İlk 4 enerji seviyesine ait kuantum sayıları arasındaki ilişki

|
İlk 4 enerji seviyesine ait kuantum sayıları arasındaki ilişki
|
bet | 3/26 | Sana | 25.03.2017 | Hajmi | 4,51 Mb. | | #2213 |
İlk 4 enerji seviyesine ait kuantum sayıları arasındaki ilişki
Spin kuantum sayısı (ms):
Elektronlar çekirdek etrafında dönerken aynı zamanda kendi etraflarında da dönerler. Elektronların kendi ekseni etrafında dönmesiyle ilgili kuantum sayısına denir. Bu sayı bir yöndeki dönme için +1/2 ve diğer yöndeki dönme için -1/2 değerini alır. Elektronların zıt yönlü dönüşü oluşturdukları manyetik alanın birbirini yok etmesi anlamına gelir. Bu durum elektronların orbitallerde kararlı olmasını sağlar.
|
s (l=0)
|
p (l=1)
|
d (l=2)
|
f (l=3)
|
|
m=0
|
m=0
|
m=±1
|
m=0
|
m=±1
|
m=±2
|
m=0
|
m=±1
|
m=±2
|
m=±3
|
|
s
|
pz
|
px
|
py
|
dz2
|
dxz
|
dyz
|
dxy
|
dx2-y2
|
fz3
|
fxz2
|
fyz2
|
fxyz
|
fz(x2-y2)
|
fx(x2-3y2)
|
fy(3x2-y2)
|
n=1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
n=6
|
|
|
|
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
n=7
|
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
. . .
|
Soru: n=3 enerji seviyesinde bulunan bütün elektronlara ait kuantum sayılarını yazınız.
Çözüm:
Baş kuantum sayısı (n)
|
Yan Kuantum sayısı (ℓ)
(0,1,2,3,....n-1)
(alt kabuklar)
|
Manyetik kuantum sayısı (mℓ)
(-ℓ,...,0,...+ ℓ )
(alt kabuklardaki orbitaller)
|
Spin kuantum sayısı (ms)
|
3
|
0 (s)
1 (p)
2 (d)
|
0
s
-1, 0, +1
px, py, pz
-2,-1,0,+1,+2
dxy, dxz, dyz, dx2-y2, dz2
|
Herbir orbital için
ms=-1/2 veya
ms=+1/2
|
Soru: Aşağıdaki orbitallerden hangileri mümkündür?
1p X 3p √ 4d √ 3f X
2d X 4f √ 2s √ 3d √
Atomların Elektron Dizilişleri
-
Aufbau Kuralı:
-
Elektronlar öncelikle enerjisi en az olan orbitali doldurur.
-
Bir orbitalin enerjisi çekirdeğe yaklaştıkça azalır. Buna göre enerjisi en az olan orbital 1s orbitalidir.
-
Aynı temel enerji düzeyindeki ( 1,2,3,4,… = K,L,M,N, … ’den herhangi biri ) orbitallerin enerjileri arasındaki ilişki s < p < d < f şeklindedir.
-
Aynı yörüngedeki 3 tane p ,5 tane d ve 7 tane f orbitallerinin enerjileri ise kendi aralarında birbirine eşittir.
-
Pauli Dışlama İlkesi:
-
Bir orbitalde en fazla 2 elektron bulunabilir.
-
Bir orbitaldeki 2 elektronun dört kuantum sayısı hiçbir zaman birbirinin aynısı olamaz. (bu elektronların en azından dönme hareketleri birbirinden farklı olduğundan ms kuantum sayıları farklıdır.)
-
Hund Kuralı:
Aynı temel enerji düzeyindeki eş enerjili orbitallere elektronlar aynı spinli olmak üzere önce teker teker girer. Tüm orbitaller yarı dolu hale geldikten sonra orbitaller tam dolu hale geçmeye başlar.
X: 1s2 2s2 2p4
Orbitallerdeki enerji artış sırası Atomdaki elektron sayısı arttıkça obitallerdeki elektron bulutlarının birbirini itmeleri sonucu enerji artış sırasında bazı değişiklikler olur.
Orbitallerin elektronla doluş sırasını bulmak için okun yönü takip edilir.
‘’1s < 2s< 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < …’’
Şekilde görüldüğü gibi elektronlar atomlara ait orbitallere n+ ℓ kuantum sayılarına uygun sırayla doldurulur. Bu kurala n+ ℓ kuralı ya da Kletchkowski-Madelung kuralı denir. n+ ℓ değeri en küçük olan alt kabuğun enerjisi en düşüktür. Eğer n+ ℓ değerleri eşitse elektron n değeri en küçük olan orbitale girer.
-
Küresel Simetri:
Elektron dağılımında son orbitalin tam veya yarı dolma halidir. Kararlılık halidir.
Tam dolu hali: s2 p6 d10
Yarı dolu hali: s1 p3 d5
Soru: Aşağıda verilen elementlerin küresel simetri yapısında olup olmadığını araştırınız:
1X : 1s1 Küresel simetri yapısındadır.
13Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Küresel simetri yapısında değildir.
15Z: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 Küresel simetri yapısındadır.
18T: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Küresel simetri yapısındadır.
30R: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 Küresel simetri yapısındadır.
Not: 6B ve 1B grubu elementleri kendi iç bünyesindeki enerjinin bir kısmını kullanarak daha kararlı bir yapıya ulaşmak için elektron dağılımlarında s orbitalinden 1 elektron d orbitaline geçer. Küresel simetri yapısına ulaşmış olur. Bu olay uyarılma değildir. Çünkü dışarıdan enerji alınmamış ve daha kararlı yapıya ulaşılmıştır.
Örnek:
24Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 (yanlış)
24Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 (doğru)
Soru: 29Cu ve 42Mo elementlerinin elektron dağılımlarını da siz yapınız.
29Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 (yanlış)
29Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 (doğru)
42Mo
42Mo
-
Uyarılma:
Bir atoma bir miktar enerji vererek son yörüngesindeki elektronların daha yüksek enerji düzeyindeki orbitallere aktarılması olayına uyarılma denir. Kararsızlık halidir. Enerji verme olayı kesilirse yüksek enerji düzeyine çıkan elektron aldığı enerjiyi vererek temel enerji düzeyine geçer.
Örnek:
1H: 1s1 temel enerji düzeyi
1H: 2s1 uyarılmış hal
6C: 1s2 2s2 2p2 temel enerji düzeyi
6C: 1s2 2s1 2p3 uyarılmış hal
11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 temel enerji düzeyi
11Na: 1s2 2s2 2p6 5s1 uyarılmış hal
15P: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 temel enerji düzeyi
15P: 1s2 2s2 2p6 3s1 3p3 3d1 uyarılmış hal
Not: Grup ve periyot temel enerji düzeyindeki elektron dağılımına göre yapılır.
-
İyonların elektron dizilimi:
|
| |