Arkeoloji ; "Eski kültür ve uygarlıkları, onlardan kalan maddi kalıntıları açısından inceleyen; yer ve zamanını saptamakla uğraşan bir bilimdir".

PERİYODİK ÖZELLİKLER

Atom Hacmi

Bir elementin atom hacmini ölçmek zordur. Bu nedenle elementlerin atom hacimleri için verilen değerler çekirdek etrafında elektron yoğunluğunun fazla olduğu hacmi belirten tahmini değerlerdir.

Bir atomun hacmi, içerdiği enerji sayısı ile doğru, çekirdek yükü ile ters orantılıdır.

Atoma eklenen her yeni enerji düzeyinde elektronların çekirdekten daha uzak orbitallere yerleşmesi sonucu atom hacmi büyür. Aynı sayıda enerji düzeyi içeren atomlarda çekirdek yükü (proton sayısı) arttıkça, çekirdeğin elektronlara uyguladığı çekim kuvveti artar. Bu nedenle atom hacmi azalır. Buna göre, bir periyot içinde soldan sağa gidildikçe atom hacminin düzenli olarak küçülmesi gerekir. Çünkü aynı  periyotta bulunan elementlerin temel enerji  düzeyi sayıları aynı olup soldan sağa gidildikçe  çekirdek yükü ve protonların elektronlar üzerindeki çekim kuvveti artar dolayısıyla atom hacmi azalır. Ancak soy gazlardan bazıları bu kurala uymaz.

Bir grup içinde yukarıdan aşağıya doğru inildikçe hem enerji düzeyi sayısı hem de çekirdek yükü artar. Ancak enerji düzeyi sayısının artmasıyla oluşan atom hacmindeki genişlemeyi, çekirdek yükü artışının atom hacminde oluşturduğu küçültme etkisi karşılayamaz. Atom hacminin artışında elektronların birbirini itmeleri de etkili olur. Sonuçta, atom hacmi grup içinde yukarıdan aşağı doğru düzenli olarak artar.

Bir atom ve iyonları için;

Nötr bir atom elektron kaybedince pozitif yüklü iyon oluşur. Elektron sayısının azalması birim elektron başına düşen proton çekim kuvvetini arttığı için, iyonun çapı atom çapına göre küçük olur. 

Nötr bir atom elektron elektron alınca negatif  yüklü iyon oluşur. Elektron sayısının artması birim elektron başına düşen proton çekim kuvvetini azaltacağı için, iyonun çapı atom çapına göre büyük olur. 

Daima:    r _katyon   r_nötr  r_anyon   

İzoelektronik türler için;

Elektron sayısı eşit olan atom ve iyonlarda, protonu fazla olanın elektron başına düşen çekim kuvveti fazla olacağı için, çapı küçük olur. Örneğin elektron sayıları eşit olan ; ₁₁ Na⁺¹ , ₁₀Ne ve ₉F^-1  den çapı en küçük olan Na⁺¹ iyonudur.

İyonlaşma Enerjisi

Bir atomda  değerlik elektronları daha iç enerji düzeylerindeki elektronlara göre atom çekirdeğine daha uzaktır. Bu nedenle değerlik elektronları atoma daha gevşek bağlıdır. Atoma yeterli enerji verildiğinde elektronlar atomdan uzaklaştırılarak (sonsuza götürülerek) iyon hâline getirilebilir. Gaz hâlindeki yüksüz bir atomun en yüksek enerji düzeyinden bir elektron koparmak için gereken en az enerji miktarına iyonlaşma enerjisi (İE) ya da birinci iyonlaşma enerjisi (İE₁) denir. Bu olay aşağıdaki denklemle gösterilebilir.

X_(g) + İE₁ --------  X⁺¹(g) + 1e^–

(+ 1) yüklü iyondan bir elektron koparmak için gereken enerjiye de ikinci iyonlaşma enerjisi (İE₂) denir.

X⁺¹(g) + İE₂ -------  X⁺²(g) +1e^–

Bir atom için İE₂ daima İE₁ den büyüktür. Çünkü, ikinci elektron yüksüz atomdan değil, (+1) yüklü iyondan uzaklaştırılmıştır. Hacmi yüksüz atoma göre daha küçük olan (+1) yüklü iyon, elektronları daha kuvvetli çeker.

Teorik olarak bir atomun elektron sayısı kadar iyonlaşma enerjisi değeri vardır. Bu iyonlaşma enerjileri arasında;

  İE_n > .. > İE₃ > İE₂ > İE₁       ilişkisi yazılabilir.

Bir atomun iyonlaşma enerjisine etki eden iki önemli etken atom hacmi ve elektron dizilişindeki küresel simetrik yapıdır.

Atom hacmi ile iyonlaşma enerjisi ters orantılıdır. Atom hacmi arttıkça elektronlar çekirdekten daha uzak bölgelerde bulunur. Bu elektronlar üzerinde protonların çekim gücü zayıflar ve elektronlar az miktarda enerjiyle atomdan uzaklaştırabilir.

Atomun elektron dizilişinde küresel simetrik yapının bulunması iyonlaşma enerjisini artırır. Küresel simetri nedeniyle elektron dizilişi s²p⁶ ile biten atomların iyonlaşma enerjileri çok yüksektir. Elektron dağılımları s² ve s²p³ ile biten atomlar beklenenden daha yüksek iyonlaşma enerjisine sahiptir.

Atom hacmi bir periyot içinde soldan sağa doğru azalır. Buna zıt olarak iyonlaşma enerjisi artar. Ancak küresel simetrik elektron dizilişine sahip IIA ve VA grupları kendilerini izleyen gruptan daha yüksek iyonlaşma enerjisine sahiptir. Bir periyotta bulunan A grubu elementlerinin birinci iyonlaşma enerjileri arasındaki ilişki şöyledir:

IA  IIIA   IIA  IVA  VIA  VA VIIA  VIIIA

Bir gruptaki elementlerin elektron dizilişlerindeki simetri aynıdır. Grupta yukarıdan aşağı inildikçe atom hacmi artar. Buna paralel olarak iyonlaşma enerjisi azalır.

İkinci ve üçüncü iyonlaşma enerjilerini karşılaştırırken, atom bir elektron kaybedince bir önceki grubun elektron dizilişine, iki elektron kaybedince iki önceki grubun elektron dizilişine benzer ve iyonlaşma enerjisi elektron dizilişine benzediği gruba göre değerlendirilir. Örneğin X elementini IA grubunda, Y elementini IIA grubunda, Z elementini IIIA grubunda kabul edelim. Bu elementlerin 

I. iyonlaşma enerjileri sırası X<Z<Y olur.

 Bu elementlerin II. iyonlaşma enerjilerini karşılaştırırken, X^{+1 in elektron düzeni VIIIA ya, Y+1 in elektron düzeni IA ya, Z+1 in elektron düzeni ise IIA ya benzer.} 

Buna göre II: iyonlaşma enerjisi sırası Y⁺¹ < Z⁺¹  < X⁺¹  olur. 

Aynı mantıkla III. iyonlaşma enerjilerini karşılaştırırken iyonların elektron düzenleri; X⁺²  VIIA ya, Y⁺²   VIIIA ya, Z⁺²   IA ya benzer. 

Buna göre III: iyonlaşma enerjisi sırası Z⁺² < X⁺²  < Y⁺²  olur. 

İyonlaşma enerjilerinin karşılaştırılmasından değerlik elektronlarını koparmak için gereken enerjiler yaklaşık bir önceki değerden 1,5–3 kat fazla iken iç enerji düzeyinden bir elektronu uzaklaştırmak için gereken enerji bir önceki değerin en az dört veya daha fazla katıdır. Bu yüzden A grubundaki herhangi bir atomun iyonlaşma enerjilerinden faydalanarak hangi grupta olduğu bulunabilir.  

Örnek