Bohr Atom Teoremi Hipotezine göre; elektronlar sadece belli enerji seviyelerinde bulunabilirler. Her bir düzey çekirdek etrafında belli bir uzaklıkta bulunan küresel bir orbital ile tanımlanır. Enerji seviyelerine ayrıca (Q) kuantum seviyeleri denir. Niels Bohr 1914 http://tr.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr

bir enerjiye karşılık gelir. Bohr Atom Modeli Varsayımlar: 1. Elektronların yörünge yarıcapı sadece belirli değerler alır. Bu yörüngede kaldığı sürece ışıma yapmaz. (Kararlı durum hipotezi) Her bir yarıçap beli bir enerjiye karşılık gelir. 2. Elektron enerjisi daha düşük bir yörüngeye geçiş yaptığında frekansı  = E / h olan foton yayınlar. 3. Elektonun dönebileceği yörüngeler kuantlaşmıştır ve açısal momentumun tam katları olmalıdır.

Kararlı yörünge (Stable Orbit) Açısal momentum Dairesel hareket eden tanecikler açısal momentuma sahiptir. r = mvr Kararlı yörünge (Stable Orbit) h = Planck sabiti, 6.62 x 10-34 J.s nh  = = mvr 2  2  = 360° (dairesel bir döngü)

Elektron hareketi Merkezkaç kuvvet (centrifugal force) Z e Coulomb çekim kuvveti Ze : Çekirdeğin yükü e : Elektronun yükü Zıt kuvvetler kararlı yörüngede dengede bulunur

e = 1.52 x 10–14 kg1/2·m3/2·s–1 h = 6.62 x 10-34 J.s m = 9.10 x 10–31 kg n = 1 H atomunun birinci yörünge yarıçapı Z = 1 r = 0.529 x 10–10 m a0 = 0.529 Å (Bohr yapıçapı) 52.9 pm

Bohr Yörüngelerinin Enerjileri toplam enerji = potansiyel enerji + kinetik enerji Z = 1 n = 1 = - 2.18 x 10–18 J·atom–1 H atomu temel hal enerjisi = -313 kcal·mol–1 = -1310 kJ·mol–1

Elektron geçişleri için genel formül

Örnek 1: H atomunda n = 4 den n = 1 enerji düzeyine Örnek 1: H atomunda n = 4 den n = 1 enerji düzeyine inen bir elektronun yaydığı ışımanın dalga boyu nedir? 1 4

Örnek 2 : H den bir elektron uzaklaştırmak için Örnek 2 : H den bir elektron uzaklaştırmak için gereken ışığın dalga boyu nedir?  1

Örnek 4 He+ katyonunda n = 3 yörüngesindeki bir elektronun a) yarıçapı b) hızı c) toplam enerjisi d) kinetik enerjisi e) potansiyel enerjisi nedir? Z n2 r = a0 r = 32 2 0.529 Å a) r = 2.38 Å b) v = 1.46 x 106 m/s

ışımanın dalga boyu nedir? Örnek 3: He+ ( Z = 2) atomunda n = 4 den n = 1 düzeyine inen bir elektronun yaydığı ışımanın dalga boyu nedir? 2 1 4

1 Ek = mv2 2 Ze2 E r ET = - 0.97x10-18J/atom Ek = 9.69x10-19J/atom c) ET = - 0.97x10-18J/atom d) Ek = mv2 2 1 Ek = 9.69x10-19J/atom Ze2 r E p = e) Ep = - 1.94x10-18J/atom ET = ½ E p Ek = -1/2 Ep

Test 1: +3 yüklü bir çekirdek etrafında dönen bir elektronun temel hal enerjisi nedir? 1) E = 9 (-13.6 eV) 2) E = 3 (-13.6 eV) 3) E = 1 (-13.6 eV) 32/1 = 9 Again, basically guessed on this one. Might do it as an ACT

Test 2 : A fotonu, bir elektronun n=2 düzeyinden n=1 Test 2 : A fotonu, bir elektronun n=2 düzeyinden n=1 düzeyine (temel hal) inmesi, B fotonu ise bir elektronun n=3 düzeyinden n=1 düzeyine inmesi ile yayınlanır. Hangi fotonun enerjisi daha yüksektir? n=2 n=3 n=1 B Foton A Foton B A

(1) l32 < l21 (2) l32 = l21 (3) l32 > l21 Test 3 : n=3 den n=2 düzeyine inerken oluşan foton ile n=2 den n=1 düzeyine inerken oluşan fotonun dalgaboylarını mukayese ediniz. (1) l32 < l21 (2) l32 = l21 (3) l32 > l21 n=2 n=3 n=1 E32 < E21 ve l32 > l21

Test 4 : Biri birinci Bohr yörüngesinde (H1), diğeri dördüncü Bohr yörüngesinde (H4) birer elektron içeren iki hidrojen atomu bulunmaktadır. a) Hangisi temel haldedir? b) Hangi atomda elektron daha hızlı hareket eder? c) Hangisinde iyonlaşma enerjisi daha yüksektir? d) Hangi atomun potansiyel enerjisi daha düşüktür?

Bir grup hidrojen atomunda elektronlar n=3 düzeyine uyarılmıştır Bir grup hidrojen atomunda elektronlar n=3 düzeyine uyarılmıştır. Kaç tane spektral hat gözlenecektir? (1) (2) (3) (4) (5) (6) n=2 n=3 n=1 45% got this correct.

Bohr Modeli Başarıları: 1. H ve H-benzeri (tek elektronlu) atomların spektrumlarını açıklanabilmiştir. 2. Periyodik çizelgenin genel özelliklerini tanımlayabilmiştir. Başarısızlıkları: Elektronun kararlı yörüngelerde niçin ışıma yapmadığını izah edememiştir. Bohr modeli, çok elektronlu atomların spektrumlarını izah edemez. Atomların manyetik alana konduğundaki hat yarılmalarını açıklayamaz Spektral hatların şiddeti hakkında bir şey söyleyemez. Elektonlar yüksek hızlarda hareket etmesine rağmen Bohr modeli relativistik değildir. Bohr Modeli, klasik ve kuantum modelleri arasında “köprü” oluşturur.

Modern Atom Teorisi Gözlenen “fotoelektrik etki” den dolayı Albert Einstein belli durumlarda ışık parçacık özelliğini gösterir. E=hc/λ Enerji, büyüklüğü h/2π olan kuant denilen paketler halinde soğurulur veya yayımlanır. Albert Einstein 1905

Modern Atom Teoremi λ = h/p = h/mv Louie De Broglie, ışığın dalga özelliğine de sahip olabileceğini ileri sürmüştür. E = mc2 E = hc/λ hc/λ = mc2 “c” yerine “v” konursa; λ = h/mv olur. mv = elektronun momentumu λ = h/p = h/mv Elektron da tıpkı foton gibi bazen tanecik bazen de dalga karekterinin dikkate alınması gerektiğini ileri sürmüştür. Lauie de Broglie 1924

Modern Atom Teoremi Δx.Δp ≥ h/4π Atomun kuantum mekanik modelini ortaya atmıştır.bu model elektronun dalga özelliği üzerine odaklanmıştır. Bu modele göre elektronun tam olarak yerini ve izlediği yolu bulmak imkansızdır. Ancak belirli bir uzay hacmindeki bulunma olasılığından bahsedilebilir. Bu Heisenberg belirsizlik ilkesi olarak bilinir. Δx.Δp ≥ h/4π Werner HeisenBerg 1927

Atomun Yapısı ve Atomun Bileşenleri Atom, bir elementin kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük birimine denir. Elektron (e-) Proton (p+) Nötron (n0) Nötrinos