Elektron dağılımı ve periyodik cetvel Dr. Kemal Doymuş

Elektron dağılımı ve periyodik tabloyu dikkate alarak hangi sorulara cevap verile bilir. 1. İyonlaşma enerjisine 2. Atom çapının büyüklüğüne 3. Elektron ilgisine 4. Para manyetik ve diya manyetiğe 5. Grup ve periyotların bulunmasına 6. İyonlar ve yarı çaplarına

Elektron dağılımı Bir elektronun yerini belirlemek için, dört kuantum sayısı gerekir. Bu Kuantumlar. n, l, ml, ms dir. Bir atomun içindeki elektron , cok az manyetik bir alan oluşturtarak bir eksende döndüğü farz edilir. Bu özelliğe elektronun spini denir. not related to the orbital

Kuantum Sayıları 1. Temel Kuantum Sayısı n Harfi ile gösterilir. n= 1 , 2, 3, 4, …. Sayıları alır 2.Açısal momentum sayıları l harfi ile gösterilir. l= 0, 1, 2, 3….(n-1) sayıları alır

Kuantum Sayıları 3. Manyetik kuantum sayıları ml ile gösterilir. ml= -l, 0, +l değerleri alır 4. Spin kuantum sayıları ms ile gösterilir. ms= + ½, - ½ değerleri alır.

Kuantum Sayıları

Kuantum Sayıları

Spinin özeliğini kuantum sayısı ms tarafında belirlenir. ms ; bu değerleri alır.  ½ (+ ½ or – ½ ) bir orbitalde zıt yönlü iki elektron bulunur.

Elektron dağılımı l ml ms n= 1 0 0 +1/2, -1/2

Çok atomlu atomlar için ise Pauli ilkesi kullanılır. - Bir atomda hiçbir zaman iki elektron aynı dört kuantum sayısına sahip olamaz. Bir orpitale en fazla iki elektron girer, bu elektronlar zıt yönlü girerler

orbital Çekirdeğin etrafında bir elektron muhtemelen dört orpıtalin birinde bulunabilir. 4 tip => s p d f Bir orpital en fazla iki elektron alır.

Pure Atomic OrbitalsAtomik orbitaller Şekileri enerji seviyeleri s küresel 1 p halter 3 d karışık 5 f çok karışık 7

Orbitallerin şekileri http://www.colby.edu/chemistry/OChem/DEMOS/Orbitals.html

Elektron dolum sırası 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f

Elektron dağılımı H atomu 1 elektron 1s1

Elektron dağılımı He atomu 2 elektronlar 1s2

Elektron dağılımı Li atomu 3 elektronlar 1s2, 2s1

Elektron dağılımı Cl atomu 17 elektronlar 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5

Elektron dağılımı As atomu 33 elektonlar 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p3 or [Ar] 4s2, 3d10, 4p3

Mn d orpitalında kaç elektron olmalıdır? Soru1 Mn: [Ar]4s2 3d? Mn d orpitalında kaç elektron olmalıdır? 4, 5, 6

Elektron dağılımı Negatif iyonlar Elektron ilave etmek (s), 1 her bir negatif yük bir elektron demektir. -1 = bir elektron -2 = iki elektron..

Elektron dağılımı S-2 iyonu (16 + 2)elektronlar 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6

Elektron dağılımı Pozitif iyonlar Elektron uzaklaştırmak demektir, 1 elektron +1 demektir. 2 elektron uzaklaştırmak +2 yük demektir….

Elektron dağılımı Mg+2 iyonu (12-2)elektronlar 1s2, 2s2, 2p6

Soru 2 Cl valens elektron sayısı kaçtır, Yanı klorun son yörüngesinde kaç elektron vardır. [Ne]3s2 3p5? 2, 5, 7

soru3 Cl atomunu soy gaza benzetmek için elektron uzaklaştırılmalımı yoksa elektron ilave etmelimi?.

Periyodik tablo Atom yarı çapı İyon yarı çapı İyonlaşma enerjisi Elektron afinitesi

Atomic Radius increase top to bottom down a group Zeff = Z - S each additional electron “shell” shields the outer electrons from the nuclear charge Zeff = Z - S where Zeff => effective nuclear charge Z => nuclear charge, atomic number S => shielding constant

l ml ms n=2 0 0 +1/2 -1/2 +1 -1 +1/2 -1/2 0 +1/2 -1/2 +1 +1/2 -1/2

Enerji seviyelerin bölümü Çok elektronlu bir atomda iki tip elektrostatik etkileşme oluşur. 1)Çekirdek –elektron çekimi 2) elektron- elektron itmesi Sonuçta farklı alt seviyeli enerjiler oluşur.

Orbital enerjisine üç faktör etkiler: 1) Çekirdek yükü Çekirdek yükü artıkça, orbital enerji seviyeleri düşer. 2. Perdeleme etkisi Atoma elektron ilave edildiğinde çekim gücü düşer 3. Karşı etki

İnşa kuralı ( bu ifade doğrumu? Elektronlar en düşük enerji seviyeden başlanarak dolar 3. HUND’S Kuralı :p , d, f gibi orpitalere elektron önce tek tek girer sonra çiftleşirler.

Periyot atom numarası 1 ile 2 olan element bulundurur. 1S Sadece bir atomik orpitale sahıptır. Sadece iki elektron alır. 1H ‘nin 1 e- : 1s1 2He nin 2 e- : 1s2

2. periyot atom numarası 3 il 10 arasındaki elementleri bulundurur 3Li: 1s2 2s1 4Be: 1s2 2s2 5B: 1s2 2s2 2p1

3. periyot Ne sonra , 1s2 2s2 2p6, üçüncü enerji seviyeli Na ile başlar Na Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 Mg: 1s2 2s2 2p6 3s2 Na bu şekilde de yazılabilir: [Ne] 3s1 Mg: [Ne] 3s2

4 üncü enerji seviyesi ile başlar K: [Ar] 4s2 Ca: [Ar] 4s2 4. periyot 4 üncü enerji seviyesi ile başlar K: [Ar] 4s2 Ca: [Ar] 4s2 3d orbitalı 4s orpitalinde daha yüksek enerji seviyesine sahiptir. Fakat 4p den ise daha düşük enerji seviyesine sahip tır - bu yüzden Ca 3d yi dolmadan 4s dolar.

Bazı genel özellikler 1. Bir gruptaki elementler benzer kimyasal özellik gösterir, çünkü diş yörüngedeki elektron dağılımı benzerdir. 2.Grup numarası en yüksek periyotaki elektron sayısına eşittir. 3. Periyot sayısı en yüksek en sayısına eşittir.

gruplar Alkalı metaler Li: [He] 2s1 Na: [Ne] 3s1 K: [Ar] 4s1 dış yörüngedeki elektron sayısı aynı, Bu nedenle Na, K, Li aynı grupta

Grup 3A B: 2s2 2p1 Al: 3s2 3p1 Ga: 4s2 4p1 - genelde: ns2 np1 Grub 1A ve 2A: s-blok; s orbitaleri dolar Grub 3A-8A: p-blok; p orpitaleri dolar geçiş metalleri: d-blok; d orbitaler dolar

iyonlar N a + e - 1 s 2 p 6 3 F 5 Ne Fe: [Ar] 4s2 3d6  Fe2+: [Ar] 3d6

Atomun yarı çapı bir gruptan aşağı inildikçe artar Li  Cs; 2s  7s bir periyota soldan sağa gidildikçe azalır. etkin çekirdek yükü , Ze artar

Bir dış yörüngedebir elektron tarafında his edilen yüke etkin çekirdek yükü denir.

İyonlaşma enerjisi Katyon: bir atom bir ve daha fazla elektron kayıp ettiği zaman oluşur. Na  Na+ + e- Mg  Mg2+ + 2e- Bu iyonların oluşumu için enerjiye gerek vardır. Bir Ei1, en düşük enerjidir. Bu enerji gaz halinde olan bir atomdan 1 elektron koparmak için verilen enerjidir. H + 1312 kJ  H+ + e-

Ca + 590 kJ  Ca+ + e- Ei1 Ca+ + 1145 kJ  Ca2+ + e- Ei2 Al  Al3+ Ei1, Ei2, Ei3 verilen bir element için Ei1 < Ei2 < Ei3

karşılaştıralım Ei2 vs. Ei3 for Mg Mg+  Mg2+ + e- 1451 kJ Mg2+  Mg3+ + e- 7733 kJ

İyonlaşma enerjisi bir gruptan yukardan aşağıya doru gidildikçe azalır. e.g. Ei for Li > Na > K > Rb > Cs

Aynı peryota Ei1 artar Na < Si < Cl bunun sebebi atomun yarı çapi küçülüyor bu nedenle çekirdeğin elektronu çekmesi artar, elektron koparmak içim daha fazla enerji vermemiz gerekir Be/B ve N/O Ei1 for B < Be Be: 1s2 2s2  Be+: 1s2 2s1

Be: 1s2 2s2  Be+: 1s2 2s1 B: 1s2 2s2 2p1  B+: 1s2 2s2 Be, de Be+ oluşturmak için N: 1s2 2s2 2p3  N+: 1s2 2s2 2p2 O: 1s2 2s2 2p4  O+: 1s2 2s2 2p3

elektron afinitesi (elektron ilgisi) iyonlaşma enerjisinin tersidir. Lütfen sizler açıklayınız.

İyonik yari çap katyonların yari çapı normal atomun yarı çapından daha küçüktür. bu yüzden Li+ < Li 1s2 1s2 2s1 anyonların yari çapı normal atomun yarı çapından daha büyüktür.. Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Cl-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

F orpitaleri

S ve p -orbitalleri

d-orbitalleri

f-orbitalleri