Kategori: Kimya

Metallerin özellikleri nedir? Açıklayınız.

 

Gündelik hayatımızda her alanda karşılaştığımız demir, nikel, bakır, gümüş ve altın gibi elementler metaller olarak adlandırılmaktadır. Bu elementler periyodik cetvelde genel olarak B grubu adı verilen geçiş metalleri grubunda yer almaktadır. Genel adı metal olan bu elementlerin birçok ortak özellikleri bulunmaktadır. Bu özelliklerden bazıları şunlardır :

 

• Genel olarak parlak bir yapıya sahiptirler veya üstlerine ışık düştüğünde parlak bir görünüme sahip olurlar.
• Özkütleleri büyük ve yoğun bir yapıya sahiplerdir. ( Genellikle su içerisine atıldıklarında batarlar )
• Oda koşullarında genelde katı halde bulunurlar ve erime ısıları çok yü
• Kolay şekil aldıklarından günlük hayatta bir çok alanda kullanılmaktadırlar.
• Ametal ve yarı metal elementlere göre elektriği daha iyi iletirler.
• Elektron verme eğiliminde bulunan bu elementler ametaller ile kolayca bileşik oluşturabilirler.
• Periyodik cetvel üzerinde soldan sağa doğru gidildiğinde metallerin elektron verme eğilimleri azalır ve elektron koparmak için gerekli olan enerji miktarları artmaktadır.
• 1A grubunda yer alan metaller daha fazla metalik özellik gösterirken soygazlara doğru gidildikçe metallik özellik azalır, ametallik özellik artmaktadır.
• Metaller kendi aralarında bileşik oluşturamazlar. İki metalin biraraya gelerek oluşturdukları yapılara alaşım adı verilmektedir. Bu alaşıma pirinç örneğini verebiliriz. Bu madde element değil, iki adet metalin bir araya gelerek oluşturduğu alaşımdır.
• Yarı metal özellik gösteren ve genellikle 4A ve 5A grubunda bulunan elementler de daha çok metalik özellik gösterdiğinden metaller ile bileşik oluşturmamaktadır.

Atomların katman elektron dağılımları ile periyodik sistemdeki yerleri arasındaki ilişkiyi açıklayınız.

 

Periyodik cetvel üzerinde bulunan elementler atom numarasına göre sıralanmaktadır. Tablo üzerindeki yatay sıralara periyot, dikey sıralara ise grup adı verilmektedir. Toplamda 7 adet periyot ve 18 adet grup bulunmaktadır. Elementler metal, ametal, yarı metal ve soygazlar olmak üzere 4 gruba ayrılır. Soygazlar 8A grubunda yer alan elementler olup He elementi hariç son katmanında 8 adet elektron bulunmaktadır. A grubu elementleri haricinde 10 adet B grubu elementi bulunmaktadır. Bu grup içerisinde yer alan elementlerin neredeyse tamamı metal özellik taşımaktadır. Demir, çinko, gümüş ve civa B grubunda yer alan elementlere örnek olarak verilebilir.

 

Bir elementin periyodik tablo üzerindeki yerini bulabilmek için atom numarasından faydalanabiliriz. Elektron dağılımında katman sayısı bize periyot numarasını, son katmanındaki elektron sayısı ise grup numarasını vermektedir. Bu yöntem basit kurallar olarak sayılır ve atom numarası 20’den küçük olan elementler için kolayca uygulanabilir. 2-8-8 olarak bilinen bu dağılımda katman sayısı periyot numarasını son katmandaki elektron sayısı ise grup numarasını vermektedir.

 

Atom numarası 20’den büyük olan elementlerde ise fazla olan elektron sayısı 3.yörüngeye eklenmektedir. Örnek olarak atom numarası 21 olan Sc elementini verirsek 2-8-9-2 olarak elektron dağılımını gösterebiliriz. Bu şekilde gösterilen elementler B grubunda yer alan geçiş metallerinde daha çok görülmektedir. Bu elementler üzerinden elektron koparılması gerektiğinde en dış katmandan elektron kopmaktadır.

 

Kısaca elektron dağılımı bir elementin periyodik sistemdeki yerini direk olarak gösterir diyebiliriz.

Atom numarası 47 olan nötr gümüş atomunun nötron sayısı 62 olduğuna göre proton sayısını, kütle numarasını ve elektron sayısını bulunuz.

 

Kütle numarası tanım olarak proton ve nötron sayısının toplamına eşittir. Atom numarası ise proton sayısına eşittir. Soruda verilen değerlere göre atom numarası 47 olan elementin proton sayısı da “47”ye eşittir. Kütle numarası ise 47 olan atom numarası ile 62 olan nötron sayısının toplamı olan ( 47+62 ) “109”a eşittir.

Soru içerisinde verilen bilgiye göre element nötr halde bulunmaktadır. Nötr atomlar içerisinde bulunan proton ve elektron sayısının eşit olduğu atom türüdür. Proton sayısı 47 olan atomun nötr halde elektron sayısı da “47”e eşittir.

 

Gümüş Hakkında Kısa Bilgi

M.Ö 3000’li yıllarda keşfedilen gümüş altından sonra keşfedilmesine rağmen altının daha az bulunması sebebiyle gündelik hayatta daha fazla kullanılmaktaydı. Doğada cevher halde bulunan gümüş elementi bazı yöntemler yardımıyla saf gümüş haline getirilmektedir. Bu yöntemlerden birisi olan kurşunla karıştırma yönteminde cevher halindeki gümüş kurşun ile bir fırında eritilir ve elde edilen gümüş-kurşun karışımından kolay bir şekilde saf gümüş elementi elde edilmektedir.

 

Periyodik cetvel üzerinde ağır metaller grubunda yer alan gümüş bazı özellikleri bakımından bakıra benzemektedir. Bakır çoğu bileşiklerinde “+2” değerlikli olmasından dolayı gümüşten ayrılmaktadır. Saf gümüş direk olarak kullanıldığında paslanması uzun sürede olur ancak günlük hayatımızda kullandığımız gümüşler bazı metaller ile karıştırıldığından daha kolay paslanmaktadır. Gümüş yapısı bakımından yumuşak olup darbelere dayanıklı değildir. Isı ve elektriği diğer metallere kıyasla daha iyi iletir.

Geçmişten günümüze atom modellerinin gelişimini içeren tarih şeridi hazırlayarak arkadaşlarınızla paylaşınız.

 

Geçmişte kimya alanında imkanların kısıtlı olmasından dolayı atomun tam olarak neye benzediği ve içerisinde hangi parçacıkların yer aldığı tam olarak belirlenememiştir. Günümüzdeki hali şekillenene kadar bir çok bilim insanı araştırmalar yapmış ve öne sürdükleri teorilere atom modeli adı verilmiştir. Bu atom modellerinden bazıları ise şunlardır :

 

Dalton atom modeli : İlk teori olarak sayılan atom modelinde Dalton maddenin en küçük yapı biriminin atom olduğunu ve daha küçük parçalara ayrılamayacağı fikrini öne sürmüştür. İçinin tamamen dolu yoğun bir küre şeklinde olduğunu vurgulamıştır. Aynı elementin içerisinde bulunan tüm atomların birbiriyle aynı özelliğe sahip olduğunu söylemiştir. Karbon atomunun 12 ve 13 kütle numaralı tanecikleri keşfedilince geçerliliğini yitirmiştir.

 

Thomson atom modeli : Üzümlü kek olarak da bilinen bu modelde Thomson yapmış olduğu deneylerde elektronları keşfetmiş ve elektron veren bir atomun pozitif yüklü olduğunu öne sürmüştür. Elektron ve protonların atom içerisinde eşit miktarda dağıldığı fikrinin de sahibi olan bilim adamının ilkesi başka bilim adamları tarafından çürütülmüştür.

 

Bohr atom modeli : Günümüzde kullanılan atom tanımının sahibi olan Bohr’un tanımladığı atom modelinde elektronlar atom çekirdeği üzerinde değil etrafında belirli yörüngelerde hareket ettiği öne sürülmüştür.

Bugün kullandığımız periyodik sisteme en yakın periyodik sistemi hangi bilim insanı düzenlemiştir?

Elementlerin ilk keşfedilmesinden günümüze kadar geçen sürede bir çok bilim adamı elementleri benzer özelliklerine göre sınıflandırmaya çalışmıştır. Yapılan bu çalışmalardan bazıları günümüzde kullanılan periyodik sisteme benzese de hiçbiri aynı özellikleri taşımamaktadır. Gelin şimdi hep beraber geçmişten günümüze periyodik sistemin tarihini inceleyelim.

 

Johann Wolfgang Döberenier : Elementleri ilk sınıflandıran bilim adamı olarak bilinen Döberenier elementleri bazı benzer özelliklerine göre üçerli gruplara ayırmıştır. Bu yaptığı işleme Triatlar Kanunu (üçlüler kanunu) adı verilmiştir. Atom numarası o yıllarda bulunmadığından yaptığı çalışmalarda elementleri sadece atom ağırlığına göre sınıflandırmıştır.

 

De Chancourtois : Günümüzdeki periyot cetvele hiç benzemeyen bu çalışmada elemetlerin benzer özelliklerine göre silindirik bir sistem oluşturmuştur. Yapılan bu çalışmadaki en büyük hata ise elementlerin yanı sıra iyonlara da bu sistem üzerinde yer vermiş olmasıdır.

 

John Newlands : Bu bilim adamının yaşadığı dönemde bazı elementler henüz keşfedilmemişti. Sadece bilinen elementler üzerinde yaptığı çalışmada atom ağırlığına göre sırlama yapmış ve birinci olan element ile sekizinci olan elementin aynı özellikleri taşıdığı sonucuna varmıştır. Bu şekilde bu elementleri gruplamış ve buna oktav kanunu adını vermiştir.

 

Henry Moseley : Günümüzde kullanılan periyodik cetvelin neredeyse aynısını oluşturan bilim adamı yaptığı çalışma ile atom numarasını (proton sayısı) bulmuş ve elementlerin atom kütlesine göre değil atom numalarına göre sıralanması gerektiğini öne sürmüştür. Şu an kullanılan periyodik cetvelde de elementler artan atom numarasına göre sıralandığından en yakın çalışmayı Henry Moseley yapmış diyebiliriz.

Periyodik sistemdeki yatay sıralara ve düşey sütunlara ne ad verilir?

Bildiğiniz üzere her elementin kendine özgü, eşsiz bir atom numarası vardır ve bu atom numaraları elementlerin periyodik sistemde yatay sıralara ve düşey sütunlara sıralanmalarını sağlar. Periyodik sistemde, yatay sıralara periyot, düşey sütunlara ise grup denmektedir. Periyot sayısını atomun son katmanında bulunan elektron sayısı belirlerken, grup numarasını ise proton sayıları belirlemektedir. Periyodik sistemde 7 tane periyot, 8 tane A grubu ve 8 tane B grubu bulunmaktadır.

 

Bir elementin periyot ve grup numarasını bulmak istersek nasıl hesaplayabiliriz, şöyle bir örnek ile açıklayalım;

Örneğin; Lityum elementini atom numarası 3’tür. İlk katmanda 2 elektron, ikinci katmanda 1 elektron bulunmaktadır. Bu durumunda element, 2.periyot 1A grubunda bulunmaktadır.

 

Periyodik Sistemde Grup Özellikleri:

Bir gruptan yukarıdan aşağı doğru inildikçe;

• Proton, nötron, atom ve kütle numarası artar.
• Değerlik elektron sayısında değişim olmaz.
• Elektron verme isteği artar dolayısıyla metalik özellği de artar.
• Atomun hacmi, çapı ve yörünge sayısı artar.

 

Periyodik Sistemde Periyot Özellikleri:

Bir periyotta soldan sağa gidildiğinde;

• Proton, nötron, değerlik elektron sayısı, atom ve kütle numarası artar.
• Elektron alma isteği artar dolayısıyla ametalik özelliği de artar.
• Yörünge sayısında değişim olmaz.
• Atomun hacmi ve çapı azalır.

Elektronların çekirdek etrafında bulunduğu bölgelere ne ad verilir?

 

Atom içerisinde proton, nötron ve elektron adı verilen 3 adet parçacık bulunmaktadır. Bu parçacıklardan proton ve nötron atom çekirdeğinde hareketsiz halde bulunurken elektronlar çekirdek etrafında bulunan ve katman adı verilen yörüngelerde hareket halinde bulunmaktadır. Bu katmanlar çekirdeğin çekim kuvveti sayesinde ayrılmadan durabilmektedir. Çekirdeğe en yakında katmanda daha çok enerji bulunurken çekirdekten uzaklaştıkça enerji miktarı azalmaktadır. Bu katman sayısı elementin bulunduğu periyot numarasını,son katmanda bulunan elektron sayısı ise ait olduğu grubu belirlemektedir.

 

Son yörüngede bulunan elektron sayısına bağlı olarak atomlar elektron alarak veya fazla elektronlarını vererek kararlı yapıya sahip olmak yani soygazlara benzemek istemektedir. Son katmanında bulunan elektron sayısını 2’ye veya 8’e tamamlayan elektronlar soygaz elektron düzenine sahip olmaktadır. Elektron düzenini 2’ye tamamlama olayına dublet 8’e tamamlama olayına ise oktet kuralı adı verilmektedir.

 

Katmanlardaki elektron dağılımı ise belirli bir kurala göre yapılmaktadır. İlk katmanda en fazla 2 adet elektron bulunabilir,diğer katmanlarda ise 8 adet elektron bulunabilmektedir.

 

Örnek olarak Lityum elementinin atom numarası 3’tür. Bu elementin elektron dizilişi 2-1 şeklindedir. Buradan yola çıkarak 2 adet katmana sahip olup son katmanında 1 adet elektron bulunduğundan bu element 2.periyot 1A grubunda yer almaktadır.

 

Diğer bir örnek olarak atom numarası 19 olan Potasyum elementini ele alalım. Elektron dizilişi kurallara göre 2-8-8-1 olmak zorundadır. Yine dizilime bakacak olursak 4 adet katman ve son katmanında 1 elektron bulunduğundan 4.periyot 1A grubunda olduğunu söyleyebiliriz.

Elementleri periyodik sistemde göstermek hangi açılardan kolaylık sağlar?

 

Evren üzerinde bulunan elementler belirli özelliklere göre sınıflandırılmış ve bu tabloya periyodik tablo ismi verilmiştir. Bu tablo üzerinde metal, ametal, yarı mertal ve soygaz olmak üzere 4 farklı element çeşidi bulunmaktadır. Bu elementler atom numarasına göre belirli bir sıra ile periyodik tablo üzerinde yer almaktadır.

 

Tablo üzerindeki dikey sütunlara grup,yatay sütunlara ise periyot adı verilmektedir. Toplam periyot sayısı 7 adettir ve periyot numarası aynı zamanda atomun yörüngesine yer alan katman sayısını da ifade etmektedir. Grup sayısı ise 8 adet A grubu ve 10 adet B grubu olmak üzere 18 tanedir. Grup numarası atomun son katmanında yer alan elektron sayısına göre sıralanmıştır. B grubu elementleri ise bu genellemenin dışında kalmaktadır. 8A grubunda yer alan elementler soygazlar olarak adlandırılmakta ve He hariç son katmanında 8 elektronu bulunmaktadır. Bu grupta yer alan elementler elektron alışverişinde bulunmazlar ve yeterli kararlılık seviyesine ulaşmıştır. Periyodik sistemden yararlanarak bu elementler arasında karşılaştırma yapabiliriz. Bu karşılaştırmayı yapabileceğimiz özellikler ise şunlardır:

 

• Atom numarası ( Proton sayısı )
• Elektron ilgisi ( Elektron almaya yatkınlık ) ve ametallik
• Değerlik elektron sayısı ( Son katmanında yer alan elektron sayısı )
• Asidik veya bazik özellik taşıması
• Atom kütlesi ( proton+nötron sayısı )
• Atom çapı ve atom hacmi

Atomun çekirdeğinde bulunan tanecikler nelerdir?

 

Bir maddenin tüm özelliklerini taşıyan en küçük yapı taşına atom denir. Atom çekirdeğini proton ve nötronlar oluşturur. Proton atomu pozitifli yüklü tanecikleri, nötronlar ise yüksüz taneciklerdir. Protonlar, her atom için farklı bir sayıdadır ve atomların numaralarını oluşturur. Proton ve nötronların toplamı elementin kütle numarasını vermektedir.

 

Proton Özellikleri:

Atom çekirdeğindeki pozitif yüklü taneciklerdir. Elektriksel yükü pozitiftir. Atom kütlesini oluşturacak düzeyde ağırlığa sahiptir. Protonların birbirini itme özelliği vardır. Her element kendine ait, eşsiz bir proton sayısına sahiptir. Bu sayı, atom numarasını oluşturmaktadır. Atom numarası ile elementler Periyodik Cetvel’deki yerlerini alırlar. Aynı atom numarası fakat farklı kütle numarasına sahip atomlara ise izotop atom denmektedir.

 

Nötron Özellikleri:

Atom çekirdeğindeki yüksüz taneciklerdir. Protonlara kıyasla biraz daha ağırdır.Proton ve elektronların birleşmesiyle oluşurlar. Elektriksel yükü sıfırdır. Hidrojen atomu hariç tüm atomların nötronları bulunmaktadır. Farklı elementlerin aynı sayıda nötronları bulunabilir, ayrıca aynı elementin farklı sayıda nötronları olabilir. Nötronları aynı sayıda olan atomlara izoton atomlar denmektedir.

Atomda bulunan temel tanecikler nelerdir?

 

Atom, çekirdek ve yörünge olmak üzere iki parçadan oluşmaktadır. Bu parçalar üzerinde atomdan daha küçük olan parçacıklar vardır. Kütlenin neredeyse tamamına yakın bölümünü oluşturan çekirdek içerisinde proton ve nötron adına iki parçacık bulunmaktadır. Yörünge üzerinde üzerinde ise kütleye neredeyse hiç etkisi olmayan elektron adı verilen parçacıklar bulunmaktadır.

 

Protonun özellikleri :

• Atomun çekirdeğinde nötron ile birlikte bulunan ve pozitif yüke sahip olan atom altı parçacığıdır.
• Bir element üzerinde bulunan toplam proton sayısı atom numarasına eşittir.
• Nötr yüke sahip olan elementlerde proton ve elektron sayısı birbirine eşittir.
• Proton sayısı bir elementin bütün atomlarında aynı değere sahiptir. Örneğin (-1) yüklü ve (+1) yüklü atomların proton sayısı birbirine eşittir.

 

Nötronun özellikleri :

• Atomun çekirdeğini meydana getiren ve proton ile birlikte bulunan atom taneciğidir.
• Proton ve elektronların aksine herhangi bir yüke sahip değildir yani nötrdü
• Bir çekirdekte bulunan nötron sayısı proton sayısına eşit veya daha fazla sayıda olmak zorundadır.
• Hidrojen dışındaki tüm atomlarda belli sayıda nötron bulunmaktadır.
• Nötron elementinin simgesi “n” şeklinde gösterilir.

 

Elektronun özellikleri :

• Elektron tanecikleri atomun yörünge kısmında bulunur ve kütleye herhangi bir etkisi yoktur.
• Elektronlar protonların aksine negatif yük barındırmaktadır.
• Atom üzerinde hareket edebilen tek taneciktir ve yörünge üzerinde dairesel hareket yapmaktadır.
• Kimyasal olaylarda atomun proton ve nötron sayısında bir değişiklik olmazken elektron sayısı artabilir veya azabilir. Buna elektron alışverişi adı verilmektedir.