SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir."

Duygu Özge Süleymanoğlu
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 . ATOMUN KUANTUM MODELİ SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir. Orbital: Elektronların çekirdek etrafında bulunma olasılıklarının yüksek olduğu enerji bölgelerine orbital denir. ATOMUN KUANTUM SAYILARI: 1. Baş kuantum sayısı (n): Belirli bir orbitaldeki elektronun çekirdeğe olan uzaklığını (yörünge numarasını) belirtir. Tam sayılarla ifade edilir. n = 1, 2, 3, 4, Örnek: n = 1 1. yörünge (enerji seviyesi) n = 2 2. Yörünge + n = 1 (K) n = 2 (L) n = 3 (M) 2. Açısal momentum (yan) kuantum sayısı (l): Orbitallerin şekillerini açıklar. l nin alabileceği değerler 0 ile (n 1) arasındadır. Örnek: n = 1 için l = 0 (s orbitali) n = 2 için l = 0 ve 1 (s ve p orbitalleri) n = 3 için l = 0, 1 ve 2 (s, p ve d orbitalleri) n = 4 için l = 0, 1, 2 ve 3 (s, p, d ve f orbitalleri) l değeri Orbital türü s p d f Orbital şekli 3. Manyetik kuantum sayısı (m l): Orbitalin uzaydaki yönelimini gösterir. m l = -l den +l ye kadar olan sayılarla ifade edilir. Orbitalin yönelim sayısı (orbital içindeki alt orbital sayısı): m l = 2l+1 l = 0 (s) m l= 0 1 orbital yönelimi ( = 1) l = 1 (p) m l= -1, 0, +1 3 orbital yönelimi (2.1+1 = 3) l = 2 (d) m l= -2, -1, 0, +1, +2 5 orbital yönelimi ( = 5) l = 3 (f) m l= -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 7 orbital yönelimi ( = 7)

2 n l m l Orbitaller 1 0 (s) 0 1s 2 0 (s) 1 (p) 0-1, 0, +1 2s 2p x, 2p y, 2p z 0 (s) 0 3s 3 1 (p) -1, 0, +1 3p x, 3p y, 3p z 2 (d) -2, -1, 0, +1, +2 3d xy, 3d yz, 3d xz, 3d z2, 3d x 2 -y 2 4. Spin kuantum sayısı (m s): Elektronun dönüş yönünü belirler. Ya +1/2 ya da -1/2 dir. Bir temel enerji düzeyindeki toplam orbital sayısı = n 2. Bir temel enerji düzeyindeki toplam elektron sayısı = 2n 2. Her bir alt orbitalde en fazla 2 elektron bulunabilir. s (1 orbital) 2 e - (Pauli ilkesi) p (3 orbital) 6 e - d (5 orbital) 10 e - ÖZET: f (7 orbital) 14 e - + s s p s p d s p d f n = 1 max 2 e - n = 2 2+6=8 e - n = =18 e - n = =32 e - Temel enerji Düzeyleri Orbital sayısı (n 2 ) Orbital Türü (s, p, d, f) Elektron sayısı (2n 2 ) 1 1 s s, p s, p, d s, p, d, f 32

3 Örnek sorular ve çözümleri: Soru 1) 4. temel enerji düzeyinde kaç tane orbital vardır? Çözüm: n = 4 l = (n-1) = 4 1 = 3 l = 0 m l = 2l +1 = = 1 l = 1 m l = 2l +1 = = 3 l = 2 m l = 2l +1 = = 5 + l = 3 m l = 2l +1 = = 7 n = 4 Toplam: = 16 orbital vardır. Ya da kısaca; Orbital sayısı = n 2 n = 4 n 2 = 4 2 = 16 tane orbital vardır. Soru 2) 3d orbitalinin n, l ve m l değerlerini yazınız. Çözüm: 3d 3 den dolayı: n = 3 d den dolayı: l = 2 ( ) (s p d f ) m l = -2, -1, 0, +1, +2 Ödev Sorusu 1) 4f orbitaline ait l ve m l değerlerini yazınız. Ödev Sorusu 2) 5s orbitaline ait n, l ve m l değerlerini yazınız.

4 Ödev Sorusu 3) Baş kuantum sayısı n = 2 olan atom için; a) Temel enerji düzeyi kaçtır? b) Yan kuantum sayısı hangi değerleri alır? c) Bulunan orbital türleri ve toplam orbital sayısı kaçtır? Ödev Sorusu 4) Baş kuantum sayısı (n) 3 olan atom için aşağıdaki soruları cevaplayınız. a) Temel enerji düzeyi kaçtır? b) Yan kuantum sayısı hangi değerleri alır? c) Bulunan orbital türleri sayısı kaçtır? ELEKTRON DİZİLİŞİ Aufbau kuralı: Çok elektronlu sistemlerde elektron dizilişinde temel prensip, elektronların düşük enerjili yörünge ve orbitallerden yüksek enerjililere doğru yerleşmesidir. Düşük enerjili orbitaller dolmadan daha yüksek enerjili orbitale elektron yerleşemez. Enerji sıralamasını belirlemek için (n + l) sırası takip edilir. Buna göre elektron diziliş sırası: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7s şeklinde yapılmalıdır. Pauli ilkesi: Her orbital zıt spinlere sahip en fazla 2 elektron bulundurabilir. Max e - sayısı gösterimi: s 2, p 6, d 10, f 14 şeklindedir. Orbitallerin şematik gösterimi: Boş orbital: Yarı dolu orbital: veya veya Tam dolu orbital: veya ile gösterilir.

5 Elementlerin elektron dizilişi ve orbital şemaları: 1H: 1s 1 2He: 1s 2 3Li: 1s 2 2s 1 4Be: 1s 2 2s 2 5B: 1s 2 2s 2 2p 1 6C: 1s 2 2s 2 2p 2 (HATALI: Orbitaller önce tekli doldurulmalıdır.) 9F: 1s 2 2s 2 2p 5 15P: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 (HATALI) 19K: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

6 Soru 1) Atom numarası 13 olan Alüminyum elementi için, a) Temel hal elektron dizilişini yazınız. b) Elektronların orbital şemasını çiziniz. Soru 2) Temel hal elektron dağılımında ilk 10 orbitali tam dolu olan X atomu için; a) Atom numarası kaçtır? (20) b) s orbitallerinde toplam kaç elektron bulunur? (8) c) p orbitallerinde toplam kaç elektron bulunur? (12) Soru 3) p orbitallerinde toplam 13 elektronu bulunan temel haldeki X elementinin atom numarası kaçtır? (31) Soru 4) Temel halde 10 tam dolu ve 3 yarı dolu orbitali bulunan X atomunun kütle numarası 52 olduğuna göre, X in nötron sayısı kaçtır? (29) Soru 5) Temel haldeki X atomunun 3d orbitallerinde 3 elektron bulunmaktadır. Buna göre, X elementinin atom numarası kaçtır? (2)

7 Soru 6) Aşağıda atom numarası verilen elementlerin temel hal için orbitallerdeki elektron dağılımı ve orbital diyagramını yazınız. Element 5X 7Y 12T 18V 21R 25S 30Q 33M 38N Elektronların orbitallerdeki dağılımı Orbital diyagramı KÜRESEL SİMETRİ: Bir atomun elektron dizilişinde en son orbital türü tam dolu ya da yarı dolu ise atom küresel simetri özelliği gösterir. Küresel simetriye ulaşmış atomlarda elektronların enerjisi daha düşüktür. Düşük enerjili olmak daha kararlı olmaktır. Bu yüzden küresel simetrisi olan atomlar daha kararlıdır. Küresel simetri özelliği gösteren durumlar: Yarı Dolu s 1 p 3 d 5 f 7 (Yarı kararlı) Tam Dolu s 2 p 6 d 10 f 14 (Tam kararlı) Örnek Sorular ve çözümleri: Aşağıda verilen elementlerin elektron dizilişlerini yazarak küresel simetrilerinin olup olmadığını belirtiniz. 1) 11Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 yarı dolu küresel simetri var. 2) 20Ca: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 tam dolu küresel simetri var.

8 3) 8O: 1s 2 2s 2 2p 4 küresel simetri yok Ödev Sorusu: Aşağıda verilen elementlerin elektron dizilişlerini yazarak küresel simetrilerinin olup olmadığını belirtiniz. a) 7N b) 16S c) 18Ar d) 22Ti Kural Dışı Elektron Dizilişi: Bazı atomlar orbitallerindeki elektronları yer değiştirerek küresel simetrik yapıya ulaşırlar. s 2 d 4 yerine s 1 d 5 s 2 d 9 yerine s 1 d 10 yazılır. Cr ve Cu elementi buna örnektir. 24Cr: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 4 24Cr: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 29Cu: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 9 29Cu: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 Soru: Aşağıdaki element atomlarının hangisinin elektron dağılımı küresel simetriktir? A) 8X B) 14Y C) 21Q D) 18Z E) 26Fe

9 Ödev Sorusu: Aşağıda atom numarası verilen atomların temel hal için elektron dağılımı ve orbital diyagramını yaparak hangilerini küresel simetri gösterdiğini belirtiniz. Element 6Y Elektronların orbitallerdeki dağılımı Orbital diyagramı 11T 22X 24Z 29S 30K 42N 47M 50W ETKİNLİK: Aşağıda verilen elementlerin elektron dizilişlerini ve orbital şemalarını gösteriniz. Element Elektron dizilişi 1H Orbital Şeması 2He 5B 7N

10 10Ne 11Na 12Mg 13Al 18Ar 20Ca 23V 24Cr 25Mn 27Co 29Cu 30Zn 36Kr

11 38Sr 42Mo 47Ag Uyarılmış Atom: Bir atoma enerji verilerek son enerji seviyesindeki elektronlarından birinin üst enerji seviyesinin birine geçmesi olayına uyarılma, böyle bir atoma da uyarılmış atom denir. Bir atom için birden fazla uyarılmış hal yazılabilir. 6C : 1s 2 2s 2 2p 2 temel hal 6C : 1s 2 2s 1 2p 3 uyarılmış hal 7N : 1s 2 2s 2 2p 3 temel hal 7N : 1s 2 2s 2 2p 2 3s 1 uyarılmış hal 7N : 1s 2 2s 2 2p 2 3p 1 uyarılmış hal İyonların Elektron Dizilimi: Elektron almış ya da elektron vermiş bir atoma iyon denir. Nötr bir atom elektron verdiğinde katyon oluşur. 12Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 12Mg +2 : 1s 2 2s 2 2p 6 13Al: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 13Al +3 : 1s 2 2s 2 2p 6 21Sc: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 21Sc +1 : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 1 21Sc: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 21Sc +2 : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 Elektron verilirken ilk olarak en dış yörüngedeki en yüksek enerjili orbitalden verilir. Nötr bir atom elektron aldığında anyon oluşur. 9F: 1s 2 2s 2 2p 5 9F -1 : 1s 2 2s 2 2p 6 7N: 1s 2 2s 2 2p 3 7N -3 : 1s 2 2s 2 2p 6 Soru: (-2) yüklü iyonun elektron dağılımı, 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 olan X elementinin (+3) yüklü iyonu halindeki elektron dağılımı nasıldır?

12 İzoelektronik Yapı: Elektron sayıları ve elektronik dizilişleri aynı olan tanecikler izoelektroniktir. Örnek soru ve çözümü: 8O -2 : 1s 2 2s 2 2p 6 11Na + :1s 2 2s 2 2p 6 izoelektronik tanecikler 10Ne: 1s 2 2s 2 2p 6 20Ca: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 22Ti +2 : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 Elektron sayıları eşit ancak elektron dizilişleri farklı olduğundan izoelektronik değillerdir. Soru: Aşağıdaki taneciklerden hangileri izoelektroniktir? 24Cr, 26Fe +2, 25Mn +1

Benzer belgeler

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM GENEL KİMYA ATOMUN ELEKTRON YAPISI Bohr atom modelinde elektronun bulunduğu yer için yörünge tanımlaması kullanılırken, kuantum mekaniğinde bunun yerine orbital tanımlaması kullanılır. Orbital, elektronun