Bu konuda ne öğreneceksin
Neden sodyum bir mutfak tuzu için klor ile birleşirken helyum hiçbir şeyle birleşmez? Neden periyodik tablo bu kadar düzenli bir tabloya benzer ve neden benzer elementler alt alta gelir? Cevap, atomun içindeki elektronların nasıl dizildiğidir. 20. yüzyılın başında Bohr, elektronların belirli enerji düzeylerinde bulunduğunu söylemişti. Daha sonra kuantum mekaniği, elektronların yörüngelerde değil orbitallerde, yani bulunma olasılığı yüksek bölgelerde olduğunu gösterdi. Bu konuda kuantum sayılarını, orbital türlerini, elektron dizilim kurallarını (Aufbau, Pauli, Hund) ve periyodik özelliklerin (atom yarıçapı, iyonlaşma enerjisi, elektronegatiflik) nasıl değiştiğini öğreneceksin. TYT'de atomun yapısını ve periyodik tabloyu öğrenmiştin. Burada bu bilgi daha derin bir temele oturuyor.
Hedefler
- Bohr modelinin yetersizliğini ve kuantum modelinin temel fikrini açıklamak.
- Dört kuantum sayısını (, , , ) ve anlamlarını bilmek.
- Orbital türlerini (, , , ) ve en çok elektron sayılarını belirtmek.
- Elektron dizilimini kurallara uygun yazmak.
- Değerlik elektron sayısından grup ve periyodu bulmak.
- Periyodik özelliklerin (atom yarıçapı, iyonlaşma enerjisi, elektronegatiflik) değişimini yorumlamak.
1. Atom modellerinin gelişimi
| Model | Fikir |
|---|---|
| Dalton | Atom bölünemez küredir |
| Thomson | Pozitif yük içinde elektronlar (üzümlü kek) |
| Rutherford | Küçük ve yoğun çekirdek, çevresinde elektronlar |
| Bohr | Elektronlar belirli enerji düzeylerinde, hidrojen için başarılı |
| Kuantum (modern) | Elektronlar orbitallerde, yeri ve hızı aynı anda kesin bilinemez |
Bohr modeli hidrojen spektrumunu açıkladı ama çok elektronlu atomları açıklayamadı. Modern modelde orbital, elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu bölgedir. Elektronun yörüngesi yoktur, bulunma olasılığı vardır (Heisenberg belirsizlik ilkesi).
2. Kuantum sayıları
Bir elektronun durumu dört sayıyla belirlenir:
| Sayı | Adı | Aldığı değerler | Anlamı |
|---|---|---|---|
| Baş kuantum sayısı | Enerji düzeyi (kabuk), orbitalin büyüklüğü | ||
| Açısal momentum | Alt kabuk ve orbital şekli (, , , ) | ||
| Manyetik | Orbitalin uzaydaki yönü | ||
| Spin | ya da | Elektronun dönüş yönü |
Sayılar:
- Bir alt kabuktaki orbital sayısı : için 1, için 3, için 5, için 7.
- Bir düzeyindeki orbital sayısı , en çok elektron sayısı .
- düzeyinde orbital ve en fazla elektron vardır. için orbital ve elektron.
Pauli dışarlama ilkesi: Bir atomda hiçbir iki elektronun dört kuantum sayısı da aynı olamaz. Bir orbitaldeki iki elektron zıt spinlidir.
3. Elektron dizilimi
Aufbau (yapılandırma) ilkesi: Elektronlar en düşük enerjili orbitalden başlayarak yerleşir. Enerji sırası:
Hund kuralı: Aynı alt kabuktaki orbitallere önce birer elektron paralel spinle yerleşir, sonra eşleşme başlar.
Örnekler:
- :
- :
- : (kısa: )
Kararlı istisnalar: Yarı dolu ve tam dolu alt kabuğu kararlıdır. : ve : .
İyonlar: Katyon yapılırken elektron en dıştaki kabuktan ( en büyük) çıkar. : ( elektronları önce çıkar).
Değerlik elektronları ve periyodik tablo:
- Periyot numarası en dış kabuğun değerine eşittir.
- A grubu elementlerinde değerlik elektron sayısı grup numarasıdır (1A için 1, 7A için 7, 8A için 8).
- Örnek: dizilimli element . periyot, değerlik elektronu, A grubu (kükürt).
4. Periyodik özellikler
Atom yarıçapı: Aynı grupta yukarıdan aşağı artar (kabuk sayısı artar). Aynı periyotta soldan sağa azalır (çekirdek yükü artar, kabuk sayısı sabit).
İyonlaşma enerjisi (İE): Gaz hâlindeki atomdan bir elektron koparmak için gereken enerji. Gruplarda yukarıdan aşağı azalır, periyotta soldan sağa genel olarak artar. Anormallikler:
- : Be'un dolu alt kabuğu kararlıdır.
- : N'un yarı dolu alt kabuğu kararlıdır.
- Aynı atomun ardışık iyonlaşma enerjileri artar: . Değerlik elektronları bittikten sonra iç kabuktan elektron koparılacağı için büyük sıçrama olur. Büyük sıçramanın yeri, değerlik elektron sayısını verir.
Elektronegatiflik: Bağ elektronlarını çekme eğilimi. Periyotta soldan sağa artar, grupta yukarıdan aşağı azalır. En elektronegatif element flordur. Soy gazlar için genellikle tanımlanmaz.
Metalik ve ametalik özellik: Soldan sağa metalik özellik azalır, yukarıdan aşağı artar.
Örnek: , , ve aynı periyottadır. Atom yarıçapı sıralanır.
5. Sık yapılan hatalar
- Orbital sayısı ile elektron sayısını karıştırmak. için orbital , elektron 'dir.
- orbitalini 'den sonra doldurmak. Önce dolar, ama katyon yapılırken önce elektronları çıkar.
- Be-B ve N-O iyonlaşma enerjisi anormalliğini unutmak.
- Katyonun yarıçapının atomunkinden büyük olduğunu sanmak. Katyon küçülür, anyon büyür.
6. Konuyu toparla
| Başlık | Kısa not |
|---|---|
| Kuantum sayıları | , , , |
| Orbital sayısı | , , , |
| düzeyinde | orbital, elektron |
| Aufbau | Düşük enerjiden başla |
| Pauli | Orbitalde en çok 2 elektron |
| Hund | Önce teker teker |
| Yarıçap | Periyotta azalır, grupta artar |
| İE anormallikleri | Be>B, N>O |
Mini test
Soru 1
enerji düzeyinde toplam kaç orbital bulunur?
- A9
- B18
- C27
- D32
- E54
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: A
- düzeyindeki orbital sayısı 'dir.
- için orbital vardır (: 1, : 3, : 5). Doğru cevap A.
Diğer şıklar: 18 en çok elektron sayısı () yazılmış / 27 alınmış / 32 düzeyindeki elektron sayısı yazılmış / 54 elektron sayısı üç ile çarpılmış.
Soru 2
Elektron dizilimi olan nötr atomla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- A
- periyot ve 4A grubundadır.
- B
- periyot ve 4A grubundadır.
- C
- periyot ve 6A grubundadır.
- D
- periyot ve 4 değerlik elektronu vardır.
- E
- periyot ve 6A grubundadır.
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: E
- En dış kabuk olduğundan atom 3. periyottadır.
- Değerlik elektronları olup toplam 'dır. A grubunda değerlik elektron sayısı grup numarasını verir: 6A. Doğru cevap E.
Diğer şıklar: A ve C yanlış periyot / B ve D son alt kabuktaki elektron değerlik elektron sayısı sanılmış, unutulmuş.
Soru 3
Aşağıdaki element çiftlerinden hangisinde birinci iyonlaşma enerjisi büyük olan element doğru verilmiştir?
- A
- B
- C
- D
- E
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- ve aynı periyottadır. Genel eğilim soldan sağa artıştır ama 'un yarı dolu dizilimi kararlı olduğundan 'un iyonlaşma enerjisi 'dan büyüktür.
- Doğru cevap B.
Diğer şıklar: A ile 'yi karşılaştırmada büyüktür, ifade ters / C 'un dolu alt kabuğu nedeniyle olur / D olur / E soy gaz florden büyük iyonlaşma enerjisine sahiptir.
Soru 4
, , ve atomlarının yarıçap sıralaması aşağıdakilerden hangisidir?
- A
- B
- C
- D
- E
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Dört element de 3. periyottadır. Kabuk sayıları aynıdır.
- Soldan sağa gidildikçe çekirdek yükü artar ve elektronları daha güçlü çeker. Atom yarıçapı azalır: . Doğru cevap B.
Diğer şıklar: A sıralama tersine yazılmış, yarıçap artıyor sanılmış / C ve E periyottaki sıra rastgele karıştırılmış / D ile 'nin yeri değiştirilmiş.
Kendini dene
Kendini dene
alt kabuğunda kaç orbital vardır?
Bir orbitalde en fazla kaç elektron bulunur?
elementinin elektron dizilimi nedir?
.
Aynı periyotta soldan sağa atom yarıçapı nasıl değişir?
Azalır.
En elektronegatif element hangisidir?
Flor.
Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.