Çok Elektronlu Atomlar Anahatlar: Spin Pauli Dışarlama İlkesi Aufbau (Katyapı) İlkesi Hund Kuralı Elektron dizilişleri

Spin Elektronların doğasında açısal momentum mevcuttur. Stern-Gerlach deneyi Stern-Gerlach deneyi, bir kuantum sayısına daha ihtiyaç olduğunu göstermiştir. Elektronların doğasında açısal momentum mevcuttur.

Spin Kuantum Sayısı ms : ±1/2 Tek elektron manyetik alana konulduğunda iki farklı şekilde yönelirler. Dış manyetik alana paralel ise ms = + ½ zıt ise ms = - ½

Pauli Dışarlama İlkesi (Pauli Exclusion Principle) Bir atomda, aynı dört kuantum sayısına sahip birden fazla elektron bulunamaz. Bir orbitalde en çok iki elektron bulunabilir. Bu elektronların spinleri birbirine zıttır. n l ml ms 1 0 0 +1/2 1 0 0 - 1/2 1s

Aufbau (katyapı) İlkesi Çok elektronlu atomlarda, Schrodinger Eşitliğinin tam bir çözümü mümkün değildir. Elektronlar, hidrojen-benzeri orbitallere en düşük enerjili orbitallerden başlayarak yerleşir ve çok elektronlu atomları oluştururlar. Orbitallerin enerji sırası amprik Madelung Kuralları ile belirlenir. 1. n + l değeri arttıkça, orbitallerin enerjileri artar. 2. n + l değeri aynı ise, n sayısı küçük olan orbitalin enerjisi düşüktür. 1s < 2s < 2p < 3s <3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p n + l 1 2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7

V : Valence (değerlik elektronları)

Aufbau İlkesi (devam) Örnek: Hidrojen (Z = 1) Örnek: Helyum (Z = 2) Paramanyetik : manyetik alanda çekilir Örnek: Helyum (Z = 2) 1s2 V : 2 1s Diyamanyetik : manyetik alanda itilir

Aufbau İlkesi (devam) Lityum (Z = 3) Berilyum (Z = 4) Bor (Z = 5) 1s22s1 1s 2s 2p Berilyum (Z = 4) V : 2 1s22s2 1s 2s 2p Bor (Z = 5) 1s22s22p1 V : 3 1s 2s 2p

Aufbau İlkesi (devam) Karbon (Z = 6) Azot (Z = 7) 1s22s22p2 V : 4 1s Hund Kuralı: Altkabukdaki eşenerjili orbitallere, elektronlar maksimum paralel spin verecek şekilde yerleşir Azot (Z = 7) 1s22s22p3 V : 5 1s 2s 2p Yarıdolu

Aufbau İlkesi (devam) Oksijen (Z = 8) Flor (Z = 9) Neon (Z = 10) 1s22s22p4 V : 6 1s 2s 2p Flor (Z = 9) V : 7 1s22s22p5 1s 2s 2p Neon (Z = 10) 1s22s22p6 V : 8 Tam dolu 1s 2s 2p

Aufbau İlkesi (devam) Sodyum (Z = 11) Argon (Z = 18) [Ne]3s1 Ne 1s22s22p63s1 3s Argon (Z = 18) Ne [Ne] 3s23p6 3s 3p

Aufbau İlkesi (devam) • Dördüncü periyotta, önce 4s sonra 3d orbitali dolar. • 3d çekirdeğe daha yakındır • Fakat, 4s daha girgindir bu nedenle, enerjisi daha düşüktür

Aufbau İlkesi (devam) • Z=19 ve Z= 20: Z= 19, Potasyum: 1s22s22p63s23p64s1 = [Ar]4s1 Z= 20, Kalsiyum: 1s22s22p63s23p64s2 = [Ar]4s2 • Z=21 - Z=30 arası d orbitalleri dolar: V : 3 Z= 21, Skandiyum: 1s22s22p63s23p64s23d1 = [Ar] 4s23d1 V : 6 Z = 24, Krom: [Ar] 4s13d5 İstisna Yarı dolu kararlılığı V : 2 Z= 30, Çinko: 1s22s22p63s23p64s23d10 = [Ar] 4s23d10

Her ikisi de paramanyetik, eşleşmemiş elektrona sahipler ÖRNEK: Mo ( Z : 42) ve Cu ( Z : 29) metallerinin elektron dizilişini yazınız. Nedenini açıklayınız. Manyetizmaları nedir? V : 6 Z = 42, Molibden: [Kr] 5s14d5 Yarı dolu kararlılığı V : 1 Z = 29, Bakır : [Ar] 4s13d10 Tam dolu kararlılığı Her ikisi de paramanyetik, eşleşmemiş elektrona sahipler

The relation between orbital filling and the periodic table

• modern periyodik çizelge.

• Lantanyum ([Xe]6s25d1) dan sonra, 4f ler dolmaya başlar.

• Aktinyum ([Rn]7s26d1) dan sonra, 5f ler dolmaya başlar.

• Grup numaralar, toplam değerlik elektron sayısını verir.

Anyon Elektron Dizilişi N 7 electrons 1s2 2s2 2p3 N2– 9 electrons 1s2 2s2 2p5 Se ( Z: 34 ) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 Se2– 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 Anyonlarda, elektronların yerleşmesi nötral atomlarla benzer.

Katyon Elektron Dizilişi Co 27 e– 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 Co2+ 25 e– 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 Co3+ 24 e– 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Elektronlar en büyük n değerine sahip orbitalden ayrılır. Elektronlar en büyük n ve en büyük l değerine sahip orbitallerden ayrılır.

ÖRNEK: Aşağıdakilerin elektron dizilişi nasıldır? Fe3+ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 1s2 2s2 2p6 O2- Cu+ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 Sn [Kr] 5s2 4d10 5p2 Sn2+ [Kr] 5s2 4d10 Sn4+ [Kr] 4p10