Periyodik Özellikler ve Yükseltgenme Basamakları

Periyodik tabloda bir elementin yeri, nasıl davranacağını önceden söyler. Ne kadar büyük olduğunu, elektronunu ne kadar sıkı tuttuğunu, oksidinin suyu asidik mi bazik mi yapacağını yerinden okursun.

Levhadaki tabloda her kutu bir element; kutular atom numarası sırasıyla doluyor, renkler blokları gösteriyor. Bu derste her özelliği kutuların üstünde yükselen sütunlarla okuyacaksın.

Isınma

Başlamadan: elektron dizilimi ve bağ türü

Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Temel hâldeki

_{17}\text{Cl}

atomu periyodik tablonun hangi periyot ve grubundadır?

Açıklama

$_{17}\text{Cl}$ : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$ . En büyük $n = 3$ , değerlik elektronu $2 + 5 = 7$ : 3. periyot, 7A. Ayrıntı: Atomun Kuantum Modeli.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

_{26}\text{Fe}

atomu

2

elektron verince oluşan

\text{Fe}^{2+}

iyonunun elektron dizilimi hangisidir?

Açıklama

Katyon oluşurken önce en dıştaki $4s$ boşalır: $\text{Fe}^{2+}$ : $[\text{Ar}]\,3d^6$ .

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Na ile Cl arasında oluşan bileşikteki bağ türü hangisidir?

Açıklama

Na elektron verir ( $\text{Na}^+$ ), Cl alır ( $\text{Cl}^-$ ); iyonlar elektrostatik çekimle bağlanır.

Temel

Tablodaki yer ve yarıçaplar

1. Blok, Son Elektronun Girdiği Alt Kabuktur

Periyot, dizilimdeki en büyük $n$ değeridir; A grubu, değerlik elektronu sayısıdır. Blok ise son elektronun girdiği alt kabuktur: $s$ , $p$ , $d$ ya da $f$ .

Bloklar. He (

1s^2

)

s

blokundadır ama asal gaz olduğu için 8A’da durur;

f

bloku 6. ve 7. periyoda aittir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Temel hâldeki

_{22}\text{Ti}

atomu (

[\text{Ar}]\,4s^2\,3d^2

) hangi periyot ve bloktadır?

Açıklama

En büyük $n = 4$ : 4. periyot. Son elektron $3d$ ’ye girdi: $d$ bloku (4B grubu).

2. Üç Yarıçap: Kovalent, van der Waals, İyonik

Atomun keskin bir sınırı yoktur. Yarıçap, iki çekirdek arasındaki uzaklıktan hesaplanır.

İki $\text{Cl}_2$ molekülü yan yana duruyor; içteki koyu küreler kovalent, dıştaki saydam küreler van der Waals yarıçapıyla çizildi. Aynı moleküldeki iki çekirdeğin uzaklığının ( $d_1$ ) yarısı kovalent yarıçap, komşu moleküllerin değen atomları arasındaki uzaklığın ( $d_2$ ) yarısı van der Waals yarıçapıdır.

Bağ, iki atomu iç içe geçirir; bu yüzden aynı atom için

r_{\text{vdW}} > r_{\text{kovalent}}

Örnek

kolay

Kovalent ve van der Waals yarıçapı

Bir $\text{X}_2$ molekülünde iki X çekirdeği arasındaki uzaklık $228$ pm’dir. Komşu iki $\text{X}_2$ molekülünün birbirine en yakın X atomlarının çekirdekleri arası ise $370$ pm’dir. X’in kovalent ve van der Waals yarıçapları kaç pm’dir?

Bağlı iki atomun uzaklığı kovalent yarıçapın iki katıdır: $r_{\text{kovalent}} = 228 / 2 = 114$ pm.

Bağsız komşu atomların uzaklığı van der Waals yarıçapının iki katıdır: $r_{\text{vdW}} = 370 / 2 = 185$ pm.

Sonuç

$r_{\text{kovalent}} = 114$ pm, $r_{\text{vdW}} = 185$ pm.

3. Atom Yarıçapı: Grupta Artar, Periyotta Azalır

İlk beş periyodun her kutusunun üstünde atom yarıçapı kadar bir sütun yükseliyor. Bir grubu aşağı izle: sütunlar uzar. Bir periyotta sağa git: sütunlar kısalır. En uzunlar sol alttadır.

Örnek

kolay

Atom yarıçapını sıralama

$_{11}\text{Na}$ , $_{12}\text{Mg}$ ve $_{19}\text{K}$ atomlarını yarıçaplarına göre küçükten büyüğe sırala.

Yerlerini bul: Na 3. periyot 1A, Mg 3. periyot 2A, K 4. periyot 1A.

Na ile K aynı gruptadır; K’nin bir katmanı fazladır: $r_{\text{K}} > r_{\text{Na}}$ .

Na ile Mg aynı periyottadır; Mg’nin proton sayısı büyüktür: $r_{\text{Mg}} < r_{\text{Na}}$ .

Sonuç

$\text{Mg} < \text{Na} < \text{K}$

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

_{8}\text{O}

_{15}\text{P}

_{16}\text{S}

_{17}\text{Cl}

atomlarından hangisinin yarıçapı en büyüktür?

Açıklama

P, S, Cl 3. periyotta soldan sağa dizilir; yarıçap azalır. O 2. periyottadır. En büyük P.

4. İyon Yarıçapı: Katyon Küçülür, Anyon Büyür

Elektron veren atom küçülür: dış katmanı boşalabilir, kalan elektronlar daha sıkı çekilir. Elektron alan atom büyür: elektronlar arası itme artar.

Beş iyonun her birinde $10$ elektron var; dizilimleri neonunki gibi. Soldan sağa proton sayısı $8$ ’den $13$ ’e çıkıyor ve aynı elektron bulutu çekirdeğe doğru büzülüyor.

İzoelektronik iyonlar: proton sayısı arttıkça yarıçap küçülür (altılı koordinasyon değerleri).

Örnek

kolay

İzoelektronik iyonları sıralama

$_{16}\text{S}^{2-}$ , $_{17}\text{Cl}^{-}$ , $_{19}\text{K}^{+}$ ve $_{20}\text{Ca}^{2+}$ iyonlarını yarıçaplarına göre küçükten büyüğe sırala.

Elektron sayıları: $16 + 2$ , $17 + 1$ , $19 - 1$ , $20 - 2$ ; hepsi $18$ . Dördü izoelektroniktir.

Elektron sayısı aynıyken proton sayısı büyük olan, elektronları daha çok çeker ve küçüktür.

Sonuç

$\text{Ca}^{2+} < \text{K}^{+} < \text{Cl}^{-} < \text{S}^{2-}$

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur?

Açıklama

$\text{Na}^+$ ile $\text{Mg}^{2+}$ izoelektroniktir ( $10$ elektron). Mg’nin $12$ protonu elektronları Na’nın $11$ protonundan daha çok çeker.

Orta

İyonlaşma enerjisi, elektronegatiflik ve oksitler

1. İyonlaşma Enerjisi: Elektronu Koparmanın Bedeli

Sütunlar şimdi birinci iyonlaşma enerjisini gösteriyor. En yüksekleri sağdaki asal gazlar, en alçakları soldaki alkali metaller. Periyotta sağa giderken iki yerde sütun beklenmedik biçimde kısalıyor: 2A’dan 3A’ya ve 5A’dan 6A’ya geçerken. Çizgiler 2. ve 3. periyodun sütun tepelerini birleştiriyor; turuncu işaretler kısalan sütunların üstünde.

Z = 1

–

20

için birinci iyonlaşma enerjisi (kJ/mol). Be–B, N–O, Mg–Al ve P–S arasındaki düşüşlere bak.

Örnek

orta

Birinci iyonlaşma enerjisini sıralama

$_{12}\text{Mg}$ , $_{13}\text{Al}$ , $_{15}\text{P}$ ve $_{16}\text{S}$ atomlarını birinci iyonlaşma enerjilerine göre küçükten büyüğe sırala.

Dördü de 3. periyottadır: Mg 2A, Al 3A, P 5A, S 6A. Genel eğilim sağa doğru artıştır.

Al’nin tek $3p$ elektronu dolu $3s$ ’in üstündedir ve kolay kopar: Al $<$ Mg.

P’nin $3p^3$ ’ü yarı doludur; S’nin $3p^4$ ’ünde eşleşmiş elektronlar birbirini iter: S $<$ P.

2A ile 6A arasında genel artış geçerlidir: Mg $<$ S.

Sonuç

$\text{Al} < \text{Mg} < \text{S} < \text{P}$ (sırasıyla $578$ , $738$ , $1000$ , $1012$ kJ/mol)

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdaki atomlardan hangisinin birinci iyonlaşma enerjisi en büyüktür?

Açıklama

periyotta $\text{Li} < \text{B} < \text{Be} < \text{C} < \text{O} < \text{N}$ . Seçeneklerin en büyüğü N.

2. Ardışık İyonlaşma Enerjileri Grubu Söyler

Her yeni elektron daha pozitif bir iyondan koptuğu için $\text{İE}_1 < \text{İE}_2 < \text{İE}_3 < \dots$ olur. Değerlik elektronları bitip iç katmana inilince enerji birden sıçrar.

Alüminyumdan elektronlar birer birer kopuyor; her kopuşta enerji basamağı biraz yükseliyor. Üç değerlik elektronu bitince dördüncü basamak bir duvara dönüşüyor: dördüncü elektron dolu $2p$ katmanından gelir.

Alüminyum:

\text{İE}_3

’ten

\text{İE}_4

’e dört kattan fazla artış; üç değerlik elektronu, 3A grubu.

Örnek

orta

Ardışık iyonlaşma enerjisinden elementi bulma

periyottaki X elementinin ardışık iyonlaşma enerjileri (kJ/mol) şöyledir:

$\text{İE}_1$	$\text{İE}_2$	$\text{İE}_3$	$\text{İE}_4$
$738$	$1451$	$7733$	$10543$

X hangi elementtir? Klorla oluşturduğu bileşiğin formülü nedir?

Oranlar: $1451 / 738 \approx 2{,}0$ ; $7733 / 1451 \approx 5{,}3$ ; $10543 / 7733 \approx 1{,}4$ . En büyük sıçrama $\text{İE}_2$ ’den $\text{İE}_3$ ’e.

İki değerlik elektronu: 2A grubu. 3. periyodun 2A elementi $_{12}\text{Mg}$ ’dir.

Mg $\text{Mg}^{2+}$ , klor $\text{Cl}^-$ iyonu oluşturur; yükler $1:2$ oranında dengelenir.

Sonuç

X magnezyumdur; bileşik $\text{MgCl}_2$ .

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Ardışık iyonlaşma enerjileri

496

4562

6910

9543

kJ/mol olan element hangi gruptadır?

Açıklama

$4562 / 496 \approx 9{,}2$ : en büyük oran ilk adımda. Tek değerlik elektronu, 1A (bu değerler sodyumundur).

3. Elektron İlgisi ve Elektronegatiflik

Sütunlar şimdi elektronegatifliği gösteriyor: en uzunu sağ üstte flor ( $4{,}0$ ), en kısaları sol altta. Asal gazların sütunu yok; çoğu bağ yapmadığından değer verilmez.

4. Metalik ve Ametalik Karakter

Metalik karakter elektron verme, ametalik karakter elektron alma eğilimidir. Metalik karakter yarıçapla birlikte sol alta, ametalik karakter elektronegatiflikle birlikte sağ üste doğru artar.

Bütün eğilimler tek şekilde. Asal gazlar bu karşılaştırmaya katılmaz.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

_{11}\text{Na}

_{16}\text{S}

_{17}\text{Cl}

için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Açıklama

Üçü de 3. periyottadır ve Na en soldadır: yarıçapı ve metalik karakteri en büyük, iyonlaşma enerjisi ve elektronegatifliği en küçüktür.

5. Oksitler: Metal Oksidi Bazik, Ametal Oksidi Asidik

periyodun oksitleri sırayla indikatörlü (yeşil) suya atılıyor. $\text{Na}_2\text{O}$ ile $\text{MgO}$ suyu bazik renge (mor), $\text{P}_4\text{O}_{10}$ , $\text{SO}_3$ ve $\text{Cl}_2\text{O}_7$ asidik renge (kırmızı) döndürüyor. $\text{Al}_2\text{O}_3$ ve $\text{SiO}_2$ suda çözünmüyor; taneleri dipte kalıyor, su yeşil kalıyor.

periyot: bazik oksitten amfotere, oradan asidik okside.

Örnek

orta

Asit yağmuru ve kireç

Kömürle çalışan bir santralin bacasından çıkan $\text{SO}_2$ havada $\text{SO}_3$ ’e dönüşür ve yağmurla toprağa iner. Çiftçi asitlenen toprağa kireç ( $\text{CaO}$ ) serper. $\text{SO}_3$ toprağı neden asitlendirir, $\text{CaO}$ neden düzeltir? Tepkimelerle açıkla.

S bir ametaldir, oksidi asidiktir: $\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\text{SO}_4$ .

Ca bir 2A metalidir, oksidi baziktir: $\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{Ca(OH)}_2$ .

Baz asidi nötrler: $\text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{CaSO}_4 + 2\,\text{H}_2\text{O}$ .

Sonuç

Ametal oksidi asit, metal oksidi baz oluşturur; kireç toprağın asitliğini nötrler.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdaki oksitlerden hangisi amfoterdir?

Açıklama

$\text{Al}_2\text{O}_3$ hem $\text{HCl}$ gibi asitlerle hem $\text{NaOH}$ gibi bazlarla tepkimeye girer.

İleri

Bloklar, asal gazlar ve yükseltgenme basamakları

1. Bloklara Göre Elementler

Blok	Elementler	Karakter ve iyon	Bağ
$s$	1A, 2A (H hariç)	Aktif metal; $+1$ , $+2$	Ametalle iyonik
$p$	3A–8A	Metal, yarı metal, ametal; 5A $-3$ , 6A $-2$ , 7A $-1$	Ametaller arası kovalent
$d$	B grupları	Metal; çoğu birden çok basamak	Ametalle iyonik
$f$	Lantanitler, aktinitler	Metal; aktinitlerin hepsi radyoaktif	Ametalle iyonik

1A metallerinin aktifliği grupta aşağı artar; halojenlerinki ise aşağı azalır, en aktif ametal F’dir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdakilerden hangisi

d

bloku elementlerinin ortak özelliğidir?

Açıklama

Geçiş metallerinin hepsi metaldir; değerlik elektronları $4s$ ve $3d$ ’dedir ve çoğu birden çok yükseltgenme basamağı alır.

2. Yükseltgenme Basamağı: Varsayımsal Yük

Kükürt

-2

ile

+6

arasında basamak alır.

Örnek

zor

Kural dışı basamakları yakalama

Aşağıdaki türlerde belirtilen atomun yükseltgenme basamağını bul: $\text{NH}_4\text{NO}_3$ ’teki iki azot, $\text{H}_2\text{O}_2$ ’deki oksijen, $\text{CaH}_2$ ’deki hidrojen, $\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}$ ’deki krom.

$\text{NH}_4\text{NO}_3$ iki iyondan oluşur. $\text{NH}_4^+$ : $x + 4(+1) = +1$ , $x = -3$ . $\text{NO}_3^-$ : $x + 3(-2) = -1$ , $x = +5$ .

$\text{H}_2\text{O}_2$ peroksittir: $2(+1) + 2x = 0$ , $x = -1$ .

$\text{CaH}_2$ metal hidrürüdür; Ca $+2$ : $+2 + 2x = 0$ , $x = -1$ .

$\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}$ : $2x + 7(-2) = -2$ , $x = +6$ .

Sonuç

N: $-3$ ve $+5$ ; O: $-1$ ; H: $-1$ ; Cr: $+6$ .

3. Anyon Yükü ile Yükseltgenme Basamağı Aynı Şey Değil

Ametal, metalle iyonik bileşik yaptığında gerçek bir yük taşır: $\text{Cl}^-$ , $\text{S}^{2-}$ , $\text{N}^{3-}$ . Bu yük tek değerlidir, (grup no $- 8$ ) kadardır. Yükseltgenme basamağı ise varsayımsaldır ve kovalent bileşiklerde pozitif de olabilir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdaki türlerin hangisinde klorun yükseltgenme basamağı

+5

’tir?

Açıklama

$\text{HClO}_3$ : $+1 + x + 3(-2) = 0$ , $x = +5$ .

4. d Bloku: Birden Çok Basamak

Geçiş metalleri önce $4s$ , sonra $3d$ elektronlarını verir. $4s$ ile $3d$ ’nin enerjileri yakın olduğundan $3d$ ’den kaç elektron gideceği bileşiğe göre değişir; aynı metal birden çok basamak alır.

Mangan atomunun yedi değerlik elektronu dönüyor: ikisi dış halkada ( $4s$ ), beşi iç halkada ( $3d$ ). Sürgüyle elektron kopar: önce $4s$ boşalır ( $+2$ ), sonra $3d$ ’den birer birer ( $+3$ … $+7$ ). Mangan topu her kopuşta bir basamak çıkar; üstünde o basamaktaki bir bileşik yazıyor.

_{25}\text{Mn}

[\text{Ar}]\,4s^2\,3d^5

. En yüksek basamak

+7

, yani

4s

3d

elektronlarının toplamı.

Örnek

zor

Eczaneden pile mangan

Eczanede satılan mor renkli antiseptik $\text{KMnO}_4$ , alkali pillerin katot karışımı $\text{MnO}_2$ , bazı gübreler $\text{MnSO}_4$ içerir. Bu üç bileşikte manganın yükseltgenme basamakları nedir? $_{25}\text{Mn}$ hangisinde bütün değerlik elektronlarını vermiş sayılır?

$\text{KMnO}_4$ : $+1 + x + 4(-2) = 0$ , $x = +7$ .

$\text{MnO}_2$ : $x + 2(-2) = 0$ , $x = +4$ .

$\text{MnSO}_4$ sülfat iyonu ( $\text{SO}_4^{2-}$ ) içerir: $x - 2 = 0$ , $x = +2$ .

Mn: $[\text{Ar}]\,4s^2\,3d^5$ , yedi değerlik elektronu. $+2$ ’de yalnız $4s^2$ , $+7$ ’de yedisi de verilmiş sayılır.

Sonuç

$\text{KMnO}_4$ : $+7$ , $\text{MnO}_2$ : $+4$ , $\text{MnSO}_4$ : $+2$ . Bütün değerlik elektronları yalnız $\text{KMnO}_4$ ’te verilmiş sayılır.

Örnek

zor

Dizilimden bütün özelliklere

Temel hâldeki atomlarının elektron dizilimleri şöyle olan X, Y ve Z elementleri veriliyor:

X: $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1$
Y: $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$
Z: $1s^2\,2s^2\,2p^4$

Buna göre

I. Atom yarıçapları arasında $\text{Z} < \text{Y} < \text{X}$ ilişkisi vardır.
II. Birinci iyonlaşma enerjisi en büyük olan Y’dir.
III. X ile Y iyonik $\text{X}_2\text{Y}$ bileşiğini oluşturur; $\text{YZ}_3$ bileşiğinde Y’nin basamağı $+6$ ’dır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yerleri: X 3. periyot 1A (Na), Y 3. periyot 6A (S), Z 2. periyot 6A (O).

I: Z bir katman eksiktir, en küçüktür; X ile Y aynı periyotta ve X soldadır. $\text{Z} < \text{Y} < \text{X}$ : doğru.

II: Y ile Z aynı gruptadır; Z yukarıda olduğundan iyonlaşma enerjisi büyüktür. En büyüğü Z’dir: yanlış.

III: $\text{X}^+$ ile $\text{Y}^{2-}$ iyonları $\text{X}_2\text{Y}$ verir. $\text{YZ}_3$ ’te $x + 3(-2) = 0$ , $x = +6$ : doğru.

Sonuç

I ve III doğrudur.

Özet

Bu konudan aklında kalacaklar

Yer: periyot en büyük $n$ , A grubu değerlik elektronu, blok son elektronun girdiği alt kabuk.
Yarıçap: $r_{\text{vdW}} > r_{\text{kovalent}}$ ; atom yarıçapı grupta aşağı artar, periyotta sağa azalır.
İyonlar: katyon atomdan küçük, anyon büyük; izoelektronik dizide proton sayısı büyük olan küçüktür.
İyonlaşma enerjisi: sağa ve yukarı artar; 2A $>$ 3A ve 5A $>$ 6A. Ardışık değerlerdeki büyük sıçrama A grubunu verir.
Elektronegatiflik: sağa ve yukarı artar, en büyüğü F; elektron ilgisi en büyük olan Cl.
Karakter ve oksit: metalik karakter sol altta; metal oksidi bazik, ametal oksidi asidik, $\text{Al}_2\text{O}_3$ amfoter.
Basamak: toplam $0$ ya da iyon yükü; F $-1$ , O çoğunlukla $-2$ ; ametal (grup no $-8$ ) ile grup no arasında.
d bloku: önce $4s$ gider; en yüksek basamak $4s + 3d$ elektronları (Mn $+7$ ), Zn yalnız $+2$ .

Element	$\text{İE}_1$	$\text{İE}_2$	$\text{İE}_3$	$\text{İE}_4$	$\text{İE}_5$
X	$578$	$1817$	$2745$	$11577$	$14842$
Y	$787$	$1577$	$3232$	$4356$	$16091$

Periyodik Özellikler ve Yükseltgenme Basamakları

LevhaPeriyodik Özellikler ve Yükseltgenme BasamaklarıPeriyodik Özellikler ve Yükseltgenme Basamakları

Başlamadan: elektron dizilimi ve bağ türü

Tablodaki yer ve yarıçaplar

1. Blok, Son Elektronun Girdiği Alt Kabuktur

2. Üç Yarıçap: Kovalent, van der Waals, İyonik

Kovalent ve van der Waals yarıçapı

3. Atom Yarıçapı: Grupta Artar, Periyotta Azalır

Atom yarıçapını sıralama

4. İyon Yarıçapı: Katyon Küçülür, Anyon Büyür

İzoelektronik iyonları sıralama

İyonlaşma enerjisi, elektronegatiflik ve oksitler

1. İyonlaşma Enerjisi: Elektronu Koparmanın Bedeli

Birinci iyonlaşma enerjisini sıralama

2. Ardışık İyonlaşma Enerjileri Grubu Söyler

Ardışık iyonlaşma enerjisinden elementi bulma

3. Elektron İlgisi ve Elektronegatiflik

4. Metalik ve Ametalik Karakter

5. Oksitler: Metal Oksidi Bazik, Ametal Oksidi Asidik

Asit yağmuru ve kireç

Bloklar, asal gazlar ve yükseltgenme basamakları

1. Bloklara Göre Elementler

2. Yükseltgenme Basamağı: Varsayımsal Yük

Kural dışı basamakları yakalama

3. Anyon Yükü ile Yükseltgenme Basamağı Aynı Şey Değil

4. d Bloku: Birden Çok Basamak

Eczaneden pile mangan

Dizilimden bütün özelliklere

Bu konudan aklında kalacaklar

Sınavda nasıl soruldu?

2021 AYTSoru 15

2018 AYTSoru 15

Özgün sorular

Özgün soru1

Özgün soru2

Özgün soru3

Özgün soru4

Özgün soru5