Atom ve periyodik sistem konu anlatımı ve test — 9. sınıf kimya

Atom modellerinin tarihsel gelişimi

Maddenin yapı taşı olan atom kavramı, tarih boyunca yapılan deneyler ve yeni bulgular ışığında sürekli geliştirilen modellerle açıklanmıştır. Her model bir öncekinin eksiklerini tamamlamıştır.

Model	Bilim insanı	Temel görüşü / Katkısı	Eksik yönü
Berk küre modeli	John Dalton (1803)	Atom içi dolu, bölünemez küredir; aynı elementin tüm atomları özdeştir.	Atom altı tanecikleri içermez; izotop atomları açıklayamaz.
Üzümlü kek modeli	J.J. Thomson (1904)	Negatif yükler (üzümler) pozitif küre içinde homojen dağılmıştır.	Çekirdek kavramı yoktur; pozitif ve negatif yükler iç içe değildir.
Çekirdekli model	Ernest Rutherford (1911)	Pozitif yükler merkezde çok küçük hacimli çekirdekte toplanmıştır; atomun büyük kısmı boşluktur.	Elektronların çekirdeğe neden düşmediğini açıklayamamıştır.
Yörüngeli model	Niels Bohr (1913)	Elektronlar çekirdek çevresinde belirli dairesel yörüngelerde (enerji katmanlarında) dolanır.	Yalnızca tek elektronlu tanecikleri (H, He⁺, Li²⁺) açıklayabilmiştir.

Günümüzde geçerli olan Modern Atom Teorisi (Bulut Modeli), elektronların kesin konumunun bilinemeyeceğini, yalnızca bulunma olasılığının yüksek olduğu bölgelerde (orbitallerde) yer aldığını kabul eder.

KısayolDalton: berk küre · Thomson: üzümlü kek · Rutherford: çekirdek ve boşluk · Bohr: belirli enerji katmanları.

Atomun yapısı ve temel tanecikler

Atom iki temel bölgeden oluşur: merkezdeki çekirdek ve çekirdeğin çevresindeki katmanlar. Çekirdekte proton ve nötronlar, katmanlarda ise elektronlar bulunur.

Tanecik	Sembol	Bağıl yük	Kütle (akb)	Konumu
Proton	p⁺	+1	~1 akb	Çekirdekte
Nötron	n⁰	0 (yüksüz)	~1 akb	Çekirdekte
Elektron	e⁻	−1	1 / 1836 akb	Katmanlarda (çekirdek çevresinde)

Bir atomun kütlesinin neredeyse tamamı çekirdekte toplanmıştır; elektronun kütlesi protonun yaklaşık 1836’da biri kadar olduğu için ihmal edilir.

Atom eşitlikleriAtom Numarası (Z) = Proton Sayısı = Çekirdek Yükü · Kütle Numarası (A) = Proton (Z) + Nötron (N) · İyon Yükü = Proton − Elektron

Örnek. Bir X³⁺ iyonunun 10 elektronu ve 14 nötronu vardır. Buna göre X elementinin atom numarası (çekirdek yükü) ve kütle numarası kaçtır?

İyon yükü formülü: İyon Yükü = Proton − Elektron.
+3 = Proton − 10 ⇒ Proton = 13 bulunur (yani Z = 13).
Kütle numarası formülü: A = Proton + Nötron.
A = 13 + 14 = 27 bulunur.

CevapAtom numarası 13 · Kütle numarası 27

Kavram	Aynı olan özellik	Farklı olan özellik	Önemli sonuç
İzotop atomlar	Proton sayısı	Nötron ve kütle numarası	Nötr hâlde kimyasal özellikleri aynı, fiziksel özellikleri farklıdır.
İzoton atomlar	Nötron sayısı	Proton ve kütle numarası	Farklı elementlerdir; kimyasal ve fiziksel özellikleri farklıdır.
İzobar atomlar	Kütle numarası	Proton ve nötron sayısı	Farklı elementlerdir; kimyasal ve fiziksel özellikleri farklıdır.
İzoelektronik	Elektron sayısı ve dizilimi	Proton sayısı	Kimyasal özellikleri farklı taneciklerdir.

Periyodik sistem ve katman elektron dağılımı

Dimitri Mendeleyev elementleri artan atom kütlelerine göre sıralamıştı. Henry Moseley ise X-ışınları deneyiyle periyodik sistemin temelinin atom kütlesi değil, artan atom numarası (proton sayısı) olduğunu ispatlamıştır.

Modern periyodik sistemde yatay sıralara periyot (7 periyot vardır), düşey sütunlara grup (18 grup vardır) denir. İlk 20 elementin katman elektron dizilimi 2, 8, 8, 2 kuralına göre yapılır.

Periyot ve grup bulmaKatman sayısı = Periyot numarası · Son katmandaki elektron sayısı (değerlik elektronu) = A grubu numarası (Helyum hariç: 2 elektrona sahiptir fakat 8A soygazıdır).

Örnek. Atom numarası 16 olan kükürt (S) atomunun katman elektron dizilimini yazarak periyodik tablodaki yerini belirleyin.

16 elektron katmanlara sırayla doldurulur: 1. katman en çok 2, 2. katman en çok 8, 3. katman kalan elektronları alır.
Elektron dağılımı: 2 ) 8 ) 6 biçiminde olur.
3 enerji katmanı dolduğu için 3. periyottadır.
Son katmanda 6 değerlik elektronu bulunduğu için 6A grubundadır (IUPAC 16. grup).

Cevap3. periyot · 6A grubu

Grup numarası	Özel grup adı	Değerlik elektronu	Örnek elementler
1A grubu	Alkali metaller	1 (H hariç hepsi metal)	Li, Na, K (ve ametal H)
2A grubu	Toprak alkali metaller	2 (tamamı metal)	Be, Mg, Ca
7A grubu	Halojenler	7 (tuz oluşturan ametaller)	F, Cl, Br, I
8A grubu	Soygazlar (asal gazlar)	8 (He hariç: 2)	He, Ne, Ar, Kr

Periyodik özelliklerin değişimi

Periyodik tabloda elementlerin konumuna bağlı olarak fiziksel ve kimyasal özellikleri düzenli bir eğilim gösterir. Bu değişimlerin tamamı çekirdeğin çekim gücü ve katman sayısı ile doğrudan ilişkilidir.

Periyodik özellik	Aynı periyotta (soldan sağa)	Aynı grupta (yukarıdan aşağıya)	Açıklama / İstisna
Atom yarıçapı	Azalır	Artar	Sağa giderken çekirdek yükü arttığı için elektronlar daha güçlü çekilir; aşağı inerken katman sayısı artar.
İyonlaşma enerjisi (İE)	Genellikle artar	Azalır	Küresel simetri sebebiyle 2A > 3A ve 5A > 6A istisnası vardır (3 aşağı 5 yukarı).
Elektronegatiflik	Artar	Azalır	Bağ elektronlarını çekme gücüdür; en yüksek element Flor’dur (F = 4,0). Soygazlar için elektronegatiflik değeri verilmez.
Elektron ilgisi	Genellikle artar	Genellikle azalır	Gaz hâlindeki atoma elektron bağlanırken açığa çıkan enerjidir; klorun ilgisi florunkinden büyüktür.
Metalik aktiflik	Azalır	Artar	Elektron verme kolaylığıdır; en aktif metal Fransiyum / Sezyum bölgesindedir.
Ametalik aktiflik	Artar	Azalır	Elektron alma eğilimidir; en aktif ametal Flor’dur.

İyonlaşma enerjisi sıralamasıAynı periyotta 1. İE sıralaması: 1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A (2A ve 5A küresel simetri nedeniyle öne geçer).

Örnek. Nötr bir atom elektron aldığında (anyona dönüştüğünde) ve elektron verdiğinde (katyona dönüştüğünde) yarıçapı nasıl değişir?

Nötr atom elektron verdiğinde (örneğin Na → Na⁺ + e⁻) çekirdeğin proton sayısı sabit kalırken elektron sayısı azalır; elektron başına düşen çekim kuvveti artar ve çap küçülür.
Nötr atom elektron aldığında (örneğin Cl + e⁻ → Cl⁻) elektronlar arası itme artar ve elektron başına çekim azalır; çap büyür.
Genel kural: Anyon yarıçapı > Nötr atom yarıçapı > Katyon yarıçapı.

CevapElektron verince çap küçülür, elektron alınca çap büyür.

İpuçları

Testten önce bunları bil

3 aşağı 5 yukarı kuralını unutmayın
Aynı periyotta iyonlaşma enerjisinde 2A grubu 3A’dan, 5A grubu ise 6A’dan büyüktür; sebebi tam dolu veya yarı dolu orbitallerin getirdiği küresel simetridir.
Katyon küçülür, anyon büyür
Bir tanecik elektron verdikçe hacmi daralır ve yarıçapı küçülür; elektron aldıkça elektron itmeleri nedeniyle yarıçapı genişler.
Helyumun değerlik elektronu 2 olmasına rağmen 8A’dadır
Helyum (He) 2 elektrona sahiptir fakat ilk katmanı tam dolu olduğu için soygazdır ve 8A grubunda yer alır; 2A alkali toprağı değildir.
Moseley atom numarasını getirdi
Mendeleyev atom kütlelerine göre dizmişti; periyodik sistemin bugünkü artan atom numarası kuralı Henry Moseley’e aittir.

Kendini dene

Cevaba dokun — neden öyle olduğunu birlikte görelim.

Atom numarası 15 ve kütle numarası 31 olan nötr bir fosfor (P) atomunun proton, nötron ve elektron sayıları sırasıyla kaçtır?

Atom numarası = proton = 15. Nötr olduğundan elektron = 15. Nötron sayısı = A − Z = 31 − 15 = 16.

X²⁻ iyonunun 18 elektronu olduğuna göre X elementinin periyodik tablodaki yeri neresidir?

İyon yükü = p − e ⇒ −2 = p − 18 ⇒ p = 16. Elektron dizilimi: 2, 8, 6. 3 katman vardır (3. periyot), son katmanda 6 elektron vardır (6A grubu).

Atomun büyük kısmının boşluk olduğunu ve pozitif yüklerin çok küçük bir merkezde (çekirdekte) toplandığını alfa saçılması deneyiyle gösteren bilim insanı kimdir?

Altın yaprak üzerine alfa ışınları göndererek saçılmayı gözlemleyen ve çekirdekli modeli kuran Rutherford’dur.

Proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atomlara ne ad verilir?

Proton sayısı aynı, nötron ve kütle numarası farklı taneciklere izotop denir.

Periyodik sistemde aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe genel olarak hangisi AZALIR?

Soldan sağa çekirdek yükü (proton sayısı) arttığı için elektronlar daha kuvvetle çekilir ve atom yarıçapı küçülür.

2. periyot 7A grubunda yer alan bir halojen atomunun çekirdek yükü kaçtır?

2. periyot 7A demek elektron diziliminin 2, 7 olması demektir. Toplam elektron ve proton sayısı 2 + 7 = 9’dur.

Aynı periyotta 2A grubu elementinin 1. iyonlaşma enerjisinin 3A grubundan yüksek olmasının temel sebebi nedir?

2A grubu tam dolu son alt katmana sahip olduğu için küresel simetriktir ve elektron koparmak 3A’ya göre daha zordur.

Nötr bir metal atomu bir elektron vererek pozitif yüklü iyon (katyon) oluşturduğunda yarıçapı nasıl değişir?

Elektron verildiğinde çekirdeğin çekim gücü daha az elektrona dağılır; elektron başına düşen çekim arttığından yarıçap küçülür.

1A grubu elementleriyle ilgili hangisi YANLIŞTIR?

Grubun ilk üyesi hidrojen (H) bir ametaldir; bu yüzden «tüm elementler metaldir» yanlıştır. Diğer üç ifade doğrudur: hepsinin değerlik elektronu 1’dir, H dışındakiler alkali metaldir ve aşağı inildikçe katman sayısı arttığı için yarıçap büyür.

Modern periyodik sistem elementleri hangi özelliğin artışına göre sıralamaktadır?

Moseley’in çalışmalarıyla modern periyodik tablo artan atom numarasına göre düzenlenmiştir.

Alıştırma bitti — –

Sıradaki konu: Kimyasal türler arası etkileşimler.

0/10 · soru cevaplandı