Atom Yapısı ve Orbitaller

Atom Yapisi ve Orbitaller
Atom, merkezinde (+) yüklü çekirdek ve etrafinda elektronlardan meydana gelmistir. Atomlar elektrikçe yüksüzdür ve temel tanecikleri protonlar, nötronlar ve elektronlardan olusmustur.



Bir elementin atom numarasi ( Z ), proton sayisi (p) na esittir. Yüksüz atomlarda, proton sayisi (p) elektron sayisina (e) esittir. Kütle numarasi (a ) ise proton ve nötron sayilarinin toplamina esittir.



seklinde gösterilir.

Elektronlari çekirdek etrafinda bir bulut seklinde göstermek mümkündür. Bulutlarin yogun oldugu yerlerde elektronlarin bulunma olasiligi fazladir ve bulutlar orbital olarak adlandirilir. Orbitaller s, p, d, f harfleriyle isimlendirilir. Buna ayni zamanda açisal momentum kuantum sayisi denir ve l harfi ile gösterilir.

Bas kuantum sayisi (n) orbitalin temel enerji düzeyini, n2 ise orbital sayisini verir. Her orbitalde en fazla 2 elektron bulunur.

n =1 ise sadece s orbitali
n = 2 ise s ve p orbitali
n = 3 ise s, p, d orbitali
n = 4 ve yukarisinda ise s, p, d, ve f orbitali bulunmaktadir.

• Orbitaller
  • S Orbitali

S orbitali küresel simetrik bir yapi gösterir . En fazla 2 elektron alir. Bas kuantum sayisi büyüdükçe s orbitalinin enerjisi artar.




p orbitalleri

Ikinci veya daha üst temel enerji düzeylerinde bulunur. Px, Py ve Pz olarak 3 orbitali vardir ve toplam 6 elektrona sahiptir.



d orbitali

Üçüncü ve daha üst temel enerji düzeylerinde bulunur. 5 orbitali ve toplam 10 elektronu vardir.

f orbitali

Dördüncü ve daha üst temel enerji düzeylerinde bulunur7 orbitali ve toplam 14 elektronu vardir.

Elektron Dagilimi



Elektronlar orbitallere doldurulurken yukaridaki sira takip edilir.

• Önce cekirdege en yakin olan en düsük enerjili olan 1s orbitalinden baslanir (Aufbau kurali)
• Bir orbitalde en fazla iki elektron olabilir. Bu elektronlarin spinleri (dönme yönleri) farkli olmalidir (Pauli kurali)
• Hund kuralina göre esit enerjili orbitallerin her biri bir elektron almadikça ikinci elektronu almazlar.

Bazi elementlerin elektron dizilisleri Aufbau kuralina uymadigi görülmektedir. Bu duruma örnek olarak verilebilir.

seklinde bir elektron dagilimi yapmasi beklenirken
seklinde bir dagilim gösterir.

Bunun sebebi n(s) ve (n-1)d orbitallerinin enerjileri birbirine çok yakindir. n(s) ve (n-1)d orbitali yari veya tam dolu oldugu zaman daha karali olacagindan dagilim bu sekilde olur.

olmasi beklenen elektron dagilimi

seklinde olur.

Elementlerden elektron koparirken (iyonlasma) bas kuantum sayisi en büyük olan orbitalden elektron uzaklastirilir.

Atomun elektron dizilisi yapildiktan sonra bas kuantum sayisina göre tekrar siraya dizilmesi yapacagimiz islemler sirasinda bize kolaylik sagliyacaktir.



Eger bas kuntum sayilari esit ise bu sefer en yüksek orbitalden elektron uzaklastirilir.



Bu elektron dizilisini yaptiktan sonra bas kuantum sayisina göre tekrar siraya dizersek
en yüksek bas kuantum sayisinda (4) iki orbital oldugu için (s, p) en yüksek enerjili orbital olan p orbitalinden elektron uzaklastirilir.




Elementlerin Periyodik Tablodaki Yerinin Bulunmasi

Elementin periyodik tablodaki yerini bulurken öncelikle elektron dizimi yapilir. Degerlik elektronlari toplami o atomun hangi grupta oldugunu, bas kuantum sayisi da hangi peryotta olduguna dair bilgi verir.

s- bloku: Bas kuantum sayisi en büyük olan yörünge s orbitali ile bitmistir. Bu 1A ve 2A gruplarini içerir.

3.peryod 1A grubu (3s1)

p-bloku: Bas kuantum sayisi en büyük olan yörünge p orbitali ile bitmistir. Bu 3A, 4A, 5A, 6A, 7A ve 8A gruplarini içerir.

Bas kuantum sayisina göre siraya dizilir.
4.peryod 7A grubu (4s24p5 )
3.peryod 3A grubu (3s23p1)

d-bloku: (n-1) elektron kabugundaki (son kabuktan bir önce) d orbitalleri doludur. 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B, 1B ve 2B gruplarini kapsar.

4. peryod 6B grubu (4s23d4 )


f-bloku: (n-2) elektron kabugundaki f orbitalleri doludur. Lantanitler ve aktinitler bu blogun elementleridir.

Elementlerin Periyodik Özellikleri

Atom Çapi

Periyodik tabloda ayni grup içerisinde yukaridan asagiya dogru gidildikçe atom yariçapi artar. Bas kuantum sayisi arttikça yörünge sayisi artar ve degerlik elektronlari çekirdek tarafindan daha az çekilir.

Soldan saga gidildikçe yeni yörünge eklenmedigi için degerlik elektronlarin çekirdek tarafindan çekim kuvveti artacagi için atom çapi azalir.

Iyonlasma Enerjisi

Gaz halindeki nötr bir atomdan elektron koparmak için atoma verilmesi gereken enerjiye iyonlasma enerjisi denir.



Periyodik tabloda ayni grup içerisinde yukaridan asagiya dogru gidildikçe çekirdegin elektronlari çekme kuvveti az oldugundan, son yörüngedeki elektronu koparmak için az enerjiye ihtiyaç vardir. Bu nedenle iyonlasma enerjisi azalir.

Soldan saga dogru gidildikçe degerlik elektronlarin çekirdek tarafindan çekim kuvveti artacagi için son yörüngedeki elektronu koparmak için büyük bir enerjiye ihtiyaç vardir. Bu nedenle iyonlasma enerjisi artar.

Elektron Ilgisi

Gaz halindeki nötr bir atomun bir elektron alarak negatif yüklü iyon haline geçerken açiga çikan enerjiye elektron ilgisi denir.



Periyodik tabloda ayni grup içerisinde yukaridan asagiya dogru gidildikçe elektron ilgisi azalir. Fakat ikinci periyotta bir sapma olur. Bunun sebebi ise atom yariçaplari küçük oldugu için elektronlar arasi itme fazladir ve sebepten dolayi elektron eklemek zordur. Cl periyodik tablodaki elektron ilgisi en büyük atomdur. Elektron ilgisi periyodik tabloda çok düzenli degildir.