Periyodik Özellikler Konu Anlatımı

Periyodik Özellikler

Periyodik tabloda elementlerin bazı özellikleri belirli örüntüler gösterir. Bu konuda atom yarıçapı, iyon yarıçapı, iyonlaşma enerjisi ve elektronegatiflik ele alınır. Bu özelliklerin değişimi; atomun elektron dağılımı, enerji seviyeleri, proton sayısı ve çekirdeğin elektronlar üzerindeki çekim etkisiyle ilişkilendirilir.

Atom Yarıçapı

Bir kürenin merkezinden yüzeyine olan uzaklığa yarıçap denir. Atom için ise çekirdek ile en dış elektron kabuğu arasındaki uzaklık atom yarıçapıyla ilişkilendirilir.

Ancak orbitallerin kesin bir sınırı olmadığı için bir atomun yarıçapı doğrudan ve tam olarak ölçülemez. Bu nedenle atom yarıçapları, birbirine temas eden veya bağ yapmış atomların çekirdekleri arasındaki uzaklıklardan yararlanılarak hesaplanır.

Atom yarıçapı genellikle pikometre (pm) birimiyle verilir.

Aynı Grupta Atom Yarıçapı

Periyodik tabloda bir grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe temel enerji seviyesi sayısı artar. En dış elektronlar çekirdekten daha uzakta bulunmaya başlar.

Bu nedenle aynı grupta aşağıya doğru gidildikçe atom yarıçapı **artar**.

Aynı Periyotta Atom Yarıçapı

Aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe temel enerji seviyesi sayısı değişmez ancak proton sayısı artar. Çekirdeğin elektronları çekme etkisi güçlenir.

Bu nedenle aynı periyotta soldan sağa doğru atom yarıçapı **genellikle azalır**.

Kitaptaki 3. periyot değerleri bu örüntüyü açık biçimde gösterir: Na 186 pm, Mg 160 pm, Al 143 pm, Si 118 pm, P 110 pm, S 103 pm, Cl 99 pm, Ar 98 pm.

İyon Yarıçapı

Atomlar elektron alarak veya vererek iyon oluşturabilir. Elektron sayısındaki değişim taneciğin yarıçapını da etkiler.

Katyon Yarıçapı

Nötr atom elektron verdiğinde katyon oluşur. Elektron sayısı azalır ve çekirdeğin kalan elektronlar üzerindeki çekim etkisi göreceli olarak artar.

Bu nedenle: **katyon yarıçapı < nötr atom yarıçapı**

Anyon Yarıçapı

Nötr atom elektron aldığında anyon oluşur. Elektron sayısının artması elektron-elektron itmelerini artırır.

Bu nedenle: **anyon yarıçapı > nötr atom yarıçapı**

İzoelektronik Taneciklerde Yarıçap

Elektron sayıları ve elektron dizilimleri aynı olan tanecikler izoelektroniktir.

İzoelektronik taneciklerde proton sayısı arttıkça çekirdeğin aynı sayıdaki elektronu çekme gücü artar. Bu nedenle proton sayısı fazla olan izoelektronik taneciğin yarıçapı daha küçüktür.

Kitaptaki örnek tanecikler: F⁻, Ne ve Mg²⁺.

Bu üç tanecik 10 elektrona sahiptir. Proton sayıları ise sırasıyla 9, 10 ve 12'dir. Bu nedenle yarıçap sıralaması:

**F⁻ > Ne > Mg²⁺**

İyonlaşma Enerjisi

Gaz hâlindeki nötr bir atomdan bir elektron koparıp pozitif yüklü iyon oluşturmak için gerekli enerjiye **iyonlaşma enerjisi** denir.

Nötr atomdan katyon oluşumu endotermik, yani enerji alan bir olaydır.

Gaz hâlindeki nötr X atomundan ilk elektronu koparmak için gerekli enerji **1. iyonlaşma enerjisi (İE₁)** olarak adlandırılır.

X(g) + İE₁ → X⁺(g) + e⁻

X⁺ iyonundan ikinci elektronu koparmak için gereken enerji ise **2. iyonlaşma enerjisi (İE₂)**dir.

X⁺(g) + İE₂ → X²⁺(g) + e⁻

Bir atomun elektron sayısı kadar iyonlaşma enerjisi değeri teorik olarak ölçülebilir.

Aynı Grupta İyonlaşma Enerjisi

Bir grupta yukarıdan aşağıya doğru atom yarıçapı artar. En dış elektron çekirdekten uzaklaşır ve koparılması kolaylaşır.

Bu nedenle aynı grupta yukarıdan aşağıya:

**iyonlaşma enerjisi azalır.**

Aynı Periyotta İyonlaşma Enerjisi

Aynı periyotta soldan sağa doğru atom yarıçapı genellikle azalır. Elektronlar çekirdek tarafından daha güçlü çekilir.

Bu nedenle iyonlaşma enerjisi genel olarak **artar**.

Ancak artış tamamen düzenli değildir. Kitapta 2A ve 5A gruplarındaki elementlerin iyonlaşma enerjilerinin kendilerinden sonra gelen 3A ve 6A grubu elementlerinden daha yüksek olabildiği vurgulanır.

A grupları için verilen eğilim:

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

İyonlaşma Enerjisindeki Düzensizliğin Nedeni

2A ve 5A gruplarındaki atomlar daha kararlı elektron dizilimlerine sahip oldukları için bu atomlardan elektron koparmak, hemen sağlarında bulunan gruplardaki atomlara göre daha fazla enerji gerektirebilir.

Örneğin 2. periyotta:

• Be: 900 kJ/mol
• B: 800 kJ/mol

ve:

• N: 1402 kJ/mol
• O: 1314 kJ/mol

Bu değerler genel artış eğilimindeki iki önemli düzensizliği gösterir.

Ardışık İyonlaşma Enerjileri

Bir atomdan ilk elektron koparıldıktan sonra oluşan pozitif iyon kalan elektronları daha güçlü çeker. Bu nedenle sonraki elektronları koparmak için gereken enerji genellikle daha büyüktür.

Aynı atom için:

**İE₁ < İE₂ < İE₃ < ...**

Ardışık iyonlaşma enerjileri arasında çok büyük bir sıçrama görülmesi, valans elektronlarının tamamının koparıldığını ve bir sonraki elektronun daha iç enerji seviyesinden koparılmaya çalışıldığını gösterir.

İyonlaşma Enerjisinden Grup Hakkında Çıkarım

A grubu elementlerinde ardışık iyonlaşma enerjilerindeki en büyük sıçramadan önce koparılan elektron sayısı, valans elektron sayısı hakkında bilgi verir.

Örnek:

• Li → büyük sıçrama 1. elektrondan sonra → 1 valans elektronu
• Be → büyük sıçrama 2. elektrondan sonra → 2 valans elektronu
• B → büyük sıçrama 3. elektrondan sonra → 3 valans elektronu

Bu örüntü A grubu elementlerinde grup numarasını belirlemeye yardımcı olur.

Elektronegatiflik

Kimyasal bağ yapmış iki atomun bağ elektronları her iki atomun çekirdeği tarafından çekilir.

Bir atomun bağ elektronlarını kendine doğru çekme gücünün büyüklüğüne **elektronegatiflik** denir.

Elektronegatiflik göreceli bir kavramdır. Bir elementin elektronegatifliği diğer elementlerle karşılaştırılarak değerlendirilir.

Linus Carl Pauling, flor atomunun elektronegatiflik değerini **4,0** kabul etmiş ve diğer elementlerin değerlerini 0–4 aralığında belirlemiştir.

Periyotta Elektronegatiflik

Aynı periyotta soldan sağa doğru proton sayısı artar ve atom yarıçapı genel olarak azalır. Böylece bağ elektronlarına uygulanan çekim artar.

Bu nedenle:

**soldan sağa elektronegatiflik artar.**

Grupta Elektronegatiflik

Bir grupta yukarıdan aşağıya atom yarıçapı artar. Bağ elektronları çekirdekten daha uzakta bulunur.

Bu nedenle:

**yukarıdan aşağıya elektronegatiflik azalır.**

Elektronegatiflik ve Soy Gazlar

Soy gaz atomları normal koşullarda bağ yapmadıkları için kitapta elektronegatiflik değerlerinin olmadığı belirtilir.

Bu nedenle He, Ne ve Ar için tabloda elektronegatiflik değeri verilmemiştir.

Elektronegatiflik ve Atom Yarıçapı İlişkisi

Genel olarak atom yarıçapı küçüldükçe çekirdeğin bağ elektronlarına etkisi artar. Bu nedenle periyodik eğilimler düşünüldüğünde atom yarıçapı ile elektronegatiflik arasında ters yönlü bir ilişki görülür.

Örneğin:

• Na: yarıçap 186 pm, elektronegatiflik 0,93
• Cl: yarıçap 99 pm, elektronegatiflik 3,16

Elektronegatiflik Örnekleri

Kitaptaki tabloda:

• F → 4,00
• O → 3,44
• Cl → 3,16
• N → 3,04
• H → 2,20
• Na → 0,93
• K → 0,82

olarak verilmiştir.

Bu tabloda flor en yüksek elektronegatiflik değerine sahiptir.

Elektronegatifliğin Önemi

Elektronegatiflik, bağ ve molekül polarlığının belirlenmesinde önemli bir kavramdır. Periyodik tablodaki elektronegatiflik değişiminin bilinmesi, bağ elektronlarının hangi atom tarafından daha güçlü çekileceğinin tahmin edilmesini sağlar.

Kitaptaki örnekler:

• H–F bağında elektronları F daha çok çeker.
• H–Cl bağında elektronları Cl daha çok çeker.
• F–Cl bağında elektronları F daha çok çeker.

Buradan: **F > Cl > H** elektronegatiflik sıralaması çıkarılır.

Periyodik Özellikleri Birlikte Yorumlama

Aynı periyotta soldan sağa genel eğilim:

• atom yarıçapı ↓
• iyonlaşma enerjisi ↑
• elektronegatiflik ↑

Aynı grupta yukarıdan aşağı genel eğilim:

• atom yarıçapı ↑
• iyonlaşma enerjisi ↓
• elektronegatiflik ↓

Sık Karıştırılan Noktalar

• Atom yarıçapı doğrudan kesin bir sınır üzerinden ölçülmez.
• Grupta aşağı indikçe atom yarıçapı artar.
• Periyotta sağa gidildikçe atom yarıçapı genellikle azalır.
• Katyon yarıçapı atomundan küçüktür.
• Anyon yarıçapı atomundan büyüktür.
• İzoelektronik taneciklerde proton sayısı büyük olan daha küçüktür.
• İyonlaşma enerjisi gaz hâlindeki atomdan elektron koparma enerjisidir.
• Grupta aşağı iyonlaşma enerjisi azalır.
• Periyotta sağa iyonlaşma enerjisi genel olarak artar.
• 2A–3A ve 5A–6A iyonlaşma enerjisi düzensizlikleri önemlidir.
• Ardışık iyonlaşma enerjileri giderek artar.
• Büyük sıçrama valans elektron sayısı hakkında bilgi verir.
• Elektronegatiflik bağ elektronlarını çekme gücüdür.
• Soldan sağa elektronegatiflik artar.
• Yukarıdan aşağı elektronegatiflik azalır.
• Soy gazların elektronegatiflik değeri yoktur.
• Florun elektronegatiflik değeri 4,00'dır.

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

1. Önce sorunun atom yarıçapı, iyon yarıçapı, iyonlaşma enerjisi veya elektronegatiflikten hangisini sorduğunu belirle.
2. Aynı grup karşılaştırmasında enerji seviyesi sayısına bak.
3. Aynı periyotta proton sayısının artışını ve çekim etkisini değerlendir.
4. İyon yarıçapında elektron alıp verme durumunu belirle.
5. İzoelektronik taneciklerde proton sayısını karşılaştır.
6. İyonlaşma enerjisinde 2A–3A ve 5A–6A düzensizliklerini unutma.
7. Ardışık iyonlaşma enerjilerinde en büyük sıçramanın yerini bul.
8. Elektronegatiflikte bağ elektronlarını daha güçlü çeken atomu belirle.
9. Soy gazlar için elektronegatiflik değeri kullanılmadığını hatırla.

Konu Özeti

Periyodik özellikler atomların elektron dağılımı ve çekirdeğin elektronlar üzerindeki etkisiyle açıklanır. Atom yarıçapı grupta aşağı artar, periyotta sağa doğru genellikle azalır. Katyonlar nötr atomlarından küçük, anyonlar büyüktür. İyonlaşma enerjisi grupta aşağı azalırken periyotta genel olarak artar ve belirli grup geçişlerinde düzensizlik gösterir. Elektronegatiflik soldan sağa artar, yukarıdan aşağı azalır. Bu özellikler birlikte kullanılarak elementlerin periyodik tablodaki davranışları karşılaştırılabilir.

Konuyu Bitirdiğinde Bunları Yapabiliyor Olmalısın

• Atom yarıçapını ve periyodik değişimini açıklayabilmelisin.
• Katyon ve anyon yarıçaplarını nötr atomlarıyla karşılaştırabilmelisin.
• İzoelektronik taneciklerde yarıçap sıralaması yapabilmelisin.
• İyonlaşma enerjisini tanımlayabilmelisin.
• İyonlaşma enerjisinin periyot ve grup eğilimlerini açıklayabilmelisin.
• 2A–3A ve 5A–6A düzensizliklerini ayırt edebilmelisin.
• Ardışık iyonlaşma enerjilerindeki büyük sıçramayı yorumlayabilmelisin.
• Elektronegatifliği tanımlayabilmelisin.
• Elektronegatifliğin periyodik değişimini açıklayabilmelisin.
• Atom yarıçapı, iyonlaşma enerjisi ve elektronegatifliği birlikte karşılaştırabilmelisin.