Atom ve Periyodik Sistem → 2. Bölüm

Dersin Özellikleri:

• Seviye: Hiç Bilmeyenler İçin
• Gerekli Bilgiler:
  • Kimyanın Sembolik Dili
  • Bohr Atom Modeli
• Öğretmen:
  • Muzaffer KAYA

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

Anlatılacak Başlıklar*:

• Atomun Yapısı
  • Atom Altı Tanecikler
  • Atom ile İlgili Temel Kavramlar
    1. Proton sayısı (Z veya p.s.)
    2. Nötron sayısı (n.s.)
    3. Kütle numarası (A veya K.N.)
    4. Elektron sayısı (e.s.)
    5. Atom yükü (yük)
  • İzotop, İzobar, İzoton ve İzoelektronik Atomlar

• Atom; proton, nötron ve elektronlardan oluşan bir kimyasal türdür.
• Elektron, proton ve nötrona “atom altı tanecikler” veya “atomun temel tanecikleri” de denir.
• Protonlar ve nötronlar çekirdekte, elektronlar yörüngelerde bulunur.

Proton – Nötron – Elektron

• Atomun sahip olduğu protonların toplam sayısıdır.
• Proton sayısı:
  • Atom numarası
  • Çekirdek yükü aynı anlamdadır.
• Sembolü Z harfidir.
• Atomun kimlik numarası gibidir.
  • Atomlar, proton sayılarından tanınır.

• Proton sayıları, atomların sembollerinin sol alt köşesinde verilir:
  • ₂He
  • ₁₀Ne
  • ₁₁Na
  • ₁H
  • ₈O

• Proton:
  • +1 yüklü
  • Çekirdekte bulunur.
  • Atomun yükü ve kütlesi hesap edilirken lazım
  • Nötrondan azıcık hafif
  • 1 akb kütleli
  • Fiziksel ve kimyasal olaylarda değişmez.
  • Nötür bir atomda, proton sayısı ile elektron sayısı birbirine eşittir.

• Atomun sahip olduğu nötronların toplam sayısıdır.

• Nötron sayıları, atomların sembollerinin sol ortasında verilir:
  

• Nötron:
  • Nötrdür (Yüksüz)
  • Çekirdekte bulunur.
  • Proton ile hemen hemen aynı kütlede
  • 1 akb kütleli
  • Atomun kütlesi hesap edilirken lazım
  • Fiziksel ve kimyasal olaylarda değişmez.

• Atomdaki protonların ve nötronların toplam sayısıdır.
• Nükleon sayısı da denir.
• Sembolü A veya K.N. harfleridir.

• Kütle numarası, atomların sembollerinin sol üstünde verilir:
  • ⁴⁰Ca
  • ⁴He
  • ¹²C
  • ⁵⁶Fe

• Kütle numarası:
  • Fiziksel ve kimyasal olaylarda değişmez.

• Atomun sahip olduğu elektronların toplam sayısıdır.
• Sembolü e.s. harfleridir.

Elektron sayıları, sağ alt köşede verilir:

• He₂
• Ne₁₀
• Na₁₁
• H₁
• O₈

• Elektron:
  • Birim yükü -1’dir.
  • Yörüngelerde bulunur.
  • Kültesi proton ve nötrona göre çok çok az.
  • Atomun kütlesi hesap edilirken ihmal edilir.
  • Yük hesaplamalarında kullanılır.
  • Kimyasal olaylarda değişebilir.
    • Atomlar elektron alabilir, verebilir ya da ortaklaşa kullanabilir.
  • Nötr bir atomda elektron ve proton sayıları eşittir.

• Formüllerde:
  • Atomların sayıları
  • Varsa toplam yükleri görünür:
    • H₂O
    • O₂
    • C₃H₈
    • CO₃^2-
• Proton, nötron, elektron sayısı genellikle soruların sonunda ve parantez içinde verilir.

Örnek:

N₂O molekülünde toplam kaç tane proton vardır? (₇N, ₈O)

Çözüm:

N₂O molekülü = NNO

₂₂(₇N₇N₈O)

7 + 7 + 8 = 22

Örnek:

N₂O molekülünün kütle numarası kaçtır? (N:14, O:16)

Çözüm:

N₂O molekülü = NNO

⁴⁴(¹⁴N¹⁴N¹⁶O)

14 + 14 + 16 = 44

• Tabiatta 2 çeşit yük vardır. Bunlar:
  • artı (“+” pozitif) yük: Protonlardan gelir.
  • eksi (“-” negatif) yük: Elektronlardan gelir.

• Mesela:
  • 5 tane protonun yükü +5 olur.
  • 5 tane elektronun yükü -5 olur.

Atomun Yükü

• Protonlarının ve elektronlarının yüklerinin toplamına atomun yükü (tanecik yükü) denir.
  • Mesela:
    • 5 tane protonu (+5 yapar)
    • 8 tane elektronu (-8 yapar)
      olan bir atomun yükü:
      • +5-8 = -3 olur.

Yük = p.s. – e.s.

Yüklerine Göre Atomlar

1. Nötür Atomlar
2. İyonlar (yüklü atomlar)
   1. Anyonlar (- yüklü)
   2. Katyonlar (+ yüklü)

1. Nötr Atomlar

• Proton sayısı ile elektron sayısı eşit olan atomlara nötr atomlar denir.
  • Mesela:
    • 9 tane protonu
    • 9 tane elektronu
      olan bir atom nötürdür.
      (+9 -9 = 0)

• Nötr atomlar için şunlar söylenebilir:
  • Proton sayısı ile elektron sayısı eşittir.
    • Yani; negatif ve pozitif yükler birbirine eşit miktardadır.
  • Toplam yükleri sıfır eder.
  • Atomun yükü sıfırdır.
  • Atom yüksüzdür.
  • Atom nötürdür.

• Nötür atomlarda sadece atomun sembolü yazılır, yük kısmı boş bırakılır.
  • Nötr atomlara örnekler:
    • He
    • Ne
    • Na
    • H
    • O

2. İyonlar (Yüklü Atomlar)

• Proton sayısı ile elektron sayısı eşit olmayan atomlara iyon denir.
• İyonların, pozitif veya negatif bir tam sayı ile gösterilen yükleri vardır.
  • Yükün işareti genellikle sayının sonuna yazılır.
• İyonların yükleri sağ üst köşede verilir:

İyon örnekleri:

• O^2-
• Ca²⁺
• Al³⁺
• Na⁺
• NH₄⁺
• F^–
• P^3-
• PO₄^3-

Yüklerin Yazılması

Nötr Atomlar Nasıl İyonlara Dönüşür?

• İyonlar:
  • Nötür atomların elektron alış-verişi sonucu oluşurlar.
• Elektron alış-verişi yapan nötr atomda e^– ve p⁺ eşitliği bozulur.

2.1. Anyonlar (- yüklü iyonlar)

• Nötr bir atom elektron alırsa “–” yük kazanır ve anyona dönüşür.
• Nötr bir atom:
  • 1 elektron alırsa -1 yüklü olur.
  • 2 elektron alırsa -2 yüklü olur.
• Elektron sayıları protonlardan çoktur.
• Bazı anyonlar:
  • O^2-, F^–, P^3-, PO₄^3-

2.2. Katyonlar (+ yüklü iyonlar)

• Nötr bir atom elektron verirse + yük kazanır ve katyona dönüşür.
• Nötr bir atom:
  • 1 elektron verirse +1 yüklü olur.
  • 2 elektron verirse +2 yüklü olur.
• Proton sayıları elektron sayılarından fazladır.
• Bazı katyonlar:
  • Ca²⁺, Al³⁺, Na⁺, NH₄⁺

İyonlar da Elektron Alış-Verişi Yapabilir

• Bir iyon:
  • Elektron alırsa:
    • Alınan elektron sayısı yükten çıkarılır.
  • Elektron verirse:
    • Verilen elektron sayısı yüke eklenir.

• Mesela:
  • X⁺² iyonu;
    1 elektron alırsa X⁺¹ olur.
    2 elektron alırsa nötür X olur.
    3 elektron alırsa X^-1 olur.
    4 elektron alırsa X^-2 olur.
    
    1 elektron verirse X⁺³ olur.
    2 elektron verirse X⁺⁴ olur…

• Mesela:
  • X^-2 iyonu;
    1 elektron alırsa X^-3 olur.
    2 elektron alırsa X^-4 olur.
    
    1 elektron verirse X^-1 olur.
    2 elektron verirse nötr X olur.
    3 elektron verirse X⁺¹ olur…

Elektron Alış-Verişi Tepkimeleri

• Aşağıdaki kimyasal tepkimede, bir X atomu 1 elektron alarak X^-1 iyonuna dönüşür:
  • X + e^– → X^-1

• Aşağıdaki tepkimede, bir X atomu 4 elektron alarak X^-4 iyonuna dönüşür:
  • X + 4e^– → X^-4

• Aşağıdaki tepkimede, bir X atomu 3 elektron vererek X⁺³ iyonuna dönüşür:
  • X → X⁺³ + 3e^–

• Aşağıdaki tepkimede, bir X atomu 1 elektron vererek X⁺¹ iyonuna dönüşür:
  • X → X⁺¹ + e^–

• Aşağıdaki tepkimede, bir X⁺³ iyonu 4 elektron alarak X^-1 iyonuna dönüşür:
  • X⁺³ + 4e^– → X^-1

• Aşağıdaki tepkimede, bir X^-3 iyonu 5 elektron vererek X⁺² iyonuna dönüşür:
  • X^-3 → X⁺² + 5e^–

Yüklü Moleküller (Kök İyonlar)

• Kovalent bağlı atom topluluklarına molekül denir.
  • Molekül örnekleri:
    • H₂O
    • NH₃
• Yüklü moleküllere kök veya kök iyon denir.
  • Kök iyon örnekleri:
    • CO₃^2-
    • NH₄⁺

• Kök iyonların da anyon ve katyonları vardır:
  • Katyon kök iyonlara örnekler:
    • NH₄⁺
    • H₃O⁺
  • Anyon kök iyonlara örnekler:
    • CO₃^2-
    • NO₃^–

• Kök iyonlarda verilen yük toplam yüktür.
  • Toplam proton sayısı ve
  • Toplam elektron sayısı ile
  • Toplam yük hesaplanır.

Mesela:

• CO₃^2- kökündeki toplam proton ve elektron sayısını bulalım. (₆C, ₈O)

• Kök iyonda:
  • 1 tane C atomu
    • 6 protonu vardır.
  • 3 tane O atomu vardır.
    • Her birinde 8 proton vardır.

• Atomların proton sayıları her yerde aynıdır:
  • CO₃^2- kökünü şöyle de yazabiliriz:
    • (₆C₈O₈O₈O)^2-

• Toplam proton sayısı=30
  • ₃₀(₆C₈O₈O₈O)^2-

• Toplam elektron sayısı=32
  • Yük = p.s – e.s formülünden
    • -2 = 30 – e.s
    • e.s = 30 + 2
    • e.s = 32

Mesela:

• NH₄⁺ kökündeki toplam proton ve elektron sayısını bulalım. (₇N, ₁H)

• Toplam proton sayısı=11
  • ₁₁(₇N₁H₁H₁H₁H)⁺

• Toplam elektron sayısı=10
  • Yük = p.s – e.s formülünden
    • +1 = 11 – e.s
    • e.s = 11 – 1
    • e.s = 10

Proton sayısı – Nötron sayısı – Elektron sayısı

Kütle Numarası = p.s. + n.s.
p.s. = Yük + e.s.

• Proton sayısı = Çekirdek yükü = Atom numarası
• Kütle numarası = Nükleon sayısı
• Yük = İyon yükü = Yükseltgenme Basamağı = Değerlik

Etkinlik:

Proton sayısı Atom numarası Çekirdek yükü	20	8	12
Kütle numarası Nükleon sayısı Atom kütlesi	41	17	24
Nötron sayısı	21	9	12
Elektron sayısı	18	10	10

Örnek:

Bir atomun 19 tane protonu vardır.

Bu atomun nükleon sayısı da 40 ise, nötron sayısı kaçtır?

Örnek:

₂₀Ca⁺² iyonunun elektron sayısı kaçtır?

Örnek:

Bir Y atomunun elektron sayısı nötron sayısından 2 fazladır. Bu atomun proton sayısı ile nötron sayısı da birbirine eşittir.

Buna göre bu atomun yükü kaçtır?

Çözümü göster

Örneğin çözümü:

Yük = p.s – e.s.

Yük = x – (x+2)
Yük = x – x – 2
Yük = -2

Atomun yükü -2 olmalıdır.

Cevap -2

İzotop Atomları

• Proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı atomlardır.
  

İzoton Atomlar

• Nötron sayıları aynı, proton sayıları farklı atomlardır.
  

İzobar Atomlar

• Kütle numarası aynı, proton sayısı farklı atomlardır.
  

İzoelektronik Atomlar

• Proton sayıları farklı elektron sayıları aynı olan atomlardır.
  

Örnek:

Yukarıda verilen A, B, C ve D atomlarının proton, nötron ve nükleon sayılarından bazıları verilmiş bazıları ise boş bırakılmıştır.

Buna göre bu atomları için aşağıdaki soruların cevaplarını bulunur.

I) İzotop atomlar
II) İzoton atomlar
III) İzobar atomlar

Hidrojen Atomun İzotopları

İzotürlerin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

• İzotop, izoton, izobar ve izoelektronik atomlara izotürler denir.
• İzotop atomların kimyasal özellikleri aynıdır.
• İzoelektronik atomların kimyasal özellikleri benzerdir.
• Diğer izotür atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır.

Örnek:

Çözüm: