9. Sınıf Kimya · 1. Ünite: Kimya Hayattır · Atomdan Periyodik Tabloya
Atom Orbitalleri ve Elektron Dizilimi
Atomdaki elektronların orbitallere nasıl yerleştiğini anlamak, bir elementin kimyasal davranışını tahmin etmenin anahtarıdır. Bu konuda s, p, d ve f orbital türlerinin enerji sıralamasını öğrenecek, Aufbau ilkesi, Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralını kullanarak ilk 36 elemente kadar elektron dizilimi yazabilecek, valans elektron ve küresel simetri kavramlarını kararlılıkla ilişkilendireceksin.
Kazanımlar
- KİM.9.1.4. Atom orbitallerinin bağıl enerjilerine ilişkin bilimsel veriye dayalı tahminde bulunur; bağıl enerji diyagramlarından geçerli ve geçersiz çıkarımları ayırt eder.
- KİM.9.1.5. Elektronların atom orbitallerine yerleşimine ilişkin örüntüleri bulur ve bu örüntülerden Aufbau, Pauli, Hund ilkelerine ulaşır.
- s, p, d ve f orbital türlerini tanır; aynı enerji seviyesindeki ve farklı enerji seviyelerindeki orbitallerin bağıl enerji sıralamasını diyagram üzerinde yorumlar.
- Aufbau ilkesi, Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralını uygulayarak ilk 36 elementin temel hal elektron dizilimini yazar.
- Yarı dolu ve tam dolu alt kabuk kararlılığını (küresel simetri) Cr ve Cu istisnaları üzerinden açıklar.
- Bir elementin valans elektronlarını belirleyerek periyodik tablodaki yeri ve kimyasal özellikleriyle ilişkilendirir.
Konu anlatımı
Orbital Nedir? Orbit ve Orbital Farkı
Orbital Türleri: s, p, d, f
Bağıl Enerji Diyagramı ve Orbitallerin Enerji Sırası
Elektron Dizilim Kuralları: Aufbau, Pauli, Hund
Elektron Dizilimi Yazma Pratiği
Valans Elektron ve Küresel Simetri
Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları
Anahtar terimler
- Orbital
- Elektronun bulunma olasılığının en yüksek olduğu üç boyutlu bölge (elektron bulutu).
- Aufbau ilkesi
- Elektronların en düşük enerjili orbitalden başlayarak sırasıyla daha yüksek enerjili orbitallere yerleşmesi kuralı.
- Pauli dışlama ilkesi
- Bir orbitale en fazla 2 elektron yerleşebilir ve bu elektronlar zıt spinli olmak zorundadır.
- Hund kuralı
- Eş enerjili orbitallere elektronlar önce teker teker ve aynı spinle (paralel) yerleşir.
- Valans elektron
- Atomun en dış enerji seviyesindeki elektron; kimyasal bağ oluşumunda ve element özelliklerinde belirleyici rol oynar.
- Küresel simetri
- Alt kabuğun tam dolu veya yarı dolu olması durumunda elektron yoğunluğunun çekirdek çevresinde simetrik dağılması; atoma ekstra kararlılık kazandırır.
- Bağıl enerji diyagramı
- Orbitallerin enerji sıralamasını gösteren şematik çizim; düşük enerjililer altta, yüksek enerjililer üstte yer alır.
- Spin
- Elektronun kendi ekseni etrafındaki dönme yönü; yukarı (up) veya aşağı (down) olarak iki değer alabilir.
Örnek soru
Aufbau ilkesine göre elektronlar orbitallere hangi sıraya uygun olarak yerleşir?
- Yüksek enerjili orbitalden düşük enerjiliye doğru
- Yalnızca s orbitallerine; p, d ve f orbitalleri kullanılmaz
- Eş enerjili orbitallere önce çiftli, sonra tekli
- Düşük enerjili orbitalden yüksek enerjiliye doğru
- Rastgele; sıralama önemli değildir
Doğru cevap: D
Çözüm
Aufbau ilkesi, elektronların en düşük enerjili orbitalden başlayarak sırasıyla daha yüksek enerjili orbitallere yerleşmesini söyler. Sıralama: $1s \to 2s \to 2p \to 3s \to 3p \to 4s \to 3d \to 4p$...
A seçeneği tersten söylediği, C seçeneği ise Hund kuralının tersini ifade ettiği için yanlıştır.