Modern Atom Teorisi → 2. Bölüm

Dersin Özellikleri:

• Seviye: Hiç Bilmeyenler İçin
• Süre: 40 dakika
• Gerekli Bilgiler:
  • Atom ve Periyodik Sistem
• Öğretmen:
  • Gökalp AY

Anlatılacak Başlıklar*:

• Periyodik Sistem ve Elektron Dizilimleri
  • Elektron Dizilimleri
  • Elektron Dizilimleri ile Periyodik Tablodaki Blokların İlişkisi

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

• Atomların elektron dağılımları yapılırken, orbital sırasına göre doldura doldura gidilir.
• Yukarıda verilen orbital dizilimi bütün atomlarda aynıdır ve şu kurallar ile elde edilmiştir:
  • Hund Kuralı
  • Pauli İlkesi
  • Aufbau Prensibi

Örnek:

X₂₇ atomunun orbital dizilimini yaparak, tam ve yarı dolu orbital sayısını bulunuz?

Çözümü göster

Örneğin çözümü:

X₂₇: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁷

Tam ve yarı dolu orbital sayısını bulmak için, farklı yollara baş vurabiliriz:

Birinci yol: Üşenmeden, X₂₇ atomunun bütün orbital gruplarındaki kardeş orbitalleri gösteririz:

Sayarsak, toplam 12 tane orbitalin tam dolu, 3 tanesinin yarı dolu olduğunu görürüz.

İkinci yol: Basit bir hesap yaparız.

Orbital dağılımına baktığımızda, X₂₇ atomunun 3d⁷ orbitaline kadar bütün orbitalleri tam doludur. 3d⁷ orbitaline gelene kadar 20 elektron bulunur. Yani bu atomun 20 elektronu tam dolu orbitallere yerleşmiş, 7 elektronu 3d orbitallerine yerleşmiştir.

Tam dolu orbitallerde 2’şer elektron bulunur. Yani 20 elektron, 10 tane tam dolu orbital demektir.

d⁷ demek, 5 tane kardeş d orbitaline 7 tane elektron yerleştirmek demektir. Hund Kuralına göre bu orbitallerin 3 tanesi yarı dolu 2 tanesi tam dolu olmalıdır.

Toplamda, X₂₇ atomunda, 12 tane tam, 3 tane yarı dolu orbital vardır.

Bu cevabın sağlaması da şudur: (12 x 2) + 3 = 27 elektron

• Anyonlarda (eksi iyonlarda):
  • Elektron sayısı bulunur ve elektronlar orbitallere dağıtılır.

Örnek:

• Katyonlarda (artı iyonlarda):
  • Kopan elektronlar, son yörüngenin son orbitalinden başlayarak kopar.
    • Proton sayısı 21-30 arası olan katyonlara dikkat: Elektron önce 4s² den kopar.
      • Bu katyonların önce nötr hallerini yazıp elektronları oradan kopartırız.

Örnek:

• Bir atomun orbital dağılımı, o atomdan önceki ilk soygaz yardımı ile de yapılabilir.
• Soygazların elektron dağılımları:
  • ₂He: 1s²
  • ₁₀Ne: 1s² 2s² 2p⁶
  • ₁₈Ar: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
  • ₃₆Kr: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d¹⁰ 4p⁶

Örnek:

₆C: 1s² 2s² 2p²
₆C: [He] 2s² 2p²

Örnek:

₁₆S: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴
₁₆S: [Ne] 3s² 3p⁴

• En son orbitali tam dolu veya yarı dolu olan atom ya da iyonlar küresel simetriktir.
• Küresel simetrik atom ya da iyonlar kararlıdır.
• Soygazların hepsi tam küresel simetriktir.

• Son orbital yarı doluysa yarı küresel simetri vardır:
  • s¹
  • p³
  • d⁵
  • f⁷

Örnek:

₁H: 1s¹
₇N: 1s² 2s² 2p³
₂₅Mn: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d⁵

• Son orbital tam doluysa tam küresel simetri vardır:
  • s²
  • p⁶
  • d¹⁰
  • f¹⁴

Örnek:

₂He: 1s²
₁₀Ne: 1s² 2s² 2p⁶
₃₀Zn: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d¹⁰

• 1B grubu:
  • Bu gruptaki atomların, temel halde iken d⁹ ile bitmesi gerekirken d¹⁰ ile biterler.

Örnek:

₂₉Cu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁹ – YANLIŞ

₂₉Cu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰ – DOĞRU

• 6B grubu:
  • Bu gruptaki atomların, temel halde iken d⁴ ile bitmesi gerekirken d⁵ ile biterler.

Örnek:

₂₄Cr: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴ – YANLIŞ

₂₄Cr: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵ – DOĞRU

İzoelektronik Atomlar

• Hem elektron sayıları ve orbital düzenleri aynı olan atomlara izoelektronik atomlar denir.
• Proton sayıları farklıdır.

Örnek:

Aşağıda verilen atomlar izoelektronik atomlardır.

₁₁Na⁺: 1s² 2s² 2p⁶

₁₀Ne: 1s² 2s² 2p⁶

• Periyodik sistem 4 tane bloktan oluşur. Bunlar:
  • s bloğu
  • p bloğu
  • d bloğu
  • f bloğu
• Bir atomun temel haline ait elektron diziliminde, son orbitali bloğunu gösterir.

Periyot Bulma

• En son yörüngenin numarası, periyot numarasıdır.

Örnek:

₁₈Ar : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ (3. periyot)
₈O : 1s² 2s² 2p⁴ (2. periyot)
₂₅Mn : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵ (4. periyot)
₃₅Br : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵ (4. periyot)

Grup Bulma

• Grup numarasını atomun son orbitali belirler. Son orbitale göre grup şöyle bulunur:
  • sⁿ ise : nA grubu
  • pⁿ ise: sondaki p ve bir önceki s elektronlarının toplamı kadar A grubu
  • dⁿ ise: sondaki d ve bir önceki s elektronlarının toplamı kadar B grubu
    • Toplam 8, 9, 10 ise 8B
    • Toplam 11 ise 1B
    • Toplam 12 ise 2B grubudur.

Örnek:

• Son yörüngedeki orbitallere atomun değerlik orbitalleri denir.
  • En sondaki d orbitalleri her zaman değerlik orbitallerine dahil edilir.
• Değerlik orbitallerindeki elektron sayısına, değerlik elektron sayısı denir.
  • Genellikle grup numarasına eşittir.

• Değerlik elektron sayısı eşit olan atomların kimyasal özellikleri benzerdir.

Örnek:

₁₇Cl, ₈O, ₆C, ₂₆Fe, ₂₂Ti, ₂₉Cu atomlarının;

I) Grup ve periyotlarını bulunuz.
II) Değerlik orbitallerini ve değerlik elektron sayılarını belirtiniz.