Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

ATOM II.DERS. 2 3 4 5 6 7 8 Oysa ortaçağ kimyasının en büyük ismi olan Cabir Bin Hayyan (Geber); maddenin en küçük parçası olan atomda yoğun bir.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "ATOM II.DERS. 2 3 4 5 6 7 8 Oysa ortaçağ kimyasının en büyük ismi olan Cabir Bin Hayyan (Geber); maddenin en küçük parçası olan atomda yoğun bir."— Sunum transkripti:

1 ATOM II.DERS

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8 Oysa ortaçağ kimyasının en büyük ismi olan Cabir Bin Hayyan (Geber); maddenin en küçük parçası olan atomda yoğun bir enerjinin olduğunu, parçalanabileceğini ve parçalanınca da korkunç bir güç (enerji) meydana getirebileceğini ortaya koymuştur. Türk Bilgini Cabir’in bu düşüncesi, atom bombası fikrinin ilk mucidi olmasını sağlamıştır.

9 9 ELEKTRONLARIN KEŞFİ Faraday, havası boşaltılmış bir cam borunun iki ucuna bir doğru akım üreteci bağlamış, tüpün negatif uç bağlanmış ucundan, yani katodundan çıkan ışının pozitif uç bağlanmış ucuna yani anoda gittiğini görmüş ve katot ışınlarını keşfetmiştir. Gerçekte katot ışınları gözle görülmezler. Çarptıkları bir yüzeyden yaydıkları ışıkla görülebilirler. (Yüksek enerjili bir ışının bir madde yüzeyine çarpmasıyla ışık yayılmasına fluroresans denir.)

10 10

11 11

12 12 e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- J.J. Thompson‘un üzümlü kek Atom Modeli Pozitif yüklü küre

13 13 Vakum (Floresans kaplı yüzey) (Mıknatıs)AnotKatot e’ların izlediği yol sapar, floresans oluşur. Zıt elektriksel alan KatotAnot Thomson’ın Deneyi Kapalı katot ışınları tüpü (metal) Hızla akan negatif Yüklü e’lar

14 14 Elektrotlar arasına yüksek gerilim uygulayarak, bir elektrik akımı gözlenir (bir ışımayla). Işınlar, metal katottan çıkarak metal anod elektroduna doğru doğrusal bir yolda ilerlerler. Anotda bir ışıldama yaparlar. Yüksek enerjili olan bu ışınlar katot ışınlarıdır (yani hızlı akan negatif yüklü elektronlardır). Elektronların elde edildiği katot tüplerinde, katot ışınlarının tüpün diğer ucundaki floresans maddeyi ışıldattığını söyleyen Thomson’a göre bu ışınlar; Önlerine bir metal levha konduğunda geçemezler ve iz bırakırlar. Metal bir yaprağı akkor haline getirirler. Tüp içinde hava yerine gaz kullanılırsa, katot ışınları gaz moleküllerini iyonlaştırırlar. Işımanın rengi kullanılan gaza göre değişir. Fotoğraf plakalarında iz yaparlar. Tüpün cam çeperinde floresans (ışıldama) oluştururlar. Bir metale çarptıklarında yüksek giriciliği olan X-ışınlarını oluştururlar. Çarptıkları metali negatif yükle yüklerler. Işınların yolu bir mıknatıs yardımıyla ancak değiştirilebilir. Doğrusal yolda ışınlar akarken, bir elektriksel veya magnetik alan kendilerine yaklaştırıldığında, saparlar.

15 Thomson, katot ışınlarının magnetik ve elektrik alanda sapmalarından yararlanarak, elektronun e/m (yük/kütle) oranının bulunabileceğini düşünmüştür. Yani sapmalar, elektronun yükü (e) ile doğru, kütlesi (m) ile ters orantılıdır. Kütlesi m, yükü e olan bir elektron katot tüpünde V hızı ile hareket ederken H gibi bir magnetik alandan geçerse, bir noktaya çarpar ve r yarıçaplı bir daire çizmiş olur. Bu sapmayı sağlayan kuvvet F, magnetik alan şiddetine (H), elektronun yüküne (e) ve hızına (V) bağlıdır: F = H.e.V Elektrona dairesel hareketi için etkileyen kuvvet: F = m.V 2 /r F = m.V 2 /r = H.e.V e/m = V/H.r Elektronu elektriksel alanda saptıran alan şiddeti E, elektronun yükü (e) ile doğru orantılıdır: F = E.e Elektron normal olarak çarpması gereken noktaya çarptığında elektrik ve magnetik alan şiddetleri birbirine eşittir: H.e.V = E.e V = E/H e/m = E/H 2.r 15 -1, coulomb/g Uluslararası elektrik yük birimi olan Coulomb (kulon), 1 sn de taşınan yük miktarıdır.

16 Voltage source +- Metal Disks Thomson ’ un Deneyleri

17 n Elektrik akımının geçişiyle tüpün negatif uç bağlanmış ucundan çıkan ışın pozitif uça gitmektedir. Thomson’un Deneyleri Voltage source +-

18 + - n Elektrik alanın ilavesiyle hareket eden parçalar negatif yüklülerdir.. Thomson’un Deneyleri

19 Elektronun yükü R.A.Milikan tarafından yağ damlacığı deneyi ile ölçülmüştür. Bir sıvı, (özellikle de bir yağ) paralel levhalar arasına çok küçük damlacıklar halinde püskürtülür ve üst levhadan aşağıya doğru inerken X- ışınları ile ışıldatılır, böylece yağ damlası negatif yükle yüklenir. Yağ damlasının arasından geçmekte olduğu levhalar üstteki pozitif, alttaki negatif olacak şekilde yüklenirse, aradan geçerken negatif yükle yüklenmiş halde bulunan yağ damlasının aşağıya düşmesi durdurulabilir. Geriye doğru dönmesi ise ters olarak uygulanan elektrik yüküne bağlıdır. Uygulanan bu elektrik yükü bilinirse, her damla üzerindeki yük bulunabilir. Milikan yaptığı denemeler sonucunda yağ damlasının yükünün daima 1, Coulomb’un katları halinde olduğunu bulmuştur. Buradan elektronun kütlesi: m = e / (e/m) = 1, Coulomb /1, Coulomb/g m = 9, g/elektron 19 Elektronun kütlesinin bulunması:

20 1895 yılında W.Rontgen katot ışınları bir metale çarptığında yeni türde ışınlar oluştuğunu buldu. Bu ışınlara Röntgen ışınları veya X-ışınları adı verildi. X-ışınlarının oluşturulduğu tüpte; metal filament, elektrik akımı verilerek ısıtılır. Bu sayede yeterli enerjiye sahip elektronlar filamentin ucunda birikerek bir elektron bulutu oluştururlar. Eğer filamente verilen akım kaldırılırsa, bu elektronlar filament tarafından tekrar absorbe edilirler. Filamentin karşısında (+) yüklü bir hedef (anot) bulunmaktadır. Anotla katot arasında bir elektrik alanı oluşturulursa, elektronlar çok yüksek bir hızla anoda doğru yönelirler ve çarparlar. Bu çarpışma sonucunda X-ışınları açığa çıkar. 20 Hedef + - VhVh V f : Filament voltajı V h :Hızlandırma voltajı Metal Filament X-ışınları Hızlandırılmış elektronlar VfVf anot X-Işınlarının Oluşumu: Katot (-)

21 21

22 22

23 23 Radyum Kaynak (polonyum veya radyum alfa-parçacıkları) yarık altın levha Detector Rutherford Atom Modeli Floresan ekran (ZnS sürülmüş) 1 2 3

24 24 Rudherford’un atomu güneş sistemine benzetmesinden sonra, Chadwick bazı çekirdek tepkimelerinden yararlanarak, nötronu açıklamış ve nötronun kütlesinin protonun kütlesiyle (1, kg) yaklaşık aynı, 1, kg olması gerektiğini ileri sürmüştür. Tabiatta nötronu olmayan tek element hidrojendir ve kütlesi protonun kütlesine eşdeğerdir. (H + )

25 IŞIK ve ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM Işığın yapısı ile atomun elektronik yapısı arasında bir ilişki vardır. Işık, elektromanyetik bir dalgadır. Dalga, enerji taşıyan bir harekettir (ışık dalgası, radya transistörünün yayınladığı dalgalar, X-ışınları, gama ışınları gibi). Ancak frekans veya dalga boyları elektromanyetik dalgadan farklıdır (su dalgaları, ses dalgaları, sismik dalgalar gibi). Işık dalga özelliği gösterdiğine göre bir frekansı (belli bir noktadan 1 sn de geçen dalga sayısı: 1/sn) ve bir dalga boyu (ard arda gelen iki min. yada iki max. arasındaki uzaklık: cm) olmalıdır. Bir dalga hareketi için frekans ve dalga boyunun çarpımı dalganın birim zamanda aldığı yolu gösterir ki buna dalga hızı denir. Aynı şekilde ışık için ışık hızı ise : c = λ. ν : cm/s Vakumda tüm elektromanyetik dalgaların hızı, aynı ışık hızına ( cm/s) eşittir. 25

26 Elementler katı yada gaz durumunda iken dışarıdan yeteri kadar enerji alırsa, belli dalga boylarında ışınlar yayarlar. Bir elementin yaydığı elektromanyetik dalgaların bütünü o elementin spektrumunu oluşturur. Gözümüz, spektrumun dalga boyu cm olan kırmızı ışık ile (en uzun) dalga boyu 4, cm olan mor ışık (en kısa) arasındaki kısmı görür. Oysa bu aralığın dışındaki en uzun dalga boylu ışınlar olan radyo, TV dalgaları ile en kısa dalga boylu ışınlar olan Röntgen ışınlarını görmez. 26 Röntgen 1 nm= cm

27 Işık bir ortamdan başka bir ortama geçerken yolundan sapar. Bu kırılma yada yansıma ile olur. Bir ışık kaynağının verdiği beyaz ışık demeti ince bir yarıktan geçerek cam bir prizmaya gönderilirse, prizmadan geçerken kırılarak fotoğraf filmi üzerinde kırmızıdan mora kadar görünür bölgedeki bütün renkleri içeren sürekli bir spektrum oluşturur. Gaz halindeki bazı maddelerin oluşturdukları spektrum ise kesikli spektrumdur ve bunlara atom yada çizgi spektrumu denir. 27 ATOM SPEKTRUMLARI

28 Bu tür spektrumlar sadece birkaç tane renkli çizgi içerir ve her çizgi dalga boyları farklı olan ışınları ifade eder. Her elementin kendine özgü değişik dalga boylarında farklı çizgiler ifade eden bir çizgi spektrumu vardır. Gaz halindeki hidrojen atomunun çizgi spektrumu: 28 Elektromanyetik kurama göre; Elektromanyetik dalganın enerjisi sürekli olmalıdır. Işığın şiddeti arttıkça yayınlanan dalganın enerjisi de artmalıdır.

29 Elektromanyetik teori akkor duruma getirilmiş cisimlerin yayınladığı ışığın niteliğini açıklamakta yetersiz kalmıştır. Max Planck, ısıtılan katı cisimlerin yayınladıkları ışınları incelemiş, ışığın enerjisi ile frekansı arasında bir bağıntı olması gerektiğini düşünmüştür. Örneğin; ısıtılan bir katı sıcaklığa bağlı olarak önce kırmızı, sonra turuncu, sarı, beyaz ve mavi renk alır. Eğer ışık sürekli bir enerjiye sahip olsaydı bu şekilde ayrı ayrı renkler yerine sürekli bir renk görünürdü. Planck, sıcaklık değiştiği halde, yayınlanan her bir ışının enerjisinin sabit kaldığını bulmuştur ve şöyle ifade etmiştir: Hiçbir mekanik sistemin enerjisi sürekli değildir ve bütün sistemlerin enerjileri kuantlaşmıştır (paketler halindedir). Bu nedenle ısıtılan bir katı ancak belli bir enerjiye sahip ışınlar yayar. Katıların yaydıkları bu ışınların enerjisi: 29 Kuantum Teorisi (Kuramı) 6, J.s

30 Fotoelektrik Olayı Bir metal yüzeyine düşürülen ışın ile metalden elektron koparılması olayı fotoelektrik olayıdır. Eğer ışımanın şiddeti arttırılırsa, daha fazla sayıda elektron fırlar. Işımanın enerjisi arttırılırsa da fırlayan elektronların hızı artar. Işık hızı: c = λ. ν, Fotonun (ışımanın) enerjisi : E = h.ν = h. c / λ ‘den bulunabilir. 30 Bir ışının enerjisi frekansına bağlı olduğundan, enerjisi yüksek olan ışının frekansı da yüksektir. Yüksek frekans, bir noktadan 1 saniyede çok sayıda dalga geçtiği anlamına geldiğine göre, yüksek enerjili ışının dalga boyu kısadır. Düşük enerjili ışının ise frekansı düşük, dalga boyu yüksektir.

31 31 ΔE = E 2 – E 1 = h.ν = h.c/λ

32 32 Aynı zamanda, elektronların dairesel yönlerde hareket ettikleri ifadesi de bugün için yanlıştır.

33 33 1, kg 9, kg

34 34 Atomların kütlelerinin ölçülmesinde, yeni bir kütle birimi oluşturulmuştur. Bir atomik kütle birimi (akb), 6 C atomunun kütlesinin 1/12’si olarak tanımlanmıştır. Günümüzde bütün atomların kütleleri 6 C izotopunun kütlesi standart u kabul edilerek u birimiyle verilmektedir. 12

35 35

36 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 43

44 44

45 45

46 46

47 47 A.NK.N Bir akb (atomik kütle birimi), 12 C izotopunun 1/12’sinin kütlesidir.

48 48 K.N

49 49

50 Örnek: PO 4 3- iyonunun 1 tanesinde kaç tane elektron vardır. (Nötr P’nin 15 ve nötr O’nun 8 elektronu vardır.) 50

51 51 PO 4 3- iyonunun 1 tanesindeki toplam elektron sayısı, P ve O atomlarında bulunan elektronlarla iyonun elektriksel yükünde bulunan 3 elektronun toplamına eşittir. P atomunda 15 elektron ve O atomunda 8 elektron vardır. Toplam e = P + 4.(O) + 3 = = 50 elektron

52 52

53 53

54 54 Bir atomdaki elektronların enerji düzeylerini belirten tam sayılar (n), kuantum sayılarıdır (orbital sayıları). Çekirdek etrafındaki herhangi bir elektronun durumu kuantum sayısı (orbital sayısı) ile belirtilir. Ana (orbital) kuantum sayısı (n) Alt (orbital) kuantum sayısı (l)

55 55 Kuantum Sayısı Ana Orbital Ismi Alt Orbitaller Alt Orbital Sayısı Elektron Sayısı Alt Orb. Ana Orb. 1Ks122 2Lspsp Mspdspd Nspdfspdf

56 56

57 57

58 58

59 59

60 60

61 Kuantum Numarası(n) Enerji s s s s s s s p p p p p p d d d d d f f f Pauli, Aufbau yöntemini ortaya koymuştur: Elektronlar orbitallere atomun enerjisi en az olacak şekilde yerleşirler (önce 1s sonra 2s, 2p, 3s, 3p, 4s…sırasına göre)

62 62

63 63

64 64

65 65 Pauli, elektronların orbitallere yerleşimi ilkesini (dışlama ilkesi) de ortaya atmıştır: Bir atomun aynı yörüngesinde zıt spinli (ters yönlü) en çok 2 elektron bulunabilir. Aynı bir atomda bulunan 2 elektron hiçbir zaman birbirinin aynı olan kuantum sayılarına sahip olamaz. Bu kuantum sayılarından en az biri farklı olmalıdır (Pauli Prensibi).

66 66

67 67

68 68 Hund Kuralı: Aynı enerjiye sahip farklı orbitallere eş enerjili orbitaller denir. Bir atomun 2p x, 2p y, 2p z orbitalleri eş enerjilidir. Elektronlar eş enerjili orbitallere önce birer birer yerleşirler, bunların hepsi birer elektron aldıktan sonra ikinci elektronu (ters spinli) almaya başlarlar.

69 69 Örnek: 12 Mg 2+ iyonunun elektron dizilişini (elektronik konfigürasyonunu) gösteriniz.

70 70

71 71

72 72 ZElementOrbital Düzeni 1H1s 1 2He1s 2 3Li1s 2 2s 1 4Be1s 2 2s 2 5B1s 2 2s 2 2p 1 6C1s 2 2s 2 2p 2 7N1s 2 2s 2 2p 3 8O1s 2 2s 2 2p 4 9F1s 2 2s 2 2p 5 10Ne1s 2 2s 2 2p 6 11Na1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 12Mg1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 13Al1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 14Si1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 15P1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 16S1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 17Cl1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 18Ar1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 19K1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 20Ca1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 21Sc1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 22Ti1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2


"ATOM II.DERS. 2 3 4 5 6 7 8 Oysa ortaçağ kimyasının en büyük ismi olan Cabir Bin Hayyan (Geber); maddenin en küçük parçası olan atomda yoğun bir." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları