PERİYODİK TABLO NEDİR? Maddenin temel birimine “atom” denir. Tek bir cins atomdan oluşmuş, kimyasal tekniklerle ayrıştırılamayan ya da farklı maddelere dönüştürülemeyen saf maddelereyse “element” adı veriliyor. Dünya üzerinde bilinen elementlerin belirli bir şekilde yerleştirildiği sistem, periyodik tablo olarak adlandırılıyor.
PERİYODİK TABLOYU KİM HAZIRLADI?
Periyodik tablo, bilinen tüm elementleri belirli bir düzene göre içeren ve incelemeyi kolaylaştıran bir sistemdir. İlk olarak 1867 yılında J.A.R Newlands, elementleri artan atom kütlelerine göre sıralamış ve bir elementin, kendisini izleyen sekizinci elemente benzer özellikler gösterdiğini ifade eden “Oktavlar Yasası”nı ortaya koymuştu. Daha sonra 1869 yılında Dmitri Mendeleev, benzer özellikler taşıyan elementleri arka arkaya dizdiğinde, atom kütlesine dayanan bir tablo elde etmiş ve o zamanlar bilinmeyen bazı elementlerin varlığını, hatta özelliklerini tahmin edebilmişti. Lothar Meyer isimli araştırmacı da, 1886 yılında, Mendeleev’den bağımsız olarak, atom kütlelerine göre bir periyodik tablo oluşturmuş ve “valans” kavramını ortaya atmıştı. Günümüzde kullandığımız tablo, yeni elementlerin de yerleştirilebilmesine olanak tanıyan Mendeleev’in periyodik tablosudur. Ancak ilk halinden farklı olarak, elementler atom kütlesine değil, atom numarasına göre düzenlenmiştir.
Elementlerin, soldan sağa ve yukarıdan aşağıya doğru artan atom numaralarına göre diziliminden oluşan bu tabloda, yatay sıralara “periyot”, dikey sütunlara ise “grup” adı veriliyor. Bir elementin periyot numarası, o elementin sahip olduğu elektronların bulunduğu en yüksek enerji seviyesini gösterir. Aynı grupta (dikey sırada) yer alan elementlerin elektron dizilimleri büyük benzerlik gösterir ve bu nedenle de kimyasal tepkimelerde benzer şekilde davranırlar.
PERİYODİK TABLODAKİ İLK 20 ELEMENTİ TANIYALIM…
1. Hidrojen (H) Ticari gübrelere azot bağlanmasında, katı ve sıvı yağların doyurulma işleminde (hidrojenasyon), metanol, amonyak ve hidroklorik asit gibi bileşiklerin eldesinde Kaynak yapımında, hidrojen balonlarını şişirmede petrolün işlenmesinde roketlerde yakıt olarak kullanılır. Çevre dostu hidrojen, doğal gaz ve benzine alternatif olarak kabul edilmesinin yanında, kimyasal işlemlerde, metalürjide ve rafinerilerde de kullanılabilecek niteliktedir. Döteryum ve trityum izotopları da, nükleer fisyon ve füzyon işlemlerinde kullanılmaktadır.
2. Helyum (He) Zeplin ve balon gibi hava taşıtlarını şişirmede, kaynakçılıkta, germanyum ve silisyum kristallerinin yapımında, titanyum ve zirkonyum eldesinde, süpersonik rüzgar tünellerinde ve derin dalış tüplerinde, düşük sıcaklık araştırmalarında ve nükleer enerji santrallerinde “soğutucu” olarak kullanılır. Tüm elementler arasında, en düşük erime ve kaynama sıcaklıkları helyuma aittir. Makro ölçüde bile atomik özelliklerini göstermesi nedeniyle “kuantum sıvısı” olarak da adlandırılan ve ısı iletkenliği olağanüstü derecede yüksek olan sıvı helyum, manyetik rezonans görüntülemede ve kanser teşhisinde de kullanılır. Yakın zamanda, sıvı roket yakıtı sıkıştırmada da helyumdan faydalanılmaya başlandı.
3. Lityum (Li) Seramik ve cam yapımında, pil üretiminde, yağlayıcı ve alaşım sertleştirici maddelerin bileşiminde, A vitamini sentezinde, nükleer santrallerde soğutucu görevinde roketlerde itici kuvvet sağlamada kullanılır. Katı elementler içinde en yüksek özgül ısı kapasitesine sahip olması nedeniyle, ısı iletiminde kullanılan sıvıların bileşiminde yer alır. Bazı lityum bileşikleri, beyin rahatsızlıkları ve psikolojik hastalıkların tedavisinde kullanılan ilaçların içeriğinde yer alır.
4. Berilyum (Be): Yüksek oranda ısı emebilme özelliği nedeniyle, hava ve uzay taşıtlarında, iletişim uydularında, nükleer santrallerde füze yapımında hafif metal alaşımlarında, X-ışını tüplerinin pencerelerinde saat zembereklerinin yapımında Yüksek bir erime noktasına sahip olması, hafifliği ve çelikten çok daha esnek bir metal olması nedeniyle, bilgisayar parçaları yapımında kullanılır. Zümrüt ve akuamarin, berilyumun değerli kristal formlarıdır. Berilyum ve tozları, zehirli olmalarının yanında, özellikle akciğerlerde kansere yol açabilmektedirler.
5. Bor (B): Amorf bor, ayırt edici yeşil rengi için pirotekni (fişekçilik) alanında ve ateşleyici olarak roketlerde Tenis raketlerinin, nükleer santrallerde kullanılan regülatörlerin ve ısıya dayanıklı cam ürünlerinin yapımında kullanılır. Borun en önemli ticari bileşiği, yalıtım amaçlı cam elyafının ve bir ağartıcı olan sodyum perboratın yapımında kullanılmaktadır. Diğer bor bileşikleri de, borosilikat camların yapımında kullanılır. Tekstil alanında önem taşıyan bir diğer bor bileşiğiyse, borik asittir.
6. Karbon (C): Tüm organik bileşiklerin yapısına giren karbon, sıvı yağların dehidrasyonunda (sudan arındırılmasında), demir ve alaşımlarının işlenmesinde kullanılır. Çelik yapımında, nükleer tepkimelerin kontrolünde, lastiklerin renklendirilmesinde, plastik sanayinde, boya pigmentlerinin eldesinde yağlayıcı maddelerin yapımında kullanılır. Kurşun kalemlerde kullanılan grafit formu ve elmas formu, karbon elementinin iki önemli allotropudur.
7. Azot (N): Standart sıcaklık ve basınç altında son derece kararlı olan ve atmosferin %78’ini oluşturan azot gazı, besinlerin ve kimyasalların saklanmasında Çok soğuk olan (-196°C) sıvı azotsa, çok düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilmesi gereken dondurma işlemlerinde kullanılır. Ticari olarak en çok değer taşıyan azot bileşiği amonyaktır (NH3). Güçlü bir çözücü olan amonyak, gübrelerin bileşiğinde bulunan ve plastik endüstrisinde de önemli yeri olan “üre” maddesinin eldesinde kullanılır. Azot, proteinler başta olmak üzere, organik bileşiklerin yapısında yer alan çok önemli bir elementtir. Azotun tüm bileşikleri, ya oksitleyici özelliktedirler, ya da güçlü birer reaktiftirler. Bu nedenle de, uygun koşullarda şiddetli tepkimeler verirler.
8. Oksijen (O): Bitkilerin ve hayvanların yaşamlarını devam ettirebilmeleri, solunum gazı olan oksijenin (O2) varlığına bağlıdır. Atmosferin %21’i, oksijen gazından oluşmaktadır. Hastanelerde, solunum rahatsızlıkları gösteren hastaların tedavisi için de oksijen gazı sıkça kullanılır. çelik üretiminde, kaynak yapımında, suyun saflaştırılmasında ve beton eldesinde de oksijen kullanılır. Paslanma da, oksijenin varlığında gerçekleşir.
9. Flor (F): Flor ve bileşikleri, uranyum başta olmak üzere, çok sayıda ticari kimyasalın üretiminde kullanılır. Hidroflorik asit, aydınlatma ampullerinin camları üzerine yazı yazılması işleminde kullanılırken; son yıllarda ozon tabakası üzerindeki zararlı etkilerinden dolayı üretimi ve kullanımı sınırlandırılmaya çalışılan kloroflorokarbon gazları (CFC) havalandırma ve soğutma aygıtlarında kullanılır. Teflon içeriğinde de flor yer alır. Diş macunları içeriğinde bulunan florit, belirli bir oranın altında olduğu sürece, diş çürüklerinin oluşumunu önler.
10. Neon (Ne): Akla gelen ilk kullanım alanı renkli reklam aydınlatmaları olsa da; yüksek voltaj göstergelerinde, paratonerlerde, dalga metre tüplerinde televizyon tüplerinde de neon kullanılır. Gaz lazerlerinin yapımında, helyumla birlikte kullanılır. Sıvı neon, günümüzde ticari olarak elde edilebilmekte ve soğutucu olarak kullanılmaktadır.
11. Sodyum (Na): Eczacılık, tarım ve fotoğrafçılık alanlarında sıkça kullanılır. Sokak aydınlatmalarında, pillerde, cam yapımında ve sofra tuzu (NaCl) eldesinde kullanılan önemli bir bileşendir. Sıvı sodyum, nükleer santrallerde soğutucu görevinde de kullanılmaktadır. Dünya kabuğunun %2.6’sını oluşturan sodyum, dünyada en bol bulunan altıncı elementtir ve alkali metaller arasında da en bol bulunanıdır. Buna karşın, doğada element halinde rastlanmaz ve kuru sodyum kloridin (NaCl) elektrolizi yoluyla elde edilir.
12. Magnezyum (Mg): Fotoğraf makinelerinin gövde ve flaş kaplamalarında, işaret fişeklerinde ve yangın bombaları başta olmak üzere pirotekni alanında yoğun olarak kullanılır. Alüminyumdan üçte bir oranında daha hafif olması nedeniyle, alaşımlarından uçak ve füze yapımında faydalanılır. Eczacılık alanında önem taşıyan bileşikleri de vardır. İtici özellikteki bileşiklerin yapısına katılır. Şömine tuğlalarının, aydınlatma ampullerinin, renk maddelerinin ve filtrelerin yapımında da yeri vardır. Yeşil bitkilerde bulunan klorofil yapısında da yer alır.
13. Alüminyum (Al): Çeşitli mutfak aletlerinin ve dekorasyon malzemelerinin ana yapım maddesidir. Teleskop aynaları kaplamalarında ve dekoratif kağıtların yapımında da bu elementten yararlanılır. Elektrik iletkenliği bakırın yalnızca %60’ı kadar olsa da, hafif yapısı nedeniyle elektrik iletim hatlarında kullanılır.
14. Silisyum (Si): Kum ve kil formu, beton ve tuğla yapımında kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda çalışma koşullarına çok dayanıklı bir elementtir. Silikat formuysa, mine, emaye ve çanak-çömlek yapımında önemlidir. Kusursuz mekanik, optik, termal ve elektriksel özellikler taşıyan en ucuz madde olan kum halindeki silika, camın da esas bileşenidir. Aşırı saf silisyum, bor, galyum, fosfor ya da arsenik ile güçlendirildiğinde; transistörler, güneş gözeleri ve doğrultucular gibi, elektronik endüstrisinde büyük önem taşıyan aygıtların yapımında kullanılan silikon karışımları elde edilir.
15. Fosfor (P): Çeşitli alaşımların yapımına katılan fosfor, sodyum ampullerinin yapımında kullanılan camların eldesinde önemlidir. Fosforik asit, özellikle gübre eldesindeki kullanımıyla, son yıllarda tarım ve hayvancılıkta büyük önem taşır hale gelmiştir. Havai fişek, kibrit, deterjan ve diş macunu yapımında kullanılan fosfor, zararlılarla mücadelede kullanılan çoğu kimyasalın (pestisitlerin) bileşiminde de bulunur. Canlılarda hücre içeriğinin yaşamsal bir bileşeni olarak, özellikle sinir ve kemik dokuları için çok önemlidir.
16. Kükürt (S): Siyah barutun ve pillerin temel bileşenlerinden biri olan kükürt, mantar öldürücü kimyasalların (fungusitlerin) ve doğal kauçuğun yapımında kullanılır. Fosfat içerikli gübrelerin bileşimine de katılan kükürtün, ticari açıdan en fazla değer taşıyan bileşiği sülfürik asittir. Sülfit kağıdı başta olmak üzere çeşitli kağıtların yapımında, buharla dezenfekte işlemlerinde ve kurutulmuş meyvelerin ağartılmasında kullanılır. Yağların, vücut sıvılarının ve iskelet için gerekli minerallerin yapısında yer alması nedeniyle de, yaşamsal önem taşır.
17. Klor (Cl): Dünyanın her yerinde, içme sularının dezenfekte edilmesinde kullanılır. Ayrıca, kağıt yan ürünlerinin, boya maddelerinin, tekstil ürünlerinin, petrol ürünlerinin, çeşitli ilaçların, antiseptiklerin, böcek öldürücülerin (insektisitlerin), çözücülerin, plastik ürünlerin eldesinde kullanılır. Kloroflorokarbonlar (CFC), kloratlar ve kloroform gibi çok çeşitli bileşiklerin yapısında yer alması nedeniyle, kimya endüstrisinde önemli yer tutmaktadır.
18. Argon (Ar): Elektrikli aydınlatma ampullerinde ve floresan tüplerde kullanılır. Elektrik arklarıyla yapılan kesim ve kaynak işlemlerinde, ayrıca, silikon ve germanyum kristallerinin üretiminde koruyucu soygaz olarak kullanılır. Titanyum ve benzeri reaktif elementlerin eldesinde rol oynar. Radyasyon seviyelerini ölçen Geiger sayaçlarında da kullanılır.
19. Potasyum (K): Bitkilerin gelişimi için çok önemli bir element olan potasyum, çoğu toprak tipinin bileşiminde yer alır ve gübrelerin yapısına da katılır. Cam, sabun, lens ve benzeri maddelerin yapımında, ayrıca yanıcı-patlayıcı maddelerin bileşiminde kullanılır. Sodyum ve potasyum alaşımı (NaK), iyi bir ısı ileticidir. Potasyumun çoğu tuzu, hem kimyasal hem de ticari açıdan önem taşır.
20. Kalsiyum (Ca): Toryum, uranyum ve zirkonyum gibi metallerin hazırlanmasında ve çeşitli alaşımların eldesinde kullanılır. Sıvı yağların dehidrasyonunda da kalsiyumdan yararlanılır. Canlıların kemik, diş, kabuk ve benzeri dış iskelet yapılarında yer alır. Bitkilerin bünyesinde de bulunur. Dünya kabuğundaki en bol beşinci element olması karşın, çok reaktif olması nedeniyle asla element halinde bulunmaz.
