Atomun Kuantum Modeli

📅 28 Temmuz 2018|06 Eylül 2022
Güncel
Atomun Kuantum Modeli

Konu Özeti

Atomun kuantum modeli, günümüzdeki atom anlayışını yansıtan bir modellemedir. Buna göre elektronların konumu ve vektörel hızı birbirini bütünleyen ögelerdir. Bu sebeple birisini kesin olarak saptadığımız zaman diğeri belirsiz hale gelir. Yani bir elektronun kesin olarak konumu ve hızı aynı anda bilinemez.

Bu konuda
  • Orbitalin tanımı ve orbital türlerini
  • Baş, açısal, manyetik ve spin kuantum sayısı kavramlarını
öğreneceksiniz.

Atomun kuantum modeli, günümüzdeki atom anlayışını yansıtan bir modellemedir. Bu modellemeye göre elektronların konumu ve vektörel hızı birbirini bütünleyen ögelerdir. Bundan dolayı birisini kesin olarak saptadığımız zaman diğeri belirsiz hale gelir. Yani bir elektronun kesin olarak konumu ve hızı aynı anda bilinememektedir. Atomun kuantum modeline göre; elektronların çekirdek etrafında bulunma olasılığının en yüksek olduğu bölgeye orbital denir.

Elektronların dağılımı, bulundukları enerji düzeyinin türü ve sayısı ile belirlenir. O halde elektronların atomda çekirdek etrafında hangi enerji düzeyinde bulunduğunu belirlemek için kuantum sayılarını bilmek gerekir. Bunlar sırasıyla aşağıdaki gibidir;

  • Baş kuantum sayısı (n),
  • Açısal momentum (ikincil) kuantum sayısı (l),
  • Manyetik kuantum sayısı (m),
  • Spin kuantum sayısı (s)

Orbital

Avusturalyalı fizikçi Schrödinger’e göre orbital tanımı şöyledir:

“Atomda enerji düzeyleri ve dalga fonksiyonları, kuantum sayıları ile ifade edilir ve kuantum mekaniğinde, yörünge kavramı olarak orbital tanımı kullanılır.”

Baş Kuantum Sayısı (n)

Baş Kuantum Sayısı (n)

Baş kuantum sayısı elektronun bulunduğu ana enerji düzeyini gösterir. “n” ile gösterilir. 1, 2, 3, 4 gibi tam sayı değerlerini alabilir. Elektronun çekirdeğe olan uzaklığı ile ilgilidir. Baş kuantum sayısı ne kadar küçükse elektron çekirdeğe o kadar yakındır. Örneğin, bir elektron için n=2 ise bu elektron 2. temel enerji düzeyindedir.

Ayrıca baş kuantum sayıları yerine, “K (n=1), L (n=2), M (n=3), N (n=4), O (n=5)” olarak isimlendirilen kabuk isimleri de kullanılabilir.

Açısal Kuantum Sayısı (l)

Açısal momentum kuantum sayısı (l), elektron bulutlarının şekillerini ve şekil farkı nedeniyle oluşan enerji seviyelerindeki değişmeleri belirtmekte kullanılır. Açısal momentum kuantum sayısı “l” ile gösterilir. n’ye bağlı olarak sıfırdan n-1’e kadar bütün tam sayı değerlerini alabilir

Örneğin, n = 3 ise l = 0, 1, 2 değerlerini alır.

Ana enerji düzeyleri, yapıları birbirinden farklı alt enerji düzeyleri içerir. Meydana gelen bu enerji seviyelerine ikincil katman denir. İkincil katmanlar s, p, d, f gibi harflerle (orbital sembolleriyle) gösterilir [s = sharp (keskin), p = principal (asıl, baş), d = diffuse (yayılmış), f = fundamental (temel)]. Bu harfler, l’nin her bir sayısal değerine karşılıktır.

(1)0123
Orbitalin Sembölüspdf

Manyetik Kuantum Sayısı (ml)

Atomdaki alt enerji düzeyleri manyetik alan etkisiyle birbirinden farklı orbitallere ayrılır. Manyetik kuantum sayısı manyetik alan etkisiyle kalan orbitallerin uzaydaki yönelim biçimleri ve alt enerji düzeylerinde kaç orbital bulunduğunu gösterir.

Manyetik kuantum sayısı ml ile gösterilir. Değeri, açısal momentum kuantum sayısının değerine bağlıdır. Verilen l değeri için ml değeri 2l+1 kadar farklı değer alır. Bu değerler “–l , 0 , +l “arasındaki tam sayı değerleridir.

n1morbital
1001s
2002s
21+1, 0, -12p
3003s
31+1, 0, -13p
32+2, +1, 0, -1, -23d
4004s
41+1, 0, -14p
42+2, +1, 0, -1, -24d
43+3, +2, +1, 0, -1, -2, -34f

Spin Kuantum Sayısı (s)

Elektron çekirdek çevresinde dönerken aynı zamanda kendi etrafında da döner. Elektron kendi çevresindeki dönme hareketine spin hareketi denir. Bu spin hareketi sırasında elektron bir magnetik alan meydana getirir. Bu alanda elektronun davranışını manyetik spin kuantum sayısı belirler. “s” ile gösterilir. Spin manyetik kuantum sayısı ancak (1/2) ve (-1/2) değerini alır. Bu durum her orbitalde en fazla 2 elektronun bulunabileceğini ve bu elektronların spinlerinin ters olduğunu gösterir.

Yörüngeler (Orbitaller)

Periyodik Cetvel Blok Yapıları

Elektronların çekirdek etrafında bulunma olasılığının en yüksek olduğu bölgeye orbital denir. Açısal momentum kuantum sayısına (l) bağlı olarak s, p, d ve f orbitalleri olmak üzere dört çeşit orbital vardır.

s Orbitali

Küre şeklindedirler. Çekirdekten uzaklaştıkça yoğunluğu azalır. Baş kuantum sayısının değeri büyüdükçe s orbitallerinin enerjisi artar. s orbitalleri en fazla iki elektron bulundurabilirler.

s Orbitali
s orbitali

p Orbitali 

p orbitalleri çekirdeğin iki tarafında zıt olarak yerleşmişlerdir. Kum torbasına benzeyen p orbitalleri üç orbitalden oluşur ve bu üç orbitalin enerjileri birbirine eşittir (px, py ve pz orbitalleri). En çok 6 elektron alır. İkincil kuantum sayısı l’nin 1 değerine karşılık gelir. Bir p orbitali hiç bir zaman çekirdekte bulunmaz, ikinci ve daha üst enerji seviyelerinde bulunmaktadır.

p Orbitali 

d Orbitali 

Üçüncü ve daha üst enerji seviyelerinde bulunurlar. Dış manyetik alan yokken aynı enerji seviyesinde 5 tane ayrı d orbitali bulunur. En çok 10 elektron alır. l’nin 2 değerine karşılık gelir. s ve p orbitallerine göre daha karmaşık bir yapısı vardır.

d Orbitali 

f Orbitali 

Dördüncü veya daha üst enerji düzeylerinde bulunur. 7 orbitalden oluşur ve en çok 14 elektron alır. İkincil kuantum sayısı l’nin 3 değerine karşılık gelir.

Orbitallere Elektron Dağılımı

Atom numarası bilinen bir atomun, elektron dağılımını gösteren şemaya atomun orbital şeması denir.

Orbitallere Elektron Dağılımı ve orbitallerin gösterimi

Elektronlar orbitallere dağılırken belli kurallar altında dağılırlar. Bu kuralları şöyle sıralayabiliriz:

  1. Çekirdeğe en yakın olan en düşük enerjili orbitalden başlanarak sıra ile en yüksek enerjili orbitale doğru doldurulur (Aufbau kuralı).
  2. Her orbital en fazla iki elektron alır. Bu elektronların spinleri (dönme yönleri) zıttır (Pauli kuralı).
  3. Eş enerjili orbitallere, önce elektronlar birer birer yerleştirilir. Sonra her bir orbitaldeki elektron sayısı ikiye tamamlanır (Hund kuralı).

Çok elektronlu atomlarda, elektronların orbitallere dağılışı farklılık gösterebilir. Bunu daha iyi anlamak için aşağıda verilen tabloyu inceleyelim.

Çok elektronlu atomlarda, elektronların orbitallere dağılışı farklılık gösterebilir

Elektronların orbitallere yerleşimindeki sıra, spektroskobik ve manyetik yöntemlerle ortaya konulmuştur. Bunun sonucunda yukarıdaki elektron yerleşim sırası kurgulanmıştır.

“1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p-8s” şeklinde sıralanmıştır.

Küresel Simetri

Eş enerjili orbitallerin yarı dolu veya tam dolu olması atoma küresel simetri özelliği kazandırır. Eş enerjili orbitallerin yarı dolu veya tam dolu olması durumunda elektronlar çekirdek tarafından daha kuvvetli çekildiğinden çekirdeğe yaklaşır ve atom çapı küçülür. Bu durum atoma kararlılık kazandırır. Örneğin; s orbitalinde 1 veya 2, p orbitalinde 3 veya 6, d orbitalinde 5 veya 10, f orbitalinde 7 veya 14 elektron bulunması atoma küresel simetrik yapı kazandırır.

Küresel Simetri durumunun oluşması

Bazı İyonların Örnek Orbital Dağılımları

İyonların elektronları orbitallere yerleştirilirken, öncelikle en az enerjili orbital doldurulmaya başlanır (Aufbau ilkesi).

Aşağıdaki görselde karbon (C), azot (N), oksijen (O), flor (F), Neon (Ne) ve Sodyum (Na) elementlerinin orbital dağılımlarını bulabilirsiniz.

karbon (C), azot (N), oksijen (O), flor (F), Neon (Ne) ve Sodyum (Na) elementlerinin orbital dağılımları
İnstagramdan Bikifi'yi Takip Et
Benzer İçerikler
Modern Atom Teorisi: Atom Kavramının Tarihsel Gelişimi
Güncel
FizikKimya

Modern Atom Teorisi: Atom Kavramının Tarihsel Gelişimi

İçeriğe Git
Hibritleşme ve Molekül Geometrisi
Güncel
Kimya

Hibritleşme ve Molekül Geometrisi

İçeriğe Git
Redoks (İndirgenme – Yükseltgenme) Tepkimeleri
Güncel
Kimya

Redoks (İndirgenme – Yükseltgenme) Tepkimeleri

İçeriğe Git
Periyodik Özellikler – Detaylı
Güncel
Kimya

Periyodik Özellikler – Detaylı

İçeriğe Git
Atom ve Periyodik Sistem: Modelleme ve Bohr Atom Modeli
Güncel
Kimya

Atom ve Periyodik Sistem: Modelleme ve Bohr Atom Modeli

İçeriğe Git
Periyodik Sistem – Periyodik Özellikler
Güncel
Kimya

Periyodik Sistem – Periyodik Özellikler

İçeriğe Git
Copyright © 2022 Bikifi
Star Logo
tiktok Logo
Pinterest Logo
Instagram Logo
Twitter Logo