Element nedir? - Yumurtalı Ekmek
09 03 2016 - 9:30
Element ne demektir, elementlerin özellikleri ve yapısı nasıldır, elementlerin sembolleri nelerdir ve periyodik cetvelde nerede yer alırlar?
Kimyasal metotlarla daha basit maddelere ayrışması mümkün olmayan basit maddelere element denir. Su bir element değildir. Fakat suyun elektrolizinden elde edilen hidrojen ve oksijen birer elementtir. Saf şeker bir element değildir. Çünkü şekerden karbon, hidrojen ve oksijen çıkarılabilir.
1960 yılına kadar bilinen elementlerin sayısı 103’tü. Bugün ise bilinen element sayısı 107’dir. Fakat bütün özellikleri bilinen element sayısı sadece 95’tir. Diğerlerinin yalnız atom ve kütle numaraları bilinmektedir. Tabiatta mevcut olan element sayısı da yaklaşık 93’tür. Diğerleri laboratuvarlarda sentetik olarak elde edilmiştir.
Tabiatta olan elementlerin 30 kadarı serbest halde, yani diğer elementlerden herhangi biriyle birleşmemiş halde bulunabilir. Bunlar aktif olmayan, yani normal şartlarda reaksiyon verme kabiliyeti çok az olan maddelerdir. Platin, altın, gümüş, bakır, moleküler azot vs. bunlara misaldir. Oksijen çok aktif olduğu halde, O2 şeklinde atmosferde bol miktarda bulunur.
Fakat bileşik halinde suda, kayalarda ve arz içindeki minerallerde de bol miktarda bulunur. Yer küresinde yüzde 46,6 oksijen, yüzde 27,72 silisyum, yüzde 8,13 alüminyum, yüzde 5 demir, yüzde 3,63 kalsiyum, yüzde 2,83 sodyum, yüzde 2,59 potasyum ve yüzde 2,09 magnezyum bulunmaktadır. Bunların toplamı yüzde 98,5 kadardır. Diğer elementlerin tamamı da yer küresinin yüzde 1,5 kadarını teşkil eder. Oda sıcaklığında on bir element gaz, altı element de sıvı haldedir.
Kendisinin özeliğini taşıyan en ufak mimari birimleri atomlardır.
Benzer cins atomlardan oluşurlar.
Özünden ek olarak Kolay ve ilginç maddelere ayrılamazlar.
Elementlerin en küçük parçası atom olup, atom bir çekirdek ve bu çekirdeğe çeşitli uzaklıklarda bulunan elektronlardan meydana gelmiştir. Protonun kütlesi, nötronun kütlesine hemen hemen eşit olup, kütleleri yaklaşık 1,67.10 -24 gramdır.
Çekirdek, atomun toplam hacmi yanında ihmal edilecek kadar küçük olup, pozitif elektrik yüklüdür. Pozitif elektrik yükü protondan gelmektedir. Proton (+1) elektrik yüklü olmasına rağmen, nötron yüksüz (nötr)dür. Çekirdekteki nötron sayısı ya proton sayısına eşit veya fazladır. (Nötronu olmayan tek element hidrojendir.)
Bir elementte (serbest haldeyken) proton sayısı elektron sayısına eşittir. Elektronun kütlesi protonun kütlesinin yaklaşık 1840’ta biri kadar olup, elementin kütlesi yanında yok denecek kadar azdır. Elektronun elektrik yükü (-1) olduğundan, element serbest haldeyken nötr olarak kabul edilir. Elementin proton sayısı atom numarasına eşittir. Elementin sembolünün altında gösterilir. Mesela 20 Ca hali kalsiyum atomunun atom numarasının 20 olduğunu ve aynı zamanda, proton ve elektronun 20’şer tane olduğunu ifade eder. Atom numarasının değişmesi mümkün değildir.
Değiştirilebilirse, yeni bir element meydana gelir. Proton ve nötron sayılarının toplamı, kütle numarasını verir ve sembolün üst kısmında gösterilir. Bir elementin atom numarası sabit olduğu halde kütle numarası değişik olabilir.
Atom numarası aynı, kütle numarası farklı olan, aynı sembolle gösterilen ve benzer kimyasal-fiziksel özelliklere sahip elementlere izotop elementler denir. Kütle farkı nötron sayısından meydana gelmektedir. Mesela, atom numarası 50 olan (50 proton) kalayın tabiatta 10 tane izotopu vardır. Kütle numaraları (= proton sayısı + nötron sayısı))
Kalay elde edildiği zaman, bu on izotopu bir arada elde edilir ve izotoplarının yüzde oranları belirlidir. Klor gazı tabiatta 17 Cl 35 (yüzde 75,5) ve 17 Cl 36 (yüzde 24,5) izotoplarını ihtiva eder. Bu izotopların ortalaması klor elementinin atom ağırlığını verir ki, hesaplarda bu rakam kullanılır.
Elde edildiği kaynağa bağlı olarak bu izotopların yüzdesi sıra ile yüzde 18,98-yüzde 18,55 ve yüzde 81,02-yüzde 81,55 olabiliyor. Berilyum, flüor, fosfor, kobalt, arsenik, iyot, altın gibi bazı elementlerin izotopları yoktur. Tabii olarak meydana gelen elementlerin 259 tane kararlı izotopu olduğu halde, izotopu kararlı olmayan 65 tane tabii element vardır. 1100’den fazla kararsız (radyoaktif) izotop vardır.
Elementlerin elektron düzeni
Element atomunun elektronları, atomun çekirdeği etrafında belirli kaidelere bağlı olarak yerleşir. Bu kaideler kuvantum teorisi ile açıklanmıştır. Bu teoriye göre çekirdek dışındaki bir elektronun 4 kuvantum sayısı vardır. Pauli prensibine göre bir atomda bulunan iki elektronun en azından bir kuvantum sayısı farklı olmalıdır. Mesela bir orbitalde ancak iki elektron bulunabilir. Bu iki elektronun üç kuvantum sayısı aynı olduğu halde, spin (dönme impulsu) kuvantları farklıdır. Yani birbirinin aksi yöndedir.
Bazı elementleri yaratan benzer cins atomlar doğada bir başlarına bulunurlar. Şöyle atomlara sahip elementlere atomik yapılı elementler denir. Atomik yapılı elementlerin en ufak taneciği atomlardır.
Örnek: Demir, bakır, alüminyum, çinko, kurşun, altın buna benzer elementler atomik yapılıdır .
Moleküler Yapıdaki Elementler
Bazı elementleri yaratan benzer cins atomlar doğada ikili gruplar durumunda bulunurlar. Şöyle atomlara sahip elementlere moleküler yapılı elementler denir. Moleküler yapılı elementlerin en ufak taneciği moleküllerdir.
Satranç nasıl bir oyundur ve nasıl oynanır? Çok eski tarihlere dayanan satrancın faydaları nelerdir? İki oyuncu ile oynanan bir zeka...