Kimyəvi elementlərin dövri sistemi

Bir elementin atom kütlə vahidi (Atomic Mass Units: amu) cinsindən ortalama kütləsini ifadə edir. Bu rəqəm, sıxlıqla elementin izotopların da ortalama kütləsini ifadə etdiyi üçün, onluqlu bir sayıdır. Bir elementin nisbi atom kütləsindən atom nömrəsinin (proton sayının) çıxarılması ilə, o elementin neytron sayı tapıla bilər.

Bir atomda olan proton sayı, elementi müəyyənləşdirir və atom nömrəsi olaraq adlandırılar. Atomda olan proton sayı eyni zamanda, elementin kimyəvi xarakteri haqqında da məlumat verir.

Xəbərdar edilməmiş bir atomdakı elektronların mövqelərini göstərir. Kimyaçılar, təməl fizika məlumatlarına əsaslanaraq, atomların elektron düzülüşlərinə görə necə hərəkət edə biləcəkləri mövzusunda fikir söyləyə bilərlər. Elektron düzülüşü, bir atomun dayanıqlılıq, qaynama nöqtəsi və keçiricilik kimi xüsusiyyətləri haqqında məlumat verir. Atomların son enerji səviyyələrinə (ən xarici orbitlərinə) "valentlik səviyyəsi", burada olan elektronlara da "valent elektronlar" adı verilir. Kimyəvi reaksiyalarda birinci dərəcədə əhəmiyyət daşıyan elektronlar, valent elektronlardır.

Bir elementin dövri cədvəldəki yerinə baxaraq, o elementin elektron düzülüşü də müəyyən oluna bilər. Eyni qrupda (şaquli sırada) olan elementlərin elektron düzülüşləri böyük bənzərlik göstərir və bu səbəblə də kimyəvi reaksiyalarda bənzər şəkildə davranırlar.

Kimyəvi elementlərin qohumluğunu göstərmək üçün atılmış ilk cəhdlər elementlərin atom kütləsi sırası ilə düzülməsinə görə qəlizləşdirilmişdir. Mendeleyevin uzaqgörənliyi elementlərin kimyəvi xassələrinin dəyişməsini tapmaqda oldu və o, bundan istifadə edib elementləri kimyəvi xassələrinə görə düzüb ilk sadə cədvəli yaratdı. Burada bəzi hallarda atom kütlələrinin artması sırası pozulmuşdu. Mendeleyev kimyəvi xassələrinə görə elementlərin dövri cədvəlini yaradanda bir çox elementlər məlum deyildi. Buna görə də o, tapılmayan elementlər üçün boş yer də buraxmışdı. Sonradan bu elementlər tapılmış və dövri sistemdə öz yerini tutmuşdur. Henri Mozli atom quruluşu haqqındakı nəzəriyyəsini inkişaf etdirməklə Mendeleyevin elementləri atom kütləsinin artması sırası ilə də düzdüyünü aşkar etmişdir.

Mendeleyev öz cədvəlində dövrlər və qruplar yaratmaqla cədvəlin istifadəsini asanlaşdırdı. Kvant mexanikasının inkişafı dövrlərdə elektronların artması və energetik səviyyələrin ardıcıl dolmasını üzə çıxartdı. Mendeleyevin öz cədvəlində hər dövr eyni uzunluqda idi, lakin müasir cədvəllərdə elementlər həmçinin s-, p-, d- və f-qruplarına görə qruplaşdırılmışdır. Ona görə dövrlər müxtəlif uzunluqda olur.

Dövri cədvəl adətən elementin simvolu və atom kütləsi nömrəsi informasiyaları özündə əks etdirir, lakin indi bunlarla yanaşı elementin atom kütləsi, elektron konfiqurasiyası və valentliyi yazılır. Elementlərin 117-dən 90-ı Yerdə təbii halda tapılıb (əksərən birləşmə şəklində), qalanları isə süni üsullarla alınıb, lakin onların arasında Yerdə az da olsa olan elementlər də var.

Kimyəvi xassələrin dövriliyi Dövri cədvəlin əsas üstünlüyü elementin yerləşməsinə görə onun xassələrinin təyin edliməsidir. Qeyd olunmalıdır ki, xassələr dövrlər və qruplar üzrə hərəkət etdikcə dəyişir.

Qrup elementlərin şaquli sütunda yerləşməsidir. Qruplar elementlərin sistemləşdirilməsində çox böyük rol oynayır. Bir çox qruplarda elementlərin oxşar xassələri var. Qruplara qeyri-elmi adlar da verilib; qələvi metallar, qələvi-torpaq metallar, hallogenlər, xalkogenlər, təsirsiz qazlar.

Standart dövri cədvəldə 18 qrup var.

Elelementlərin qruplarda yerləşmələrinin müasir izahı onların xarici energetik səviyyələrində eyni sayda atomun olmasıdır. Qrupların nömrələnməsində ərəb və rum rəqəmlərindən istifadə edirlər.

Dövri cədvəlin qrupları aşağıdakılardır:

• Qrup 1-Qələvi metallar və ya Litium ailəsi
• Qrup 2-Qələvi torpaq metallar və ya Berillium ailəsi
• Qrup 3-Skandium ailəsi
• Qrup 4-Titan ailəsi
• Qrup 5-Vanadium ailəsi
• Qrup 6-Xrom ailəsi
• Qrup 7-Manqan ailəsi
• Qrup 8-Dəmir ailəsi
• Qrup 9-Kobalt ailəsi
• Qrup 10-Nikel ailəsi
• Qrup 11-Mis ailəsi
• Qrup 12-Sink ailəsi
• Qrup 13-Bor ailəsi
• Qrup 14-Karbon ailəsi
• Qrup 15-Azot ailəsi
• Qrup 16-Xalkogenlər və ya Oksigen ailəsi
• Qrup 17-Hallogenlər və ya Flüor ailəsi
• Qrup 18-Təsirsiz(nəcib) qazlar və ya Neon ailəsi

Dövr elementlərin üfüqi istiqamətdə dövri sistemdə yerləşməsidir.

Dövrü cədvəldə eyni dövrdə soldan sağa doğru getdikcə elementlərin əsasən;

• Atomun nömrəsi artar
• Kütlü nömrəsi ve atom kütləsi artar
• Valent elektronlarının sayı artar
• Qeyri metallıq artar
• Elektron alma qabiliyyəti (elektromənfiliyi) artar
• Elektrona hərislik artar
• İonlaşma enerjisi artar
• Metalların ərimə, qaynama nöqtələri və sərtlikləri artar
• Oksidlərinin turşuluq xassəsi artar
• Oksidlərinin əsaslıq xassəsi azalır
• Metallıq özelliği azalır
• İstilik və elektrik keçiriciliyi azalır
• Elektron vermə (elektropozitifliği) azalır
• Atom ölçüsü ve həcmi kiçilir
• Energetik səviyyələrin sayı dəyişmir

Dövrü cədvəldə eyni qrupda yuxarıdan aşağıya doğru enildikcə elementlərin əsasən;

• Atom nömrəsi artar
• Kütlə nömrəsi ve atom kütləsi artar
• Metallıq xüsusiyyəti yaradır
• Elektropozitifliyi artar
• Energetik səviyyənin sayı artar
• Atom ölçüsü və həcmi böyüyər
• Qeyri metalların ərimə və qaynama temperaturu artar
• Oksidlərinin əsaslığı artar
• Oksidlərinin turşuluğu azalar
• Elektromənfiliyi azalar
• Elektrona hərislik azalar
• İyonlaşma enerjiləri azalar
• Metalların ərimə ve qaynama temperaturu enər
• Valent elektron sayıları dəyişməz

Baxmayaraq ki, qrup — elementləri sistemləşdirməyin ən yaxşı üsuludur, bəzi hallarda dövrlərdə sistemləşdirmə də istifadə oluna bilər; xüsusilə d-, f- qrup elementlərin və aktinoid və lantanoidlərin sistemləşdirilməsində istifadə olunur.

VIII qrup elementləri təsirsiz qaz adlanır. Bu o deməkdir ki, onlar digər elementlərlə energetik səviyyələrini elektronla doldurmaq üçün reaksiyaya girmirlər. Buna görə də onlar digər qruplara nibətən daha zəifdirlər. Helium təsirsiz qazlara misal göstərilə bilər.

VII qrup elementləri (energetik səviyyələrini doldurmaq üçün 1 elektronları çatmayanlar) halogenlər adlanır. Buna görə də onlar reaksiya zamanı daha çox elektron alırlar. Bu xassə daha çox flüora aiddir.

Elementin kimyəvi xassələrinin əsas təyinedicisi onun elektron konfiqurasiyasıdır (əsasən valent elektronları). Misal üçün, istənilən 4 valent elektronu olan atomun kimyəvi xassələri digər p- elementlərin kimyəvi xassələrinə müəyyən qədər oxşayacaq. Energetik səviyyələrin sayı elementin mənsub olduğu qrupun nömrəsini göstərir.

Hər energetik səviyyə atom kütlələri artdıqca aşağıdakı kimi dolan yarımsəviyyələrə bölünür:

Xarici energetik səviyyədə olan elektronların sayının elementin kimyəvi xassələrini təyin etdiyi kəşf edildikdən sonra eyni elektron sayına (xarici energetik səviyyədə) malik olan elementləri qruplaşdırmağa başladılar. Elementlərin belə qruplaşması s-, p-, d-, f- qruplarını yaratdı.

Qədim Yunanıstanda əsas 4 elementin mövcudluğuna inam var idi: hava, od, torpaq, su. Bütün elementlər isə bu 4 elementin birləşməsindən yaranır; məsələn, torpaq və od birləşib lavanı əmələ gətirir, lakin bu inam ilk kimyəvi elementlərin kəşfindən sonra itdi.

Artıq XVI–XVIII əsrlərdə əksər elementlər tapılmışdı. Buna görə də elementlərlə işləməni sadələşdirmək üçün cədvələ ehtiyac var idi. Belə cədvəllər Kvant fizikasının inkişafı, atomun quruluşunun izahından sonra yaradılmağa başladı. 1829-cu ildə alman alimi İohan Volfanq Debereyner triadalardan (üçlüklərdən) təşkil olunmuş dövri cədvəli qurdu.

Bəzi üçlüklər aşağıdakı kimidir:

Bu cədvələ əsasən Debereyner triadalar qanununu təklif etdi: Triadanın ortasında yerləşən elementin atom kütləsi digər iki elementin atom kütlələrinin cəminin yarısına bərabərdir.

Bu qanun təkmilləşdirən ingilis kimyaçısı Con Nyulends 1865-ci ildə oktavalar qanununu kəşf etdi.

Nəhayət, 1869-cu ildə rus kimyaçısı Dmitri İvanoviç Mendeleyev və ondan 4 ay sonra Yulius Lotar Meyer elementlırin dövri cədvəlini qurdular. Bu cədvəldəki qanunauyğunluqlara əsasən, gələcəkdə tapılacaq elementlərin atom kütlələrini, elektronların sayını və s. parametrlərini tapmaq olar.

•   Vikianbarda Kimyəvi elementlərin dövri sistemi ilə əlaqəli mediafayllar var.

Periyodik Cetvel Arxivləşdirilib 2016-11-25 at the Wayback Machine (türkcə)

• Periyodik Tabloyu Kim Buldu? Arxivləşdirilib 2016-11-05 at the Wayback Machine (türkcə)
• Elementlərin kəşf edilmə xronologiyası (rus)