Kuantum Teorisi ve Atomların Elektronik Yapısı

... konulu sunumlar: "Kuantum Teorisi ve Atomların Elektronik Yapısı"— Sunum transkripti:

1 Kuantum Teorisi ve Atomların Elektronik Yapısı
Kaynak: Fen ve Mühendislik Bilimleri için KİMYA Raymond CHANG

2 Dalganın Özellikleri Dalgaboyu (l) bir dalganın ardışık iki eş noktası arasındaki mesafedir. Genlik dalganın tepe noktasının dalganın orta noktasına olan dikey mesafesidir. Frekans (n) sabit bir noktadan 1 sn de geçen dalga sayısıdır. (Hz = 1 çevrim/s). Dalganın Hızı (u) = l x n

3 Işığın (vakumdaki) hızı (c) = 3.00 x 108 m/s
Maxwell (1873), görünür ışığın elektromagnetik dalgalardan oluştuğunu ileri sürmüştür. Elektromagnetik radyasyon enerjinin elektromegnetik dalgalar halinde taşınımıdır. Işığın (vakumdaki) hızı (c) = 3.00 x 108 m/s Tüm elektromagnetik radyasyon için l x n = c

4

5 l x n = c l = c/n l = 3.00 x 108 m/s / 6.0 x 104 Hz l = 5.0 x 103 m
Bir fotonun frekansı 6.0 x 104 Hz dir. Dalgaboyunu (λ) kaç nm dir. Bu frekans görünür bölgede midir ? l x n = c l = c/n l = 3.00 x 108 m/s / 6.0 x 104 Hz l = 5.0 x 103 m l = 5.0 x 1012 nm

6 Enerji (ışın) kesikli birimler halinde (kuantum)
yayılır veya absorplanır. E = h x n Planck sabiti (h) h = 6.63 x J•s

7 E = 6.63 x 10-34 (J•s) x 3.00 x 10 8 (m/s) / 0.154 x 10-9 (m)
Bakır yüksek enerjili elektronlar ile bombardıman edildiğinde X ışınları yayılır. X ışınlarının dalgaboyu 0,154 nm ise enerjiyi joule cinsinden hesaplayınız. E = h x n E = h x c / l E = 6.63 x (J•s) x 3.00 x 10 8 (m/s) / x 10-9 (m) E = 1.29 x J

8 Schrodinger Dalga Denklemi
y kuantum sayıları denen 4 sayının bir fonksiyonudur. kuantum sayıları (n, l, ml, ms) Baş kuantum sayısı n n = 1, 2, 3, 4, …. e- un çekirdeğe olan uzaklığını ifade eder. n=1 n=2 n=3

9 e- yoğunluğunun % 90 ı 1s orbital

10 Schrodinger Dalga Denklemi
kuantum sayıları: (n, l, ml, ms) açısal momentum kuantum sayısı l Verilen bir n değeri için , l = 0, 1, 2, 3, … n-1 n = 1, l = 0 n = 2, l = 0 veya 1 n = 3, l = 0, 1, veya 2 l = s orbital l = p orbital l = d orbital l = f orbital e- nun kapladığı “hacmin” şeklini gösterir

11 l = 0 (s orbitalleri) l = 1 (p orbitalleri)

12 l = 2 (d orbitalleri)

13 Schrodinger Dalga Denklemi
kuantum sayıları: (n, l, ml, ms) Manyetik kuantum sayısı ml l nin verilen bir değeri için ml = -l, …., 0, …. +l Eğer l = 1 (p orbital) ise , ml = -1, 0, veya1 Eğer l = 2 (d orbital), ml = -2, -1, 0, 1, veya 2 Orbitallerin uzaydaki yönelimi

14 ml = -1, 0, veya 1 Uzaydaki 3 farklı yönelim

15 ml = -2, -1, 0, 1, veya 2 Uzaydaki 5 farklı yönelim

16 Schrodinger Dalga Denklemi
(n, l, ml, ms) spin kuantum sayısı ms ms = +½ veya -½ ms = +½ ms = -½

17

18 Schrodinger Dalga Denklemi
Kuantum sayıları: (n, l, ml, ms) Yörünge – elektronlar aynı n değerini alır. Alt yörünge – aynı n ve l değerini alan elektronlar bulunur. Orbital – elektronlar aynı n, l, ve ml değerlerini, alır. Bir orbital kaç elektron barındırır ? Eğer n, l, ve ml aynı ise o zaman ms = ½ or - ½ y = (n, l, ml, ½) veya y = (n, l, ml, -½) Bir orbital 2 elektron bulundurur.

19 Schrodinger Dalga Denklemi
kuantum sayıları: (n, l, ml, ms) Atomdaki elektronun bulunabileceği enerji seviyeleri onun kendisine özgü Dalga fonksiyonu (Ψ) ile tanımlanır Pauli dışarlama prensibi – bir atomdaki iki elektron aynı dört kuantum sayısını alamaz Wolfgang Ernst Pauli

20 n=2 de kaç tane p orbitali vardır ?
Eğer l = 1, ise ml = -1, 0, veya +1 2p 3 orbital l = 1 3d alt kabuğunda kaç orbital bulunur? n=3 Eğer l = 2, ise ml = -2, -1, 0, +1, veya +2 3d 5 adet d orbitai ve toplam 10 e- bulunur. l = 2

21 Elektronların bir alt kabuktaki en kararlı dağılımı en fazla paralel spinin olduğu haldir (Hund Kuralı).

22 Elektronlar orbitalleri en düşük enejili olandan
başlayarak doldururlar. (Aufbau Prensibi) ? ? Be 4 electrons Li 3 electrons C 6 electrons B 5 electrons B 1s22s22p1 Be 1s22s2 Li 1s22s1 H 1 electron He 2 electrons He 1s2 H 1s1

23 Çok elektronlu bir atomda orbitallerin doldurulması
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s

24 Alt kabuk yada orbitaldeki
Elektron konfigurasyonu elektronların değişik orbitallere nasıl dağıldığını gösterir. Alt kabuk yada orbitaldeki elekronların sayısı 1s1 Baş kuantum sayısı, n açısal momentum kuantum sayısı l Orbital diagramı 1s1 H

25 Mg un elektron konfigürasyonu nedir ?
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s 1s22s22p63s2 = 12 electron Kısaca [Ne]3s2 [Ne] 1s22s22p6 Cl un en dış elektronunun muhtemel 4 kuantum sayısını yazınız. 17 Cl 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s 1s22s22p63s23p5 = 17 elektron En dış (son) elektron 3p orbitalinde bulunur. n = 3 l = 1 ml = -1, 0, or +1 ms = ½ or -½

26 Periyodik cetvelde elementlerin, elektronler tarafından
doldurulan kabuklarına göre sınflandırılması

27

28 Paramagnetik Diamagnetik çiftleşmemiş elektronlar Tüm elektronlar çift 2p 2p

29