TYT periyodik sistem ve periyodik özellikler konusu; elementlerin periyodik tablodaki yerini, elektron dağılımı ile periyot–grup ilişkisini ve atomların özelliklerindeki düzenli değişimleri birlikte inceler. TYT sorularında tabloyu ezberlemekten çok, konum bilgisi ile atom yarıçapı, iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi, elektronegatiflik ve metalik–ametal karakter arasında bağ kurmak gerekir.
PERİYODİK SİSTEMİN GELİŞİMİ VE YAPISI
Mendeleyev, Moseley ve Periyodik Yasa
Mendeleyev, kendi döneminde bilinen elementleri büyük ölçüde atom kütleleri ve benzer kimyasal özellikleri temel alarak sıraladı. Henüz bulunmamış elementler için boşluk bırakması ve bu elementlerin özelliklerini öngörmesi çalışmasının en güçlü yönlerinden biriydi. Bununla birlikte atom kütlesine göre sıralama bazı element çiftlerinde tutarsızlık oluşturuyordu.
Moseley’in elementlerin çekirdek yükünü, yani atom numarasını belirlemesi modern düzenin temelini oluşturdu. Modern periyodik yasaya göre elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numarasının periyodik bir fonksiyonudur. Günümüzde elementler artan atom numarasına göre sıralanır.
→
→
I. İkisinde de benzer özellik gösteren elementlerin aynı bölgelerde toplanması amaçlanır.
II. Modern sistemin temel sıralama ölçütü atom numarasıdır.
III. Mendeleyev’in boşluk bırakması, henüz keşfedilmemiş elementlerin varlığını öngördüğünü gösterir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Periyotlar, Gruplar ve Bloklar
Periyodik sistemin yatay sıraları periyot, düşey sütunları grup olarak adlandırılır. Yedi periyot ve IUPAC sistemine göre 18 grup vardır. Aynı gruptaki ana grup elementleri genellikle benzer değerlik elektron düzenine sahip olduklarından benzer kimyasal özellik gösterir. Aynı periyottaki elementlerin elektronları aynı sayıda temel enerji katmanına dağılır.
Ana grup elementleri eski gösterimde A grupları, geçiş elementleri B grupları olarak anılır. Modern numaralandırmada bütün sütunlar 1’den 18’e kadar sıralanır. Elektronların son yerleştiği orbital türüne göre tablo s, p, d ve f bloklarına ayrılır; TYT’de özellikle ilk 20 element ve ana grup ilişkisi öne çıkar.
| Eski ad | IUPAC grubu | Özel ad | Genel değerlik elektronu |
|---|---|---|---|
| 1A | 1 | Alkali metaller | 1 |
| 2A | 2 | Toprak alkali metaller | 2 |
| 3A | 13 | Toprak metalleri | 3 |
| 6A | 16 | Kalkojenler | 6 |
| 7A | 17 | Halojenler | 7 |
| 8A | 18 | Soy gazlar | 8; He için 2 |
ELEKTRON DAĞILIMINDAN PERİYOT VE GRUP BULMA
Katman Sayısı, Değerlik Elektronu ve Yer Bulma
İlk 20 element için nötr atomun katman elektron dağılımındaki dolu katman sayısı periyot numarasını, son katmandaki elektron sayısı ise çoğu ana grup elementi için A grubu numarasını verir. Örneğin 2, 8, 3 dağılımlı Al atomu üçüncü periyot 3A grubunda; 2, 8, 7 dağılımlı Cl atomu üçüncü periyot 7A grubundadır.
Bir iyonun elektron dağılımı doğrudan kullanılarak elementin grubu bulunamaz; önce iyon yükünden nötr atomun proton sayısı veya nötr elektron sayısı belirlenir. Örneğin X2+ iyonunun dağılımı 2, 8 ise nötr X atomunda 12 elektron vardır; dağılım 2, 8, 2 olduğundan X üçüncü periyot 2A grubundadır.
I. K ile L aynı gruptadır.
II. L ile M aynı periyottadır.
III. K’nin atom numarası M’den büyüktür.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
ELEMENTLERİN SINIFLANDIRILMASI
Metaller, Ametaller, Yarı Metaller ve Soy Gazlar
Metaller periyodik tablonun solunda ve orta bölümünde yoğunlaşır. Genellikle parlak, tel ve levha hâline getirilebilir, ısıyı ve elektriği iletir; elektron vererek katyon oluşturma eğilimindedir. Cıva oda koşullarında sıvı olan önemli bir metal istisnasıdır.
Ametaller tablonun sağ üst bölümünde bulunur. Kendi aralarında kovalent, metallerle iyonik bağ oluşturabilir; elektron alma veya ortaklaşa kullanma eğilimindedir. Brom oda koşullarında sıvı, ametallerin çoğu gaz veya kırılgan katıdır. Yarı metaller metal–ametal sınırındaki basamak çizgisi çevresinde yer alır; fiziksel özellikleri metallere, kimyasal özellikleri ametallere benzeyebilir ve yarı iletken teknolojisinde önemlidir. Soy gazların son katmanı doludur; normal koşullarda tek atomlu ve tepkimeye girme eğilimleri düşüktür.
| Sınıf | Genel konum | Elektron eğilimi | Ayırt edici özellik |
|---|---|---|---|
| Metal | Sol ve orta | Elektron verme | İletken, tel ve levha olabilir |
| Ametal | Sağ üst | Elektron alma/ortaklaşma | Katıları genellikle kırılgan |
| Yarı metal | Basamak sınırı | Koşula bağlı | Yarı iletken davranış |
| Soy gaz | 18. grup | Kararlı düzen | Tek atomlu, düşük tepkime eğilimi |
Özel Grupların Genel Özellikleri
Alkali metallerin bir, toprak alkali metallerin iki değerlik elektronu vardır; metallerin elektron verme eğilimi nedeniyle sırasıyla çoğunlukla +1 ve +2 yüklü iyonları oluşur. Halojenler yedi değerlik elektronuna sahiptir ve bir elektron alarak −1 yüklü iyon oluşturma eğilimindedir. Soy gazların kararlı katman düzeni onların tepkime eğilimini azaltır.
Bir gruptaki benzerlik mutlak özdeşlik değildir. Elementler aşağı doğru indikçe katman sayısı, yarıçap ve buna bağlı tepkime davranışı değişir. Alkali metallerde elektron verme kolaylaştığı için metalik aktiflik aşağı doğru genellikle artarken halojenlerde elektron alma eğilimi zayıfladığı için ametalik aktiflik genellikle azalır.
I. X metal, Y ametal karakteri gösterebilir.
II. X+ ile Y− aynı soy gaz elektron düzenine ulaşabilir.
III. Y periyodik tabloda X’in solunda bulunur.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
ATOM VE İYON YARIÇAPI
Periyodik Sistemde Atom Yarıçapı
Atom yarıçapı, çekirdek ile en dış elektron katmanı arasındaki uzaklıkla ilişkilidir. Aynı periyotta soldan sağa gidildikçe katman sayısı değişmez, proton sayısı ve etkin çekirdek çekimi artar; elektron bulutu çekirdeğe yaklaşır ve yarıçap genel olarak küçülür. Aynı grupta yukarıdan aşağıya yeni katmanlar eklendiği için yarıçap büyür.
Bu iki eğilim birlikte kullanıldığında periyodik tablonun sol altına doğru atom yarıçapının arttığı söylenebilir. Köşegen konumdaki elementlerde yalnız genel ok ezberi yeterli olmayabilir; verilen elementlerin periyot ve grup konumu ayrı ayrı değerlendirilir.
Aynı yatay sıra bir periyodu, aynı düşey sıra bir grubu temsil ettiğine göre atom yarıçapı en büyük olan element hangisidir?
Katyon, Anyon ve İzoelektronik Taneciklerin Yarıçapı
Bir atom elektron verdiğinde elektronlar arası itme azalır ve bazen en dış katman tamamen kaybolur; oluşan katyon nötr atomdan küçüktür. Elektron alan atomda itme artar; anyon nötr atomdan büyüktür. Aynı element için genel sıralama katyon < nötr atom < anyon biçimindedir.
Elektron sayısı ve dağılımı aynı olan izoelektronik taneciklerde proton sayısı büyük olan çekirdek aynı elektron bulutunu daha güçlü çeker ve yarıçapı küçültür. Örneğin O2−, F−, Ne, Na+ ve Mg2+ onar elektrona sahiptir; proton sayısı arttıkça yarıçap azalır: O2− > F− > Ne > Na+ > Mg2+.
İYONLAŞMA ENERJİSİ
Birinci İyonlaşma Enerjisi ve Genel Eğilim
Gaz hâlindeki nötr bir atomdan bir elektron koparmak için gereken enerji birinci iyonlaşma enerjisidir. Elektron koparmak enerji gerektirdiğinden iyonlaşma enerjisi daima pozitiftir. Aynı periyotta etkin çekirdek çekimi arttığı ve yarıçap küçüldüğü için genel eğilim soldan sağa artıştır; aynı grupta elektron çekirdekten uzaklaştığı için yukarıdan aşağıya azalır.
Periyot içindeki artış tam düzgün değildir. Tam dolu s alt kabuğunun kararlılığı nedeniyle 2A elementinin birinci iyonlaşma enerjisi aynı periyottaki 3A elementinden; yarı dolu p alt kabuğunun kararlılığı nedeniyle 5A elementinin değeri 6A elementinden genellikle büyüktür. Genel grup sıralaması bu nedenle yaklaşık 1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A biçimindedir.
Ardışık İyonlaşma Enerjileri ve Grup Bulma
Aynı atomdan elektronlar art arda koparıldıkça kalan elektronlar çekirdek tarafından daha güçlü tutulur; bu nedenle İE1 < İE2 < İE3 … olur. Değerlik elektronları bittikten sonra iç katmandan elektron koparmak gerektiğinde çok büyük bir enerji sıçraması görülür. Bu sıçramanın yeri ana grup elementinin değerlik elektron sayısını verir.
İE1 ile İE2 arasında büyük sıçrama varsa atom 1A; İE2 ile İE3 arasında varsa 2A; İE3 ile İE4 arasında varsa 3A grubundadır. Sayısal değerlerin kendisinden çok oran ve ani sıçrama önemlidir.
| Element | İE1 | İE2 | İE3 | İE4 |
|---|---|---|---|---|
| X | 500 | 4600 | 6900 | 9500 |
| Y | 740 | 1450 | 7700 | 10500 |
Buna göre X ve Y’nin periyodik tablodaki sırası ile ilgili hangisi doğrudur?
ELEKTRON İLGİSİ VE ELEKTRONEGATİFLİK
Elektron İlgisi
Gaz hâlindeki nötr bir atomun elektron alması sırasındaki enerji değişimi elektron ilgisi ile ifade edilir. Elektron alma sırasında çoğu ametal enerji verir; enerji verilme miktarı büyüdükçe elektron alma isteği genellikle yüksektir. Elektron ilgisi periyotta genel olarak soldan sağa artar, grupta aşağıya doğru azalır; ancak atomların alt kabuk düzenleri ve elektron–elektron itmeleri nedeniyle düzensizlikler iyonlaşma enerjisinden daha fazladır.
Halojenlerin elektron ilgileri yüksektir. Soy gazların kararlı katmanları ve bazı dolu/yarı dolu alt kabuk düzenleri genel eğilimden sapma oluşturabilir. TYT düzeyinde elektron ilgisi ile elektronegatiflik aynı kavram gibi değerlendirilmez.
Elektronegatiflik
Elektronegatiflik, bir atomun kimyasal bağdaki ortak elektronları kendine çekme eğilimidir. Tek başına gaz atomuna elektron eklenmesini anlatan elektron ilgisinden farklıdır. Periyotta soldan sağa, grupta aşağıdan yukarı genel olarak artar; en elektronegatif element flordur. Soy gazlar çoğu temel karşılaştırmada elektronegatiflik sıralamasına alınmaz.
K: Gaz hâlindeki nötr atomdan elektron koparmak için gereken enerji
L: Kimyasal bağdaki ortak elektronları çekme eğilimi
M: Gaz hâlindeki nötr atomun elektron alması sırasındaki enerji değişimi
K, L ve M sırasıyla hangi kavramlardır?
METALİK–AMETALİK ÖZELLİK VE OKSİT KARAKTERİ
Metalik ve Ametalik Karakterin Değişimi
Metalik karakter atomun elektron verme ve katyon oluşturma eğilimiyle ilişkilidir. Yarıçapın büyüdüğü, iyonlaşma enerjisinin azaldığı sol-alt yöne doğru metalik özellik artar. Aynı grupta aşağı indikçe elektron çekirdekten uzaklaştığından metalik aktiflik genellikle artar. Ametalik karakter ise elektron alma ve bağ elektronlarını çekme eğilimiyle ilişkilidir; sağ-üst yöne doğru artar.
Alkali metallerde aşağı doğru elektron verme kolaylaştığı için aktiflik artar. Halojenlerde aşağı doğru yarıçap büyüyüp elektronegatiflik azaldığından ametalik aktiflik genel olarak azalır. Bu değerlendirmeler soy gazların düşük tepkime eğiliminden ayrı düşünülür.
I. Z’nin atom yarıçapı en büyüktür.
II. X’in birinci iyonlaşma enerjisi en büyüktür.
III. Z’nin elektron verme eğilimi X’ten fazladır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Oksitlerin Asidik–Bazik Karakteri
Metalik oksitler genel olarak bazik, ametalik oksitler asidik karakter gösterir. Bir periyotta soldan sağa metalik özellik azalırken oksitlerin bazikliği azalır; ametalik özellik ve asidik karakter artar. Sınır bölgesindeki bazı oksitler hem asitlerle hem bazlarla tepkime verebilen amfoter özellik gösterebilir.
Üçüncü periyot örneğinde Na2O ve MgO bazik, Al2O3 amfoter; SiO2, P ve S oksitleri asidik karakterlidir. TYT sorularında formülü ezberlemek yerine elementin periyodik konumundan metal–ametal karakteri ve buna bağlı oksit davranışı yorumlanabilir.
PERİYODİK ÖZELLİKLERİ BİRLİKTE YORUMLAMA
Konumdan Çoklu Özellik Çıkarma
Bir elementin periyot ve grup bilgisi tek başına birçok çıkarım sağlar. Periyot katman sayısını, ana grup numarası değerlik elektronunu; tablodaki yatay ve düşey konum ise yarıçap, iyonlaşma enerjisi, elektronegatiflik ve metalik karakterin genel yönünü gösterir. İyon yükü verildiğinde önce nötr atomun elektron düzeni bulunur, ardından konum belirlenir.
Soru çözümünde tek bir ok ezberi yerine neden–sonuç zinciri daha güvenlidir: katman sayısı artarsa dış elektron çekirdekten uzaklaşır; yarıçap büyür ve iyonlaşma enerjisi azalır. Aynı katmanda proton sayısı artarsa etkin çekim yükselir; yarıçap küçülür, iyonlaşma enerjisi ve elektronegatiflik genel olarak artar. Son aşamada iyonlaşma enerjisi istisnaları ve izoelektronik taneciklerde proton sayısı kontrol edilir.
Karma Konum ve Özellik Karşılaştırmaları
Birden fazla ipucu içeren sorularda önce kesin konum bilgileri yerleştirilir. Ardından aynı periyot için yatay, aynı grup için düşey eğilim uygulanır. Sonuçlar yarıçap–iyonlaşma enerjisi ve metalik–elektronegatif karakter gibi birbirine ters genel eğilim çiftleriyle kontrol edilir.
• X üçüncü periyot 1A grubundadır.
• Y, X ile aynı periyotta ve X’ten daha elektronegatiftir.
• Z, X ile aynı grupta ve X’ten daha büyük atom yarıçapına sahiptir.
Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi kesinlikle doğrudur?
• K’nin atom yarıçapı en büyüktür.
• L’nin ilk iki iyonlaşma enerjisinden sonra büyük sıçrama vardır.
• M bağ elektronlarını K ve L’den daha güçlü çeker.
• N’nin son katmanı doludur.
Buna göre elementlerin soldan sağa doğru sıralanışı için hangisi kesinlikle doğrudur?
Sonraki konu: TYT Kimyasal Türler Arası Etkileşimler

