atomların tarihçesi

'Frmartuklu Soru-Cevap Bölümü' forumunda Kayıtsız Üye tarafından 4 Şubat 2011 tarihinde açılan konu

  1. Sponsorlu Bağlantılar
    atomların tarihçesi konusu araştırma yapmak istiyorum
     
  2. SeLeN

    SeLeN Site Yetkilisi Editör

    Atom'un Tarihçesi


    Insanoglu en eski çaglardan itibaren maddenin menseini ve mahiyetini izah etmeye çalismistir. Eskilerde kâinattaki her seyin bir tek ana maddeden (prensipten) geldigi fikri vardi. Bu sebeple eskilerin ve bu arada bilhassa eski Yunan filozoflarinin baslica çalismalarini kâinatin sonsuz karisikligini az sayida ana maddeye irca etmek teskil eder.

    Eski Yunan ve Avrupa felsefesinin babasi olup Yunan Ege Okulunun kurucusu olan Milet'li THALES (M.Ö. 640-546), her seyin sudan geldigini farzediyordu. Süphesiz Thales'e göre mevcut olan sey, sis, su ve toprak sekillerini alabilmelidir. Thales ana madde olarak suyu almakla, akicilik özelliginde kâinatin esas vasfini düsünmüs ve bu vasfin mütemadi sekilde degismesiyle de maddenin gaz, likid ve solid gibi üç ayri fiziksel halinin meydana gelebilecegini ifade etmek istemistir. Milet Okulundan ve Thales'in talebesi ANAXIMANDROS'a göre her seyin mensei olan ana madde müsahhas bir sey olarak düsünülmemelidir; onun bir tek vasfi vardir ki o da sonsuz ve sinirsiz olusudur. Anaximandros'un bu düsüncesi asrimiza kadar fizikte yer almis bulunan uydurma "esîr" mefhumunun ilk tezahürüdür. Anaximandros'un memleketlisi ve talebesi ANAXIMENES (M.Ö. 585-525 tahminen) için bu ana madde hava, Ege Okulundan Efesli HERACLITUS (M.Ö. 490-430) için ise atestir. Sonradan bir tek ana madde ile bir çok seyin imkansizligi karsisinda bu tek prensip yerine dualist sistem ikame edilmistir. Bu sisteme göre, her sey iyilikle kötülük, sevgi ile nefret gibi birbirine zit iki prensibin karsilikli birlesmesiyle meydana gelir. Süphesiz bu da yeter olmayinca Sicilyali EMPEDOCLES (M.Ö. 490-430) Ege Okulunun tek ana maddesi yerine dört madde düsünür: toprak, su, hava, ates ve bunlarin yaninda iki semevî kuvvet olan sevgi ve nefret her seyin temelini teskil eder. Sevgi unsurlari birlestirir; nefret ise bunlari birbirinden ayirir. Ileride görülecegi gibi, Empedocles'in bu fikirleri Aristo tarafindan da benimsenmis ve hakikattan uzak olmakla beraber Ortaçagda mühim rol oynamistir.

    Mensei bu sekilde tasavvur edilen maddenin tanecikli bir yapida oldugu fikri ise en eski bilgilerimizdendir. Filhakika Milâttan önce 1100 yilinda Sayda filozoflarinin, maddenin bölünemez gayet küçük parçaciklardan kurulmus olduklarini düsündükleri hakkinda isaretler vardir. Yine Milâttan 500 yil önce Hintli filozof KANADA, maddenin her yönde daimî surette harekette bulunan pek küçük taneciklerden kuruldugunu ve bunlarin basit oldugunu, zira maddenin sonsuz bir sekilde bölünemiyecegini ortaya atmistir.

    Yunan atom teorisi Miletli LEUCIPPUS (M.Ö. 430 tahminen) ve bilhassa talebesi DEMOCRITUS (M.Ö. 470-400 tahminen) tarafindan kurulmus, Sisamli EPICURUS (M.Ö. 306) ve antikitenin en dikkate deger materyalist sistemiyle De Natura Rerum'un (esyanin mahiyeti hakkinda) müellifi Lâtin sair ve fizikçisi LUCRETIUS (M.Ö. 90-95) tarafindan devam ettirilmistir. Bunlara göre madde ancak bir merhaleye kadar bölünebilir. Artik bölünmesi mümkün olmayan son bölünme kismina da Epikurus, Yunancada bölünemez anlamina gelen Atomos'dan Atom adini vermistir. Atomlar sert ve doludurlar. Bir cisim bunlarin birlesmesi ile vücut bulur, ayrilmasa ile de mahvolur. Atomlar hareketlidirler ve çarpismalari neticesinde isi meydana gelir. Atomlarin birbirleriyle birlesme tarzindan cisimlerin gaz, likid ve solid halleri meydana gelir.

    ARISTO (M.Ö. 384-321), tabiat hakkindaki sezgisel bilgisi pek derin bir dâhi olmakla beraber maddenin hakikî mahiyetini kavrayamamistir. Onun fikrince hakikatte madde yoktur. Esyayi ancak özellikleriyle taniyabildigimize ve bunlarla farklilandirabildigimize göre, ancak bu özellikler prensip yahut element olarak düsünülebilir. Yani elementler ayri ayri özelliklerden ibarettir. Aristo her seye uygun gelen özellikler arastir-mis ve bunlarin sicak ve soguk, kuru ve yasta bulundugunu sanmistir. Bunlar ikiser ikiser birlestirildiklerinde alti çift elde edilir. Fakat bunlardan sogukla sicak ve kuruyla yas birbirinin zitti oldugu için yok edilir ve neticede dört tane kalir. Soguk ve yas suyu (likid olan sey), soguk ve kuru topragi (solid olan sey), yas ve sicak havayi (gaz olan sey), kuru ve sicak atesi (yanan sey) teskil eder. Iste ortaçagda pek büyük bir rol oynamis olan Aristo'nun dört element teorisinin mensei budur. Süphesiz bunlar bugünkü manâda birer element degildirler. Zira bugünkü manâda bir element, baska cisimlerin birlesiminde bulunan cisimlerdir. Aristo'nun elementleri ise, muayyen ve temel özellikleri gösteriyordu. Böyle bir felsefe yardimiyla herhangi bir olayin sayi ile ve ölçü ile ifadesi mümkün degildi.

    Ortaçagda (476-1453) Sark simyacilari Aristo'nun dört elementine civa, kükürt ve tuz gibi üç element daha ilâve ederler. Yalniz bunlarla bugün ayni adi tasiyan cisimler arasinda hiçbir münasebet yoktur. Bunlar cisimlerde az çok bulunurlar. Kükürt, cisme ateste bozulabilme ile rengini ; civa, metalik manzara ile eriyebilmeyi ; tuz da, lezzeti ve çözünebilmeyi verir.

    Ortaçag, ortaya atilan bu saçma teorilerden dolayi ilim tarihinde karanlik bir devre olarak yer almistir.

    Ilmi bütün bunlardan ilk defa kurtaran ve kimyasal elementin modern mânasini ilme sokan ROBERT BOYLE (1626-1691) olmustur. Boyle denel temelden yoksun bir hipotezi kabul etmeyi kesin olarak reddetmistir. Boyle, madde kavramiyla düsünen bir bilgindir. Ona göre elementleri özellik olarak degil madde olarak almak lâzimdir. Element demek, sadece daha basit maddelere ayrilamayan madde demektir. Öteki cisimler bunlarin bilesikleridir. Bu bakimdan Boyle'a ilk kimyaci gözüyle bakilabilir. Boyle bir atomistikçidir. Fakat henüz kantitatif kimya çagina girilmemis oldugundan bir çok düsünceleri felsefî mahiyette kalmistir. Bununla beraber, Boyle'un arastirmalari tesadüfün mahsulü seyler degildir. The Sceptical Chemist adli eserinden de anlasildigi gibi, bunlar düsünülmüs ve muhakeme edilmis islerdir.

    Boyle sayesinde neticeye epeyce yaklasilmis iken XVIII. Yüzyil kimyacilari, mevcut vakâlari hiç düsünmeden ve üstelik bunlarla çelisme halinde olmasina ragmen eski Yunandan kalma bir zihniyet mirasiyla genel fikirler basvurmuslardir. XVIII. Yüzyil STHAL'in flogiston devridir. Bu teoriye göre, her yanici cisim, biri yanici olmayan sabit bir madde ile (kül, toprak) öteki yanici bir prensip yani flogiston yahut flogistikten ibarettir. Flogiston maddî birlesim bakimindan çok yanlistir ; bizi element ve birle-sik cisim hakkinda yanlis düsüncelere götürür. Meselâ metaller birlesik, oksitler ise basit cisimlerdir. Üç çeyrek yüzyil zarfinda kimyaya hâkim olan bu teori, element mefhumunun gelismesine hiç de müsait degildi ; zira maddenin temel özelligi olan kütleyi hiç göz önüne almiyordu.

    Yeni kimyanin kurucusu büyük âlim LAVOISIER ile kantitatif kimya çagi dogmus ve flogiston teorisi ortadan kalkmistir. Lavoisier ile madde gerçek manâsini almis ve elementin kantitatif tarifi verilmistir. Lavoisier için element, eldeki vasitalarla ayristirilamayan cisimdir.

    Ancak maddenin gerçek anlami anlasildiktan ve elementin gözlem ve denemeye uygun dogru bir tarifi verildikten sonradir ki modern atomistik'in dogusu beklenebilirdi ve gerçekten de öyle olmustur.

    Yeni Atom Teorisi

    Eskilerin atomistik kavrayisiyla bugünkü arasinda büyük fark vardir. Eskisi tamamiyle felsefîydi ve hiçbir deneye dayanmiyordu. Halbuki bir teorinin deneye ve gözleme dayanmasi lâzimdir. Bir teori mevcut vakâlari tarif ve aralarindaki baglari tayin ettigi ve yeni vakâlari önceden tahmin edebildigi takdirdedir ki ilmî bir mahiyet alir.

    Eskiler göze çarpan vakâlara bakmaksizin, içinde mantik çelismeleri bulunmamak sarti ile genel prensipler kurmaya çalismislardir. Eskiler uzun yillar maddenin gerçek anlamini anlamaya bir türlü yanasmamislardir. Hatta bazi müellifler, eski Yunan filozoflarinin kâinati bir ilim adami gibi degil, bir sair gibi temasa ettiklerini söyler ve bunun sebebini o vakitler el islerinin âdi islerden addolundugu için âlim ve filozoflarin bu islere tenezzül etmemesinde bulurlar (*). O halde hiçbir denel temele dayanma-yan ve tamamiyle felsefî olan düsünceleri ve bu arada atom kavramlari bilgilerimiz üzerinde hiçbir rol oynamamisti denilebilir. Üstelik Democritus'un atomlari sert, tarif olarak bölünemez (atomos = bölünemez) ve esas itibariyle de doludurlar. Halbuki bugün biz atom için, içinde karisik bir teskilât, karisik kuvvet alanlari, daha küçük tanecikler ve bunlarin arasinda büyük bosluklar bulunan bir yapi tasavvur ediyoruz.


    Atom ve molekül kavramlarinin bugünkü mânasiyla ilimde yer alabilmesi için asagi yukari iki bin sene geçmistir. BERNOULLI (1738) de, gazlarin birbirinin ayni, daimî surette harekette bulunan fakat uzak mesafe-lerde birbirine tesir etmiyen küçük taneciklerden yapilmis olduklarini bunlarin bulunduklari kabin kenarlarina çarpmalarindan basincin husule geldigini izah etmis ve bu suretle de gazlarin kinetik teorisinin temelini atmistir.
    Atomistik'in ilmî hüvviyetiyle ilimde yer alabilmesi, tereddütsüzce söylenebilir ki, kimyacilar sayesinde mümkün olmustur. Bizim için modern atom teorisinin bas kurucusu, kimyanin ilerlemesinde büyük rolü olan JOHN DALTON (1808)'dur.

    Lavoisier tarafindan modern kimyanin temelleri atidiktan sonra Dalton, zamaninda bilinen kimya kanunlarini (Dalton'un artan oranlar, GAY-LUSSAC'in gazlar ve PROUST'un sabit oranlar kanunlaridir) izah edebilmek için atom bilgisine kesin bir anlam vermistir. "New System of Chemical Philosophy" adli degerli eserinde atom teorisinin esaslarini izah etmistir. Bu teorinin esasi söyledir: Bütün kimyasal elementler gayet ufak taneciklerden yani atomlardan kurulmustur. Atomlar kimyasal reaksiyon-larda bölünmeksizin kalirlar. Bir elementin aynidir ve hususiyle ayni kütleye maliktir. Halbuki çesitli elementlerin atomlari farklidir. Kimyasal bilesikler, kendilerini kuran elementlerin atomlarindan meydana gelmisler-dir. Bunlarin belli sayida birlesmesinden moleküller meydana gelir. Bu sekilde ifade edilen atom hipotezi sabit oranlar kanununu pek iyi izah ediyordu.

    Dalton'un eseri daha sonra bir çok bilginler tarafindan gelistirilerek devam ettirilmistir. Yaklasik bütün gazlara uygulanabilen Boyle-Mariotte ve Gay-Lussac kanunlarini izah edebilmek için AVOGADRO ( 1811) da, kendi adini tasiyan hipotezini ifade etmistir. Bu hipoteze göre: "Ayni temperatur ve basinç sartlarinda çesitli gazlarin esit hacimlerde daima esit sayida molekül bulunur. " Bu hipotezin, daha dogrusu bu kanunun önemine AMPÈRE tarafindan da isaret edilmistir.

    0°C da ve 760 mm civa basincinda gaz halinde 22,4 litrede mevcut molekül sayisina Avogadro Sayisi adi verilmis ve "N" harfiyle gösterilmis-tir. O halde bütün saf cisimlerin birer molekül gramlarinda daima Avogadro sayisi kadar molekül bulundugu gibi basit cisimlerin birer atom gramlarinda da Avogadro sayisi kadar atom vardir.

    Avogadro ve Ampère'in fikirleri atom teorisine ilmî bir mahiyet vermis ve çok önemli olan Avogadro sayisi sabitinin bir yüzyil sonra ölçülmesiyle de atomistik'in parlak bir gerçeklesmesi saglanmistir.

    Maddenin atom hipotezine dayanan ve bu teorinin lehine kaydedilen bu önemli neticeler, atomlarin mevcudiyetlerinin dogrudan dogruya denel bir gerçeklesmesini verememekteydi. Bu husustaki denemeler ise gayet yavas olmustur. Bunlardan ilki JEAN PERKIN (1909) tarafindan yapilmis olup Avogadro sayisi için 6.10²³ e yakin bir deger bulunmustur. Bulunan bu degerle, gazlarin kinetik teorisinden elde edilen deger arasindaki uyarlik, yalniz kinetik teorinin temel hipotezlerinin dogrulugunu degil, moleküllerin varliginin da parlak bir delilini vermistir. Bilhassa su son yarim yüzyil içinde maddenin yapisina dair olan baska denemelerle teorik düsünceler atom ve moleküllerin gerçek birer varlik olduklarini hiçbir süpheye yer birakmayacak bir sekilde ispat etmistir. Daha 1910 dan itibaren cisimlerin birer molekül gramlarinda ayni sayida molekülün bulundugu birbirinden tamamiyla farkli çesitli metodlarla meydana konulmus ve bunlar hep ayni mertebeden degerler vermislerdir.
    Bugün Avogadro sayisi için

    N = (6,02308 ± 0,00036) x 1023 (g mol)-1

    degeri kabul edilmektedir. Ekseriya 6,02 X 1023 degeri de alinir.

    Atomun Fiziksel Yapisi

    Atomun yapisi hakkinda ilk denel bilgi ERNEST RUTHERFORD tarafindan, 1911 de, alfa partiküllerinin kati cisimlerden geçisleri sirasinda ugradiklari sapmalarin kesif ve izahi sayesinde mümkün olmustur. Bu suretle bir atomun, merkezde atomun bütün kütlesini, gayet küçük ve pozitif elektrik yüklü bir çekirdekle bunun etrafinda ve çekirdegin yükünü nötrallestirecek sayida elektronun dönmekte olduklari modeli verilmistir. Eger bir atomun çekirdegi disindaki elektronlarin sayisi Z ise, bir elektronun yükü e olduguna göre çekirdegin pozitif yükü Z e dir. Bir atomun karakteristigi olan Z ye o atomun ait oldugu elementin atom numarasi denmistir. Daha 1869 da MENDELEYEFF, elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki benzerlikleri göz önüne alarak elementlerin atom tartilarina göre siralandiklarinda, özelliklerinin periyodik bir tarzda tekrarlandigini görmüs ve bu gün de kendi adini tasiyan, elementlerin periyodik sistemini kurmustur. Uzun zaman bu devriligin mahiyeti anlasilamamistir. Fakat X isinlari spektrumu MOSELEY kanunu sayesinde (1913) elementlerin siralanmalarinin atom agirliklarina göre degil, atom agirliklariyla beraber giden fakat onu her yerde takip etmeyen atom numarasina dayandigi denel olarak meydana konulmustur. Bir elementin Z si ayni zamanda onun periyodik sistemdeki yer numarasidir.

    Rutherford'un atom modeli bazi itirazlara ugramistir. Gerçekten de bu atom modeli klâsik elektromangetik teorilere göre kararsizdir. Çünkü elektronlarin çekirdek etrafinda dönmeleri lâzimdir, aksi taktirde pozitif olan çekirdek üzerine düsmeleri icap eder. Diger taraftan, elektronlar döndükleri taktirde enerji kaybederler, bunun neticesi ise yörüngeleri gittikçe küçüleceginden nihayet çekirdegin üzerine düsmeleri lâzim gelecektir. Rutherford teorisini bu çikmazdan NIELS BOHR kurtarmistir (1913). Bohr, MAX PLANCK'in 1900 de enrejinin süreksiz bir tarzda quantum seklinde alinip verildigini ifade eden quantum teorisine dayanmak suretiyle Rutherford atom modelini bazi postulat'larla tamamlamistir. Böylece Rutherford-Bohr atom modeli meydana gelmistir.

    Bu atom modeliyle basta hidrojenin olmak üzere bazi elementlerin spekturumlariyla Rydberg sabitinin mensei izah edilmekle beraber bir çok denel neticeler izah edilemedigi gibi Bohr postulat'larinin biraz sunî oldugu da meydana çikmistir. Bu model daha sonra SOMMERFELD atom modeli ile tamamlanmak istenmistir. Bohr atom modelindeki elektronlarin dairesel yörüngeleri yaninda eliptik yörüngelerin de bulundugu düsünülmüstür. Gerek bu model ve gerekse elektronlarin hareketlerine izafiyet düzeltilme-sini de ilâve etmekle beraber spekturumlarin tam izahi mümkün olamamistir.
    GOUDSMIT ve UHLENBECK, 1924 de, elektronun çekirdek etrafindaki hareketinden baska kendi etrafinda da döndügü (spin) hipotezini ortaya atmislardir. Bu hipotez çok verimli neticeler saglamis ve tayflarin tam olarak izahi da mümkün olmustur.

    PAULI, 1925 de, kendi adini tasiyan exclusion prensibi sayesinde bir atomun çekirdek disi elektronlarinin dagiliminin aritmetigini ve elementle-rin periyodik sisteminin anahtarini vermistir.

    Bu gün bir atomun çekirdek disi hakkindaki bilgilerimiz bilhassa dalga ve quanta mekanikleri sayesinde tamdir. Atomun kabugunu ilgilendi-ren bütün özelliklerin izahi mümkündür. Dalga mekanigi, isigin mahiyeti hakkinda uzun zamandir mevcut olan dalga ve korpüsküler paradoksal hale son vermek için 1923 de LOUIS DE BROGLIE tarafindan kurulmus ve bilhassa SCHRÖDINGER tarafindan gelistirilmistir. Quanta mekanigi ise HISENBERG tarafindan kurulmus ve BORN, JORDAN, DIRAC tarafindan gelistirilmistir.

    Dalga mekaniginde, harekette bulunan bir tanecige bir faz dalgasinin refakat ettigi kabul edilir. Bu netice hizlandirilmis elektronlari muhtelif billûrlar üzerine göndermek suretiyle önce DAWISSON ve GERMER ; sonra G.P. THOMSON ve daha sonra da PONTE tarafindan denel olarak ispat edilmistir.
    Atomun yapisi hakkindaki bilgilerimizin gelismesi üzerine KOSSEL (1910), LEWIS-LANGMUIR ve baskalarinin çalismalari sayesinde "valans (degerlik)" kavrami izah seklini bulmus ve bu sayede bilhassa organik kimyanin büyük gelismesi saglanmistir.

    Atom için oldugu gibi çekirdek için de bir yapi arastirilmistir. Insanoglu daima kâinatin sonsuz karisikligini az sayida prensibe irca etmeye çalismistir. Eskiden beri bütün cisimlerin müsterek bir tipten tesekkül olduklari hakkinda hipotezler ileriye sürülmüstür. Daha 1815 de Ingiliz doktoru PROUT, çesitli elementlerin, en basit element olan hidrojen atomlarinin yogunlasmasindan tesekkül etmis olduklari hipotezini ileriye sürmüstür. Bu hipoteze göre esasta madde birligi vardir ve temel madde de hidrojendir. Bu hipotez dogru ise, cisimlerin atom agirliklarinin hidrojenin-kinin tam kati olmasi lâzimdir. Prout'un bu tam sayilar hipotezi bazi elementlere uyuyor, bir çoklarina ise hiçbir suretle uymuyordu. Meselâ atom agirligi 35,46 olan klor bunun tipik bir misâliydi. Bu sebepten Prout hipotezi ifade edildigi devirde kabul edilmemistir.

    J.J. THOMSON ve ASTON (1919), kütle spektrografi metoduyla yaptiklari denemeler neticesinde, o zamana kadar basit olarak düsünülen bir çok cisimlerin gerçekte atom agirliklari farkli cisimlerin karisimi olduklarini meydana koymuslardir. Bu suretle daha önce radioelementler hakkinda SODDY'nin bulmus oldugu izotopluk kavrami âdi elementler halinde de meydana konulmustur. Bu izotoplar çekirdeklerinde ayni sayida proton içerirler. Yani Z leri aynidir Mendeleyeff cetvelinde ayni yeri isgal ederler, kimyasal özellikleri aynidir, ancak fiziksel özellikleriyle fark edilirler. O halde izotop atomlarinin çekirdeklerinde ayni sayida protona karsilik farkli sayida nötron vardir. Böylece klorun 35,46 atom tartisi bir ortalama atom tartisidir ve atom tartilari 36 ve 37 olan iki izotopun 3/1 oraninda karisimindan ibarettir. Izotoplari atom tartilarinin tam sayilara esit olmasinin ispatiyla, Prout'un tam sayilar hipotezi yüzyil sonra denel olarak gerçeklesmistir. Klor halinde Z = 17 dir. O halde atom tartisi 35 olan klor çekirdeginde 17 proton ve 35 - 17 = 18 nötron ; 37 izotopunda ise 17 proton ve 37 - 17 = 20 nötron olacaktir. Atomlar nötr olduklarindan, bunlarin çekirdek dislarinda da 17 ser elektronlari bulunur. Çekirdeklerin kütleleri proton ve nötronunkinin tam katlarindan ibaret olmalidir. Halbuki çekirdeklerin kütleleri, kendilerini teskil eden proton ne nötronlarin kütleleri toplamindan, pek az da olsa, daima daha küçük bulunmustur. Bu kütle noksanliginin, tanecikler birlesirken Einstein'in E = mc2 iliskisine göre bir miktar enerji kaybetmelerinden ileri geldigi tespit edilmistir. Bir çekirdegin saglamliginin bu kütle noksanliginin fazlaligiyla arttigi görülmüs ve çekirdekler buna göre bir siniflandirmaya tabi tutulmustur. Agir ve çok hafif çekirdeklerin kararsiz, orta agirliktakilerin ise en saglam olduklari görülmüstür. Nitekim çok agir atomlu olan çekirdekler tabiî radioaktiftir ve kendiliklerinden parçalanirlar.
     
  3. SeLeN

    SeLeN Site Yetkilisi Editör

    Periyodik Dizge

    19. yüzyil baslarinda kimyasal çözümleme yöntemlerinde hizli gelismeler elementlerin ve bilesiklerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine iliskin çok genis bir bilgi birikimine neden oldu. Bunun sonucunda bilim adamlari elementler için çesitli siniflandirma sistemleri bulmaya çalistilar. Rus kimyaci Dimitriy Ivanoviç Mendeleyev 1860'larda elementlerin özellikleri arasindaki iliskileri ayrintili olarak arastirmaya basladi ; 1869'da, elementlerin artan atom agirliklarina göre dizildiklerinde özelliklerinin de periyodik olarak degistigini ifade eden periyodik yasayi gelistirdi ve gözlemledigi baglantilari sergilemek için bir periyodik tablo hazirladi. Alman kimyaci Lothar Meyer de, Mendeleyev'den bagimsiz olarak hemen hemen ayni zamanda benzer bir siniflandirma yöntemi gelistirdi.

    Mendeleyev'in periyodik tablosu o güne degin tek basina incelenmis kimyasal baglantilarin pek çogunun birlikte gözlemlenmesini de olanakli kildi. Ama bu sistem önceleri pek kabul görmedi. Mendeleyev tablosunda bazi bosluklar birakti ve bu yerlerin henüz bulunmamis elementlerle doldurulacagini ön gördü. Gerçekten de bunu izleyen 20 yil içinde skandiyum, galyum ve germanyum elementleri bulunarak bosluklar doldurulmaya baslandi.
    Mendeleyev'in hazirladigi ilk periyodik tablo 17 grup (sütun) ile 7 periyottan olusuyordu ; periyotlardan, potasyumdan broma ve rubidyumdan iyoda kadar olan elementlerin siralandigi ikisi tümüyle doluydu ; bunun üstünde, her birinde 7 element bulunan (lityumdan flüora ve sodyumdan klora) iki kismen dolu periyot ile altinda üç bos periyot bulunuyordu. Mendeleyev 1871 de tablosunu yeniden düzenledi ve 17 elementin yerini (dogru biçimde) degistirdi. Daha sonra Lothar Meyer ile birlikte, uzun periyotlarin her birinin 7 elementlik iki periyoda ayrildigi ve 8. gruba demir, kobalt, nikel gibi üç merkezi elementin yerlestirildigi 8 sütunluk yeni bir tablo hazirladi.

    Lord Rayleigh (Jonh William Strutt) ve Sir William Ramsay'in 1894 den baslayarak soygazlar olarak anilan helyum, neon, argon, kripton, radon ve ksenonu bulmalarindan sonra, Mendeleyev ve öbür kimyacilar periyodik tabloya yeni bir "sifir" grubunun eklenmesini önerdiler ve sifirdan sekize kadar olan gruplarin yer aldigi kisa periyotlu tabloyu gelistirdiler. Bu tablo 1930'lara degin kullanildi.

    Daha sonralari elementlerin atom agirliklari yeniden belirlenip periyodik tabloda düzeltmeler yapildiysa da, Mendeleyev ile Meyer'in 1871 deki tablolarinda özelliklerine bakilarak yerlestirilmis olan bazi elementlerin bu yerleri, atom agarliklarina göre dizilme düzenine uymuyordu. Örnegin argon - potasyum, kobalt - nikel ve tellür - iyot çiftlerinde, birinci elementlerin atom agirliklari daha büyük olmakla birlikte periyodik sistemdeki konumlari ikinci elementlerden önce geliyordu. Bu tutarsizlik atom yapisinin iyice anlasilmasindan sonra çözümlendi.

    Yaklasik 1910'da Sir Ernest Rutherford'un agir atom çekirdeklerin- den alfa parçaciklari saçilimi üzerine yaptigi deneyler sonucunda çekirdek elektrik yükü kavrami gelistirildi. Çekirdek elektrik yükünü elektron yüküne orani kabaca atom agirliginin yarisi kadardi. A. van den Broek 1911'de, atom numarasi olarak tanimlanan bu niceligin elementin periyodik sistemindeki sira numarasi olarak kabul edilebilecegi görüsünü ortaya atti. Bu öneri H.G.J. Moseley'in pek çok elementin özgün X isini tayf çizgi- lerinin dalga boylarini ölçmesiyle dogrulandi. Bundan sonra elementler periyodik tabloda artan atom numaralarina göre siralanmaya basladi. Periyodik sistem, Bohr'un 1913'te baslattigi atomlarin elektron yapilari ve tayfin kuvantum kurami üzerindeki çalismalarla açikliga kavustu.

    Periyotlar. Periyodik sistemin bugün kullanilan uzun Periyotlu biçiminde, dogal olarak bulunmus ya da yapay yolla elde edilmis olan 107 element artan atom numaralarina göre yedi yatay periyotta siralanir ; lantandan (atom numarasi 57) lütesyuma (71) kadar uzanan lantanitler dizisi ile aktinyumdan (89) lavrensiyuma (103) aktinitler dizisi bu periyotlarin altinda ayrica siralanir. Periyotlarin uzunluklari farklidir. Ilk periyot hidrojen periyodudur. Ve burada hidrojen (1) ile helyum (21) yer alir. Bunun ardindan her birinde 8 element bulunan iki kisa periyot uzanir. Birinci kisa periyotta lityumdan (3) neona (10) kadar olan elementler, ikinci kisa periyotta ise sodyumdan (11) argona (18) kadar olan elementler yer alir. Bunlari, her birinde 18 elementin bulundugu iki uzun periyot izler. Birinci uzun periyotta potasyumdan (19) kriptona (36), ikinci uzun periyotta rubidyumdan (37) ksenona (54) kadar olan elementler bulunur. Sezyumdan (55) radona (86) kadar uzanan 32 elementlik çok uzun altinci periyot, lantanitlerin ayri tutulmasiyla 18 sütunda toplanmistir ve özellikleri birinci ve ikinci uzun periyottaki elementlerinkine çok benzeyen elementler bu elementlerin altinda yer alir. 32 elementlik en son uzun periyot tamamlanmamistir. Bu periyot ikinci en uzun periyottur ve atom numarasi 118 olan elementlerle tamamlanacaktir.

    Gruplar. Helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radondan olusan alti soy gaz, tümüyle dolu alti periyodun sonunda yer alir ve bunlar periyodik sistemin 0 grubunu olustururlar. Lityumdan flüora ve sodyumdan klora kadar uzanan ikinci ve üçüncü periyottaki yediser element ise sirasiyla I., II., III., IV., V., VI., VII. gruplari olustururlar. Dördüncü periyotta yer alan, potasyumdan broma kadar siralanan 17 elementin özellikleri farklidir. Bunlarin periyodik sistemde 17 alt grup olusturduklari düsünülebilir, ama bu elementler geleneksel olarak 15 alt grupta toplanirlar ve demir, kobalt, nikel ve bundan sonraki periyotta benzer özellikte olan elementler tek bir grupta, VIII. Grupta yer alirlar. Potasyumdan (19) manganeze (25) kadar olan elementler sirasiyla Ia, IIa, IIIa, IVa, Va, VIa, VIIa alt gruplarinda, bakirdan (29) broma (35) kadar olan elementler de Ib, IIb, IIIb, IVb, Vb, VIb, VIIb, alt gruplarinda toplanirlar.

    I. grup alkali metaller grubudur ; lityum ve sodyumun yani sira potasyumdan fransiyuma kadar inen metalleri kapsayan bu grup, farkli özelliklere sahip Ib grubu metallerini içermez. Ayni biçimde, berilyumdan radyuma kadar inen elementleri kapsayan II. grup toprak alkali metallerdir ve IIb grubundaki elementleri kapsamaz. III. grubu olusturan bor grubu elementlerinin özellikleri, IIIa grubunun mu yoksa IIIb grubunun mu, bu grupta yer alacagi sorusuna kesin bir yanit getirmez, ama çogunlukla IIIa grubu elementleri bor grubu olarak düsünülür. IV. grubu karbon grubu elementleri olusturur ; bu grup silisyum, kalay, kursun, gibi elementleri kapsar. Azot grubu elementleri V. grupta toplanmislardir. VI. grup oksijen grubu elementlerinden, VII. grup ise halojenlerden olusur.

    Hidrojen elementi bazi tablolarda Ia grubunda gösterilmekle birlikte kimyasal özellikleri alkali metallere ya da halojenlere çok benzemez ve elementler arasinda benzersiz özelliklere sahip tek elementtir. Bu nedenle hiç bir grubun kapsaminda degildir. Uzun periyotlarin (4., 5. Ve 6. periyotlar) orta bölümünde yer alan IIIb, IVb, Vb, VIIb, Ib gruplarindaki ve VIII. gruptaki 56 elemente geçis elementleri denir.

    Bir Periyotta Soldan Saga Dogru Gidildikçe ;

    a) Atom no, kütle no, proton sayisi, atom kütlesi, nötron sayisi, elektron sayisi, degerlik elektron sayisi artar.
    b) Atom çapi ve hacmi küçülür.
    c) Iyonlasma enerjisi artar.
    d) Elektron ilgisi ve elektronegatifligi artar. (8A hariç)
    e) Elementlerin metal özelligi azalir, ametal özelligi artar. (8A hariç)
    f) Elementlerin oksitlerinin ve hidroksitlerinin baz özelligi azalir, asitlik özellik artar. (8A hariç)
    g) Elementlerin indirgen özelligi azalir, yükseltgen özelligi artar. (8A hariç)

    Bir Grupta Yukaridan Asagiya Dogru Inildikçe ;

    a) Proton sayisi, nötron sayisi, elektron sayisi, çekirdek yükü, Atom no, Kütle no artar.
    b) Atom çapi ve hacmi büyür.
    c) Degerlik elektron sayisi degismez.
    d) Iyonlasma enerjisi, elektron ilgisi ve elektronegatiflik azalir.
    e) Elementlerin metal özelligi artar, ametal özelligi azalir.
    f) Elementlerin, oksitlerin ve hidroksitlerin baz özelligi artar, asit özelligi azalir.
    g) Elementlerin indirgen özelligi artar, yükseltgen özelligi azalir.
     

Bu Sayfayı Paylaş