2. Atomun Yapısı


Atom - Proton, Nötron ve Elektronların Yerleşimi

Atom; proton, nötron ve elektronların belli bir düzene göre bir araya gelerek oluşturduğu bir kimyasal türdür.

  • Proton, nötron ve elektronların yapısını ve atomdaki yerleşimlerini anlarsak, atomun yapısını da anlamış oluruz.
  • Atomun merkezinde bir çekirdek vardır.
  • Atomun merkezindeki bu çekirdek, atoma göre çok çok küçüktür.
  • Atomun çekirdeğinin etrafında yörüngeler vardır.
  • Çekirdeğin etrafındaki bu yörüngelerde elektronlar durmadan döner.

Atomun Temel Tanecikleri

  • Atomun yapısını oluşturan üç temel tanecik vardır. Bunlar:
    • Protonlar
    • Nötronlar
    • Elektronlar
  • Bu üç parçacığa; “atomun temel tanecikleri” ya da “atom altı parçacıklar” denir.
  • Bütün atomlar; bu 3 temel atom altı parçacıkların bir araya gelmesi ile oluşur. Fakat atomu oluşturabilmeleri için bu parçacıkların belli bir düzene göre bir araya gelmesi gerekir.
Atom - Proton, Nötron ve Elektronların Yerleşimi
Atom – Proton, Nötron ve Elektronların Yerleşimi

Atomun Çekirdeği

  • Her atomun bir çekirdeği vardır.
  • Atom çekirdeklerinde, birbirine yapışık şekilde duran proton ve nötronlardan başka bir şey yoktur. (İstisna: Hidrojenin izotoplarından birinin çekirdeğinde nötron yoktur.)
  • Atom çekirdeği, atoma göre çok çok küçük bir hacim kaplar.
  • Çekirdeğinin ne kadar küçük olduğunu anlamak için atom ile ilgili şöyle bir benzetme yapabiliriz: Atomun çekirdeği bir kiraz büyüklüğünde olsaydı, atomun çapı bir futbol sahasının uzunluğu kadar olurdu.
  • Çok küçük olmasına rağmen atomun bütün kütlesi çekirdeğindedir. Yani atomdan çekirdeğini çıkarırsanız geriye kalanların bir ağırlığı yoktur.
  • Elektronların kütlesi çok çok azdır, bu yüzden ihmal edilir.

Atomun Yörüngeleri

  • Yörüngeler; elektronların çekirdek etrafındaki dairesel rotalarıdır.
  • Yörüngeler, tıpkı dünyanın güneş etrafındaki yörüngesi gibi aslında göz ile görülene şeyler değillerdir.
  • Yörüngeler, atom çekirdeğinin etrafındadır.
  • Bilinen en büyük atomun 7 tane yörüngesi vardır.
  • Elektronlar, yörüngelerinde ve çok yüksek hızlarda dönerler.
  • Çapı en küçük olan yörünge, çekirdeğe en yakın olan 1. yörüngedir.
  • Yörüngelerin elektron kapasitesi şöyledir:
    • 1. yörüngeye en fazla 2 elektron sığar.
    • 2. yörüngeye en fazla 8 elektron sığar.
    • 3. yörüngeye en fazla 18 elektron sığar.
    • 4. yörüngeye en fazla 32 elektron sığar.
    • Son yörüngede en fazla 8 elektron olabilir.
  • Çekirdekten uzaklaştıkça, yörüngelerin çapları artar.
  • Çapı büyük olan yörüngeye daha çok elektron sığar. Hangi yörüngeye kaç elektron sığdığını ilerleyen başlıklarda göreceğiz.
  • “Yörünge” kavramı için kullanılan başka kelimeler de vardır. Bunlar:
    • Kabuk
    • Enerji Seviyesi
    • Temel Enerji Seviyesi
    • Baş Kuantum Sayısı
    • Katman

Bu bir reklamdır:

Proton – Nötron – Elektron

  • Atomu meydana getiren bu 3 temel taneciğin, her birinin bir kütlesi ve yükü vardır. Atomu anlayabilmek için bunları da bilmek gerekir. Aşağıdaki tabloda proton, nötron ve elektronun yük ve kütle özellikleri verilmiştir:
Proton Nötron Elektron
Sembolü p veya p+ n veya no e veya e
Kütlesi (gram) 1,672×10-24 g 1,675×10-24 g 9,109×10-28 g
Kütlesi (akb) 1 akb 1 akb 0 akb
Yükü (C) +1,602×10-19 C 0 C -1,602×10-19 C
Birim Yükü +1 0 -1

Atom İle İlgili Temel Kavramlar

Atomun yapısını daha iyi anlayabilmek için, şu kavramları da bilmek gerekir:

1. Atom Numarası (Z)

  • Atom numarasının iki ismi daha vardır. Bunlar:
    • Proton sayısı
    • Çekirdek yükü
  • Atom numarasının sembolü Z harfidir.
  • Atomdaki protonların toplam sayısıdır.
  • Kimyasal tepkimelerde, bir atom protonlarını asla vermez veya başka bir atomdan proton almaz.
    • Alınıp verilemediği için atom numarası sabittir.
    • Bu yüzden proton sayısı, bir atomun T.C. Kimlik Numarası gibidir.
    • Mesela bütün Fe (demir) atomlarının proton sayısı 26’dır. Çekirdeğinde 26 tane proton olan her atom bir demir atomudur.
  • Protonlar; çekirdekte ve nötronlar ile birlikte yaşarlar.
  • Nötronlar nötürdür yani artı veya eksi bir yükleri yoktur.
    • Nötronların yükü olmadığı için, protonların toplam yükü aynı zamanda çekirdeğin toplam yüküdür.
    • Bu yüzden, atom numarasına çekirdek yükü de denir.
  • Bir atomun çekirdeğinde kaç tane proton varsa, periyodik tabloda yerleştiği kutucuğun numarası da odur.
    • Örneğin; proton sayısı 10 olan bir atom, periyodik tabloda baştan 10. kutuda bulunur.
  • Nötür bir atomda, proton sayısı ile elektron sayısı birbirine eşittir.
    • Bu yüzden nötür bir atomda, proton sayısı bilinirse elektron sayısı da bilinmiş olur.
  • Bir protonun birim yükü +1 dir.
  • Atomda da + yüklü başka bir tanecik yoktur.
    • Yani, çekirdeğinde 5 tane proton bulunan bir atomdaki pozitif yük toplamı +5 olur.
  • Elektron sayısı, atomun yörüngelerinde bulunan elektronların toplam sayısıdır.
  • Elektronlar yörüngerel
  • Nötür bir atomda elektron sayısı ile proton sayısı eşittir.

Bu bir reklamdır:

2. Yük

  • Yük kavramı da farklı isimler ile karşımıza çıkabilmektedir. Atomların yükü için kullanılan isimler şunlardır:
    • İyon yükü
    • Yükseltgenme basamağı
    • Oksidasyon basamağı
    • Değerlik
  • Tabiatta 2 çeşit yük vardır. Bunlar şöyledir:
    • artı (“+” pozitif) yük
    • eksi (“-” veya negatif) yük
  • Protonlar, tabiattaki pozitif yükün kaynağıdır.
  • Elektronlar, ise negatif yükün kaynağıdır.
  • Atomların yükü, elektron ve proton sayılarından hesaplanan bir sayıdır.
  • Bir atomun yükünü hesaplamanın 2 yolu vardır. Bunlar:
    1. Yük = Elektronların birim yükü + Protonların birim yükü
    2. Yük = Proton sayısı – Elektron sayısı
  • Bir atomun, elektron sayısı ile proton sayısı eşitse, bu atom için şunlar söylenebilir:
    • Bu atomda negatif ve pozitif yükler birbirine eşit sayıdadır.
    • Atomun yükü sıfırdır.
    • Atom yüksüzdür.
    • Atom nötürdür.
  • Proton sayısı, elektron sayısından daha çok olan atomlar artı yüklüdür.
  • Elektron sayısı, proton sayısından daha çok olan atomlar eksi yüklüdür.
  • Bir atomun artı veya eksi bir yükü varsa, o atoma iyon denir.
    • İyonlar, nötür atomların elektron alması ya da elektron vermesi sonucu oluşurlar.
  • Bir iyonun yükü negatif (-) ise, o iyon bir anyondur.
    • Atomlar elektron alarak anyonlara dönüşürler.
      • Nötür bir atom, 1 elektron alırsa -1 yüklü bir anyon olur.
      • Nötür bir atom, 2 elektron alırsa -2 yüklü bir anyon olur.
      • Nötür bir atom, 3 elektron alırsa -3 yüklü bir anyon olur…
    • Anyonlarda, elektron sayısı proton sayısından mutlaka fazladır.
  • Bir iyonun yükü pozitif (+) ise, o iyon bir katyondur.
    • Atomlar elektron vererek katyonlara dönüşür.
      • Nötür bir atom, 1 elektron verirse +1 yüklü bir katyon olur.
      • Nötür bir atom, 2 elektron verirse +2 yüklü bir katyon olur.
      • Nötür bir atom, 3 elektron verirse +3 yüklü bir katyon olur…
    • Katyonlarda, proton sayısı, elektron sayısından mutlaka daha fazladır.
  • İyonların yükleri, sembollerinin sağ üst köşelerine yazılır.
    • O-2 (-2 yüklü oksijen iyonu)
    • Ca+2 (+2 yüklü kalsiyum iyonu)
    • F (-1 yüklü flor iyonu)
    • Na+ (+1 yüklü sodyum iyonu)
    • Al+3 (+3 yüklü alüminyum iyonu)
  • İyonların yükleri yazılırken bazen, farklı gösterimler kullanılabilir.
    • Mesela; aşağıdaki Oksien (O) atomlarının hepsi -2 (eksi iki) yüklüdür.
      • O-2
      • O=
      • O– –
      • O2-
    • Mesela aşağıdaki Kalsiyum (Ca) atomlarının hepsi de +2 (art iki) yüklüdür.
      • Ca+2
      • Ca++
      • Ca2+

Örnek:

12 protonu, 10 elektronu olan bir atomun iyon yükü kaçtır?

Cevabı göster
Çözümü göster

Bu bir reklamdır:

Örnek:

I) Na+
II) S2-

III) Ca2+
IV) H

V) N3-
VI) C

Yukarıda verilenlerin; anyon, katyon ve nötür atomlar olarak sınıflandırılması, hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir?

A)
Anyon: S2-, N3-
Katyon: Na+, Ca2+
Nötür: H, C

B)
Anyon: Na+, Ca2+
Katyon: S2-, N3-
Nötür: H, C

C)
Anyon: S2-, N3-
Katyon: H, C
Nötür: Na+, Ca2+

D)
Anyon: H, C
Katyon: Na+, Ca2+
Nötür: S2-, N3-

E)
Anyon: S2-, Ca2+
Katyon: Na+, N3-
Nötür: H, C

Cevabı göster
Çözümü göster

Bu bir reklamdır:

Örnek:

Yükü -3 olan bir iyonun, 15 tane protonu varsa, elektron sayısı kaçtır?

Cevabı göster
Çözümü göster

Bu bir reklamdır:

Örnek:

X+1 iyonundan 2 elektron koparsa, yükü kaç olur?

Cevabı göster
Çözümü göster

Bu bir reklamdır:

Örnek:

Xn → X4+ + 3e

Yukarıda verilen tepkimedeki n sayısı kaçtır?

Cevabı göster
Çözümü göster

Kütle Numarası (A)

  • Kütle numarasına, “Nükleon sayısı” veya “Atom kütlesi” de denir.
  • Kütle numarası da tıpkı atomun yükü gibi, hesaplanan bir değerdir. Atomda, kütle numarası adında parçacık yoktur.
  • Kütle numarası A harfi ile gösterilir.
  • Kütle numarası; bir atomun proton sayısı ile nötron sayısının toplamıdır:
    • A = p.s + n.s

Atomların Sahip Olduğu Taneciklerin Sembolü ile Gösterimi

  • Bir atomun sahip olduğu; proton, elektron ve nötron sayısı, yükü ve kütle numarası, sembolü kullanılarak da gösterilebilmektedir.
  • Aşağıda C (karbon) atomu üzerinden bu özelliklerin nasıl gösterileceği verilmiştir:
Atomun Sembolünün Kullanımı
Atomun Sembolünün Kullanımı

Yukarıda C atomu sembolünün etrafındaki ifadeler şu anlama gelmektedir:

  • A : Atomunun kütle numarasıdır.
    • Her zaman sembolün sol üst köşesindeki değerdir.
  • n.s. : Atomun nötron sayısıdır.
    • Her zaman sembolün sol ortasındaki değerdir.
  • p.s. : Atomun proton sayısıdır.
    • Z harfi ile de gösterebilirdik. (Her zaman sembolün sol alt köşesindeki değerdir.)
  • e.s. : Atomun elektron sayısıdır.
    • Her zaman sembolün sağ alt köşesindeki değerdir.
  • Yük: Atomun yüküdür.
    • Her zaman sembolün sağ üst köşesindeki değerdir.

Yukarıdaki özellikler, sembollerin her zaman aynı yerine yazılırlar. Bunu bir örnekle görelim:

Örnek:

Atom Sembolünün Kullanımı

Yukarıdaki resimde, karbon (C) atomunun sembolünün etrafında gördüğümüz sayılar, bize bu atom hakkında hangi bilgileri veriyor?

Cevabı göster

Bu bir reklamdır:

Atomun Temel Tanecikleri İle İlgili Formüller

Atomun Sembolünün Kullanımı
Atomun Sembolünün Kullanımı

Atomların temel tanecikleri ile ilgili formüller şunlardır:

A = p.s. + n.s.

Yük = p.s. – e.s.

Örnek:

Bir atomun 19 tane protonu vardır.

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

Cevabı göster
Çözümü göster

Bu bir reklamdır:

Örnek:

20Ca+2 iyonunun elektron sayısı kaçtır?

Cevabı göster
Çözümü göster

Bu bir reklamdır:

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?

Cevabı göster
Çözümü göster

Atomların Biribiri İle Karşılaştırılması

  • İki atomu birbiri ile karşılaştırırken, bu iki atomun;
    • proton sayıları
    • elektron sayıları
    • kütle numaraları veya
    • nötron sayıları karşılaştırılır.
  • Yapılan bu karşılaştırma sonucunda, atomlar hakkında şu kararlar verilir:
    • Atomlar aynıdır.
    • Atomlar izotoptur.
    • Atomlar izotondur.
    • Atomlar izobardır.
    • Atomlar izoelektroniktir.

İzotop Atomlar

  • Proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atomlardır.
  • Daha önce de belirttiğimiz gibi, proton sayısı T.C. Kimlik Numarası gibidir. Bir elementin bütün atomlarının proton sayısı aynıdır.
  • İzotop atomların da proton sayıları aynı olmak zorunda olduğuna göre; o zaman, izotop atomlar aynı elementin atomlarıdır.
  • İzotop atomların keşfi ile, bir elementin bütün atomlarının aynı olmayabileceği da anlaşılmıştır.

Mesela Hidrojen (H) elementinin 3 farklı izotop atomu vardır. Hepsinin proton sayısı 1’dir. Ama birinin nötron sayısı 0, birinin 1 ve birinin de 2’dir. Bunlar aşağıdaki resimde verilmiştir:

Hidrojenin İzotopları
Hidrojenin İzotopları
  • Yukarıda, hidrojen atomunun tabiatta görülen 3 farklı izotopu verilmiştir. Dikkat ederseniz, hepsinin proton sayıları eşit, kütle numaraları farklıdır, dolayısıyla nötron sayıları da farklıdır.
  • Hidrojen elementinin.
    • Kütle numarası 2 olan izotopuna D (Döteryum)
    • Kütle numarası 3 olan izotopuna da T (Trityum) de denir.
  • İki atomun kimyasal özelliklerinin aynı olması için:
    • ikisinin de aynı sayıda protonu olmalı ve
    • ikisinin de aynı sayıda elektronu olmalıdır.
  • İki atomun fiziksel özelliklerinin aynı olması için:
    • atomların ikiz atomlar olması gerekir.
    • Yani her şeyleri ile aynı olamayan atomların fiziksel özellikleri farklıdır.
  • İzotop atomlar, aynı elementin atomları oldukları için kimyasal özellikleri aynıdır, fakat fiziksel özellikleri farklıdır.

İzoton Atomlar

  • Nötron sayıları aynı, proton sayıları farklı olan atomlardır.
  • İzoton atomların proton sayıları mutlaka farklıdır.
    • Bu yüzden izoton atomlar, farklı elementin atomlarıdırlar.
    • Dolayısıyla, izoton atomların kimyasal ve fiziksel özellikleri birbirinden farklıdır.

İzobar Atomlar

  • Kütle numaraları aynı, proton sayıları farklı olan atomlardır.
  • İzobar atomların proton sayıları mutlaka farklıdır.
    • Bu yüzden izobar atomların kimyasal ve fiziksel özellikleri birbirinden farklıdır.

İzoelektronik Atomlar

  • Proton sayıları farklı, elektronlarının sayısı ve elektron dağılımı aynı olan atomlardır.
  • İzoelektronik atomlar bulunurken atomların elektron sayılarına ve elektron dağılımına bakılır.
    • Elektron sayılarının aynı olması iki atomun izoelektronik olması için yeterli değildir; atomların izoelektronik olabilmesi için elektronlarının dağılımları da aynı olmalıdır.
  • İzoelektronik atomların proton sayıları farklı olduğu için kimyasal özellikleri farklıdır.
  • İkiz atomları olmadıkları için de fiziksel özellikleri farklıdır.

Örnek:

İzotop - İzoton - İzobar Atomlar

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

Cevabı göster
Çözümü göster

Bu bir reklamdır:

Konu Özeti

Atomun Yapısı konusunun özetidir:

  • Atomlar; proton, nötron ve elektronların belli bir düzene göre bir araya gelerek oluşturduğu taneciklerdir.
  • Proton, nötron ve elektronlara atom altı tanecikler veya atomun temel parçacıkları denir.
  • Atomun çekirdeğinde proton ve nötronlar, yörüngelerinde elektronlar bulunur. Atomun çekirdeği atoma göre çok küçüktür.
  • Protonlar; +1 birim yüklü, 1 akb kütleli, elektronlar -1 birim yüklü, 0 akb kütleli, nötronlar ise 0 birim yüklü, 1 akb kütleli parçacıklardır.
  • Bir atomun proton sayısı değişmez, proton sayıları atomları tanımak için kullanılır. Proton sayısına, atom numarası veya çekirdek yükü de denir.
  • Bir atomun yükünü hesaplamanın yollarından biri de proton sayısından elektron sayısı çıkartmaktır.
  • Bir atomun kütle numarası, proton sayısı ile nötron sayısının toplamıdır.
  • Bir atomun proton sayısı (p.s.), elektron sayısı (e.s.), nötron sayısı (n.s.), yükü ve kütle numarası (A) sembolünün etrafına her zaman şu şekilde yerleştirirlir.
Atomun Sembolünün Kullanımı
Atomun Sembolünün Kullanımı
  • Atomun bu temel özellikleri arasınaki ilişki şöyledir:

    A = p.s. + n.s.
    Yük = p.s. – e.s.
  • Sadece proton sayısı aynı olan atomlara izotop atomlar denir. İzotop atomlar bulunurken elektron sayıları ve yükler dikkate alınmaz.
  • Sadece nötron sayıları eşit olan atomlara izoton atomlar denir. İzoton atomlar bulunurken elektron sayıları ve yükler dikkate alınmaz.
  • Sadece kütle numaraları eşit olan atomlara izobar atomlar denir. İzobar atomlar bulunurken elektron sayıları ve yükler dikkate alınmaz.
  • Proton sayıları farklı, elektronlarının sayısı ve dağılımı aynı olan atomlara izoelektronik atomlar denir. İzoelektronik atomlar bulunurken atomların elektron sayılarına ve elektron dağılımına bakılır.
  • İki atomun kimyasal özelliklerinin aynı olması için ikisinin de aynı sayıda protonu olmalı yine ikisinin de aynı sayıda elektronu olmalıdır.
  • İki atomun fiziksel özelliklerinin aynı olması için, atomların ikiz atomlar olması gerekir. Yani her şeyleri ile aynı olamayan atomların fiziksel özellikleri farklıdır.

DERSİN SONU

Kimya Özel Dersi Al

Yorum yaparak bize destek olabilirsiniz.

4 yorum “2. Atomun Yapısı”

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Şu kadar HTML serbest:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>