olduğunu gösterdi. Berthollet, Fourcroy ve Guyton de Mor-veau’yla birlikte, kimyasal maddeleri belirtmek için bir terimler
dizini yazdı; burada terminoloji, bileşime giren elemenrierin adlarından yola çıkılarak oluşturulmuştu.

Lavoisier öldüğünde, artık 24 basit madde biliniyordu. 1869’da Mendeleyev tablosunun yayımlanması sırasında, 69 maddenin dökümü yapılmıştı, bu sayı 1899’da 80’e ulaştı; günümüzde, 109 doğal veya yapay element ayrılarak elde edilmiştir.

Kimyacıların listesine giren maddelerin artık simgelerle gösterilmesi zorunluluğu doğmuştu: önce 1803’te ilk olarak Dalton, her element için bir simge ve bir bağıl atom kütlesi tanımladı. 1811’deyse Avogadro, suyu ünlü H20 formülüyle gösterdi. Oksijenin (8 veya 16), karbonun (6 veya 12), azotun (7 veya 14) bağıl atom kütleleri, ancak 1858’de Cannizzaro tarafından belirlenmiş olsa da, 1833’te Gaudin, atom ve molekül kavramlarının, hemen hemen günümüzde kullanılanlara özdeş, kesin tanımlarını verdi.
*■8
antimon Ot-
gunruı$ •
cn/a ■■hSI
areenSt 8
bakır ftll 40 >|
&u kalay N|
altın O
kurşun
«ukurt **i>
toprak <11

Simyacılar taralından kullanılan birkaç simge. Simya, cisimlerin biricik ana maddesini ararken, kimyasal analizin bazı yöntemlerinin de ana hatlarını belirlemiş oldu.
ELEMENTLERİN

ADLANDIRILMASI

Her element, bir simge ve bir sıra numarası, yani atom numarasıyla (simgesi Z) ifade edilir. Birinci elementin simgesi H ve atom numarası Z=l’dir. Buna hidrojen adı verilir. İkincinin simgesi He ve atom numarası Z=2’dir. Buna helyum adı verilir. Ve bu adlandırma ve sıra numarası verme biçimi, bu şekilde devam eder.

Elementlerin adlarının çok değişik kökenleri vardır: çok eski zamanlardan beri kullanılmakta olan bazıları için bilinmeyen bu köken, diğerleri için, elementin bulunma koşullarına veya özelliklerine bağlıdır. Hidrojen, adım, su oluşturmasına (oksijenle birleşme yoluyla), fosfor ışık vermesine, klor sarımsı yeşil rengine borçludur: her üç ad da, Yunanca kökler üzerine kurulmuştur. Kimyacılar, Latince kökenli kelimelerden yola çıkarak da birtakım adlar oluşturmuştur: rubidyum «kırmızı» anlamına gelir; iridyum adı, asitler içinde çözündürülmesiyle elde edilen renklerin çeşitliliğinden esinlenerek verilmiştir.

Helyum, güneş ışığının tayfında bulunmuştur: adı, güneş anlamına gelen Yunanca kelimeden alınmıştır. Hafniyum, 19237te, Coster ve He-vesy tarafından aynı şekilde adlandırılmıştır: Hafniya’dan (Kopenhag’ın Latince eski adı) gelen bu ad, söz konusu elementin bulunuşunu izleyen uzun kararsızlıklardan kaynaklanan çok çeşitli adlandırmalardan sonra (1845’te noryum, 1869’da jargon-yum, 19irde nigriyum, sonra selti-yum) kesin olarak benimsenmiştir. Nitekim Renyum (Ren Nehri’nden), 1925’te Nernst laboratuvarında çalışan üç Alman tarafından adlandırılmıştır. 1830’da, Nils Sefström, bulduğu bir elemente, İskandinav Aşk Tanrıçası Vanadis’ten esinlenerek vanadyum adım verdi. Daha yakın geçmişte, 101, 102 ve 103 atom numaralı elementlere, sırasıyla mendelevyum, nobelyum ve lavrensiyum adları verildi: bunların kökeniyse apaçık ortadadır. Uluslararası bilim camiası, 104 atom numaralı elementten itibaren, her elemente, aşağıdaki tabloya uygun olarak, «-iyum» sonekiyle birlikte, söz konusu elementin atom numarasının üç rakamını belirten üç Latince kelimenin kökleri üzerine kurulu sistematik bir ad ve ilgili üç kökün başharfleriy-le oluşturulmuş bir simge vermeyi kararlaştırdı. Mesela:

104 unnilkadyum Unq (Ruslar buna kurçatovyum, Amerikalılar ruterfordiyıım adını vermişlerdir.)

105 unnilpentiyum Unp (Amerikalılar buna hahniyutn, Ruslar nielsbohryum adını vermişlerdir.)

114 ununkadyum Uuq 200 binilniliyum Bnn.

Bu sistematik adlar, ilgili elementlerin bulunmasından ve mucitleriyle bilimsel camia arrsın-daki uzlaşmadan sonra, daha az anonim adlarla değiştirilebilecektir.
ELEMENTLERİN SINIFLANDIRILMASI

XIX. yy’m başlarından itibaren, bazı maddeler arasında benzerlikler gözlemleniyordu; J. Döbereiner, 1829’da, üçlü adım verdiği üç basit maddeden oluşan ailelerin bulunduğuna dikkat çekti: Ca, Sr, Ba; Li, Na, K; S, Se, Te; Cl, Br; İ. 1850 dolayında, kimyacılar bu tip yirmi kadar üçlü saptamıştı. Bu arada, daha önemli başka gruplanmalar da gözlemlenmişti: 1830’da Jean-Baptiste Dumas, «metaloider» için, doğal aileler halinde bir sınıflandırma önerdi: Cl, Br, İ; O, S, Se, vb. Thenard ise metalleri, hava ve su karşısındaki davranışlarına bağlı olarak sınıflandırdı.

1862’de Beguyerde Chancourtois, elementleri, Cannizzaro sayesinde nihayet doğru değerleri elde edilmiş olan bağıl atom kütlelerine dayalı bir sınıflandırmaya tabi tuttu: tellür vidası denen bu sınıflandırma sarmal bir biçimdeydi ve birbirine benzer elementler, aynı doğurucu parça üzerinde yer alacak biçimde bir silindir yerleştirilmişti.

1865’te, kimyacı ve amatör müzisyen Nevvlands, adı gülümsememeye neden olan ve benimsenmeyen, oktavlar yasası adıyla bir sınıflandırma önerdi. W. Odling (1864), elementleri artan bağıl atom kütlelerine göre ve ilk defa on sekiz kalon halinde (A ve B alt grupları oluşturarak) periyodik olarak sınıflandırdı. Bir ara Paris’te, kendisini derinden etkileyen, atomculuk okulunun tanınmış önderi Charles Adolphe Wurtz’un laboratuvarında çalışmış olan Rus kimyacı Dmitri İvanoviç Mendeleyev, 1869’da. Sen Pe-tersburg’da Rus Kimya Derneği’ne Almanca Über die Beziehun-gen der Eigenschaften der Elemente adı altında sunduğu «Elementlerin Özellikleriyle Atom Ağırlıkları Arasındaki İlişki»yi gösteren ünlü sınıflandırmasını yayımladı. Bu sınıflandırma (kolonlar ve satırlar, günümüzdeki biçimine göre ters yerlerdeydi), kısa sürede kimyacıların onayım aldı; çünkü bilinen 69 elementi sınıflandırıyor ve yeni elementlerin araştırılması için kılavuz görevi yapıyordu: Mendeleyev, tümdengelim yöntemine dayalı olarak tablosunda, ileride bulunacak elementler için boş yerler bırakmıştı: 1875’te, Lecoq de Boisbaudran bir element buldu ve buna galyum adım verdi. (Latince gallia, «horoz» demektir).

1913’e kadar elemender artan atom küdesi sırasına göre sınıflandırılıyordu; ama Mendeleyev, çok daha sonraları izotopluk olarak anılacak olan olaydan kaynaklanan bazı güçlükleri fark etmişti. Kimyacı Kasimir Fajans, başka bir değişken aradı ve H. Moseley’in atom türlerinin X ışını tayfları üzerindeki çalışmaları sayesinde, elementlerin çekirdeklerindeki Z pozitif yük sayısına (daha sonraları atom numarası adını aldı) göre sınıflandırılmasına geçildi.

Günümüzde, Uluslararası Saf Kimya Örgütü (IUPAC) tarafından önerilen ve evrensel olarak kullanılan sınıflandırmada, her biri bir elementler grubuna tekabül eden on sekiz kolon vardır. On sekizinci grup, soy gazlar grubudur (cansız gaz adı terk edilmiştir; çünkü artık bunların bileşiklerini, mesela flüorürlerini veya oksitlerini hazırlamak mümkündür: dolayısıyla cansız değillerdir).

Elementler ve atomları

Elemender, atomlarındaki elektronların yerleşimine bağlı olarak dört kategoride toplanabilir.

Son veya son iki elektron (en yüksek enerjiye sahip, en dış elektronlar), bir s altkatmamnda (belli bir n katmanının birinci alt-katmanı) bulunduğunda, bir s elementi söz konusudur. Hidrojen (birinci katmanın s hanesinde bir elektron yer alır ve; bu İs1 biçiminde yazılır; baştaki 1, katmanın numarası ve üs konumundaki 1 ise s altkatmam içindeki elektron sayısıdır) ve helyum (İs2) bir yana bırakılırsa, bu durum ns1 elemenderi (lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum ve fransiyum (alkali elementler) ve ns2 elemenderi (berilyum, magnezyum, kalsiyum, stronsiyum, baryum ve radyum) için geçerlidir; bunların arasından kalsiyum, stronsiyum ve baryuma, toprak alkali elementler adı verilir (kimya tarihine saygı için IUPAC’m tavsiyesi). Dolayısıyla, aynî türden elementlerin toplandığı bir kolon aranacaksa, bu ikinci kolondur; çünkü bu kolonun elementleri bir grup oluşturur. P elementleri, /? enerji altkatmam içinde, 1 ila 6 arasında elektron içerir. Dolayısıyla bunların hepsi, 13. ve 18. kolonlar arasında yer alan elementlerdir. Kolon 18 soy gazlar’ı, kolon 17 halojenle/i kapsar; kolon 16 elementlerine bazen kalkojenler, adı verilir. 3. ve 12. kolonların arasındakiler, bazen d elementleri (3d, Ad, 5d) de denen geçiş elemenderini (1 ila 10 arasında d elektronu), lantanitleri (dolmakta olan Af altkatmanları) ve aktinitleri (dolmakta olan 5 f altkatmanları) kapsar.
Pedagojik çanta. Periyodik sınıflandırma tablosunda yer alan 109 element, bunlann hiç değilse radyoaktif olmayanlan, bu çantanın içinde bir araya getirilebilmiştir.
Grup
IA
•| 1,00794

1.-1

h h 2:

1 S1

Hidrojen
3 6,941

1

Ü0.98 1,55 (He)1s22s1

Lityum
11
22,989768

1
mk Na!£

(Ne)3s1

Sodyum
19 39,0983 1

K0.82 2,35

<Ar)4s1

Potasyum
37 85,4678

mk Rb îİ

(Kr)5 s1

Rupidyum
55 132,90543 1

p -fc 0,79

mk V/5 2,67 (Xe)6s1

Sezyum
87
(223)

1

0,7
mk Fr

(Rn^s1

Fransiyum
ELER
IIA
4 9,012182

h Be Û

(He)1s22s2

Berilyum
12 24,3050

h Mg\î

(Ne)3s2

Magnezyum
20 4Q-078 2

myk Ca 1,97 (Ar )4s2

Kalsiyum
38 87’62 2

0,95

myk Ol 2,15 (Kr)5s2

Stronsiyum
56 137,327

mk Ba°S

(Xe)6s2

Baryum
88
226,0254 2 0,9
Ra

(Rn)7s2

Radyum
Kristal yapılan tanımlar kullanılan simgeler

mk merkez kübik myk merkez yüzlü kübil h heksagonal k kübik r romboedrik o ortorombik t tetraedrik e elmas(myk‘den tür
İHA
21 44,955910 3

0#% 1,36 h OC 1,62

(Ar)3cP4s*

Skandiyum
39 88,90585 3

Y1,22 1,78 (Kr)4c/15s2

İtriyum
57 138,9055“

3

h L.3 1,87 (Xe)5d’6s2

Lantan

227,0480 3

AC 1,88

(Rn)6d17ss

Aktinyum
89
IVA
22 « h Ti!

(Ar)3 dHs‘

Titan
40 91-

h Zrî

(Kr)4c/25ss

Zirkonyu
72 17e

h Hf,

(Xe)4/145d26

Hafniyur
104
(2<
Unq

(Rn)5/146d27;

Unnilkadyu

58 140’115 59 140,907
3,4
– i. Û) o * >. E h Pr,
(Xe)4P5d°6s2 (Xe)4f35d°6s
6 Seryum Praseodinyu

90 /asesi*

mykTh 1,8i (Rn)6d27s2

Toryum
. Pa

{Rn)5

Protaktlnyuı
LİRİN PERİYODİK TABLOSU
Grup
tom numarasi-
Elementin kristal yapı sr
Adi-
24 51,9961-
6,5,4,3,2′
1,66 mk Orj.so
(Ar)3c/54s1^
Krom

.g. mol’1 olarak molar atom kütlesi Yükseltgenme dereceleri Pauling elektronegatifliği . A olarak atom yarıçapı (1Â= 10~10 m) Simgesi

Elektron

biçimlenmesi
VIIA
VIII
8
9
10
IB
11
I IB
12
IIIB
13
5 : 10,811 3.

B2.04 v 0,98 (He)1a*Es*2p’

Bor
13 26,981539

myk Al

(Ne)3s23p1

Alüminyum
IVB
14
6 12,01i ±4,2

C 2,-55 : 0,91

{He)1ss2s22pz

Karbon
14 28,0855 • ±4,2

Öl 1,8°* e Ol 1.32

{Ns}3s23p2

Silisyum
VB
15
7 14,00674 ±3,5,4 ±2,1

N 3,Ö4 0,92 (He)1s22s22p

Azot
15 30,973762 ±3,5,4

, O 2,19

k r 1,28 (Nejsa*3ps Fosfor
VIB
16
8
İS,9994

•V. -2. 3,44
k O

(He)1s22s22p:

Oksijen
16 : 32,066-±2,3,4,6-

S 2i58 v: j1£7 : (Ne)3s23p4

Kükürt
VI IB
17
9 18,9984032

P 3’m

(He)1s22s22p5

Flüor
■J7 35,4527 “İİ ,4,5,6,7

, Cl3,6

‘|Wî3s:2Şf

Klor
18
He

1s!

Helyum
10 mykN©

(He)1s22s22p-

Neon
39,345
18

myk Af

(Ne)3s23p6

Argon
OK. 54,93805 7,6,5,4,3,2

k Mnlfs

(Ar)3d54s2

Manganez
26 55,847

2,3

Ca 1’83 mk “© ı,26

(Ar)3d64s2

Demir
27
56,93320 2,3 1,88

ÜO 1,25 (Ar)3£/74s2

Kobalt
28 58,6934

myk Nİ |

(Ar)3d84s2

Nikel
29
63,546 2,1

mykCtl 1,28 (Ar)3d104s1

Bakır
30 65-39 2

-7__ 1,65 h LX\ 1,38 (Ar}3of104s2

Çinko
3 1 69,723

o Gali

(Ar)3d1°4s24pI

Galyum
32
72,61

e Gel

(Âr)3tf”4s?4p*

Germanyum
33 74;92159 ‘ .v,’ ±3,5

r AS S

(Ar)3#°4sa4^

Arsenik
34 – 78,96 -2,4,6

Cö 2,55 h 38,1,40

(Ar)3rf1fl4sî4p^

Selenyum
35 ,•79.9M

;’1; ±1*4,5

o Br”9!

Brom
36

myk Kf

(Ar)3tf104s24ps

Kripton
43 <98>

7,6,4

Tr 19

IV/ 1,36 (Kr)4d65s1

Teknesyum
44 101,07 2,3,4,5,6,7,8,1

h Ru,S

(Kr)4d75s1

Rutenyum
45 102,90550

mykRhS

(Kr)4da5s’

Rodyum
40 106,42

mykPdS

(Kr)4d10

Palladyum
47 107,8682 ,2,3

mykAÇJ 1,44

(Kr)4d’°5s’

Gümüş
48 112,411

h ceH

(K r)4d‘

Kadmiyum
1,54

5s2
49 114,818 3

|„ 1,78 t İli 1.66 (Kr)4tf105s25p1

İndiyum
50 118,710 4,2

o „ 1,96

t on 1,62

{Kr)4d1ö5s25p2

Kalay
51 121,757 ±3,5 2,05

r OD 1.59

(Kr)4d105s25p3

Antimon
52 127,60 -2j4,6

t

(Kr)4ö1ö5s25pa

Tellür
53 ; ; 126,90447 ±1,4,5,7

12,m –

İyot
54 131,29

myk X© –

(Kr)4of105s25ps

Ksenon
75 186,207 7,6,5,4,3,2,±1

h Re ?£

(Xe)4f 45ds6s2

Renyum
76 190,23

2,3,4,5,6,8

h 0S135

(Xe)4f45d66s2

Osmiyum
77 192,22

2,3,4,6 İV 2,20

myk il 1,36 (Xe)4j’u5d76S2

İridyum
78 195,08

myk Pt S

(Xe)4f145tf96s1

Platin
79 196,96654

3,1

mykAU ı’,46 (Xe)4/145d,06s1

Altın
80
200,59

r Hg ,5

(Xe)4r45c/106s2

Cıva
8 1 204,3833 3,1

Tl 2-04

h I I 1,71 (Xe)4f145d106s26p1

Talyum
82 207-2 mykPbS

(Xe)4/145d,06s26p2

Kurşun
83 208,98037 3,5

m 2,02 1,70

(Xe)4f45tf,06s26p3

Bizmut
84 <209>

Po ıS

(Xe)4f,45d1û6s26p4

Polonyum
85 *£$ At ”

Astat
86
(222;
mykRfl –

(Xe)4f,45d’t6s26pt

Radon
107
(262)
Uns

(Rn)5P46d57s2

Unnilseptiyum
108

Uno

(Rn)5f146ofe7s2

Unniloktiyum
109

Une

(Rn)5/,46c(77s2

Unnilenniyum
basit metaller geçiş elementleri
ametaller

nadir toprak elementleri soy gazlar
■5)

3
Tl
LANTANİTLER
150.36

3.2

’.2
62

r Srrv*.

{Xe}4f65d°6sa

Samaryum
63 151-95

3.2

mk Eu 1,99

(Xe)4P5d“6s8

Avrupyum
64 157,25

h Gd 1.79 (Xe)4A75c/,6s2

Gadolinyum
65 158,92534

h Tb 3

(Xe)4/B5d06s*

Terbiyum
66 îb2-*50 3

h Dy 180

(Xe)4/105d°6sa

Disprosyum
67 16-*, 93032

h Ho l

(Xe)4r>5<*°6s*

Holmiyum
68 ,e7z6 h Eri

(Xe)4^25tf<‘6sî!

Erbiyum
69 1 68 03421 3

h Tm^

(Xe)4/’35d«6s2

Tulyum
70
173,04

■32
mykYb

iXhW *sd ts-

İterbiyum
71 3

» Lu

iXeı4f‘50 6s-

Lutesyum
AKTİNİTLER
94 95 96 97 ■i’*” 98 <251) 99 1252′ 100 -25’1 101 102 103 ,JE0′
6,5.4.3 6,5,4,3 3 4 3 3
PU 15? Arriı Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
(Rn)5^6d°7sa (Rn)5/76tf°7sa (Rn)5 F&d’ls* (Rn)5f»6d<W (Rn)5r»6d»7s! (Rn)Sf’ 6tf 7s’ (Rn)5/‘26<r»7sî (Rn)5/’96d°7s8 (Rn)5/’*6e/07s2 iRntS/ *6d 7s*
Plütonyum Amerikyum Kürlyum Berkelyum Kaliforniyum Aynştaynyum Fermiyum Mendelevyum Nobelyum Lavrensiyum

Blementlerin sınıflandırılma tablosunda, aynı yatay satır üze-de (bir periyot boyunca) sağa doğru gidildiğinde atomların çev-indeki elektronların sayısı, birinden diğerine geçerken bir bi-ı artar: böylece, atomun yarıçapının, her periyot boyunca dü-ıli olarak arttığı düşünülür. Aynı şekilde, bir grup boyunca dü-‘ olarak inildiğinde, her atom, öncekinden bir fazla elektron manına sahiptir: bu durumda da, atomun yarıçapı, aşağıya >ru inildikçe artar.

5ir atomun £„ elektron ilgisi bir elektronun yalıtılmış bir atom îfından kapılmasına eşlik eden, işaret değiştirmiş enerji değişilir: X(g) + e~ (g) = >f (g). Buna göre, atom ne kadar küçükse, <tron ilgisi o kadar büyük ve anyonun elde edilmesi o kadar aydır; başka bir deyişle, X atomu, ne kadar küçükse o kadar ;seltgendir.

)iğer yandan, yalıtılmış bir atomdan bir elektron koparmak ı gerekli enerji veya ilk iyonlaşma enerjisi Ei, şu tepkimeye te-ıül eder: B(g) = B~ (g) + e~ (g); söz konusu enerji, bu tepkime-enerji değişimine eşittir.
Dolayısıyla belli bir grupta bir element ne kadar aşağıdaysa, ondan elektron koparılması o kadar kolaydır, çünkü dış elektronlar, burada enerji ölçeğinde daha yukarılarda yer alır. Başka bir deyişle, B atomu, atom numarası ne kadar büyükse, o kadar kolay yükseltgenir, o kadar fazla indirgendir.

Mol atom kütleleri

Atomlar, birer kavram olan elementlerin tersine, maddî parçacıklar olduğundan, kütleleri ölçülebilir. Kimyacılar, çok fazla sayıda atom içeren, gram, kilogram hatta ton ölçeğinde kütle taşıyan madde miktarıyla çalışırlar. Bu açıdan kimyada madde miktarı denen bir büyüklük tanımlanmıştır; bu büyüklük, ilgili maddeye özgü temel öğelerin sayısıyla orantılıdır ve aynı zamanda, uzunluk veya zaman gibi, bir birim sistemini tanımlamak için başvurulan yedi temel fiziksel nicelikten biridir; bu büyüklüğün birimi olarak seçilen mol’ün değeri, kullanılan maddenin niceliği ölçeğindedir.
Elementlerin periyodik sınıflandırma tablosu. Hanelerin ortasındaki simge, elementin simgesi, üst soldaki sayı atom numarasıdır. Üst sağda, doğal atomun ortalama mol kütlesi (yani, doğadaki oranlanna uyarak, çeşitli doğal izotopların mol atom kütlelerinin ağırlıklı ortalaması) bulunmaktadır. Elementin simgesinin solunda, eğer element katıysa, o maddenin yapısı kısaltma olarak verilmiştir.

İRİM PERİYODİK TABLOSU
m numarasi-

Elementirı kristal yapısr

Adi-
24 51,9961 6,5,4,3,2 Au 1,66

mk vr ı,3o (Ar)3cf54sl

— Krom
. g. mol~1 olarak molar atom kütlesi . Yükseltgenme dereceleri . Pauling elektronegatifimi . Â olarak atom yançapı (1Â= 10~w m) Simgesi

Elektron

biçimlenmesi
VIIA
7
VIII
8
9
10
IB
11
IIB
12
I IIB
13
R 10,811.

3

B2.04 0,98

(Me)1Ss2s22p1

Bor
*13 26,981539

myk Al ÎS

(Ne)3s23p1

Alüminyum
IVB
14
6 12,011 ±4,2

G2.55 Q,91

(He)1s22s22p2

Karbon
■J4 : 28,0855 ±4.2

Ol 1,90 e Ol ii32

(Ne)3s23ps

Silisyum
VB
15
7 14,00674 ±3,5,4 £2,1

N 3.Ö4 0,92

(He)1s22s22p3

Azot
•f5 30,973762 ±3,5,4

k P

(Ne!3s‘3p<

Fosfor
VIB
16
g 15,9994

k o **

(Hs)1ss2s22p4

Oksijen
■| Q 32,066 ±2,3,4,6

S 2,58 1,27 (Ne)3s23p4

Kükürt
VI IB
17
0 18,9984032

p ;■» (He)ts22ş22ps

Flüor
•J7 • 35,4527 ±1,4,S,6,?

t Cl 3,1î

, iNe)3s!3p»

Klor
Grup
18
2 4,002602

h He :

1 s2

Helyum
*10 20,1797 0

mykN© –

(He)1s22s22p6

Neon
■J 8 39,948 0

myk Af I

(Ne)3s23p6

Argon
25 54,93805 7,6,5,4,3.2

k Mn l S

(Ar)3d54s2

Manganez
2g 55,847

2,3

Ca 1,83 mk f“© 1,26

(Ar)3d64s2

Demir
27 56,93320 2,3

/■%_ 1,88 h UO25 (Ar)3d74s2

Kobalt
28 58,6934

myk Nİ ÎS

(Ar)3d84s2

Nikel
63,546

2,1
29
p. , 1,90

mykvU 1,28 (Ar)3d,04s1

Bakır
30 65-39

2

1,65

h £X\ 1,38 (Ar)3d104s2

Çinko
31
69,723

o Gali

(Ar)3d104s24p’

Galyum
72,61

4,2

2,0
32

e G© 1.37

(Ar)3^»4s?4p2

Germanyum
33
74,92159 ±3,5,

r AS;îf

(Ar)3cPUmp3

Arsenik
34 78,96

-2,4,6 Qa 2,55

h Oü 1,40

(Ar)3di°4s24p^

Selenyum
35
79,904

±1,4,5

2,
0 Br –

Brom
36 83’80 0

myk Kr –

(Ar)3tf104s24p6

Kripton
43 (98> 7,6,4

T- 19

IC 1,36 (Kr)4d65s;

Teknesyum
44 101,07

2,3,4,5,67,8,1

h Ru,£

(Kr)4d75s1

Rutenyum
45 102,90550

mykRhS

(Kr)4d85s1

Rodyum
46 106,42

mykPd S

(Kr)4d10

Palladyum
47 107,8682 ,2,3

myk AÇJ 1^44

(Kr)4d105s1

Gümüş
48 112,411 2

^ J 1,69

h ou 1,54

(Kr)4d105s2

Kadmiyum
49 114,818

t İn 1İ

(Kr)4d,05s25p1

İndiyum
50 118’710 4,2

O,» 1,96

t On 1.62 (Kr)4d105s25p2

Kalay
51 121’757 ±3,5 AL 2.05

r OD 1,59

(Kr)4d105s25p3

Antimon
52 r 127,60 -2,4,6

t: Te,S

(Kr)4d105s25p4

Tellür
53
126,90447 ±1,4,5,7 2,66
o l

{kf)4tf105s!Sç*

İyot
54 131,29

0

mykX© –

(Kr)4d105s25p6

Ksenon
75 186,207 7,6,5,4,3,2,±1

h Re $

(Xe)4/145d56s2

Renyum
76 190,23 2,3,4,5,6,8

h Os 225

(Xe)4/145d66s2

Osmiyum
77 192,22

2,3,4,6 İp 2,20 myk il 1,36 (Xe)4f”*5d76s2

İridyum

109

üne

(Rn)5f146d77s2

Unnilenniyum
78 195,08

myk pt S

(Xe)4/t45d96s1

Platin
79 196,96654 3,1

mykAU 1,46

(Xe)4/,45<yıo6s1

Altın
80
200,59

r HgS

(Xe)4f145d,06s2

Cıva
3*| 204,3833 3,1

XI 2-04

h I I 1,71 (Xe)4/145d,06s26p1

Talyum
82 207’2

mykPb ıİ75

(Xe)4f,45d106s26p2

Kurşun
83 208,98037 3,5

n; 2,02 r Dİ 1,70 (X0)4f,45d1o6s26p3

Bizmut
84
(209)

2.4

2,0
85
Po 1,76

(Xeî4f,45dl06s!!6p4

Polonyum
(210) ±1,3,5,7 -£,2
86
(222)

0
At

!Xe)4T*W>es!6f>s

Astat
mykRn

(Xe)4f‘5d1»6s!6p«

Radon
107
(262)
Uns

(Rn)5f*6d57s2

Unnitseptiyum
108

Uno

(Rn)5f146d67s*

Unniloktiyum
basit metaller geçiş elementleri
ametaller

nadir toprak elementleri soy gazlar
LANTANİTLER
62 150,36 3,2 r Sm/sî (Xe)4f65d°6s2 Samaryum 63 151*95 3,2 mk Eli 1,99 (Xe)4f75c#°6sa Avrupyum 64 157.25 h Gdİ (X0)4r5d’6s2 Gadolinyum 65 158,92534 h Tb,’i (Xe)4/fl5d°6s2 Terbiyum 66 ‘«*■» 3 h Dyim Disprosyum 67 184,93033 h Hoİ (X8)4f5rf»6 Holmiyum 68 ,sr?f’ h Er (Xa)4/’25d06s2 Erbiyum 69 168.93421 h Tmi (Xs)4/’s5rf»6$i! Tulyum 70 1/3 04 3 2 mykYb ı,9« (X«ı4i*5o;bsr İterbiyum 7-j 174,967 h . Lu i <Xe)4/’*5d>6s* Lutesyum

AKTİNİTLER
94 (244) 6,5,4.3 PU (RniSPöd0? sa Plütonyum 95 Am’] (Rn)5r$d°7sa Amerikyum 96 124» 3 Cm (Rn)5P6d17s2 Küriyum 97 &7,> Bk (Rn)5fs6ef°7s= Berkelyum 98 12511 3 Cf (Rn)5flQ6cf°7s2 Kaliforniyum 99 Es (fin)5f”W“7s* Aynştaynyum 100 «w Fm (Rn)5r*6d°7s2 Fermiyum 101 ıa»! Md <Rn)5f’»6dW Mendelevyum 102 12591 No (ftn)5r«6d°7sa Nobelyum 103 (“t» Lr Lavrensiyum

lementlerin sınıflandırılma tablosunda, aynı yatay satır üze-e (bir periyot boyunca) sağa doğru gidildiğinde atomların çevrideki elektronların sayısı, birinden diğerine geçerken bir bi-artar: böylece, atomun yarıçapının, her periyot boyunca dü-li olarak arttığı düşünülür. Aynı şekilde, bir grup boyunca dü-olarak inildiğinde, her atom, öncekinden bir fazla elektron nanına sahiptir: bu durumda da, atomun yarıçapı, aşağıya ru inildikçe artar.

ir atomun Eeıl elektron ilgisi bir elektronun yalıtılmış bir atom fından kapılmasına eşlik eden, işaret değiştirmiş enerji değişi-ir: X(g) + e“ (g) = X (g). Buna göre, atom ne kadar küçükse, tron ilgisi o kadar büyük ve anyonun elde edilmesi o kadar ydır; başka bir deyişle, X atomu, ne kadar küçükse o kadar seltgendir.

‘iğer yandan, yalıtılmış bir atomdan bir elektron koparmak gerekli enerji veya ilk iyonlaşma enerjisi Ei, şu tepkimeye teli eder: B(g) = B+ (g) + e~ (g); söz konusu enerji, bu tepkime-enerji değişimine eşittir.
Dolayısıyla belli bir grupta bir element ne kadar aşağıdaysa, ondan elektron kopanlması o kadar kolaydır, çünkü dış elektronlar, burada enerji ölçeğinde daha yukarılarda yer alır. Başka bir deyişle, B atomu, atom numarası ne kadar büyükse, o kadar kolay yükseltgenir, o kadar fazla indirgendir.

Mol atom kütleleri

Atomlar, birer kavram olan elementlerin tersine, maddî parçacıklar olduğundan, kütleleri ölçülebilir. Kimyacılar, çok fazla sayıda atom içeren, gram, kilogram hatta ton ölçeğinde kütle taşıyan madde miktarıyla çalışırlar. Bu açıdan kimyada madde miktarı denen bir büyüklük tanımlanmıştır; bu büyüklük, ilgili maddeye özgü temel öğelerin sayısıyla orantılıdır ve aynı zamanda, uzunluk veya zaman gibi, bir birim sistemini tanımlamak için başvurulan yedi temel fiziksel nicelikten biridir; bu büyüklüğün birimi olarak seçilen mol’ün değeri, kullanılan maddenin niceliği ölçeğindedir.
Elementlerin periyodik sınıflandırma tablosu. Hanelerin ortasındaki simge, elementin simgesi, üst soldaki sayı atom numarasıdır. Üst sağda, doğal atomun ortalama mol kütlesi (yani, doğadaki oranianna uyarak, çeşitli doğal izotopiann mol atom kütlelerinin ağırlıklı ortalaması) bulunmaktadır. Elementin simgesinin solunda, eğer element katıysa,

o maddenin yapısı kısaltma olarak verilmiştir.

Hidrojen bağı. Her biri bir dipoi oluşturan su moleküllerinin hidrojen bağlarıyla birleşme modeli.
Taramalı elektron mikroskobunda görülen katı sodyum klorür. Ma*

veCf iyonlarının, kübik bir simetri gösteren üçboyutlu düzeni nedeniyle, sodyum klorür kristali kübiktir. İyon durumundaki katılann düzeni her zaman bu simetriye sahip değildir, çünkü iyonlann biçimini, boyunu ve yükünü de göz önüne almak gerekir.
KİMYASAL BAĞ

Atomların çoğu, ortamlarında kararlı bir duruma gelmek için birleşir. Mekanikte, bir katı herhangi bir yerde bulunamaz; hareket etme yeteneği yoksa, kuvvet alanlarının etkisiyle, kararlı bir konuma gelinceye kadar yer değiştirir. Benzer şekilde, bir A atomu, yüklü parçacıklardan oluştuğundan çevresinde bir elektriksel kuvvet alanı oluşturur ve bu alan komşu özdeş (A) veya farklı (B) çeşitli atomları etkiler. İki atom birbirine bağlanarak, ayrı ayrı oldukları durumdan daha kararlı bir yapıya ulaşırlar: bu durumda, iki atom arasında bir bağ var denir.

Ortak değerlik bağı

İki atom arasındaki bu bağ farklı biçimler alabilir. Bağ güçlüyse (200 kj-mor^den fazla), tahrip edilmesi görece güç yeni bir kimyasal biçim söz konusudur: bu durumda, bir A2 veya AB molekülünden söz edilir. Bu bağm, her iki atomun elektron bulutunun dış katmanının elektronlarından kaynaklandığı düşünülür.

Cl2 klor molekülünde, her iki atom, dış katmanlardaki

7 elektrondan l’ini paylaşır ve böylece dış katman 8’e tamamlanmış olur; böylece her biri kimyasal olarak eylemsiz, yani kararlı olan argonun elektron biçimlenmesini kazanır. Bu durumda Cl2 molekülü, Cl atomlarından çok daha büyük bir kararlılığa sahiptir. Ortak kullanılan elektronlar, her iki atom tarafından da çekilir ve söz konusu atomlar bu nedenle, birbirlerine bağlanmış olur. Böyle bir bağa, ortak değerlik bağı (kovalans bağı) denir.

İyon bağı

Sodyum klorür molekülünde, sodyum atomu dış katmanın görece zayıf bir kuvvetle tutulan elektronunun, bunu daha fazla çeken klor atomunun dış katmanına yöneldiği kabul edilir; bu durumda klor atomu negatif bir yük ve sodyum atomu pozitif bir yük kazanır: Na*Cr. Her iki iyon birbirini çeker; bu tip bir bağ, iyon bağı olarak tanımlanır.

Genellikle, değiş tokuş edilen elektronlar, her iki çekirdek tarafından az veya çok çekilir; elektronegatifliği daha yüksek olan atom, pozitif yüklerin ve negatif yüklerin ağırlık merkezlerinin çakışmayacağı şekilde, en güçlü çekimi uygular; böylece bir dipol
f

V
(çift kutup) ortaya çıkar: bağ kutuplanmıştır. HCL molekülü hidrojen ve klor atomları arasındaki bu durum söz konusudı

Moleküllerin uzamsal düzeni

Atom sayısı ikiden fazla olan bir molekülün geometrik bit çok basit bir şekilde, bir molekülde bir atomun değerlik katr elektronlarının, birbirlerinden olabildiğince uzak çiftler hal yerleştiği ilkesinden yola çıkarak belirlenebilir.

Mesela, bir SOj~ sülfat iyonunda, kükürdün çevresinde 4 < tron çifti vardır: bu 4 çift, kükürt atomunu çevreleyen mekân de, birbirinden olabildiğince uzak 4 doğrultuda, kükürte 1 4 oksijen atomunun, bir dörtyüzlünün köşelerinde yer alacağ kilde düzenlenmiştir.

Çoklu bağlar

Bazı moleküllerde, değerlik elektronlarının yerleşim biç bir bağ için 2 veya 3 elektron çiftinin bulunduğunun varsay: sına yol açar. Çoklu denen bu tür bir bağ, mesela C2H4 etilen molekülünde iki karbon atomu üze- h rinde gerçekleşir. Her karbon atomu iki hidrojen C=( atomuna bağlıdır, her iki karbon atomuysa, yan- / daki şemaya göre, bir çift bağla (4 elektron) birbirine bağlıdır:

C-H bağlarının elektronları ve C-C bağının elektron çiftle den biri alınırsa, her karbon atomunun çevresinde 3 elekton çifti olur. Bunların, birbirlerin- H % vCf den olabildiğince uzak olmaları için, her kar-bon atomunun çevresindeki yerleşimin, çiftler a~

arasında 120°lik açıların bulunacağı şekilde üç- H v gen olması gerekir (bkz. yandaki şema).

2 karbon atomu arasında, elektron yoğunluğu, C-C ke: üzerinde maksimumdur. Bu bağa katılan ikinci çift, sonuç rak, molekülün 6 atomunun oluşturduğu düzlemin yukarısı ve aşağısındaki birinci çiftin olabildiğince uzağında yer alı karbon atomu arasında ek bir çizgiyle temsil edilen, işte bu i ci çifttir. Böylece her karbon atomu, neonda olduğu gibi, 4 elektronla çevrelenmiş olur. |

C6H6 benzen molekülünde de, 1872’de Ke-kule tarafından tasarlanmış olan düzlemsel ^

bir yerleşim kabul edilerek, kararlı bir yapıya ulaşılır; burada, 6 karbon atomundan oluşan V

bir halka içinde, birbirini sırayla izleyen h

3 basit bağla 3 çift bağ söz konusudur (bkz. yandaki şema).

Günümüzde, benzenin çift bağlarının 6 elektronunun ayı düzlemsel halka içinde de dağılmış olduğu kabul edilir; bur; her karbon atomunun çevresindeki tüm bağlar, aralarında 120 açılar yapar ve C-C uzaklıklarının hepsi eşittir.

N2 azot molekülünde, 3 elektron çifti bu durumda bir üçlü 1: la bağlı olan azot atomları arasında yer alır: -N-N-.

İyon durumundaki maddelerin mekândaki düzeni

Bu tür maddelerde, mesela sodyum klorürde, iyonlar ara: daki bağlar, ortak değerlikli bileşiklerdeki gibi yönlenmemiş

İlk bakışta, iyonların küresel oldukları düşünülebilir. 1 iyon, zıt işaretli iyonlarla çevrelenmiştir. Ne kadar pozitif i) (katyon) varsa, o kadar da negatif iyonun (anyon) bulunması rektiğinden, her kürenin, eşit sayıda zıt işaretli küreyle çe\ lenmiş olduğu kübik yerleşim elde edilir; burada söz konusu yi, ilgili iyonların karşılıklı yarıçaplarına bağlıdır ve ele ald mız sodyum klorür örneğinde, 6’dır.

İyon durumundaki katı maddelerin düzeni her zaman kü değildir; çünkü iyonların biçimlerini, boyudarını ve karşıl yüklerini de göz önüne almak gerekir. CO^ iyonlarının üç;
ATOM

m kelimesi, bir elementin en küçük madde parçacığını belirtir. Bu-aynı ad, aynı simge (hidrojen atomu için H) ve bir Z sayısı (elemen-:iyle aynı değerde) verilir. Söz konusu Z sayısı, bu atomun çekirde-ie bulunan protonların yanı sıra, bu atomun çekirdeğine bağlı elek-ılarm sayısına da eşittir (bu iki sayı eşittir, çünkü atom, elektriksel ■ak nötrdür).

5ir atom, birbirlerine büyük kuvvetlerle bağlı belli sayıda proton ve ron içeren bir çekirdek ve bunun çevresinde dönen elektronlardan >ur. Bu kuvvetler, ister bir çekirdeğin birçok parçaya ayrılmasına •çalanma), ister birçok çekirdeğin tek bir çekirdek halinde birleşme-: (kaynaşma) dayansın, tüm çekirdek tepkimelerinde (nükleer reak->nlar) söz konusu olan enerjiyi açıklar.

ipektroskopi, bir atomun oluşturduğu çekirdek + elektronlar bütü-.ün rasgele değerler alamayacağını göstermiştir. îzin verilen enerji eyleri vardır ve elektronlar, belli kurallara göre, birinden diğerine sbilir (bazı atlamalar yasaktır). Hidrojen atomu için, kuvantum me-iği, aşağıdaki ifadeye göre, bir n (kuvantum) tamsayısına bağlı, tek ıtrona izin verilen £ enerji düzeylerini verir.
8 e20 h2 n2 n2

ada m elektronun kütlesi, eö boşluğun elektrik geçirgenliği, h Planck .ti, e enerjiler ölçeğinin sıfır noktası olarak birbirlerinden olabildiği-ızak bir proton ve bir elektrondan oluşmuş sistemin enerjisi olmak re temel elektrik yükü ve J, Joule’ün simgesidir.

)iğer atomlar için, aynı türden, ama üç kuvantum sayısının hesaba İmasını gerektiren benzer bir sonuca ulaşılır. Temel kuvantum şart olan her temel düzey, n sayıda altdüzeye ayrılmıştır: genel olarak nanlardan ve altkatmanlardan söz edilir.

pektroskopi uzmanları tarafından K adı verilen birinci katman, nen tek bir altkatman içerir. İkincisi L katmanı, svep> gibi iki altkat-ıa sahiptir. Üçüncüsü (Af katmanı), s,p>vtd gibi üç altkatman içerir, düncüsü (‘V katmanı), s, y, dvtf gibi dört altkatman içerir ve sırana bu şekilde sürer. Bir s altkatmanı bir hane içerir; bir p> altkatmam ine içerir; bir d altkatmanı 5 hane içerir; bir f altkatmanı 7 hane içe-\it olduğu katman ne olursa olsun, aynı altkatmanın tüm haneleri, ı enerji düzeyinde yer alan elektronları betimlemeye imkân verir, iir altkatmanı betimlemek için kullanılan simgelemede, katmanın ıarası (K için 1, L için 2, Af için 3 vb.) ve bunun yanında, altkatma-elirten harf (s, d…) kullanılır. Büyüyen enerji düzeyleri sırasıyla, şık olarak şu altkatmanlar vardır:

2s – 2p> – 3s – – 4s – 3d – 4p> – 5$ – 4d ~ 5f? – 6s – 4f – 5d – 6p> – 5f- 6d… ıir atomdan sonrakine geçildiğinde, çekirdeğin elektronlar dizisi bir ■n artar: yavaş yavaş, altdüzeylerden başlayarak elektron katman-yanı sıra altkatmanlar dolar. Genel bir kurala göre, bir altkatman ık öncekiler dolu olduğunda dolmaya başlar. Diğer yandan, bir ha-e iki elektrondan fazlasını yasaklayan bir dışlama ilkesi (Pauli) ve el halde, aym enerji düzeyindeki elektronların olabildiğince fazla inge kuşağını doldurmasını öngören bir kural da (Hund) vardır, ki atomun çekirdeğinde aynı sayıda proton, dolayısıyla bu çekir-in çevresinde aynı sayıda elektron ve farklı sayıda nötron buluna-bu durumda bunlar, atomun tanımına göre, aynı elemente teka-eder. Bu iki atomun izotop olduklarından söz edilir. Elementlerin j için, birçok izotop bilinmektedir. Nitekim, çekirdeğinde 6 pro-ve 6 nötron bulunan karbon 12’den (simge 12C) başka, çekirdeğin-> proton ve 8 nötron bulunan, kararsız karbon 14 (simge 14C) izo-j vardır.

tynı elementin iki farklı izotopu, hemen hemen aym kimyasal .liklere sahiptir; bu, kimyasal bir tepkimenin, buna katılan madde-ı bileşimine giren atomların çevresindeki elektronların düzeninde-ir değişiklikten başka bir şey olmadığı biliniyorsa, kolayca anlaşıla-. Oysa, aynı elementin izotopları olan iki atomun çevresindeki tronlann düzeni, kesin olarak aynıdır. Bu durumda bunlar, aynı ;enler eşliğinde aynı şekilde etkir.
metri gösterdiği kalsiyum karbonat durumunda, kristal yapı karmaşıktır; ama kristalin düzenlenme ilkesi aynıdır.

etal bağı

:tal yapılı bir kristalde, değerlik elektronları yetersiz sayıda-u durum onun temel özelliklerinden biridir). Atomların kü-olarak düşünülebileceği bir sodyum kristalinde, mekândaki nlenme, birbirine sokulmuş bir eşit küreler istifinden oluşur: •ce tenis toplan istiflenmiş olsaydı, her top, 6’sı aynı düzlem-ü düzlemin yukarısında ve 3’ü altında, 12 topla çevrelenmiş ktı. Her sodyum atomu bir istif içinde yerini alır. Değerlik anına tekabül eden haneler doymuş olmaktan uzaktır ve il bütününün değerlik elektronları, bir haneden komşu bir /e çok kolay bir şekilde geçebilir. Bu elektronlar, atomlar ıda metal bağı denen bir bağ da oluşturarak, büyük bir mole-luşturan kristal bütünü içinde dolaşır. Serbest elektronlar teri-
miyle belirtilen bu elektronlar, metallerin elektrik iletkenliğini sağlar. Bağların aynı tipte olduğu alaşımlar da elektrik iletkenidir.

Diğer bağ tipleri

Öncekilerden açık bir şekilde daha az güçlü, başka bağ tipleri de vardır. Bir su molekülünde, iki hidrojen atomu, iki ortak değerlik bağıyla bir oksijen atomuna bağlıdır. Su molekülleri, sıvı su içinde birbirine bağlıdır. Böyle olmasalardı, moleküller ayrılacak ve bir gaz oluşacaktı. 25 °C’de suyun sıvı oluşu, bunun molekülleri a-rasmda birtakım bağların bulunduğunu kanıtlar. Aynı sıcaklıkta, oktan (CaHls) bir sıvıdır: moleküller, birbirleri tarafından çekilir.

Bu kohezyondan sorumlu ve Van der Waals kuvvetleri denen kuvvetler, bir molekülün, iyon yapılı bir katının veya bir metalin kohezyonunu sağlayan kuvvetlerden çok daha zayıftır. Gerçekten de, bu tür sıvıları buharlaştırmak kolaydır: oktan görece düşük bir sıcaklıkta kaynar ve bu da, söz konusu (ısıl) enerjinin zayıf olduğunu gösterir.

Suyun kohezyon kuvveti biraz daha büyüktür: moleküller, Van der Waals bağlarından daha güçlü ama, ortak değerlilik bağından belirgin bir şekilde daha zayıf, hidrojen bağı denen özel bir bağla bir arada tutulur. Burada bir ortak değerlilik bağı söz konusu değildir, çünkü her hidrojen atomunun, yalnız İs hanesi (tek bir elektron) vardır: bu, bir birinci molekülde, bağ tarafından işgal edilir. Bu durumda, bir molekülün oksijen atomu, diğer bir molekülün bir hidrojen atomuna, sadece bir ortak değerlilik bağında görevli olmayan bir elektron çiftinin elektrostatik çekimiyle bağlıdır. İkinci elektron çifti, üçüncü bir molekülü bir hidrojen atomunu çekebilir. Bu durumda her oksijen atomu ortak değerlilik bağıyla aynı molekülün 2 hidrojen atomuna ve hidrojen bağıyla da diğer 2 molekülün 2 atomuna bağlıdır.

BASİT VE BİLEŞİK MADDELER

Bir basit madde, atomları aynı elemente tekabül eden moleküllerden oluşur: oksijen veya dioksijen (O,), ozon veya trioksijen (03), klor veya diklor (Cl2), birer basit maddedir; kristali çok iri bir molekül gibi düşünülürse, bakır da bir basit maddedir. Bir bileşik maddeyse, iki veya daha fazla element atomlarından veya iyonlardan oluşur: sodyum klorür, Na+ ve Cl” iyonlarından oluşur, suysa bir oksijen ve hidrojen birleşimidir.

Soy gazlar

Bazı basit maddeler tekatomludur. Bunlar genellikle diğer atomlarla birleşmez. Bunların elektron düzeni ns2np6 düzeninde-dir. Bunlara soy gazlar adı verilir (bunlar, normal koşullarda gaz halindedir). Kimyasal bağ kavramı, bunların elektron düzenlerinin kararlılığı göz önünde tutularak tasarlanmıştır.

Sınıflandırmanın ikinci elementi olan helyum, yoğunluğu çok düşük bir gazdır; helyumla şişirilmiş bir balon, hidrojenle şişirilmiş balonların tersine tutuşma veya patlama tehlikesi göstermeden, havada yükselir; çünkü bu gaz oksijenle tepkimeye girmez.

Çok büyük kimyasal eylemsizlikleri nedeniyle, argon veya kripton gibi soy gazlar, akkor lambalarda kullanılır; bunlar, kullanım sıcaklığının çok yüksek olması durumunda bile, filamamn metaliyle tepkimeye girmez.

Soy gazların çok kararlı olmasına rağmen, 1960’tan bu yana kripton ve ksenonun belli sayıda bileşiğinin hazırlanması başarılmıştır. Dış katmanın bazı elektron çiftleri, ortak değerlik bağları oluşturmak için yeterince yükseltgen atomlar tarafından kullanılabilir. Bir elektron çifti eksik bir oksijen atomu, bir Xe-0 bağı oluşturabilir; böylece Xe03 oksidi ve Xe04 oksidi hazırlanmıştır. Diğeryandan, flüorürler, oksiflüorürler, XeO^, HXeO^, H2XeOj:’ vb gibi iyonlar da bilinmektedir.

Metaller ve geçiş metalleri

Fizikçiler için metaller, yüksek elektron ve ısı iletkenlikleri ve parlaklıklarıyla ayırt edilen basit maddelerdir. Bunlar, gerçek metaller ve geçiş metalleri olarak ikiye ayrılır.

Gerçek metaller. Bunlar, tanım olarak, atomları ns1 ve ns2 elektron düzenine sahip basit maddelerdir, nsl düzeninde olanlara alkali metaller denir, ns2 yapısına sahip olanlar, sınıflandırmanın ikinci grubuna aittir. Bu metallerin kimyası, sınıflandırmanın diğer elemenderiyle karşılaştırıldığında, basittir. Bileşimlerinde, alkali metaller +1 ve ikinci grubun elementleri +11 yükseltgenme derecesindedir. Bunlar basit madde halinde olduklarında, katılabildikleri tepkimeler bunları, birinciler için bir değerli katyonu, İkinciler için ise, iki değerli M2* katyonu haline getirir. Bu durumda, bu metaller, mesela halojenlerle, iyonlaşan halojenürler verir:

Na (s) + 1/2 Cl2 (g) = NaCl (s).
OKSİJENLİ KLOR İYONLARI
0 0
• • ••

klorit hipoklorit
(.•serbest elektron çifti)
Klorun çeşitli oksijenli iyonları.

Bir halojen olan bu element, kimyasal bir madde tarafından yükseltgenebilir; klorür iyonunun, bağ oluşturucu nitelikte olmayan elektron çiftleri üzerine bağlanan oksijen atomlannın sayısına bağlı olarak, özellikleri farklı olan, oksijenli denen birçok iyon (perkiorat, kiorat, klorit, hipoklorit) elde edilebilir.
ELEKTRONEGATİFLİK

Birbirinden farklı A ve B atomlarından oluşan ikiatomlu bir AB molekülünde, bağı oluşturan elektronlar bir atom tarafından diğerine göre daha fazla çekilir.

İki elektronun durumu, bir atomun bir elektronunun diğer atom tarafından alınmasıyla, birinci atomun İkinciye bir elektron vermesi arasındaki bir uzlaşmadır. Mulliken, bir atomun c elektronegatifliğini, elekt-ronvolt (eV) cinsinden ifade edilen elektron ilgisinin ve iyonlaşma enerjisinin toplamının yarısı olarak tanımlamıştır:

V Eea + Ei

2 eV
MOLEKÜL

Her tür molekül, özel bir durum olarak tekatomlu olması (mesela helyum molekülü) dışında, birbirleriyle güçlü etkileşim halindeki (ortak değerlik bağı) bir atomlar yığınından oluşur.
DİPOL MEMONTİ

Q yükünün, iki kutbu ayıran r vektöre! uzaklığıyla çarpımına eşit vektörel büyüklüğüne, di-pol momenti (bir elektrik dipo-lünün) denir: ji= qr.

Mesela, bir HCL molekülü için, H ve Cl arasındaki elektronegatiflik farkı, bağın tümüyle iyonik olması için yeterince büyük değildir. H+ ve Cl iyonları durumunda, H ve Cl arasındaki uzaklığın 0,127 nm’ye eşit olduğu göz önüne alındığında, aşağıdaki gibi bir dipol momentinin bulunması gerekecekti: n= 1,60 -l(r19C -0,127 nın = 0,203 C • nm. Deneysel olarak yalnızca 0,034 C * nm bulunmuştur; bu da, !\203/0,034= 0,17’ye eşit bir kısmî iyonik karaktere tekabül eder: bağın, % 17’ye eşit bir kısmî iyonik özelliğe sahip olduğundan söz edilir.
Atom ölçeğindeki mikroskopla gözlemlenen grafit yüzeyi. Bu

görüntü, grafitin özel yapısını göstermektedir: karbonun heksagonai düzlemleri bunların içinde, atomlar, ortak değerlikli bağlarla diğer üç atoma bağlıdır. Her karbonun dördüncü elektronu, heksagonai düzlemleri arasında bir bağ oluşturur: bu bağ. heksagonai düzlemler ırasında varolandan çok daha zayıftır; bu da, grafitin, heksagonai düzlemlerine paralel olarak kolayca yaprak yaprak aynİmasını ıç ulamaktadır. Bu dördüncü elektron,

•tnstalin bütününe yayılmış, metalik tipte bir sistem oluşturur: grafitin e’ektrik iletkenliği bundan ileri gelir.
Çok indirgen olduklarından, kolayca yükseltgenirler. Bunları hazırlamaya imkân veren tersi tepkimelerin gerçekleştirilmesi zordur; mesela, tepkimeyi doğal yönün tersi yönde gerçekleşmeye zorlamak için önemli miktarda eletrik enerjisinin harcanmasını gerektiren bir yöntem olan, erimiş tuzların elektrolizi ile:

NaCl (1) = Na (1) + 1/2CI, (g).

Gerçek metallerin tuzlan, toz halde olmaları dışında (bu durumda beyazdırlar) ve anyon renkli olduğunda (mesela, permanganat MnO^ mor, kromat CrO^ sarı), renksizdir.

Geçiş metalleri. Bunlar, sınıflandırmanın 3. ve 12. kolonları arasındaki elementlere tekabül eder. Bunların elektron biçimlenmesini, önceki altkatmanlar dolu olmak üzere, (»-1) d xns v tipin-dedir; burada 1 < x <10, n = 3, 4, 5, 6 ve 0 < y < 2’dir.

Geçiş metalleri, ikinci grubun gerçek metallerine benzer: bunlar aynı ns elektron sayısına ve zayıf bir elektronegatifliğe sahiptir. Ama, d elektronları sayesinde, bağ oluşturmak için kullanılabilir elektronları daha fazladır. Elektron düzeyleri çoğu zaman daha yakındır, bu da elektron geçişlerini kolaylaştırır. Sonuç olarak, çok sayıda değerlik hali vardır: geçiş metallerinin kimyası, gerçek metallerin kimyasından çok daha çeşitlidir. Mesela, birçok oksijenli anyon bilinmektedir: küpratlar, ferradar, ferritler, vanadatlar, molibdadar…

Geçiş metallerinin iyonları, gerçek metallerin katyonlarının tersine, çoğu zaman renklidir: renk, bileşiğinin yapısındaki komşuların etkisinin yol açtığı, d hanelerinin enerji düzeylerinin parçalanmasına bağlı elektron geçişleri nedeniyle, tayfın görünür ışıma aralığındaki soğurmadan kaynaklanır (bu olay, gerçek metallerde görülmez, çünkü bunların d elektronu yoktur).

Bu metallerin bazıları çok tepkindir: bunların soy metaller olduklarından söz edilir. Az yükseltgen olan veya hiç olmayan bakır, gümüş ve altın, metal para basımında kullanılır veya kullanılmıştır. Rodyum, iridyum, palladyum, platin de soy metaldir.

Bazı geçiş metalleri çok kullanılır. Bakır, mükemmel elektrik iletkenliği nedeniyle çok yaygın kullanılır (elektrik donanımları ve hadarı). Demir, çelik biçiminde birçok kullanım için (inşaat, yapı işleri [tünel, köprü gibi], otomobil, demiryolları…), dünya çapında, yılda 200 milyon tondan fazla üretilir.

P elementleri

Halojenler, sınıflandırmanın 17. kolonunu oluşturan elementlerdir: elektron biçimlenmesi ns2np’~ düzeninde olan bu elementlerin değerlik katmanları üzerinde 7 elektron vardır. Kendilerini izleyen soy gazlardan (ns2ny6) bir eksik elektrona sahip olduklarından, bu eksik elektronu kolayca kazanırlar.

P elementleri grubuna giren basit maddeler, F2, Cl2, Br2,12 daha az önemli olan astat bir yana bırakılırsa, ikiatomludur: molekülleri tümüyle ortak değerliklidir, ama bağın enerjisi çok güçlü değildir (H2 molekülündeki bağ enerjisiyle karşılaştırıldığında, flüor için, bundan hemen hemen üç kat daha zayıf ve diğerleri için yaklaşık iki kat daha zayıf) ve basit maddeler daha kolay ayrışır. Atomları, kolayca ek bir elektron aldığından, halojenler çok iyi yükseltgendir. Bu özellikten, bazı içme sularının arıtılmasında yararlanılır; burada klor, arzu edilmeyen mikroorganizmaları yükseltgemek, dolayısıyla tahrip etmek için kullanılır.

17. kolonda yükseldikçe, halojenler daha yükseltgen hale gelir: boyut küçüldüğünden elementler giderek daha elektronegatif hale gelir. Elementlerin en elektronegatifi olan flüor, hiçbir kimyasal madde tarafından yükseltgenemez. Diğer halojenler yükseltgenebilir ve Cl” klorür iyonunun, bağ oluşturucu olmayan elektron çiftleri üzerine oksijen atomlarının bağlanmasıyla, oksijenli anyonlar elde edilebilir: : OC1″, O2CI”,

o3cr, o<cr.

Klorun oksijenli iyonları arasında, birinin özel bir yeri vardır, çünkü bitki öldürücü olarak çok kullanılır: bu, potasyum klorat biçiminde satılan klorat iyonudur. Çok yükseltgen nitelikleri nedeniyle, klorüre dönüştüğünde her tür bitki örtüsünü tahrip eden, seçici olmayan bir bitki öldürücüdür.

16. kolon elementleri. Bu elemenderin, elektron biçimlenmesi ns2np>4 düzeninde olan değerlik katmanları üzerinde 6 elektron vardır: bunlarda, denk düşen soy gazlardan 2 elektron daha az bulunur. Halojenlere göre soy gazların elektron biçimlenmesinden daha uzak olduklarından daha az yükseltgendir. Oksijen ve kükürt, hâlâ çok iyi yükseltgenlerse de, bu güç, kolonda aşağıya doğru inildikçe, düzenli olarak azalır. Oksijen, altın ve asal soy gazlar hariç, hemen hemen her şeyi yükseltger. Her zaman doğrudan sentezle elde edilemeseler bile, diğer tüm elemenderin ok-
MOL

Madde miktarı, bu maddeye özgü temel parçacık sayısıyla orantılıdır oranın katsayısı, madde ne olursa olsun aynıdır: bunun tersi Avogadrc sabitidir. Uluslararası sistemde madde miktarı birimi moldür. Tanın olarak mol, 0,012 kg karbon 12 içindeki atomlar kadar temel parçacı) içeren bir sistemin madde miktarıdır.

Şu anki bilgilerimiz ışığında, 0,012 kg 12C içinde, 6,022 136 7(36) 1023 karbon atomu bulunduğu tahmin edilmektedir.

Bu değer, titiz ölçümlerin sonucudur; parantez içindeki 36 sayısı son iki ondalık üzerindeki belirsizliği temsil eder. Ölçüm tekniklerin deki ilerlemeler bu değeri her zaman daha duyarlı hale getirmeye (so nuç olarak değer değişecektir) imkân vereceğinden, bu, molün ulusla rarası tanımına dahil edilmemiştir; bu durumda söz konusu tanım, ge lecekte, kullanılan dolaylama sayesinde değişmez kalacaktır.
sideri bilinmektedir. Nitekim, azot oksitlerin doğrudan sente: 02 ve N2 moleküllerinden yola çıkarak yapılmaz: bu iki moleki deki bağlar, katlı ve çok güçlüdür (494 ve 946 kj/mok1); böyle bu iki molekül birbirine temas ettirildiğinde, tepkimeye girme:
02 oksijen molekülünün kimyasal tepkinliğinde iki olgu h
kimdir: bir yandan molekül kararlıdır, diğer yandan, oksijen at
mu çok elektronegatiftir. Bu durumda, molekül haldeki oksijı
fazla tepkin değildir, ama 02 molekülü ayrıştığında, tepkime ç< şiddetli olabilir: nitekim, bir arabanın yakıt deposunda tepkim ye girmeyen hava ve benzin buharları karışımı, motorun silind: leri içinde patlar, çünkü 02 molekülleri, bujilerin oluşturduğu 1 vılcımın etkisiyle ayrışır.
Oksijen, değerlik katmanını, ya bir indirgeyiciden iki elektrc
alarak ve O2- oksit iyonlarına dönüşerek veya iki elektronu, d ha az indirgen türlerle paylaşarak, yani, ortak değerlikli bileşı ler (mesela, H20) oluşturarak tamamlar.
Yükseltgenme tepkimelerinin çoğu yavaştır: demirin pasla ması (demir III oksit oluşumu) ve kömürün yanması çok yavaşt organizmamızda, oksihemoglobinin getirdiği oksijen, ancak çe yavaş yükseltgenmelere katılır. Tepkimeler o kadar yavaştır 1
çoğu zaman, bunların gerçekletirilmesi için bir katalizör gerekı
Kükürt, oksijeninkine benzer bir dış elektron biçimlenmesıı sahiptir, ama fazladan 8 elektronu bulunduğundan, daha irid Diğer yandan, değerlik, katmanı üzerinde, boş bir d altkatma vardır. Bu bilgilerin ışığında, oksijenle birtakım benzerlikler ’ farklılıklar ortaya konabilir.
Kükürt, indirgeyicilerden iki elektron alarak S2” biçiminde si fürler oluşturur. Geçiş metallerinin sülfürlerinin çoğu çözünme dir ve yükseltgen olmayan ortamlarda oluşmuşlarsa, gerek m tal, gerek kükürt (S02, dioksit biçiminde), gerekse birini veya c gerini elde etmek üzere, cevher kalitesinde çıkarılabilir; söz k nusu cevherlere şunlar örnek verilebilir: galen (PbS), pirit (FeS bakır piriti (FeCuS2), blend (ZnS). Yükseltgen ortamda, sülfürle SO2” biçiminde sülfatlara dönüşür; burada kükürt, bir dörtyüz merkez yer alır; bu dörtyüzlünün dört köşesinde, kükürdün 4 o tak değerlik bağı oluşturduğu dört oksijen atomu bulunur. Bu y pı son derece kararlıdır: sonuç olarak, bu tür dörtyüzlülerde oluşan birçok kükürt türevi vardır. Bunlardan sanayi açısmd; en önemlisi, üretim miktarı hâlâ ve üstelik petrokimyanm geliş mine rağmen, bir ülkenin teknolojik gelişme göstergesi olara görülen sülfürik asittir.
Bu basit maddenin, oksijeninkinden çok farklı bir geometr
<ül yapısı gerçekleştirmesine yoi açan etmen, kükürt ato-ın büyük boyutlu oluşudur: atomlar, kararlı katlı bağlar armasına yetecek kadar birbirine yaklaşamaz. Sonuç ola-oğrusal veya halkalı olabilen, zincirleme basit bağlar ortalar. Kükürdün alotropik biçimlerinden biri, 4’ü bir düzlem-ü diğerinde bulunan 8 kükürt atomlu halkalardan oluşur, rtün bir diğer alotropik tipi, az veya çok uzun kükürt ato-incirlerinden oluşur. Her iki durumda da, her kükürt ato-:omşu 2 atoma bağlıdır ve bağ oluşturucu nitelikte olma-<i elektron çifti taşır. Ancak görece yüksek sıcaklıkta zin-ya halka kırılır ve yapısı oksijeninkine (02) benzer, ikia-ı S2 molekülleri elde edilir.

. kolon elementleri. Azot, fosfor, arsenik, antimon ve ut, elektron biçimlenmesi ns2np3 düzeninde olan değerlik anları üzerinde 5 elektrona sahiptir: kendilerini izleyen azların kararlı yapısına sahip olmak için, 3 elektronları ek-Bu elementler, bu katmanı tamamlamak için, özellikle or-eğerlik bağlarını büzme eğilimi gösterir: amonyak NH3, ı PH3, piramit biçimli moleküllerdir. Azot molekülü N2, iki arasında, enerjisi çok büyük bir üçlü bağa sahiptir ve bu ’ye çok büyük bir kararlılık kazandırır, bre sanayiinin ihtiyaçları için ve klasik padayıcılarm ve birçok u türevin üretimi için büyük miktarlarda hazırlanan amonyak, dil haldeki azot N2’den nitrik aside kadar, sınaî ara üründür, otlu gübreler üç grup halinde sınıflandırılır: NO; nitrat iyo-:ren nitratlı gübreler, NH4 amonyum iyonu içeren amon-gübreler ve bu iki iyonu da içeren amonyaklı-nitratlı güb-bunlarm arasında, amonyum nitrat ve kil karışımları olan dtratlar en çok kullanılanlardır.

:asyum, potasyum klorür veya sülfat biçiminde, K+ iyonu ı, potaslı denen gübrelerin bileşimine ve az veya çok dönüş-doğal fosfat kökenli fosfatlı gübrelerin bileşimine girer, rm arasından, süperfosfatlar örnek gösterilebilir; bunların

i nitelikleri, doğal fosfat, sülfürik asit gibi bir asitle, aşağıda-litleştirilmiş kimyasal denkleme göre işlenerek elde edilir: 3(P04)2+2H2S04= Ca(H2P04 )2+CaS04. ıdan kaynaklanan karışım, basit süperfosfat oluşturur, enin diğer basit maddeleri, fosforunkine benzer tepkinlik-ahiptir, ama atom numarası arttığında, metalik bir karak-oğru, göz ardı edilemeyecek bir gelişme gözlemlenir. Me-jizmut, derişik ve sıcak nitrik asitle tepkimeye girerek biz-litratı verir fRı * iyonu).

. kolon elementleri. Karbon, silisyum, germanyum, ka-urşun, elektron biçimlenmesi ns2np2 düzeninde olan değer-tmanları üzerinde 4 elektrona sahiptir. Bu durumda, bun-oyurmak için 4 elektron gerekir. Elmas (karbon alotropu), jm, germanyum ve gri kalay (kalay alotropu), her atomun, değerlikle 4 atoma bağlı olduğu bir dörtyüzlü dizisi biçi-e kristalleşir. Bu bağ, kristal yapıya büyük bir tutarlılık karır ve bu da, elmasın olağanüstü sertliğini açıklar: her tür eyi çizebildiğinden, sanayide, tezgâh takımlarının yapı-a kullanılır. Bu tip bir yapıda hiçbir elektron serbest olma-ian, kristal, bir elektrik yalıtkanıdır (karbonun diğer alot-rı olan grafit için bu durum söz konusu değildir). Silisyum, ; lCT’’yi geçmeyen katışkı oranlan elde edilinceye kadar tırılabilmektedir ve bu da, bu elementin elektronik sanayi-kullanımma imkân verir. Bu madde, kristalleri içine 15. an veya 13. gruptan atomlar katıldığında (katkılama), da-. iletken hale gelebilir: 15. gruptan bir atom, mesela fosfor rsa, silisyumun p haneleri bütününde (p bandı) yer bulama -k bir elektron zorunlu olarak serbestçe dolaşabildiği boş anda yerleşir. Buradan, negatif yüklerin yer değiştirmesi :u, göz ardı edilemeyecek bir iletkenlik ortaya çıkar (n tipi îtken). 13. gruptan bir atom, mesela, galyum atomu katı-bu nadir metalin her bir atomu için 1 elektron eksilir ve si-nun p bandında, elektron boşlukları (pozitif delikler) olu-tipi yarıiletken).

rmanyum aynı davranışı gösterir ve oda sıcaklığındaki öz-‘renci yüksektir. Isıtıldığında, belli sayıda elektron uyarıl-lur; bunlar, dar bir yasak bandı atlayarak, dolu bir banttan :ron hareketlerinin imkânsız olduğu), iletim bandı denen ir banda geçer: bu durumda direnç düşer. Germanyum has .rıiletkendir. Katkılamayla, silisyumda olduğu gibi, 15. ko-ı atomlarıyla «-tipi ve 13. kolonun atomlarıyla p-tipi bir yarenlik elde edilir. Silisyum ve germanyum, birçok elektro-:vre öğesinin temel bileşenidir.

.ayın üç alotropu vardır: 13,2 °C’nin altında yapı (a), elma-ıpısı gibidir; 13,2 °C ila 161 °C arasında kuvadratiktir (|3);
BAŞLICA KİMYASAL ELEMENTLERİN GÖRELİ BOLLUKLARI

(1 milyon atomda)
Elementler Güneş Sistemi Güneş atmosferi Yerçekirdeği Yerkabuğu Hidrosfer Biyosfer (kuru) Atmosfer
H 927 000 864 000 29 000 603 000 573 000 4
He 72 000 135 000 – – _ – 3
Li 0,002 – – 59 – –
Be 0,000 5 – – 6 – – –
B 0,000 6 – – 19 33 – –
C 81 385 – 350 190 62 600 150
N 153 81 – 30 3 39 000 784 000
O 500 783 – 605 500 307 000 322 000 210 000
F 0,04 – – 700 4 – –
Ne 200 – – – – 9
Na 1 2 – 25 500 38 000 – –
Mg 21 21 – 18 000 4310 220 –
Al 2 1 – 62 600 – 6 –
Sı 23 27 – 205 000 8 22 –
P 0,2 – _ 700 0,2 1500 –
S 9 17 – 170 2 200 200 –
Cl 0,2 ….. 77 44 300 130 –
Ar 3 – – 0,5 – 4 700
K 0,07 • – 13 800 800 260 _
Ca 1 1 – 18 900 830 900 –
Sc 0,000 6 – – 10 – – _
Tı 0,06 0,04 1900 – – –
V – – – 55 – – –
Cr 0,18 0,1 – 40 _ – –
Mn 0.16 ‘ 0,1 – 360 – – –
Fe 14 3 908 000 18 630 0,02 3 –
Co 0,04 0,04 5 000 9 – – –
Ni 0,62 0,7 87 000 27 – –
Cu 0,005 0,09 – 18 0.004 – –
Zn 0.01 0,02 – 22 0,02 –
As 0,000 1 – 0,5 0,003 – –
Se 0,002 – – o,ı – – –
Br 0,000 3 – – 0,6 67 – –
Kr 0,001 – – – – – 0,5
Mo – – – 0,3 0,009 – –
1 – – – 0,08 0,04 – _
Xe – – – – _ _ 0,04
Ba – – 64 0,02 – –
Pt – – – 0,001 – –
Th – – – 0,6 – _
U – – – 0,16 0,001 –

bunun ötesinde, yapı romboedriktir. Ara yapı |3, yaygın olarak tanınan yapıdır (kalay kapkacak): bu (3-kalay dövülgendir. a-kalay, yapısı nedeniyle kırılgandır.

Kurşun, metallere özgü tek bir alotropa merkez kübik sahiptir. Zaten, 14. kolonda aşağıya doğru inildikçe, metalik yapıya doğru, giderek daha belirgin bir eğilim görülür: karbon tam bir metalik değil ve silisyum aslında metalik değilse de, kalay ve kurşun, belirgin bir metalik özelliğe sahiptir (bunlar mesela, yine de özel koşullarda, H+,yı H2’ye indirgemek için oldukça indirgendir).

13. kolon elementleri. En önemlisi, değerlik katmanının elektron biçimlenmesi 3s23pl düzeninde olan alüminyumdur. Al3+ iyonu halinde yükseltgenebilir, bu da metalik yapısını gösterir; ama değerlik katmanını, alüminat iyonları, yani alüminyumun oksijenli anyonlarını vererek de tamamlayabilir; burada oksijen atomları, eksik olan elektron çiftlerini sağlar: sodyum hidroksit alüminyuma etki eder ve bu, gerçek bir metalde görülmemesi gereken bir tepkime türüdür. Koşullara göre, metalik bir davranış gösteren alüminyum, demek ki, kimyasal açıdan bakıldığında, bir metaloittir.

Bu arada, fiziksel açıdan, basit madde alüminyumun bir metal olduğu söylenebilir: parlaktır, mükemmel elektrik ve ısı iletkenliğine sahiptir; kristal yapısı da (merkez kübik) metal özelliği taşımaktadır. Görece düşük sıcaklıkta (660 °C) erir.

Alüminyum, taşkürede bolca bulunur (% 7,45); ama onu elde etmek için kullanılan tek cevher boksittir. Basınç altında sodyum hidrokside işlenen (Bayer yöntemi) boksit, çözünür bir sodyum alüminat ve çözünmez ürünler verir. Çözelti süzülür ve bunun içerdiği alümin trihidrat çökeltilir. Söz konusu trihidrat, 1 200 °C’ye ısıtıldığında, elektroliz uygulanacak olan alümine dönüşür; bir eriticinin (kriyolit, Na3AlF6) kullanımı, bunun erime sıcaklığını düşürmeye imkân verir. Alüminyum, katotta toplanır. □
AYRICA BAKINIZ

ib-ansli —► atomlar ve iyonlar [b.ansli —► elektron

[B.ANSLİ —■*- gaz

[b.ansli —► hidrojen [b.ansli —► karbon [b^nslI —► kataliz ve kinetik İB.ansli —► kimya ib-ansli —► lavoisier jb.anslİ —► metaller ve alaşımlar [b.ansli moleküller ib.anslİ —► oksijen ve ozon ib.ansl) —► radyoaktiflik [b.ansli —► tepkime (kimyasal) IB.ANSU —► yükseltgenme-indirgenme

 

ELEMENTLER, BASİT VE BİLEŞİK MADDELER
ELEMENTLER, BASİT VE BİLEŞİK MADDELER

Madde, atom kümelerinden oluşur; atomları oluşturan temel parçacıkların (protonlar, nötronlar, elektronlar) birbirine bağlanış biçimi, atom, iyon, molekül gibi basitten karmaşığa uzanan başka birimlerin var olmasına yol açar. Mendeleyev’in, elementleri ünlü periyodik tablosunda sınıflandırmasına kadar, maddeyi oluşturan bileşenler üzerinde sürdürülen araştırmalar, uzun bir öykü oluşturur.
Doğal kükürt. Volkanik gazlar kükürtçe zengindir: kükürt.

fümerol çıkan bölgelerde süblimleşmiş olarak çökelir.
Dört temel kozmik element (Platon ve Aristoteles tarafından betimlenen toprak, ateş, hava, su) dönüşüme elverişli birtakım niteliklerle bir arada.
İÇİNDEKİLER

MADDENİN DÖNÜŞÜMLERİ ELEMENTLERİN SINIFLANDIRILMASI KİMYASAL BAĞ BASİT VE BİLEŞİK MADDELER
MADDENİN DÖNÜŞÜMLERİ

Antikçağ’m en erken dönemlerinde bile, insan, maddenin bazı bileşenlerim dönüştürebilme ve ayırabilme yeteneğine sahipti. Nitekim, daha MÖ 4000’lerde bakır neredeyse saf halde hazırlanabiliyordu: bir bakır hidroksikarbonatı olan malakit, odun kömürü ateşinde indirgeniyordu. Bakır ve kalay alaşımı olan bronz, MÖ 3000’lere doğru, kasiteritin (Sn02) bir bakır cevheriyle işlenmesi sonucu elde edilmiştir ve bakırınkilerden çok daha yüksek mekanik özellikler gösterir: daha serttir, ayrıca daha kolay erir ve eşya yapımı için kalıplanmaya daha yatkındır. MÖ 2500’lere doğru, bronz yerini yavaş yavaş demire bıraktı; demir cevherleri, odun kömürünün yanmasıyla elde edilen karbon monoksitle indirgeniyordu. Bu arada, demirin eritilmesi (1 535 °C) henüz ger-çekleştirilemiyordu ve arıtma cüruflarından metali doğrudan doğruya ayırmak mümkün değildi. Bu ayırma işlemi, daha sonraları dövme yoluyla gerçekleştirilecekti. Demir ustaları, su verme işlemiyle bronz silahlardan daha sert silahlar ve daha kesici aletler elde ettiler.

Bu dönemde, bakır ve çinko alaşımı olan pirinç de bilmiyordu. Çinko, ancak XVI. yy’da saf metal olarak elde edilmiş olsa da, ilk dökümcüler kalamini (çinko hidrosilikat) erimiş bakırla indirgeyerek, doğrudan doğruya pirinç hazırlamayı biliyordu.

Altının işlenmesi, tüm bu metaller veya alaşımlardan çok daha
önce biliniyordu, çünkü altın doğada katisız hal dolayısıyla çeşitli bileşiklerden ayırıp çıkarma zo

İlk kuramlar

Mevsimlerin ve bitkilerin büyüme çevrimine veya cansız maddenin dönüşümlerinin de çevrir ortaya atıldı. Doğadaki değişimlerin belli bir duı rak belirli bir çevrim sonrasında aynı noktaya söylemek, aslında maddenin korunumu ilkesini mektir. Nitekim, Yunanlı filozof Melissos, MÖ z hemen hemen bu fikri işliyordu: «Var olan, her z; tur ve her zaman da var olacaktır; çünkü yaratılrr önceleri var olamayacaktı. Oysa, bir şeyin, hiçt’ düşünülemez». Elbette o dönemde bu düşünce ti tifti ve herhangi bir sınamadan geçme imkânın Iyonyalı filozoflar, insanın dünyayı yalnız aklıyla ni düşünüyorlardı. Miletoslu Tales’e göre su, her t mel elementiydi (öğesi). Anaksimenes için temel va oynuyordu; Efesli Herakleitos’a göreyse, bu öj lerı çok sayıdan olan alev, doğanın çeşitliliğini sin

Diğer düşünürlere göre, madde dönüşümler sı kökenleri bilinmeyen «atom» yığınlarıydı: bu düş maddelerin ve değersiz maddelerinin var olduğu maddelerin saflaştırma yoluyla değerli hale geti bulunduğunu varsayıyorlardı. Daha sonraları sim> maddeden yola çıkarak değerli madde elde etmel sefe taşı»nı veya «uzun hayat iksiri»ni arayacaklaj lamda ele alındığında bu maddî dönüşüm, arınm; içgüdüler» âleminden erdem alemine geçişi ifade ı

Dört element

Agrigentolu Empedokles, MÖ 450 dolaylarında runumu ilkesini, kendisini çevreleyen dünyanın sü le bağdaştırmaya kalkıştı; dört öğeyi, maddenin bil kabul etti: hava, toprak, ateş ve su. Platon, elemem dırdığı bu bileşenlere, biri erkek veya aktif, diğeri iki biçim verdi.

Daha sonraları, beşinci bir element eklendi: düny eter olarak adlandırılan beşinci temel madde veya öz. mını kabul etmeyen Aristoteles, Platon’un dört ele du: bunlar, karışım ve dönüşümleriyle, bizi çevreley leri ve varlıkları oluşturuyordu. Bu elementlerin he şma bulunabilir ve evrende belli bir yer kaplar; bun yularımızla algılanabilir özelliklere de sahiptir: ateş su nemli ve soğuk, hava sıcak ve nemli, toprak soğı
ARİSTOTELES’E GÖRE DÖRT ÖĞENİN DÖNÜŞÜMÜ
sıcak + kuru
soğuk + kuru
Toprak-
-►Hava
Su
soğuk + neı
PLATON’UN DÖRT ELEMENTİ
Erkek biçim: aktif Dişi bil
(sıcak ve soğuk) (kuru ^
hava rüzgar sakiı
toprak kayalar ekili toprai
ateş alev lî
su sel, azgın deniz göl. su l
jmyada gözlemin ortaya çıkışı

.inanlılardan kalma bu madde kavrayışı, ortaçağ boyunca geçer-ni korudu; Antikçağ’dan beri astronomlarca uygulanan bilimsel em yöntemi, kimya dünyasına ancak XVI. yy’da girebildi, eşiş Roger Bacon, XIII. yy’da dönemin bilginlerine gözlem :emini uygulamalarını önererek, Aristotelesçi dünya modelini :etmeye başladı. Onu üç yüzyıl sonra, sadece otoritenin savla-güvenmeyi reddeden ve kimya ve tıptaki deney verilerine de-.’eren Paracelsus ve Van Helmont izledi. Aynı dönemde Francis m, tümevarıma ve deneysel bir yöntemin ilkelerini yayımladı. I. yy’da Robert Böyle, eski bilginlerin element kavramını artık 4İ etmiyordu; çünkü onların gerçekliği hiçbir maddî kamda is-mamamıştı: «Yalnız deney belirleyicidir, kanıdanmamış savsa ■>. İşte ancak bu düşünce kabul edilip dogmatik öğreti reddedilen sonra kimya olağanüstü ilerlemeler gösterdi.

[imyanın doğuşu

Dyie. basit maddeler ile bileşik maddeler arasında ayrım ya-ırdu; bileşik maddeler çeşitli basit maddelerden oluşuyordu it madde ile element arasındaki ayrım henüz yapılmamıştı). İtin, gümüş ve kükürdün yanı sıra, karbon, bakır, kalay, de-cıva, kurşun gibi beş on element daha Antikçağ’ın ilk dönem-ıden beri tanınıyordu, ama bunlar basit madde olarak kabul niyordu. Arsenik ancak 1250 dolayında, fosforsa 1669’da bulu; Boyle’dan önce sadece on dört basit madde biliniyordu, unanlı filozoflarca ileri sürülen ve Pierre Gassendi tarafından den ele alınarak yaygınlaştırılan ve Robert Böyle tarafından ınulan atom kuramına göre, atomlar üzerlerindeki girinti ve ıtılarla birbirine bağlıydı: mesela, asitlerin dili acıtmasının ne-sivri uçlara sahip olmalarından kaynaklanıyordu; o halde, eri nötralize eden bazların da, asitlerin sivri uçlarının girece-diklere sahip olması gerekiyordu.

erçekimi ilkesinin mucidi İsaac Newton, bu ilişkinin, atomla-

; moleküllere uygulanabileceğini ileri sürdü.

örünüşte, modern bir kimyanın gelişmesi için her şey yerli

Kimyanın kökenleri, Mısır ve İskenderiye Batınîliğinde yatar.

ir kökenli (MÖ 2400 ‘e doğru) Entemena vazosu, gümüş ve kurşun nndan yapılmıştır; kaide bölümü bakırdandır.
yerindeydi, ama yanma olayım anlamak için gerçekleştirilen deneylerde, hâlâ oksijenin bilinmemesinden kaynaklanan durumlarla karşılaşılıyordu; bu nedenle, artık terk edilmekte olan düşünce tarzına dayalı bir kuram ortaya atıldı: flojistik kuramı, yani tüm yanıcı maddelerin özünde bulunduğu varsayılan bir akışkanla açıklanan bir kuram.

Hava artık bir element değil

Joseph Priestley 1774’te, flojistik hava (günümüzde azot deniyor) karşıtı olarak, flojistik olmayan hava adını verdiği elementi buldu; ama ona göre bunların her ikisi de havaydı. 1772’de Antoine Lau-rent de Lavoisier, Aristoteles’in elementlerinden biri olan havanın, yanma tepkimelerindeki rolü üzerinde gerçekleştirdiği deneylerinin sonuçlarını Paris Bilimler Akademesi’ne sundu: hava ve bir metal madde kapalı bir kaba yerleştirilip de yakıldığında yanmadan sonra hiçbir ağırlık değişimi olmadığını, ama hava miktarımn azaldığını ve metalin ağırlığının arttığını fark etmişti. Havadan eksilip yok olan gazın, Priestley’in flojistik olmayan havasından başka bir şey olmadığını anlamıştı. Lavoisier, 1776’da, cıvayı kavurdu ve fikirlerinin doğruluğunu kanıtladı: oksijen bulunmuştu.

Oksijen ve azot içeren hava, demek ki bir element değildi. O andan itibaren, Antikçağ’m dört elementinin terk edilmesi ve «element» kelimesine yeni bir tanımın verilmesi kaçınılmaz oldu. Lavoisier, analizin son evresinde ulaşılan, dolayısıyla artık ayrış-tırılamayan maddeleri, temel maddeler olarak kabul etti. Daha sonra, suyun basit bir element değil, bir oksijen ve hidrojen bileşimi olduğunu gösterdi. Berthollet, Fourcroy ve Guyton de Mor-veau’yla birlikte, kimyasal maddeleri belirtmek için bir terimler
dizini yazdı; burada terminoloji, bileşime giren elemenrierin adlarından yola çıkılarak oluşturulmuştu.

Lavoisier öldüğünde, artık 24 basit madde biliniyordu. 1869’da Mendeleyev tablosunun yayımlanması sırasında, 69 maddenin dökümü yapılmıştı, bu sayı 1899’da 80’e ulaştı; günümüzde, 109 doğal veya yapay element ayrılarak elde edilmiştir.

Kimyacıların listesine giren maddelerin artık simgelerle gösterilmesi zorunluluğu doğmuştu: önce 1803’te ilk olarak Dalton, her element için bir simge ve bir bağıl atom kütlesi tanımladı. 1811’deyse Avogadro, suyu ünlü H20 formülüyle gösterdi. Oksijenin (8 veya 16), karbonun (6 veya 12), azotun (7 veya 14) bağıl atom kütleleri, ancak 1858’de Cannizzaro tarafından belirlenmiş olsa da, 1833’te Gaudin, atom ve molekül kavramlarının, hemen hemen günümüzde kullanılanlara özdeş, kesin tanımlarını verdi.
*■8
antimon Ot-
gunruı$ •
cn/a ■■hSI
areenSt 8
bakır ftll 40 >|
&u kalay N|
altın O
kurşun
«ukurt **i>
toprak <11

Simyacılar taralından kullanılan birkaç simge. Simya, cisimlerin biricik ana maddesini ararken, kimyasal analizin bazı yöntemlerinin de ana hatlarını belirlemiş oldu.
ELEMENTLERİN

ADLANDIRILMASI

Her element, bir simge ve bir sıra numarası, yani atom numarasıyla (simgesi Z) ifade edilir. Birinci elementin simgesi H ve atom numarası Z=l’dir. Buna hidrojen adı verilir. İkincinin simgesi He ve atom numarası Z=2’dir. Buna helyum adı verilir. Ve bu adlandırma ve sıra numarası verme biçimi, bu şekilde devam eder.

Elementlerin adlarının çok değişik kökenleri vardır: çok eski zamanlardan beri kullanılmakta olan bazıları için bilinmeyen bu köken, diğerleri için, elementin bulunma koşullarına veya özelliklerine bağlıdır. Hidrojen, adım, su oluşturmasına (oksijenle birleşme yoluyla), fosfor ışık vermesine, klor sarımsı yeşil rengine borçludur: her üç ad da, Yunanca kökler üzerine kurulmuştur. Kimyacılar, Latince kökenli kelimelerden yola çıkarak da birtakım adlar oluşturmuştur: rubidyum «kırmızı» anlamına gelir; iridyum adı, asitler içinde çözündürülmesiyle elde edilen renklerin çeşitliliğinden esinlenerek verilmiştir.

Helyum, güneş ışığının tayfında bulunmuştur: adı, güneş anlamına gelen Yunanca kelimeden alınmıştır. Hafniyum, 19237te, Coster ve He-vesy tarafından aynı şekilde adlandırılmıştır: Hafniya’dan (Kopenhag’ın Latince eski adı) gelen bu ad, söz konusu elementin bulunuşunu izleyen uzun kararsızlıklardan kaynaklanan çok çeşitli adlandırmalardan sonra (1845’te noryum, 1869’da jargon-yum, 19irde nigriyum, sonra selti-yum) kesin olarak benimsenmiştir. Nitekim Renyum (Ren Nehri’nden), 1925’te Nernst laboratuvarında çalışan üç Alman tarafından adlandırılmıştır. 1830’da, Nils Sefström, bulduğu bir elemente, İskandinav Aşk Tanrıçası Vanadis’ten esinlenerek vanadyum adım verdi. Daha yakın geçmişte, 101, 102 ve 103 atom numaralı elementlere, sırasıyla mendelevyum, nobelyum ve lavrensiyum adları verildi: bunların kökeniyse apaçık ortadadır. Uluslararası bilim camiası, 104 atom numaralı elementten itibaren, her elemente, aşağıdaki tabloya uygun olarak, «-iyum» sonekiyle birlikte, söz konusu elementin atom numarasının üç rakamını belirten üç Latince kelimenin kökleri üzerine kurulu sistematik bir ad ve ilgili üç kökün başharfleriy-le oluşturulmuş bir simge vermeyi kararlaştırdı. Mesela:

104 unnilkadyum Unq (Ruslar buna kurçatovyum, Amerikalılar ruterfordiyıım adını vermişlerdir.)

105 unnilpentiyum Unp (Amerikalılar buna hahniyutn, Ruslar nielsbohryum adını vermişlerdir.)

114 ununkadyum Uuq 200 binilniliyum Bnn.

Bu sistematik adlar, ilgili elementlerin bulunmasından ve mucitleriyle bilimsel camia arrsın-daki uzlaşmadan sonra, daha az anonim adlarla değiştirilebilecektir.
ELEMENTLERİN SINIFLANDIRILMASI

XIX. yy’m başlarından itibaren, bazı maddeler arasında benzerlikler gözlemleniyordu; J. Döbereiner, 1829’da, üçlü adım verdiği üç basit maddeden oluşan ailelerin bulunduğuna dikkat çekti: Ca, Sr, Ba; Li, Na, K; S, Se, Te; Cl, Br; İ. 1850 dolayında, kimyacılar bu tip yirmi kadar üçlü saptamıştı. Bu arada, daha önemli başka gruplanmalar da gözlemlenmişti: 1830’da Jean-Baptiste Dumas, «metaloider» için, doğal aileler halinde bir sınıflandırma önerdi: Cl, Br, İ; O, S, Se, vb. Thenard ise metalleri, hava ve su karşısındaki davranışlarına bağlı olarak sınıflandırdı.

1862’de Beguyerde Chancourtois, elementleri, Cannizzaro sayesinde nihayet doğru değerleri elde edilmiş olan bağıl atom kütlelerine dayalı bir sınıflandırmaya tabi tuttu: tellür vidası denen bu sınıflandırma sarmal bir biçimdeydi ve birbirine benzer elementler, aynı doğurucu parça üzerinde yer alacak biçimde bir silindir yerleştirilmişti.

1865’te, kimyacı ve amatör müzisyen Nevvlands, adı gülümsememeye neden olan ve benimsenmeyen, oktavlar yasası adıyla bir sınıflandırma önerdi. W. Odling (1864), elementleri artan bağıl atom kütlelerine göre ve ilk defa on sekiz kalon halinde (A ve B alt grupları oluşturarak) periyodik olarak sınıflandırdı. Bir ara Paris’te, kendisini derinden etkileyen, atomculuk okulunun tanınmış önderi Charles Adolphe Wurtz’un laboratuvarında çalışmış olan Rus kimyacı Dmitri İvanoviç Mendeleyev, 1869’da. Sen Pe-tersburg’da Rus Kimya Derneği’ne Almanca Über die Beziehun-gen der Eigenschaften der Elemente adı altında sunduğu «Elementlerin Özellikleriyle Atom Ağırlıkları Arasındaki İlişki»yi gösteren ünlü sınıflandırmasını yayımladı. Bu sınıflandırma (kolonlar ve satırlar, günümüzdeki biçimine göre ters yerlerdeydi), kısa sürede kimyacıların onayım aldı; çünkü bilinen 69 elementi sınıflandırıyor ve yeni elementlerin araştırılması için kılavuz görevi yapıyordu: Mendeleyev, tümdengelim yöntemine dayalı olarak tablosunda, ileride bulunacak elementler için boş yerler bırakmıştı: 1875’te, Lecoq de Boisbaudran bir element buldu ve buna galyum adım verdi. (Latince gallia, «horoz» demektir).

1913’e kadar elemender artan atom küdesi sırasına göre sınıflandırılıyordu; ama Mendeleyev, çok daha sonraları izotopluk olarak anılacak olan olaydan kaynaklanan bazı güçlükleri fark etmişti. Kimyacı Kasimir Fajans, başka bir değişken aradı ve H. Moseley’in atom türlerinin X ışını tayfları üzerindeki çalışmaları sayesinde, elementlerin çekirdeklerindeki Z pozitif yük sayısına (daha sonraları atom numarası adını aldı) göre sınıflandırılmasına geçildi.

Günümüzde, Uluslararası Saf Kimya Örgütü (IUPAC) tarafından önerilen ve evrensel olarak kullanılan sınıflandırmada, her biri bir elementler grubuna tekabül eden on sekiz kolon vardır. On sekizinci grup, soy gazlar grubudur (cansız gaz adı terk edilmiştir; çünkü artık bunların bileşiklerini, mesela flüorürlerini veya oksitlerini hazırlamak mümkündür: dolayısıyla cansız değillerdir).

Elementler ve atomları

Elemender, atomlarındaki elektronların yerleşimine bağlı olarak dört kategoride toplanabilir.

Son veya son iki elektron (en yüksek enerjiye sahip, en dış elektronlar), bir s altkatmamnda (belli bir n katmanının birinci alt-katmanı) bulunduğunda, bir s elementi söz konusudur. Hidrojen (birinci katmanın s hanesinde bir elektron yer alır ve; bu İs1 biçiminde yazılır; baştaki 1, katmanın numarası ve üs konumundaki 1 ise s altkatmam içindeki elektron sayısıdır) ve helyum (İs2) bir yana bırakılırsa, bu durum ns1 elemenderi (lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum ve fransiyum (alkali elementler) ve ns2 elemenderi (berilyum, magnezyum, kalsiyum, stronsiyum, baryum ve radyum) için geçerlidir; bunların arasından kalsiyum, stronsiyum ve baryuma, toprak alkali elementler adı verilir (kimya tarihine saygı için IUPAC’m tavsiyesi). Dolayısıyla, aynî türden elementlerin toplandığı bir kolon aranacaksa, bu ikinci kolondur; çünkü bu kolonun elementleri bir grup oluşturur. P elementleri, /? enerji altkatmam içinde, 1 ila 6 arasında elektron içerir. Dolayısıyla bunların hepsi, 13. ve 18. kolonlar arasında yer alan elementlerdir. Kolon 18 soy gazlar’ı, kolon 17 halojenle/i kapsar; kolon 16 elementlerine bazen kalkojenler, adı verilir. 3. ve 12. kolonların arasındakiler, bazen d elementleri (3d, Ad, 5d) de denen geçiş elemenderini (1 ila 10 arasında d elektronu), lantanitleri (dolmakta olan Af altkatmanları) ve aktinitleri (dolmakta olan 5 f altkatmanları) kapsar.
Pedagojik çanta. Periyodik sınıflandırma tablosunda yer alan 109 element, bunlann hiç değilse radyoaktif olmayanlan, bu çantanın içinde bir araya getirilebilmiştir.
Grup
IA
•| 1,00794

1.-1

h h 2:

1 S1

Hidrojen
3 6,941

1

Ü0.98 1,55 (He)1s22s1

Lityum
11
22,989768

1
mk Na!£

(Ne)3s1

Sodyum
19 39,0983 1

K0.82 2,35

<Ar)4s1

Potasyum
37 85,4678

mk Rb îİ

(Kr)5 s1

Rupidyum
55 132,90543 1

p -fc 0,79

mk V/5 2,67 (Xe)6s1

Sezyum
87
(223)

1

0,7
mk Fr

(Rn^s1

Fransiyum
ELER
IIA
4 9,012182

h Be Û

(He)1s22s2

Berilyum
12 24,3050

h Mg\î

(Ne)3s2

Magnezyum
20 4Q-078 2

myk Ca 1,97 (Ar )4s2

Kalsiyum
38 87’62 2

0,95

myk Ol 2,15 (Kr)5s2

Stronsiyum
56 137,327

mk Ba°S

(Xe)6s2

Baryum
88
226,0254 2 0,9
Ra

(Rn)7s2

Radyum
Kristal yapılan tanımlar kullanılan simgeler

mk merkez kübik myk merkez yüzlü kübil h heksagonal k kübik r romboedrik o ortorombik t tetraedrik e elmas(myk‘den tür
İHA
21 44,955910 3

0#% 1,36 h OC 1,62

(Ar)3cP4s*

Skandiyum
39 88,90585 3

Y1,22 1,78 (Kr)4c/15s2

İtriyum
57 138,9055“

3

h L.3 1,87 (Xe)5d’6s2

Lantan

227,0480 3

AC 1,88

(Rn)6d17ss

Aktinyum
89
IVA
22 « h Ti!

(Ar)3 dHs‘

Titan
40 91-

h Zrî

(Kr)4c/25ss

Zirkonyu
72 17e

h Hf,

(Xe)4/145d26

Hafniyur
104
(2<
Unq

(Rn)5/146d27;

Unnilkadyu

58 140’115 59 140,907
3,4
– i. Û) o * >. E h Pr,
(Xe)4P5d°6s2 (Xe)4f35d°6s
6 Seryum Praseodinyu

90 /asesi*

mykTh 1,8i (Rn)6d27s2

Toryum
. Pa

{Rn)5

Protaktlnyuı
LİRİN PERİYODİK TABLOSU
Grup
tom numarasi-
Elementin kristal yapı sr
Adi-
24 51,9961-
6,5,4,3,2′
1,66 mk Orj.so
(Ar)3c/54s1^
Krom

.g. mol’1 olarak molar atom kütlesi Yükseltgenme dereceleri Pauling elektronegatifliği . A olarak atom yarıçapı (1Â= 10~10 m) Simgesi

Elektron

biçimlenmesi
VIIA
VIII
8
9
10
IB
11
I IB
12
IIIB
13
5 : 10,811 3.

B2.04 v 0,98 (He)1a*Es*2p’

Bor
13 26,981539

myk Al

(Ne)3s23p1

Alüminyum
IVB
14
6 12,01i ±4,2

C 2,-55 : 0,91

{He)1ss2s22pz

Karbon
14 28,0855 • ±4,2

Öl 1,8°* e Ol 1.32

{Ns}3s23p2

Silisyum
VB
15
7 14,00674 ±3,5,4 ±2,1

N 3,Ö4 0,92 (He)1s22s22p

Azot
15 30,973762 ±3,5,4

, O 2,19

k r 1,28 (Nejsa*3ps Fosfor
VIB
16
8
İS,9994

•V. -2. 3,44
k O

(He)1s22s22p:

Oksijen
16 : 32,066-±2,3,4,6-

S 2i58 v: j1£7 : (Ne)3s23p4

Kükürt
VI IB
17
9 18,9984032

P 3’m

(He)1s22s22p5

Flüor
■J7 35,4527 “İİ ,4,5,6,7

, Cl3,6

‘|Wî3s:2Şf

Klor
18
He

1s!

Helyum
10 mykN©

(He)1s22s22p-

Neon
39,345
18

myk Af

(Ne)3s23p6

Argon
OK. 54,93805 7,6,5,4,3,2

k Mnlfs

(Ar)3d54s2

Manganez
26 55,847

2,3

Ca 1’83 mk “© ı,26

(Ar)3d64s2

Demir
27
56,93320 2,3 1,88

ÜO 1,25 (Ar)3£/74s2

Kobalt
28 58,6934

myk Nİ |

(Ar)3d84s2

Nikel
29
63,546 2,1

mykCtl 1,28 (Ar)3d104s1

Bakır
30 65-39 2

-7__ 1,65 h LX\ 1,38 (Ar}3of104s2

Çinko
3 1 69,723

o Gali

(Ar)3d1°4s24pI

Galyum
32
72,61

e Gel

(Âr)3tf”4s?4p*

Germanyum
33 74;92159 ‘ .v,’ ±3,5

r AS S

(Ar)3#°4sa4^

Arsenik
34 – 78,96 -2,4,6

Cö 2,55 h 38,1,40

(Ar)3rf1fl4sî4p^

Selenyum
35 ,•79.9M

;’1; ±1*4,5

o Br”9!

Brom
36

myk Kf

(Ar)3tf104s24ps

Kripton
43 <98>

7,6,4

Tr 19

IV/ 1,36 (Kr)4d65s1

Teknesyum
44 101,07 2,3,4,5,6,7,8,1

h Ru,S

(Kr)4d75s1

Rutenyum
45 102,90550

mykRhS

(Kr)4da5s’

Rodyum
40 106,42

mykPdS

(Kr)4d10

Palladyum
47 107,8682 ,2,3

mykAÇJ 1,44

(Kr)4d’°5s’

Gümüş
48 112,411

h ceH

(K r)4d‘

Kadmiyum
1,54

5s2
49 114,818 3

|„ 1,78 t İli 1.66 (Kr)4tf105s25p1

İndiyum
50 118,710 4,2

o „ 1,96

t on 1,62

{Kr)4d1ö5s25p2

Kalay
51 121,757 ±3,5 2,05

r OD 1.59

(Kr)4d105s25p3

Antimon
52 127,60 -2j4,6

t

(Kr)4ö1ö5s25pa

Tellür
53 ; ; 126,90447 ±1,4,5,7

12,m –

İyot
54 131,29

myk X© –

(Kr)4of105s25ps

Ksenon
75 186,207 7,6,5,4,3,2,±1

h Re ?£

(Xe)4f 45ds6s2

Renyum
76 190,23

2,3,4,5,6,8

h 0S135

(Xe)4f45d66s2

Osmiyum
77 192,22

2,3,4,6 İV 2,20

myk il 1,36 (Xe)4j’u5d76S2

İridyum
78 195,08

myk Pt S

(Xe)4f145tf96s1

Platin
79 196,96654

3,1

mykAU ı’,46 (Xe)4/145d,06s1

Altın
80
200,59

r Hg ,5

(Xe)4r45c/106s2

Cıva
8 1 204,3833 3,1

Tl 2-04

h I I 1,71 (Xe)4f145d106s26p1

Talyum
82 207-2 mykPbS

(Xe)4/145d,06s26p2

Kurşun
83 208,98037 3,5

m 2,02 1,70

(Xe)4f45tf,06s26p3

Bizmut
84 <209>

Po ıS

(Xe)4f,45d1û6s26p4

Polonyum
85 *£$ At ”

Astat
86
(222;
mykRfl –

(Xe)4f,45d’t6s26pt

Radon
107
(262)
Uns

(Rn)5P46d57s2

Unnilseptiyum
108

Uno

(Rn)5f146ofe7s2

Unniloktiyum
109

Une

(Rn)5/,46c(77s2

Unnilenniyum
basit metaller geçiş elementleri
ametaller

nadir toprak elementleri soy gazlar
■5)

3
Tl
LANTANİTLER
150.36

3.2

’.2
62

r Srrv*.

{Xe}4f65d°6sa

Samaryum
63 151-95

3.2

mk Eu 1,99

(Xe)4P5d“6s8

Avrupyum
64 157,25

h Gd 1.79 (Xe)4A75c/,6s2

Gadolinyum
65 158,92534

h Tb 3

(Xe)4/B5d06s*

Terbiyum
66 îb2-*50 3

h Dy 180

(Xe)4/105d°6sa

Disprosyum
67 16-*, 93032

h Ho l

(Xe)4r>5<*°6s*

Holmiyum
68 ,e7z6 h Eri

(Xe)4^25tf<‘6sî!

Erbiyum
69 1 68 03421 3

h Tm^

(Xe)4/’35d«6s2

Tulyum
70
173,04

■32
mykYb

iXhW *sd ts-

İterbiyum
71 3

» Lu

iXeı4f‘50 6s-

Lutesyum
AKTİNİTLER
94 95 96 97 ■i’*” 98 <251) 99 1252′ 100 -25’1 101 102 103 ,JE0′
6,5.4.3 6,5,4,3 3 4 3 3
PU 15? Arriı Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
(Rn)5^6d°7sa (Rn)5/76tf°7sa (Rn)5 F&d’ls* (Rn)5f»6d<W (Rn)5r»6d»7s! (Rn)Sf’ 6tf 7s’ (Rn)5/‘26<r»7sî (Rn)5/’96d°7s8 (Rn)5/’*6e/07s2 iRntS/ *6d 7s*
Plütonyum Amerikyum Kürlyum Berkelyum Kaliforniyum Aynştaynyum Fermiyum Mendelevyum Nobelyum Lavrensiyum

Blementlerin sınıflandırılma tablosunda, aynı yatay satır üze-de (bir periyot boyunca) sağa doğru gidildiğinde atomların çev-indeki elektronların sayısı, birinden diğerine geçerken bir bi-ı artar: böylece, atomun yarıçapının, her periyot boyunca dü-ıli olarak arttığı düşünülür. Aynı şekilde, bir grup boyunca dü-‘ olarak inildiğinde, her atom, öncekinden bir fazla elektron manına sahiptir: bu durumda da, atomun yarıçapı, aşağıya >ru inildikçe artar.

5ir atomun £„ elektron ilgisi bir elektronun yalıtılmış bir atom îfından kapılmasına eşlik eden, işaret değiştirmiş enerji değişilir: X(g) + e~ (g) = >f (g). Buna göre, atom ne kadar küçükse, <tron ilgisi o kadar büyük ve anyonun elde edilmesi o kadar aydır; başka bir deyişle, X atomu, ne kadar küçükse o kadar ;seltgendir.

)iğer yandan, yalıtılmış bir atomdan bir elektron koparmak ı gerekli enerji veya ilk iyonlaşma enerjisi Ei, şu tepkimeye te-ıül eder: B(g) = B~ (g) + e~ (g); söz konusu enerji, bu tepkime-enerji değişimine eşittir.
Dolayısıyla belli bir grupta bir element ne kadar aşağıdaysa, ondan elektron koparılması o kadar kolaydır, çünkü dış elektronlar, burada enerji ölçeğinde daha yukarılarda yer alır. Başka bir deyişle, B atomu, atom numarası ne kadar büyükse, o kadar kolay yükseltgenir, o kadar fazla indirgendir.

Mol atom kütleleri

Atomlar, birer kavram olan elementlerin tersine, maddî parçacıklar olduğundan, kütleleri ölçülebilir. Kimyacılar, çok fazla sayıda atom içeren, gram, kilogram hatta ton ölçeğinde kütle taşıyan madde miktarıyla çalışırlar. Bu açıdan kimyada madde miktarı denen bir büyüklük tanımlanmıştır; bu büyüklük, ilgili maddeye özgü temel öğelerin sayısıyla orantılıdır ve aynı zamanda, uzunluk veya zaman gibi, bir birim sistemini tanımlamak için başvurulan yedi temel fiziksel nicelikten biridir; bu büyüklüğün birimi olarak seçilen mol’ün değeri, kullanılan maddenin niceliği ölçeğindedir.
Elementlerin periyodik sınıflandırma tablosu. Hanelerin ortasındaki simge, elementin simgesi, üst soldaki sayı atom numarasıdır. Üst sağda, doğal atomun ortalama mol kütlesi (yani, doğadaki oranlanna uyarak, çeşitli doğal izotopların mol atom kütlelerinin ağırlıklı ortalaması) bulunmaktadır. Elementin simgesinin solunda, eğer element katıysa, o maddenin yapısı kısaltma olarak verilmiştir.

İRİM PERİYODİK TABLOSU
m numarasi-

Elementirı kristal yapısr

Adi-
24 51,9961 6,5,4,3,2 Au 1,66

mk vr ı,3o (Ar)3cf54sl

— Krom
. g. mol~1 olarak molar atom kütlesi . Yükseltgenme dereceleri . Pauling elektronegatifimi . Â olarak atom yançapı (1Â= 10~w m) Simgesi

Elektron

biçimlenmesi
VIIA
7
VIII
8
9
10
IB
11
IIB
12
I IIB
13
R 10,811.

3

B2.04 0,98

(Me)1Ss2s22p1

Bor
*13 26,981539

myk Al ÎS

(Ne)3s23p1

Alüminyum
IVB
14
6 12,011 ±4,2

G2.55 Q,91

(He)1s22s22p2

Karbon
■J4 : 28,0855 ±4.2

Ol 1,90 e Ol ii32

(Ne)3s23ps

Silisyum
VB
15
7 14,00674 ±3,5,4 £2,1

N 3.Ö4 0,92

(He)1s22s22p3

Azot
•f5 30,973762 ±3,5,4

k P

(Ne!3s‘3p<

Fosfor
VIB
16
g 15,9994

k o **

(Hs)1ss2s22p4

Oksijen
■| Q 32,066 ±2,3,4,6

S 2,58 1,27 (Ne)3s23p4

Kükürt
VI IB
17
0 18,9984032

p ;■» (He)ts22ş22ps

Flüor
•J7 • 35,4527 ±1,4,S,6,?

t Cl 3,1î

, iNe)3s!3p»

Klor
Grup
18
2 4,002602

h He :

1 s2

Helyum
*10 20,1797 0

mykN© –

(He)1s22s22p6

Neon
■J 8 39,948 0

myk Af I

(Ne)3s23p6

Argon
25 54,93805 7,6,5,4,3.2

k Mn l S

(Ar)3d54s2

Manganez
2g 55,847

2,3

Ca 1,83 mk f“© 1,26

(Ar)3d64s2

Demir
27 56,93320 2,3

/■%_ 1,88 h UO25 (Ar)3d74s2

Kobalt
28 58,6934

myk Nİ ÎS

(Ar)3d84s2

Nikel
63,546

2,1
29
p. , 1,90

mykvU 1,28 (Ar)3d,04s1

Bakır
30 65-39

2

1,65

h £X\ 1,38 (Ar)3d104s2

Çinko
31
69,723

o Gali

(Ar)3d104s24p’

Galyum
72,61

4,2

2,0
32

e G© 1.37

(Ar)3^»4s?4p2

Germanyum
33
74,92159 ±3,5,

r AS;îf

(Ar)3cPUmp3

Arsenik
34 78,96

-2,4,6 Qa 2,55

h Oü 1,40

(Ar)3di°4s24p^

Selenyum
35
79,904

±1,4,5

2,
0 Br –

Brom
36 83’80 0

myk Kr –

(Ar)3tf104s24p6

Kripton
43 (98> 7,6,4

T- 19

IC 1,36 (Kr)4d65s;

Teknesyum
44 101,07

2,3,4,5,67,8,1

h Ru,£

(Kr)4d75s1

Rutenyum
45 102,90550

mykRhS

(Kr)4d85s1

Rodyum
46 106,42

mykPd S

(Kr)4d10

Palladyum
47 107,8682 ,2,3

myk AÇJ 1^44

(Kr)4d105s1

Gümüş
48 112,411 2

^ J 1,69

h ou 1,54

(Kr)4d105s2

Kadmiyum
49 114,818

t İn 1İ

(Kr)4d,05s25p1

İndiyum
50 118’710 4,2

O,» 1,96

t On 1.62 (Kr)4d105s25p2

Kalay
51 121’757 ±3,5 AL 2.05

r OD 1,59

(Kr)4d105s25p3

Antimon
52 r 127,60 -2,4,6

t: Te,S

(Kr)4d105s25p4

Tellür
53
126,90447 ±1,4,5,7 2,66
o l

{kf)4tf105s!Sç*

İyot
54 131,29

0

mykX© –

(Kr)4d105s25p6

Ksenon
75 186,207 7,6,5,4,3,2,±1

h Re $

(Xe)4/145d56s2

Renyum
76 190,23 2,3,4,5,6,8

h Os 225

(Xe)4/145d66s2

Osmiyum
77 192,22

2,3,4,6 İp 2,20 myk il 1,36 (Xe)4f”*5d76s2

İridyum

109

üne

(Rn)5f146d77s2

Unnilenniyum
78 195,08

myk pt S

(Xe)4/t45d96s1

Platin
79 196,96654 3,1

mykAU 1,46

(Xe)4/,45<yıo6s1

Altın
80
200,59

r HgS

(Xe)4f145d,06s2

Cıva
3*| 204,3833 3,1

XI 2-04

h I I 1,71 (Xe)4/145d,06s26p1

Talyum
82 207’2

mykPb ıİ75

(Xe)4f,45d106s26p2

Kurşun
83 208,98037 3,5

n; 2,02 r Dİ 1,70 (X0)4f,45d1o6s26p3

Bizmut
84
(209)

2.4

2,0
85
Po 1,76

(Xeî4f,45dl06s!!6p4

Polonyum
(210) ±1,3,5,7 -£,2
86
(222)

0
At

!Xe)4T*W>es!6f>s

Astat
mykRn

(Xe)4f‘5d1»6s!6p«

Radon
107
(262)
Uns

(Rn)5f*6d57s2

Unnitseptiyum
108

Uno

(Rn)5f146d67s*

Unniloktiyum
basit metaller geçiş elementleri
ametaller

nadir toprak elementleri soy gazlar
LANTANİTLER
62 150,36 3,2 r Sm/sî (Xe)4f65d°6s2 Samaryum 63 151*95 3,2 mk Eli 1,99 (Xe)4f75c#°6sa Avrupyum 64 157.25 h Gdİ (X0)4r5d’6s2 Gadolinyum 65 158,92534 h Tb,’i (Xe)4/fl5d°6s2 Terbiyum 66 ‘«*■» 3 h Dyim Disprosyum 67 184,93033 h Hoİ (X8)4f5rf»6 Holmiyum 68 ,sr?f’ h Er (Xa)4/’25d06s2 Erbiyum 69 168.93421 h Tmi (Xs)4/’s5rf»6$i! Tulyum 70 1/3 04 3 2 mykYb ı,9« (X«ı4i*5o;bsr İterbiyum 7-j 174,967 h . Lu i <Xe)4/’*5d>6s* Lutesyum

AKTİNİTLER
94 (244) 6,5,4.3 PU (RniSPöd0? sa Plütonyum 95 Am’] (Rn)5r$d°7sa Amerikyum 96 124» 3 Cm (Rn)5P6d17s2 Küriyum 97 &7,> Bk (Rn)5fs6ef°7s= Berkelyum 98 12511 3 Cf (Rn)5flQ6cf°7s2 Kaliforniyum 99 Es (fin)5f”W“7s* Aynştaynyum 100 «w Fm (Rn)5r*6d°7s2 Fermiyum 101 ıa»! Md <Rn)5f’»6dW Mendelevyum 102 12591 No (ftn)5r«6d°7sa Nobelyum 103 (“t» Lr Lavrensiyum

lementlerin sınıflandırılma tablosunda, aynı yatay satır üze-e (bir periyot boyunca) sağa doğru gidildiğinde atomların çevrideki elektronların sayısı, birinden diğerine geçerken bir bi-artar: böylece, atomun yarıçapının, her periyot boyunca dü-li olarak arttığı düşünülür. Aynı şekilde, bir grup boyunca dü-olarak inildiğinde, her atom, öncekinden bir fazla elektron nanına sahiptir: bu durumda da, atomun yarıçapı, aşağıya ru inildikçe artar.

ir atomun Eeıl elektron ilgisi bir elektronun yalıtılmış bir atom fından kapılmasına eşlik eden, işaret değiştirmiş enerji değişi-ir: X(g) + e“ (g) = X (g). Buna göre, atom ne kadar küçükse, tron ilgisi o kadar büyük ve anyonun elde edilmesi o kadar ydır; başka bir deyişle, X atomu, ne kadar küçükse o kadar seltgendir.

‘iğer yandan, yalıtılmış bir atomdan bir elektron koparmak gerekli enerji veya ilk iyonlaşma enerjisi Ei, şu tepkimeye teli eder: B(g) = B+ (g) + e~ (g); söz konusu enerji, bu tepkime-enerji değişimine eşittir.
Dolayısıyla belli bir grupta bir element ne kadar aşağıdaysa, ondan elektron kopanlması o kadar kolaydır, çünkü dış elektronlar, burada enerji ölçeğinde daha yukarılarda yer alır. Başka bir deyişle, B atomu, atom numarası ne kadar büyükse, o kadar kolay yükseltgenir, o kadar fazla indirgendir.

Mol atom kütleleri

Atomlar, birer kavram olan elementlerin tersine, maddî parçacıklar olduğundan, kütleleri ölçülebilir. Kimyacılar, çok fazla sayıda atom içeren, gram, kilogram hatta ton ölçeğinde kütle taşıyan madde miktarıyla çalışırlar. Bu açıdan kimyada madde miktarı denen bir büyüklük tanımlanmıştır; bu büyüklük, ilgili maddeye özgü temel öğelerin sayısıyla orantılıdır ve aynı zamanda, uzunluk veya zaman gibi, bir birim sistemini tanımlamak için başvurulan yedi temel fiziksel nicelikten biridir; bu büyüklüğün birimi olarak seçilen mol’ün değeri, kullanılan maddenin niceliği ölçeğindedir.
Elementlerin periyodik sınıflandırma tablosu. Hanelerin ortasındaki simge, elementin simgesi, üst soldaki sayı atom numarasıdır. Üst sağda, doğal atomun ortalama mol kütlesi (yani, doğadaki oranianna uyarak, çeşitli doğal izotopiann mol atom kütlelerinin ağırlıklı ortalaması) bulunmaktadır. Elementin simgesinin solunda, eğer element katıysa,

o maddenin yapısı kısaltma olarak verilmiştir.

Hidrojen bağı. Her biri bir dipoi oluşturan su moleküllerinin hidrojen bağlarıyla birleşme modeli.
Taramalı elektron mikroskobunda görülen katı sodyum klorür. Ma*

veCf iyonlarının, kübik bir simetri gösteren üçboyutlu düzeni nedeniyle, sodyum klorür kristali kübiktir. İyon durumundaki katılann düzeni her zaman bu simetriye sahip değildir, çünkü iyonlann biçimini, boyunu ve yükünü de göz önüne almak gerekir.
KİMYASAL BAĞ

Atomların çoğu, ortamlarında kararlı bir duruma gelmek için birleşir. Mekanikte, bir katı herhangi bir yerde bulunamaz; hareket etme yeteneği yoksa, kuvvet alanlarının etkisiyle, kararlı bir konuma gelinceye kadar yer değiştirir. Benzer şekilde, bir A atomu, yüklü parçacıklardan oluştuğundan çevresinde bir elektriksel kuvvet alanı oluşturur ve bu alan komşu özdeş (A) veya farklı (B) çeşitli atomları etkiler. İki atom birbirine bağlanarak, ayrı ayrı oldukları durumdan daha kararlı bir yapıya ulaşırlar: bu durumda, iki atom arasında bir bağ var denir.

Ortak değerlik bağı

İki atom arasındaki bu bağ farklı biçimler alabilir. Bağ güçlüyse (200 kj-mor^den fazla), tahrip edilmesi görece güç yeni bir kimyasal biçim söz konusudur: bu durumda, bir A2 veya AB molekülünden söz edilir. Bu bağm, her iki atomun elektron bulutunun dış katmanının elektronlarından kaynaklandığı düşünülür.

Cl2 klor molekülünde, her iki atom, dış katmanlardaki

7 elektrondan l’ini paylaşır ve böylece dış katman 8’e tamamlanmış olur; böylece her biri kimyasal olarak eylemsiz, yani kararlı olan argonun elektron biçimlenmesini kazanır. Bu durumda Cl2 molekülü, Cl atomlarından çok daha büyük bir kararlılığa sahiptir. Ortak kullanılan elektronlar, her iki atom tarafından da çekilir ve söz konusu atomlar bu nedenle, birbirlerine bağlanmış olur. Böyle bir bağa, ortak değerlik bağı (kovalans bağı) denir.

İyon bağı

Sodyum klorür molekülünde, sodyum atomu dış katmanın görece zayıf bir kuvvetle tutulan elektronunun, bunu daha fazla çeken klor atomunun dış katmanına yöneldiği kabul edilir; bu durumda klor atomu negatif bir yük ve sodyum atomu pozitif bir yük kazanır: Na*Cr. Her iki iyon birbirini çeker; bu tip bir bağ, iyon bağı olarak tanımlanır.

Genellikle, değiş tokuş edilen elektronlar, her iki çekirdek tarafından az veya çok çekilir; elektronegatifliği daha yüksek olan atom, pozitif yüklerin ve negatif yüklerin ağırlık merkezlerinin çakışmayacağı şekilde, en güçlü çekimi uygular; böylece bir dipol
f

V
(çift kutup) ortaya çıkar: bağ kutuplanmıştır. HCL molekülü hidrojen ve klor atomları arasındaki bu durum söz konusudı

Moleküllerin uzamsal düzeni

Atom sayısı ikiden fazla olan bir molekülün geometrik bit çok basit bir şekilde, bir molekülde bir atomun değerlik katr elektronlarının, birbirlerinden olabildiğince uzak çiftler hal yerleştiği ilkesinden yola çıkarak belirlenebilir.

Mesela, bir SOj~ sülfat iyonunda, kükürdün çevresinde 4 < tron çifti vardır: bu 4 çift, kükürt atomunu çevreleyen mekân de, birbirinden olabildiğince uzak 4 doğrultuda, kükürte 1 4 oksijen atomunun, bir dörtyüzlünün köşelerinde yer alacağ kilde düzenlenmiştir.

Çoklu bağlar

Bazı moleküllerde, değerlik elektronlarının yerleşim biç bir bağ için 2 veya 3 elektron çiftinin bulunduğunun varsay: sına yol açar. Çoklu denen bu tür bir bağ, mesela C2H4 etilen molekülünde iki karbon atomu üze- h rinde gerçekleşir. Her karbon atomu iki hidrojen C=( atomuna bağlıdır, her iki karbon atomuysa, yan- / daki şemaya göre, bir çift bağla (4 elektron) birbirine bağlıdır:

C-H bağlarının elektronları ve C-C bağının elektron çiftle den biri alınırsa, her karbon atomunun çevresinde 3 elekton çifti olur. Bunların, birbirlerin- H % vCf den olabildiğince uzak olmaları için, her kar-bon atomunun çevresindeki yerleşimin, çiftler a~

arasında 120°lik açıların bulunacağı şekilde üç- H v gen olması gerekir (bkz. yandaki şema).

2 karbon atomu arasında, elektron yoğunluğu, C-C ke: üzerinde maksimumdur. Bu bağa katılan ikinci çift, sonuç rak, molekülün 6 atomunun oluşturduğu düzlemin yukarısı ve aşağısındaki birinci çiftin olabildiğince uzağında yer alı karbon atomu arasında ek bir çizgiyle temsil edilen, işte bu i ci çifttir. Böylece her karbon atomu, neonda olduğu gibi, 4 elektronla çevrelenmiş olur. |

C6H6 benzen molekülünde de, 1872’de Ke-kule tarafından tasarlanmış olan düzlemsel ^

bir yerleşim kabul edilerek, kararlı bir yapıya ulaşılır; burada, 6 karbon atomundan oluşan V

bir halka içinde, birbirini sırayla izleyen h

3 basit bağla 3 çift bağ söz konusudur (bkz. yandaki şema).

Günümüzde, benzenin çift bağlarının 6 elektronunun ayı düzlemsel halka içinde de dağılmış olduğu kabul edilir; bur; her karbon atomunun çevresindeki tüm bağlar, aralarında 120 açılar yapar ve C-C uzaklıklarının hepsi eşittir.

N2 azot molekülünde, 3 elektron çifti bu durumda bir üçlü 1: la bağlı olan azot atomları arasında yer alır: -N-N-.

İyon durumundaki maddelerin mekândaki düzeni

Bu tür maddelerde, mesela sodyum klorürde, iyonlar ara: daki bağlar, ortak değerlikli bileşiklerdeki gibi yönlenmemiş

İlk bakışta, iyonların küresel oldukları düşünülebilir. 1 iyon, zıt işaretli iyonlarla çevrelenmiştir. Ne kadar pozitif i) (katyon) varsa, o kadar da negatif iyonun (anyon) bulunması rektiğinden, her kürenin, eşit sayıda zıt işaretli küreyle çe\ lenmiş olduğu kübik yerleşim elde edilir; burada söz konusu yi, ilgili iyonların karşılıklı yarıçaplarına bağlıdır ve ele ald mız sodyum klorür örneğinde, 6’dır.

İyon durumundaki katı maddelerin düzeni her zaman kü değildir; çünkü iyonların biçimlerini, boyudarını ve karşıl yüklerini de göz önüne almak gerekir. CO^ iyonlarının üç;
ATOM

m kelimesi, bir elementin en küçük madde parçacığını belirtir. Bu-aynı ad, aynı simge (hidrojen atomu için H) ve bir Z sayısı (elemen-:iyle aynı değerde) verilir. Söz konusu Z sayısı, bu atomun çekirde-ie bulunan protonların yanı sıra, bu atomun çekirdeğine bağlı elek-ılarm sayısına da eşittir (bu iki sayı eşittir, çünkü atom, elektriksel ■ak nötrdür).

5ir atom, birbirlerine büyük kuvvetlerle bağlı belli sayıda proton ve ron içeren bir çekirdek ve bunun çevresinde dönen elektronlardan >ur. Bu kuvvetler, ister bir çekirdeğin birçok parçaya ayrılmasına •çalanma), ister birçok çekirdeğin tek bir çekirdek halinde birleşme-: (kaynaşma) dayansın, tüm çekirdek tepkimelerinde (nükleer reak->nlar) söz konusu olan enerjiyi açıklar.

ipektroskopi, bir atomun oluşturduğu çekirdek + elektronlar bütü-.ün rasgele değerler alamayacağını göstermiştir. îzin verilen enerji eyleri vardır ve elektronlar, belli kurallara göre, birinden diğerine sbilir (bazı atlamalar yasaktır). Hidrojen atomu için, kuvantum me-iği, aşağıdaki ifadeye göre, bir n (kuvantum) tamsayısına bağlı, tek ıtrona izin verilen £ enerji düzeylerini verir.
8 e20 h2 n2 n2

ada m elektronun kütlesi, eö boşluğun elektrik geçirgenliği, h Planck .ti, e enerjiler ölçeğinin sıfır noktası olarak birbirlerinden olabildiği-ızak bir proton ve bir elektrondan oluşmuş sistemin enerjisi olmak re temel elektrik yükü ve J, Joule’ün simgesidir.

)iğer atomlar için, aynı türden, ama üç kuvantum sayısının hesaba İmasını gerektiren benzer bir sonuca ulaşılır. Temel kuvantum şart olan her temel düzey, n sayıda altdüzeye ayrılmıştır: genel olarak nanlardan ve altkatmanlardan söz edilir.

pektroskopi uzmanları tarafından K adı verilen birinci katman, nen tek bir altkatman içerir. İkincisi L katmanı, svep> gibi iki altkat-ıa sahiptir. Üçüncüsü (Af katmanı), s,p>vtd gibi üç altkatman içerir, düncüsü (‘V katmanı), s, y, dvtf gibi dört altkatman içerir ve sırana bu şekilde sürer. Bir s altkatmanı bir hane içerir; bir p> altkatmam ine içerir; bir d altkatmanı 5 hane içerir; bir f altkatmanı 7 hane içe-\it olduğu katman ne olursa olsun, aynı altkatmanın tüm haneleri, ı enerji düzeyinde yer alan elektronları betimlemeye imkân verir, iir altkatmanı betimlemek için kullanılan simgelemede, katmanın ıarası (K için 1, L için 2, Af için 3 vb.) ve bunun yanında, altkatma-elirten harf (s, d…) kullanılır. Büyüyen enerji düzeyleri sırasıyla, şık olarak şu altkatmanlar vardır:

2s – 2p> – 3s – – 4s – 3d – 4p> – 5$ – 4d ~ 5f? – 6s – 4f – 5d – 6p> – 5f- 6d… ıir atomdan sonrakine geçildiğinde, çekirdeğin elektronlar dizisi bir ■n artar: yavaş yavaş, altdüzeylerden başlayarak elektron katman-yanı sıra altkatmanlar dolar. Genel bir kurala göre, bir altkatman ık öncekiler dolu olduğunda dolmaya başlar. Diğer yandan, bir ha-e iki elektrondan fazlasını yasaklayan bir dışlama ilkesi (Pauli) ve el halde, aym enerji düzeyindeki elektronların olabildiğince fazla inge kuşağını doldurmasını öngören bir kural da (Hund) vardır, ki atomun çekirdeğinde aynı sayıda proton, dolayısıyla bu çekir-in çevresinde aynı sayıda elektron ve farklı sayıda nötron buluna-bu durumda bunlar, atomun tanımına göre, aynı elemente teka-eder. Bu iki atomun izotop olduklarından söz edilir. Elementlerin j için, birçok izotop bilinmektedir. Nitekim, çekirdeğinde 6 pro-ve 6 nötron bulunan karbon 12’den (simge 12C) başka, çekirdeğin-> proton ve 8 nötron bulunan, kararsız karbon 14 (simge 14C) izo-j vardır.

tynı elementin iki farklı izotopu, hemen hemen aym kimyasal .liklere sahiptir; bu, kimyasal bir tepkimenin, buna katılan madde-ı bileşimine giren atomların çevresindeki elektronların düzeninde-ir değişiklikten başka bir şey olmadığı biliniyorsa, kolayca anlaşıla-. Oysa, aynı elementin izotopları olan iki atomun çevresindeki tronlann düzeni, kesin olarak aynıdır. Bu durumda bunlar, aynı ;enler eşliğinde aynı şekilde etkir.
metri gösterdiği kalsiyum karbonat durumunda, kristal yapı karmaşıktır; ama kristalin düzenlenme ilkesi aynıdır.

etal bağı

:tal yapılı bir kristalde, değerlik elektronları yetersiz sayıda-u durum onun temel özelliklerinden biridir). Atomların kü-olarak düşünülebileceği bir sodyum kristalinde, mekândaki nlenme, birbirine sokulmuş bir eşit küreler istifinden oluşur: •ce tenis toplan istiflenmiş olsaydı, her top, 6’sı aynı düzlem-ü düzlemin yukarısında ve 3’ü altında, 12 topla çevrelenmiş ktı. Her sodyum atomu bir istif içinde yerini alır. Değerlik anına tekabül eden haneler doymuş olmaktan uzaktır ve il bütününün değerlik elektronları, bir haneden komşu bir /e çok kolay bir şekilde geçebilir. Bu elektronlar, atomlar ıda metal bağı denen bir bağ da oluşturarak, büyük bir mole-luşturan kristal bütünü içinde dolaşır. Serbest elektronlar teri-
miyle belirtilen bu elektronlar, metallerin elektrik iletkenliğini sağlar. Bağların aynı tipte olduğu alaşımlar da elektrik iletkenidir.

Diğer bağ tipleri

Öncekilerden açık bir şekilde daha az güçlü, başka bağ tipleri de vardır. Bir su molekülünde, iki hidrojen atomu, iki ortak değerlik bağıyla bir oksijen atomuna bağlıdır. Su molekülleri, sıvı su içinde birbirine bağlıdır. Böyle olmasalardı, moleküller ayrılacak ve bir gaz oluşacaktı. 25 °C’de suyun sıvı oluşu, bunun molekülleri a-rasmda birtakım bağların bulunduğunu kanıtlar. Aynı sıcaklıkta, oktan (CaHls) bir sıvıdır: moleküller, birbirleri tarafından çekilir.

Bu kohezyondan sorumlu ve Van der Waals kuvvetleri denen kuvvetler, bir molekülün, iyon yapılı bir katının veya bir metalin kohezyonunu sağlayan kuvvetlerden çok daha zayıftır. Gerçekten de, bu tür sıvıları buharlaştırmak kolaydır: oktan görece düşük bir sıcaklıkta kaynar ve bu da, söz konusu (ısıl) enerjinin zayıf olduğunu gösterir.

Suyun kohezyon kuvveti biraz daha büyüktür: moleküller, Van der Waals bağlarından daha güçlü ama, ortak değerlilik bağından belirgin bir şekilde daha zayıf, hidrojen bağı denen özel bir bağla bir arada tutulur. Burada bir ortak değerlilik bağı söz konusu değildir, çünkü her hidrojen atomunun, yalnız İs hanesi (tek bir elektron) vardır: bu, bir birinci molekülde, bağ tarafından işgal edilir. Bu durumda, bir molekülün oksijen atomu, diğer bir molekülün bir hidrojen atomuna, sadece bir ortak değerlilik bağında görevli olmayan bir elektron çiftinin elektrostatik çekimiyle bağlıdır. İkinci elektron çifti, üçüncü bir molekülü bir hidrojen atomunu çekebilir. Bu durumda her oksijen atomu ortak değerlilik bağıyla aynı molekülün 2 hidrojen atomuna ve hidrojen bağıyla da diğer 2 molekülün 2 atomuna bağlıdır.

BASİT VE BİLEŞİK MADDELER

Bir basit madde, atomları aynı elemente tekabül eden moleküllerden oluşur: oksijen veya dioksijen (O,), ozon veya trioksijen (03), klor veya diklor (Cl2), birer basit maddedir; kristali çok iri bir molekül gibi düşünülürse, bakır da bir basit maddedir. Bir bileşik maddeyse, iki veya daha fazla element atomlarından veya iyonlardan oluşur: sodyum klorür, Na+ ve Cl” iyonlarından oluşur, suysa bir oksijen ve hidrojen birleşimidir.

Soy gazlar

Bazı basit maddeler tekatomludur. Bunlar genellikle diğer atomlarla birleşmez. Bunların elektron düzeni ns2np6 düzeninde-dir. Bunlara soy gazlar adı verilir (bunlar, normal koşullarda gaz halindedir). Kimyasal bağ kavramı, bunların elektron düzenlerinin kararlılığı göz önünde tutularak tasarlanmıştır.

Sınıflandırmanın ikinci elementi olan helyum, yoğunluğu çok düşük bir gazdır; helyumla şişirilmiş bir balon, hidrojenle şişirilmiş balonların tersine tutuşma veya patlama tehlikesi göstermeden, havada yükselir; çünkü bu gaz oksijenle tepkimeye girmez.

Çok büyük kimyasal eylemsizlikleri nedeniyle, argon veya kripton gibi soy gazlar, akkor lambalarda kullanılır; bunlar, kullanım sıcaklığının çok yüksek olması durumunda bile, filamamn metaliyle tepkimeye girmez.

Soy gazların çok kararlı olmasına rağmen, 1960’tan bu yana kripton ve ksenonun belli sayıda bileşiğinin hazırlanması başarılmıştır. Dış katmanın bazı elektron çiftleri, ortak değerlik bağları oluşturmak için yeterince yükseltgen atomlar tarafından kullanılabilir. Bir elektron çifti eksik bir oksijen atomu, bir Xe-0 bağı oluşturabilir; böylece Xe03 oksidi ve Xe04 oksidi hazırlanmıştır. Diğeryandan, flüorürler, oksiflüorürler, XeO^, HXeO^, H2XeOj:’ vb gibi iyonlar da bilinmektedir.

Metaller ve geçiş metalleri

Fizikçiler için metaller, yüksek elektron ve ısı iletkenlikleri ve parlaklıklarıyla ayırt edilen basit maddelerdir. Bunlar, gerçek metaller ve geçiş metalleri olarak ikiye ayrılır.

Gerçek metaller. Bunlar, tanım olarak, atomları ns1 ve ns2 elektron düzenine sahip basit maddelerdir, nsl düzeninde olanlara alkali metaller denir, ns2 yapısına sahip olanlar, sınıflandırmanın ikinci grubuna aittir. Bu metallerin kimyası, sınıflandırmanın diğer elemenderiyle karşılaştırıldığında, basittir. Bileşimlerinde, alkali metaller +1 ve ikinci grubun elementleri +11 yükseltgenme derecesindedir. Bunlar basit madde halinde olduklarında, katılabildikleri tepkimeler bunları, birinciler için bir değerli katyonu, İkinciler için ise, iki değerli M2* katyonu haline getirir. Bu durumda, bu metaller, mesela halojenlerle, iyonlaşan halojenürler verir:

Na (s) + 1/2 Cl2 (g) = NaCl (s).
OKSİJENLİ KLOR İYONLARI
0 0
• • ••

klorit hipoklorit
(.•serbest elektron çifti)
Klorun çeşitli oksijenli iyonları.

Bir halojen olan bu element, kimyasal bir madde tarafından yükseltgenebilir; klorür iyonunun, bağ oluşturucu nitelikte olmayan elektron çiftleri üzerine bağlanan oksijen atomlannın sayısına bağlı olarak, özellikleri farklı olan, oksijenli denen birçok iyon (perkiorat, kiorat, klorit, hipoklorit) elde edilebilir.
ELEKTRONEGATİFLİK

Birbirinden farklı A ve B atomlarından oluşan ikiatomlu bir AB molekülünde, bağı oluşturan elektronlar bir atom tarafından diğerine göre daha fazla çekilir.

İki elektronun durumu, bir atomun bir elektronunun diğer atom tarafından alınmasıyla, birinci atomun İkinciye bir elektron vermesi arasındaki bir uzlaşmadır. Mulliken, bir atomun c elektronegatifliğini, elekt-ronvolt (eV) cinsinden ifade edilen elektron ilgisinin ve iyonlaşma enerjisinin toplamının yarısı olarak tanımlamıştır:

V Eea + Ei

2 eV
MOLEKÜL

Her tür molekül, özel bir durum olarak tekatomlu olması (mesela helyum molekülü) dışında, birbirleriyle güçlü etkileşim halindeki (ortak değerlik bağı) bir atomlar yığınından oluşur.
DİPOL MEMONTİ

Q yükünün, iki kutbu ayıran r vektöre! uzaklığıyla çarpımına eşit vektörel büyüklüğüne, di-pol momenti (bir elektrik dipo-lünün) denir: ji= qr.

Mesela, bir HCL molekülü için, H ve Cl arasındaki elektronegatiflik farkı, bağın tümüyle iyonik olması için yeterince büyük değildir. H+ ve Cl iyonları durumunda, H ve Cl arasındaki uzaklığın 0,127 nm’ye eşit olduğu göz önüne alındığında, aşağıdaki gibi bir dipol momentinin bulunması gerekecekti: n= 1,60 -l(r19C -0,127 nın = 0,203 C • nm. Deneysel olarak yalnızca 0,034 C * nm bulunmuştur; bu da, !\203/0,034= 0,17’ye eşit bir kısmî iyonik karaktere tekabül eder: bağın, % 17’ye eşit bir kısmî iyonik özelliğe sahip olduğundan söz edilir.
Atom ölçeğindeki mikroskopla gözlemlenen grafit yüzeyi. Bu

görüntü, grafitin özel yapısını göstermektedir: karbonun heksagonai düzlemleri bunların içinde, atomlar, ortak değerlikli bağlarla diğer üç atoma bağlıdır. Her karbonun dördüncü elektronu, heksagonai düzlemleri arasında bir bağ oluşturur: bu bağ. heksagonai düzlemler ırasında varolandan çok daha zayıftır; bu da, grafitin, heksagonai düzlemlerine paralel olarak kolayca yaprak yaprak aynİmasını ıç ulamaktadır. Bu dördüncü elektron,

•tnstalin bütününe yayılmış, metalik tipte bir sistem oluşturur: grafitin e’ektrik iletkenliği bundan ileri gelir.
Çok indirgen olduklarından, kolayca yükseltgenirler. Bunları hazırlamaya imkân veren tersi tepkimelerin gerçekleştirilmesi zordur; mesela, tepkimeyi doğal yönün tersi yönde gerçekleşmeye zorlamak için önemli miktarda eletrik enerjisinin harcanmasını gerektiren bir yöntem olan, erimiş tuzların elektrolizi ile:

NaCl (1) = Na (1) + 1/2CI, (g).

Gerçek metallerin tuzlan, toz halde olmaları dışında (bu durumda beyazdırlar) ve anyon renkli olduğunda (mesela, permanganat MnO^ mor, kromat CrO^ sarı), renksizdir.

Geçiş metalleri. Bunlar, sınıflandırmanın 3. ve 12. kolonları arasındaki elementlere tekabül eder. Bunların elektron biçimlenmesini, önceki altkatmanlar dolu olmak üzere, (»-1) d xns v tipin-dedir; burada 1 < x <10, n = 3, 4, 5, 6 ve 0 < y < 2’dir.

Geçiş metalleri, ikinci grubun gerçek metallerine benzer: bunlar aynı ns elektron sayısına ve zayıf bir elektronegatifliğe sahiptir. Ama, d elektronları sayesinde, bağ oluşturmak için kullanılabilir elektronları daha fazladır. Elektron düzeyleri çoğu zaman daha yakındır, bu da elektron geçişlerini kolaylaştırır. Sonuç olarak, çok sayıda değerlik hali vardır: geçiş metallerinin kimyası, gerçek metallerin kimyasından çok daha çeşitlidir. Mesela, birçok oksijenli anyon bilinmektedir: küpratlar, ferradar, ferritler, vanadatlar, molibdadar…

Geçiş metallerinin iyonları, gerçek metallerin katyonlarının tersine, çoğu zaman renklidir: renk, bileşiğinin yapısındaki komşuların etkisinin yol açtığı, d hanelerinin enerji düzeylerinin parçalanmasına bağlı elektron geçişleri nedeniyle, tayfın görünür ışıma aralığındaki soğurmadan kaynaklanır (bu olay, gerçek metallerde görülmez, çünkü bunların d elektronu yoktur).

Bu metallerin bazıları çok tepkindir: bunların soy metaller olduklarından söz edilir. Az yükseltgen olan veya hiç olmayan bakır, gümüş ve altın, metal para basımında kullanılır veya kullanılmıştır. Rodyum, iridyum, palladyum, platin de soy metaldir.

Bazı geçiş metalleri çok kullanılır. Bakır, mükemmel elektrik iletkenliği nedeniyle çok yaygın kullanılır (elektrik donanımları ve hadarı). Demir, çelik biçiminde birçok kullanım için (inşaat, yapı işleri [tünel, köprü gibi], otomobil, demiryolları…), dünya çapında, yılda 200 milyon tondan fazla üretilir.

P elementleri

Halojenler, sınıflandırmanın 17. kolonunu oluşturan elementlerdir: elektron biçimlenmesi ns2np’~ düzeninde olan bu elementlerin değerlik katmanları üzerinde 7 elektron vardır. Kendilerini izleyen soy gazlardan (ns2ny6) bir eksik elektrona sahip olduklarından, bu eksik elektronu kolayca kazanırlar.

P elementleri grubuna giren basit maddeler, F2, Cl2, Br2,12 daha az önemli olan astat bir yana bırakılırsa, ikiatomludur: molekülleri tümüyle ortak değerliklidir, ama bağın enerjisi çok güçlü değildir (H2 molekülündeki bağ enerjisiyle karşılaştırıldığında, flüor için, bundan hemen hemen üç kat daha zayıf ve diğerleri için yaklaşık iki kat daha zayıf) ve basit maddeler daha kolay ayrışır. Atomları, kolayca ek bir elektron aldığından, halojenler çok iyi yükseltgendir. Bu özellikten, bazı içme sularının arıtılmasında yararlanılır; burada klor, arzu edilmeyen mikroorganizmaları yükseltgemek, dolayısıyla tahrip etmek için kullanılır.

17. kolonda yükseldikçe, halojenler daha yükseltgen hale gelir: boyut küçüldüğünden elementler giderek daha elektronegatif hale gelir. Elementlerin en elektronegatifi olan flüor, hiçbir kimyasal madde tarafından yükseltgenemez. Diğer halojenler yükseltgenebilir ve Cl” klorür iyonunun, bağ oluşturucu olmayan elektron çiftleri üzerine oksijen atomlarının bağlanmasıyla, oksijenli anyonlar elde edilebilir: : OC1″, O2CI”,

o3cr, o<cr.

Klorun oksijenli iyonları arasında, birinin özel bir yeri vardır, çünkü bitki öldürücü olarak çok kullanılır: bu, potasyum klorat biçiminde satılan klorat iyonudur. Çok yükseltgen nitelikleri nedeniyle, klorüre dönüştüğünde her tür bitki örtüsünü tahrip eden, seçici olmayan bir bitki öldürücüdür.

16. kolon elementleri. Bu elemenderin, elektron biçimlenmesi ns2np>4 düzeninde olan değerlik katmanları üzerinde 6 elektron vardır: bunlarda, denk düşen soy gazlardan 2 elektron daha az bulunur. Halojenlere göre soy gazların elektron biçimlenmesinden daha uzak olduklarından daha az yükseltgendir. Oksijen ve kükürt, hâlâ çok iyi yükseltgenlerse de, bu güç, kolonda aşağıya doğru inildikçe, düzenli olarak azalır. Oksijen, altın ve asal soy gazlar hariç, hemen hemen her şeyi yükseltger. Her zaman doğrudan sentezle elde edilemeseler bile, diğer tüm elemenderin ok-
MOL

Madde miktarı, bu maddeye özgü temel parçacık sayısıyla orantılıdır oranın katsayısı, madde ne olursa olsun aynıdır: bunun tersi Avogadrc sabitidir. Uluslararası sistemde madde miktarı birimi moldür. Tanın olarak mol, 0,012 kg karbon 12 içindeki atomlar kadar temel parçacı) içeren bir sistemin madde miktarıdır.

Şu anki bilgilerimiz ışığında, 0,012 kg 12C içinde, 6,022 136 7(36) 1023 karbon atomu bulunduğu tahmin edilmektedir.

Bu değer, titiz ölçümlerin sonucudur; parantez içindeki 36 sayısı son iki ondalık üzerindeki belirsizliği temsil eder. Ölçüm tekniklerin deki ilerlemeler bu değeri her zaman daha duyarlı hale getirmeye (so nuç olarak değer değişecektir) imkân vereceğinden, bu, molün ulusla rarası tanımına dahil edilmemiştir; bu durumda söz konusu tanım, ge lecekte, kullanılan dolaylama sayesinde değişmez kalacaktır.
sideri bilinmektedir. Nitekim, azot oksitlerin doğrudan sente: 02 ve N2 moleküllerinden yola çıkarak yapılmaz: bu iki moleki deki bağlar, katlı ve çok güçlüdür (494 ve 946 kj/mok1); böyle bu iki molekül birbirine temas ettirildiğinde, tepkimeye girme:
02 oksijen molekülünün kimyasal tepkinliğinde iki olgu h
kimdir: bir yandan molekül kararlıdır, diğer yandan, oksijen at
mu çok elektronegatiftir. Bu durumda, molekül haldeki oksijı
fazla tepkin değildir, ama 02 molekülü ayrıştığında, tepkime ç< şiddetli olabilir: nitekim, bir arabanın yakıt deposunda tepkim ye girmeyen hava ve benzin buharları karışımı, motorun silind: leri içinde patlar, çünkü 02 molekülleri, bujilerin oluşturduğu 1 vılcımın etkisiyle ayrışır.
Oksijen, değerlik katmanını, ya bir indirgeyiciden iki elektrc
alarak ve O2- oksit iyonlarına dönüşerek veya iki elektronu, d ha az indirgen türlerle paylaşarak, yani, ortak değerlikli bileşı ler (mesela, H20) oluşturarak tamamlar.
Yükseltgenme tepkimelerinin çoğu yavaştır: demirin pasla ması (demir III oksit oluşumu) ve kömürün yanması çok yavaşt organizmamızda, oksihemoglobinin getirdiği oksijen, ancak çe yavaş yükseltgenmelere katılır. Tepkimeler o kadar yavaştır 1
çoğu zaman, bunların gerçekletirilmesi için bir katalizör gerekı
Kükürt, oksijeninkine benzer bir dış elektron biçimlenmesıı sahiptir, ama fazladan 8 elektronu bulunduğundan, daha irid Diğer yandan, değerlik, katmanı üzerinde, boş bir d altkatma vardır. Bu bilgilerin ışığında, oksijenle birtakım benzerlikler ’ farklılıklar ortaya konabilir.
Kükürt, indirgeyicilerden iki elektron alarak S2” biçiminde si fürler oluşturur. Geçiş metallerinin sülfürlerinin çoğu çözünme dir ve yükseltgen olmayan ortamlarda oluşmuşlarsa, gerek m tal, gerek kükürt (S02, dioksit biçiminde), gerekse birini veya c gerini elde etmek üzere, cevher kalitesinde çıkarılabilir; söz k nusu cevherlere şunlar örnek verilebilir: galen (PbS), pirit (FeS bakır piriti (FeCuS2), blend (ZnS). Yükseltgen ortamda, sülfürle SO2” biçiminde sülfatlara dönüşür; burada kükürt, bir dörtyüz merkez yer alır; bu dörtyüzlünün dört köşesinde, kükürdün 4 o tak değerlik bağı oluşturduğu dört oksijen atomu bulunur. Bu y pı son derece kararlıdır: sonuç olarak, bu tür dörtyüzlülerde oluşan birçok kükürt türevi vardır. Bunlardan sanayi açısmd; en önemlisi, üretim miktarı hâlâ ve üstelik petrokimyanm geliş mine rağmen, bir ülkenin teknolojik gelişme göstergesi olara görülen sülfürik asittir.
Bu basit maddenin, oksijeninkinden çok farklı bir geometr
<ül yapısı gerçekleştirmesine yoi açan etmen, kükürt ato-ın büyük boyutlu oluşudur: atomlar, kararlı katlı bağlar armasına yetecek kadar birbirine yaklaşamaz. Sonuç ola-oğrusal veya halkalı olabilen, zincirleme basit bağlar ortalar. Kükürdün alotropik biçimlerinden biri, 4’ü bir düzlem-ü diğerinde bulunan 8 kükürt atomlu halkalardan oluşur, rtün bir diğer alotropik tipi, az veya çok uzun kükürt ato-incirlerinden oluşur. Her iki durumda da, her kükürt ato-:omşu 2 atoma bağlıdır ve bağ oluşturucu nitelikte olma-<i elektron çifti taşır. Ancak görece yüksek sıcaklıkta zin-ya halka kırılır ve yapısı oksijeninkine (02) benzer, ikia-ı S2 molekülleri elde edilir.

. kolon elementleri. Azot, fosfor, arsenik, antimon ve ut, elektron biçimlenmesi ns2np3 düzeninde olan değerlik anları üzerinde 5 elektrona sahiptir: kendilerini izleyen azların kararlı yapısına sahip olmak için, 3 elektronları ek-Bu elementler, bu katmanı tamamlamak için, özellikle or-eğerlik bağlarını büzme eğilimi gösterir: amonyak NH3, ı PH3, piramit biçimli moleküllerdir. Azot molekülü N2, iki arasında, enerjisi çok büyük bir üçlü bağa sahiptir ve bu ’ye çok büyük bir kararlılık kazandırır, bre sanayiinin ihtiyaçları için ve klasik padayıcılarm ve birçok u türevin üretimi için büyük miktarlarda hazırlanan amonyak, dil haldeki azot N2’den nitrik aside kadar, sınaî ara üründür, otlu gübreler üç grup halinde sınıflandırılır: NO; nitrat iyo-:ren nitratlı gübreler, NH4 amonyum iyonu içeren amon-gübreler ve bu iki iyonu da içeren amonyaklı-nitratlı güb-bunlarm arasında, amonyum nitrat ve kil karışımları olan dtratlar en çok kullanılanlardır.

:asyum, potasyum klorür veya sülfat biçiminde, K+ iyonu ı, potaslı denen gübrelerin bileşimine ve az veya çok dönüş-doğal fosfat kökenli fosfatlı gübrelerin bileşimine girer, rm arasından, süperfosfatlar örnek gösterilebilir; bunların

i nitelikleri, doğal fosfat, sülfürik asit gibi bir asitle, aşağıda-litleştirilmiş kimyasal denkleme göre işlenerek elde edilir: 3(P04)2+2H2S04= Ca(H2P04 )2+CaS04. ıdan kaynaklanan karışım, basit süperfosfat oluşturur, enin diğer basit maddeleri, fosforunkine benzer tepkinlik-ahiptir, ama atom numarası arttığında, metalik bir karak-oğru, göz ardı edilemeyecek bir gelişme gözlemlenir. Me-jizmut, derişik ve sıcak nitrik asitle tepkimeye girerek biz-litratı verir fRı * iyonu).

. kolon elementleri. Karbon, silisyum, germanyum, ka-urşun, elektron biçimlenmesi ns2np2 düzeninde olan değer-tmanları üzerinde 4 elektrona sahiptir. Bu durumda, bun-oyurmak için 4 elektron gerekir. Elmas (karbon alotropu), jm, germanyum ve gri kalay (kalay alotropu), her atomun, değerlikle 4 atoma bağlı olduğu bir dörtyüzlü dizisi biçi-e kristalleşir. Bu bağ, kristal yapıya büyük bir tutarlılık karır ve bu da, elmasın olağanüstü sertliğini açıklar: her tür eyi çizebildiğinden, sanayide, tezgâh takımlarının yapı-a kullanılır. Bu tip bir yapıda hiçbir elektron serbest olma-ian, kristal, bir elektrik yalıtkanıdır (karbonun diğer alot-rı olan grafit için bu durum söz konusu değildir). Silisyum, ; lCT’’yi geçmeyen katışkı oranlan elde edilinceye kadar tırılabilmektedir ve bu da, bu elementin elektronik sanayi-kullanımma imkân verir. Bu madde, kristalleri içine 15. an veya 13. gruptan atomlar katıldığında (katkılama), da-. iletken hale gelebilir: 15. gruptan bir atom, mesela fosfor rsa, silisyumun p haneleri bütününde (p bandı) yer bulama -k bir elektron zorunlu olarak serbestçe dolaşabildiği boş anda yerleşir. Buradan, negatif yüklerin yer değiştirmesi :u, göz ardı edilemeyecek bir iletkenlik ortaya çıkar (n tipi îtken). 13. gruptan bir atom, mesela, galyum atomu katı-bu nadir metalin her bir atomu için 1 elektron eksilir ve si-nun p bandında, elektron boşlukları (pozitif delikler) olu-tipi yarıiletken).

rmanyum aynı davranışı gösterir ve oda sıcaklığındaki öz-‘renci yüksektir. Isıtıldığında, belli sayıda elektron uyarıl-lur; bunlar, dar bir yasak bandı atlayarak, dolu bir banttan :ron hareketlerinin imkânsız olduğu), iletim bandı denen ir banda geçer: bu durumda direnç düşer. Germanyum has .rıiletkendir. Katkılamayla, silisyumda olduğu gibi, 15. ko-ı atomlarıyla «-tipi ve 13. kolonun atomlarıyla p-tipi bir yarenlik elde edilir. Silisyum ve germanyum, birçok elektro-:vre öğesinin temel bileşenidir.

.ayın üç alotropu vardır: 13,2 °C’nin altında yapı (a), elma-ıpısı gibidir; 13,2 °C ila 161 °C arasında kuvadratiktir (|3);
BAŞLICA KİMYASAL ELEMENTLERİN GÖRELİ BOLLUKLARI

(1 milyon atomda)
Elementler Güneş Sistemi Güneş atmosferi Yerçekirdeği Yerkabuğu Hidrosfer Biyosfer (kuru) Atmosfer
H 927 000 864 000 29 000 603 000 573 000 4
He 72 000 135 000 – – _ – 3
Li 0,002 – – 59 – –
Be 0,000 5 – – 6 – – –
B 0,000 6 – – 19 33 – –
C 81 385 – 350 190 62 600 150
N 153 81 – 30 3 39 000 784 000
O 500 783 – 605 500 307 000 322 000 210 000
F 0,04 – – 700 4 – –
Ne 200 – – – – 9
Na 1 2 – 25 500 38 000 – –
Mg 21 21 – 18 000 4310 220 –
Al 2 1 – 62 600 – 6 –
Sı 23 27 – 205 000 8 22 –
P 0,2 – _ 700 0,2 1500 –
S 9 17 – 170 2 200 200 –
Cl 0,2 ….. 77 44 300 130 –
Ar 3 – – 0,5 – 4 700
K 0,07 • – 13 800 800 260 _
Ca 1 1 – 18 900 830 900 –
Sc 0,000 6 – – 10 – – _
Tı 0,06 0,04 1900 – – –
V – – – 55 – – –
Cr 0,18 0,1 – 40 _ – –
Mn 0.16 ‘ 0,1 – 360 – – –
Fe 14 3 908 000 18 630 0,02 3 –
Co 0,04 0,04 5 000 9 – – –
Ni 0,62 0,7 87 000 27 – –
Cu 0,005 0,09 – 18 0.004 – –
Zn 0.01 0,02 – 22 0,02 –
As 0,000 1 – 0,5 0,003 – –
Se 0,002 – – o,ı – – –
Br 0,000 3 – – 0,6 67 – –
Kr 0,001 – – – – – 0,5
Mo – – – 0,3 0,009 – –
1 – – – 0,08 0,04 – _
Xe – – – – _ _ 0,04
Ba – – 64 0,02 – –
Pt – – – 0,001 – –
Th – – – 0,6 – _
U – – – 0,16 0,001 –

bunun ötesinde, yapı romboedriktir. Ara yapı |3, yaygın olarak tanınan yapıdır (kalay kapkacak): bu (3-kalay dövülgendir. a-kalay, yapısı nedeniyle kırılgandır.

Kurşun, metallere özgü tek bir alotropa merkez kübik sahiptir. Zaten, 14. kolonda aşağıya doğru inildikçe, metalik yapıya doğru, giderek daha belirgin bir eğilim görülür: karbon tam bir metalik değil ve silisyum aslında metalik değilse de, kalay ve kurşun, belirgin bir metalik özelliğe sahiptir (bunlar mesela, yine de özel koşullarda, H+,yı H2’ye indirgemek için oldukça indirgendir).

13. kolon elementleri. En önemlisi, değerlik katmanının elektron biçimlenmesi 3s23pl düzeninde olan alüminyumdur. Al3+ iyonu halinde yükseltgenebilir, bu da metalik yapısını gösterir; ama değerlik katmanını, alüminat iyonları, yani alüminyumun oksijenli anyonlarını vererek de tamamlayabilir; burada oksijen atomları, eksik olan elektron çiftlerini sağlar: sodyum hidroksit alüminyuma etki eder ve bu, gerçek bir metalde görülmemesi gereken bir tepkime türüdür. Koşullara göre, metalik bir davranış gösteren alüminyum, demek ki, kimyasal açıdan bakıldığında, bir metaloittir.

Bu arada, fiziksel açıdan, basit madde alüminyumun bir metal olduğu söylenebilir: parlaktır, mükemmel elektrik ve ısı iletkenliğine sahiptir; kristal yapısı da (merkez kübik) metal özelliği taşımaktadır. Görece düşük sıcaklıkta (660 °C) erir.

Alüminyum, taşkürede bolca bulunur (% 7,45); ama onu elde etmek için kullanılan tek cevher boksittir. Basınç altında sodyum hidrokside işlenen (Bayer yöntemi) boksit, çözünür bir sodyum alüminat ve çözünmez ürünler verir. Çözelti süzülür ve bunun içerdiği alümin trihidrat çökeltilir. Söz konusu trihidrat, 1 200 °C’ye ısıtıldığında, elektroliz uygulanacak olan alümine dönüşür; bir eriticinin (kriyolit, Na3AlF6) kullanımı, bunun erime sıcaklığını düşürmeye imkân verir. Alüminyum, katotta toplanır. □
AYRICA BAKINIZ

ib-ansli —► atomlar ve iyonlar [b.ansli —► elektron

[B.ANSLİ —■*- gaz

[b.ansli —► hidrojen [b.ansli —► karbon [b^nslI —► kataliz ve kinetik İB.ansli —► kimya ib-ansli —► lavoisier jb.anslİ —► metaller ve alaşımlar [b.ansli moleküller ib.anslİ —► oksijen ve ozon ib.ansl) —► radyoaktiflik [b.ansli —► tepkime (kimyasal) IB.ANSU —► yükseltgenme-indirgenme

 

Cevapla

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar işaretlenmelidir *

*