Atomlarda Elektron Dizilimi
Atomların Elektron Katman Dizilimi
Atomların Elektron Katman Dizilimi
(Konunun Ayrıntılı Anlatım ve Soru Çözümleri Videosu Haberimizin Sonundadır.)
Bir atomun elektronlarının çekirdek çevresinde yer aldığı enerji seviyelerine katman denir.
Bir atomda en fazla 7 enerji düzeyi (katman) vardır. Her katman “n” ile gösterilir.
Bir atomun katman elektron dizilimi atom numarası ile ilişkilidir.
Atomlarda Elektron Katman Dizilimi Yazılırken:
Elektronlar ilk önce çekirdeğe en yakın katmana yerleşir. Bir katman alabileceği maksimum elektronu aldıktan sonra diğer katmana geçilir. Son katmandaki elektron sayısı değerlik elektron sayısıdır.
Bir katman, “n” katman sayısını göstermek üzere 2n kare kadar elektron taşır.
Nötr atomlarda;
Atom numarası = Proton sayısına = Elektron sayısı
Atomların son katmanlarındaki elektron dizilimlerini He soy gazına benzeterek 2’ye tamamlamalarına DUBLET, 8’e tamamlayarak diğer soy gaz atomlarına benzetmelerine OKTET kuralı denir.
Konunun ayrıntılı anlatımını ve soru çözümlerini aşağıdaki videoda bulabilirsiniz.
Özel içerikler youtube kanalımızda
Abone olun
Elektron diziliminin geniş ölçüde kullanıldığı alanlar organik ve inorganik kimyadır. Elektron dizilimi bazı basitleştirilmiş moleküler orbital teorilerin etkisinde kalarak değerlik elektron kavramını ortaya çıkardı. Değerlik elektronlar bir atomun kaç tane ve ne tipte bir kimyasal bileşik oluşturabileceğini belirleyen elektronlardır.
Bu yaklaşım kimyanın hesaplamayla ilgili alanı için dikkate alındı. Bu alan kimyasal özelliklere dair nicel tahminler yapmaya başladı. Bu hesaplamalar uzun yıllardan beri “atomik orbitallerin doğrusal kombinasyonları” yaklaşımına dayandırılarak yapıldı. Hesaplamaların son adımı moleküler orbitallerin Aufbau kuralı ile uyumlu olup olmadığını kontrol etmektir.
Birden fazla elektrona sahip olan atomlar ve moleküller için elektron dizilimi hesaplanmak istendiğinde, elektronların hareketi de hesaba katılmalıdır. Bundan dolayı yapılmış bir hesaplama uzun süre kesin olamaz. Elektron diziliminin çok fazla olması, çoklu elektron sisteminin tanımlanmasını gerektirir. Ayrıca enerji tek bir dizilimle açıklanamaz. Fakat elektronik dalga fonksiyonu çok az sayıdaki elektron dizilimini açıklayabilmektedir. Bundan dolayı çoklu elektron dizilimleri için elektron dizilimi kavramı gerekli olmaya devam etmektedir.
Elektron diziliminin uygulandığı temel alanlardan biri emisyon spektrumlarıdır. Bu gibi durumlarda elektron dizilimini bir ya da birden fazla terim sembolü ile göstermek gereklidir.
Kaynakça[değiştir Elektron dizilimi
Elektronların atomik ve moleküler orbitalleri
Lityum atomunun Bohr diyagramıElektron dizilimi, atom fiziği ve kuantum kimyasında, bir atom ya da molekülün (ya da diğer fiziksel yapıların) elektronlarının atomik ya da moleküler orbitallerdeki dağılımıdır. Örneğin Neon atomunun elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6 olarak gösterilir.
Elektron diziliminde elektronlar her biri bağımsız bir şekilde yörüngelerde hareket eden atom altı parçacıklar olarak tanımlanmışlardır. Matematiksel olarak bu dizilim Slater determinantı ya da durum fonksiyon dizilimi olarak belirtilir
Kuantum mekaniğinin kurallarına göre tek elektronlu sistemlerde enerji bu elektronun konumuyla ilişkilidir. Belirli koşullar altında, elektronlar bir konumdan başka bir konuma hareket edebilir. Bu hareket foton formunda olan kuantumlanmış enerjinin ışıma ya da soğurma yapmasıyla gerçekleşebilir.
Periyodik tablodaki elementlerin yapısını anlama süreci içerisinde, birbirinden farklı olan bu atomların elektron dizilimlerine dair bilgiler oldukça yararlıdır. Bu fikir ayrıca atomları bir arada tutan kimyasal bağları tasvir etmeye olanak sağlar. Yine bu fikir, lazerlerin ve yarı iletkenlerin kendine has özelliklerinin açıklanmasına imkân sunar.
Kabuklar ve Alt Kabuklar[değiştir kaynağı değiştir]
Elementlerin özelliklerinde periyotluğun atomun elektronik yapısıyla açıklanabileceği fikri ilk olarak Niels Bohr (1923) tarafından önerilmiştir. Onun önerileri Bohr Atom Modeline dayandırılmıştır. Bohr atom modelinde elektron kabukları çekirdekten sabit bir uzaklıktaki yörüngeler olarak tanımlanmıştır. Bohr Atom Modelinin elektron dizilim gösterimi günümüz kimyasına oldukça yabancıdır. Örneğin Sülfür atomunun elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 (2.8.6) olarak değil; 2.4.4.6 olarak gösterilir
İlerleyen yıllarda Edmund Clifton Stoner, Arnold Sommerfeld’in elektron kabuğuna dair üçüncü kuantum sayısı tanımlamasını birleştirdi ve Sülfür elementinin kabuk yapısının 2.8.6 olduğunu doğru bir şekilde tahmin etti. Ama Bohr’un atom modeli de Stoner’ın atom modeli de bir manyetik alandaki atomik spektrum değişimleri tanımlayamamıştır.
Bohr bu eksikliğin gayet farkındaydı (diğer bilim adamları da) ve arkadaşı Wolfgang Pauili’ye kuantum teorisinin (bu sistem bugün “eski kuantum teorisi” olarak bilinir) ihmal edilmemesi için yardım istedi. Pauli, Zeeman etkisinin yalnızca atomun en dış elektronlardan kaynaklanabileceğini fark etti ve Stoner’in kabuk yapısına dair teorisini yeniden değerlendirdi. Bu yeni değerlendirmede dördüncü kuantum sayısı ve Pauli dışlama ilkesi eklenerek alt kabukların doğru yapısı belirlendi (1925) :
Baş kuantum sayısı (n) ve diğer üç kuantum numarası (k [l], j [ml] ve m [ms]) aynı olan iki elektronun varlığı mümkün değildir.
1926 yılında yayımlanan Schrödinger denklemi, hidrojen atomunun anlaşılır hale gelmesinin sonucu olarak dört kuantum numarasından üçünü verdi. Bu sonuç günümüzde kullanılan kimya kitaplarında da belirtildiği gibi atomik orbitalin nasıl olduğuna dair bilgiler sağladı. Atom spektrumu incelemeleri, atomların elektron diziliminin deneysel olarak belirlenmesini sağladı. Ayrıca atomun orbitallerinin elektronlarla nasıl dolduğuna dair deneysel bir kural (Madelung kuralı olarak bilinir (1936)) verdi.
Atomlar: Aufbau İlkesi ve Madelung Kuralı[değiştir
nest...
Elektron dizilimi
Elektron dizilimi, atom fiziği ve kuantum kimyasında, bir atom ya da molekülün (ya da diğer fiziksel yapıların) elektronlarının atomik ya da moleküler orbitallerdeki dağılımıdır. Örneğin Neon atomunun elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6 olarak gösterilir.
Elektron diziliminde elektronlar her biri bağımsız bir şekilde yörüngelerde hareket eden atom altı parçacıklar olarak tanımlanmışlardır. Matematiksel olarak bu dizilim Slater determinantı ya da durum fonksiyon dizilimi olarak belirtilir
Kuantum mekaniğinin kurallarına göre tek elektronlu sistemlerde enerji bu elektronun konumuyla ilişkilidir. Belirli koşullar altında, elektronlar bir konumdan başka bir konuma hareket edebilir. Bu hareket foton formunda olan kuantumlanmış enerjinin ışıma ya da soğurma yapmasıyla gerçekleşebilir.
Periyodik tablodaki elementlerin yapısını anlama süreci içerisinde, birbirinden farklı olan bu atomların elektron dizilimlerine dair bilgiler oldukça yararlıdır. Bu fikir ayrıca atomları bir arada tutan kimyasal bağları tasvir etmeye olanak sağlar. Yine bu fikir, lazerlerin ve yarı iletkenlerin kendine has özelliklerinin açıklanmasına imkân sunar.
Kabuklar ve Alt Kabuklar[değiştir kaynağı değiştir]
Elementlerin özelliklerinde periyotluğun atomun elektronik yapısıyla açıklanabileceği fikri ilk olarak Niels Bohr (1923) tarafından önerilmiştir. Onun önerileri Bohr Atom Modeline dayandırılmıştır. Bohr atom modelinde elektron kabukları çekirdekten sabit bir uzaklıktaki yörüngeler olarak tanımlanmıştır. Bohr Atom Modelinin elektron dizilim gösterimi günümüz kimyasına oldukça yabancıdır. Örneğin Sülfür atomunun elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 (2.8.6) olarak değil; 2.4.4.6 olarak gösterilir
İlerleyen yıllarda Edmund Clifton Stoner, Arnold Sommerfeld’in elektron kabuğuna dair üçüncü kuantum sayısı tanımlamasını birleştirdi ve Sülfür elementinin kabuk yapısının 2.8.6 olduğunu doğru bir şekilde tahmin etti. Ama Bohr’un atom modeli de Stoner’ın atom modeli de bir manyetik alandaki atomik spektrum değişimleri tanımlayamamıştır.
Bohr bu eksikliğin gayet farkındaydı (diğer bilim adamları da) ve arkadaşı Wolfgang Pauili’ye kuantum teorisinin (bu sistem bugün “eski kuantum teorisi” olarak bilinir) ihmal edilmemesi için yardım istedi. Pauli, Zeeman etkisinin yalnızca atomun en dış elektronlardan kaynaklanabileceğini fark etti ve Stoner’in kabuk yapısına dair teorisini yeniden değerlendirdi. Bu yeni değerlendirmede dördüncü kuantum sayısı ve Pauli dışlama ilkesi eklenerek alt kabukların doğru yapısı belirlendi (1925) :
Baş kuantum sayısı (n) ve diğer üç kuantum numarası (k [l], j [ml] ve m [ms]) aynı olan iki elektronun varlığı mümkün değildir.
1926 yılında yayımlanan Schrödinger denklemi, hidrojen atomunun anlaşılır hale gelmesinin sonucu olarak dört kuantum numarasından üçünü verdi. Bu sonuç günümüzde kullanılan kimya kitaplarında da belirtildiği gibi atomik orbitalin nasıl olduğuna dair bilgiler sağladı. Atom spektrumu incelemeleri, atomların elektron diziliminin deneysel olarak belirlenmesini sağladı. Ayrıca atomun orbitallerinin elektronlarla nasıl dolduğuna dair deneysel bir kural (Madelung kuralı olarak bilinir (1936)) verdi.