Konu anlatımı
Bir elementin periyodik sistemdeki yeri, elektronlarının katmanlara nasıl dağıldığıyla doğrudan ilgilidir. Katman dağılımını yazabilen biri elementin periyodunu, grubunu ve hangi iyonu oluşturacağını kolayca bulur. Bu alt başlıkta ilk 20 element için bu becerileri ve konumdan bileşik formülü çıkarmayı göreceksin.
Katman elektron dağılımı
Elektronlar çekirdeğe en yakın katmandan başlayarak yerleşir. Birinci katman en fazla 2, ikinci katman en fazla 8 elektron alır; ilk 20 element için üçüncü katmanda 8 elektron bulunduktan sonra dördüncü katmana geçilir. Katmanlardaki elektron sayıları sırayla yazılarak gösterilir: ₈O için 2) 6), ₁₃Al için 2) 8) 3), ₁₇Cl için 2) 8) 7), ₁₉K için 2) 8) 8) 1) ve ₂₀Ca için 2) 8) 8) 2). Programda katman dağılımı yalnızca ilk 20 element için yazılır.
Periyot ve grup bulma
Temel hâldeki bir atomun elektron bulunan katman sayısı periyot numarasını, son katmandaki elektron sayısı yani değerlik elektronu sayısı A grubu numarasını verir. ₁₃Al için 2) 8) 3) dağılımında üç katman ve son katmanda üç elektron olduğundan alüminyum 3. periyot 3A grubundadır. Helyum bir istisnadır: iki değerlik elektronu olduğu hâlde soy gaz olduğu için 8A grubundadır. Aynı gruptaki elementlerin değerlik elektron sayıları aynı olduğu için kimyasal özellikleri benzerdir.
Kararlı iyonlar
Atomlar elektron vererek ya da alarak en yakın soy gazın elektron dizilimine ulaşmaya yatkındır. Son katmanda 8 elektron bulunmasına oktet, yalnızca bir katman varken bu katmanda 2 elektron bulunmasına dublet denir. 1A, 2A ve 3A metalleri son katmandaki 1, 2 ve 3 elektronu vererek +1, +2 ve +3 yüklü; 5A, 6A ve 7A ametalleri 3, 2 ve 1 elektron alarak −3, −2 ve −1 yüklü iyonlar oluşturur. Sodyum bir elektron vererek 2) 8) dağılımıyla neonun, klor bir elektron alarak 2) 8) 8) dağılımıyla argonun dizilimine ulaşır; lityum ise elektron vererek helyumun dublet dizilimini kazanır. Hidrojen bir elektron vererek H⁺, aktif metallerle birleşirken bir elektron alarak H⁻ (hidrür) iyonu oluşturabilir.
Konumdan bileşik formülü
İki elementin gruplarından iyon yükleri bulunur ve toplam yük sıfır olacak biçimde formül yazılır. 2A grubundaki magnezyum Mg²⁺, 7A grubundaki klor Cl⁻ iyonu oluşturur; bir Mg²⁺ iyonunun yükünü iki Cl⁻ iyonu dengeler ve formül MgCl₂ olur. Aynı yolla 1A ile 6A grupları X₂Y, 3A ile 6A grupları X₂Y₃, 2A ile 5A grupları X₃Y₂ türünde bileşik oluşturur.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Atom numarası 15 olan X elementinin katman dağılımını yazınız. X'in periyodu, grubu ve oluşturacağı kararlı iyon nedir? Bu iyonda kaç elektron vardır?
Çözüm. On beş elektron katmanlara 2) 8) 5) biçiminde dağılır. Üç katman olduğu için X 3. periyotta, son katmanda beş elektron olduğu için 5A grubundadır; bu element fosfordur. X üç elektron alarak 2) 8) 8) dağılımına, yani argonun dizilimine ulaşır ve X³⁻ iyonu oluşur. Bu iyonda 15 + 3 = 18 elektron vardır.
Örnek 2. 3. periyot 2A grubundaki X ile 2. periyot 7A grubundaki Y arasında oluşan bileşiğin formülü nedir? Oluşan iyonların elektron sayılarını karşılaştırınız.
Çözüm. X'in dağılımı 2) 8) 2) olduğu için atom numarası 12'dir (magnezyum); Y'nin dağılımı 2) 7) olduğu için atom numarası 9'dur (flor). X iki elektron vererek X²⁺, Y bir elektron alarak Y⁻ iyonu oluşturur; yükleri dengelemek için formül XY₂ olur. X²⁺ iyonunda 12 − 2 = 10, Y⁻ iyonunda 9 + 1 = 10 elektron vardır; iki iyon izoelektroniktir.
Sık yapılan hatalar
- İlk 20 elementte üçüncü katmana 8'den fazla elektron yazmak; potasyum ve kalsiyumda dördüncü katmana geçilir.
- Periyodu son katmandaki elektron sayısından bulmak; periyot katman sayısıdır.
- Formül yazarken iyon yüklerini dengelememek: magnezyum ile klor MgCl değil, MgCl₂ oluşturur.
- İlk 20 element: katmanlar 2, 8, 8, 2 elektron alır.
- Katman sayısı periyot, değerlik elektronu A grubu numarasıdır.
- 1A, 2A, 3A → +1, +2, +3; 5A, 6A, 7A → −3, −2, −1.