1

2 ATOM YAPISI Yrd. Doç. Dr. Ahmet Emin ÖZTÜRK

3 BÖLÜNEMEYEN ATOMOS ATOM LEUCİPPUS M.Ö.430 DEMOKRİTUS M.Ö.460-370‘‘ Madde sonsuz küçük parçacıklara bölünemez ’’ LEUCİPPUS M.Ö.430 BÖLÜNEMEYEN ATOMOS ATOM DEMOKRİTUS M.Ö

4 ATEŞ PLATON SICAK KURU MÖ HAVA TOPRAK ARİSTO MÖ NEMLİ SOĞUK SU EMPEDOKLES MÖ

5 Deneysel temelden yoksun açıklamaları reddetti.ELEMENT, basit maddelere ayrılamayan madde. Robert BOYLE Meşhur Kitabı The Sceptical Chymist (Kuşkucu Kimyager)

6 Sir Issac NEWTON 1643-1727 Robert Boyle’unModern element tarifini kabul etti. Sir Issac NEWTON

7 Atomlar tek tek tartılamaz, ölçülemez ve doğrudan incelenemez­ler. Bundan dolayı, atom kuramının geliştirilmesinde ancak dolaylı yol­lardan elde edilen kanıtlar kullanılmıştır.

8 Jacobus Henricus Van't HOFFLudwig BOLTZMANN Wilhelm OSTWALD Jacobus Henricus Van't HOFF St. Louis, Missouri, United States

9 Bir elementin aynı tür atomlardan oluştuğunu öneren atom modeli, çok sayıda bulgu ve verinin incelenmesinden sonra ortaya konulmuştur.

10 Joseph PRIESTLEY 1733 - 1804 Carl Wilhelm SCHEELE 1742 - 1786Kırmızı civa (II) oksit ısıtılınca verdiği gaz içinde maddeler daha iyi yanar. Joseph PRIESTLEY Bu madde “Yakıcı hava” dır. Carl Wilhelm SCHEELE

11 Antoine Laurent LavoisierYanma olayında maddeler oksijen ile etkileşirler. ELEMENT, daha küçük bir şeye ayrılamayan madde. Kütlenin KorunumuYasası Antoine Laurent Lavoisier Bir kimyasal olayda, var olan madde yok olamaz, yoktan da var olamaz.

12 John DALTON 1766-1844 Joseph PROUST 1774 - 1826Belirli Ağırlık Oranları Yasası Bir bileşiği oluşturan elementlerin ağırlıkları arasında sabit bir oran vardır. Joseph PROUST Artan Ağırlık Oranları Yasası Aynı tür elementlerin oluşturduğu farklı bileşikler de; elementlerden birinin sabit miktarı ile birleşen diğer elementin miktarları arasında tam sayılarla ifade edilen bir oran vardır. John DALTON

13 Lorenzo Romano Amedeo Carlo AVAGADROGay-Lussac Yasaları Gazların tepkimelerinde, aynı sıcaklık ve basınç altında, birbirleriyle tam olarak birleşen gazların hacimleri arasında tam sayılı oran vardır. Gay LUSSAC Avogadro Hipotezi Aynı sıcaklık ve basınçta, gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda tanecik bulunur. Lorenzo Romano Amedeo Carlo AVAGADRO

14 Tüm maddeler küçük ve bölünemeyen atomlardan yapılmıştır.Bir elementin bütün atomları aynıdır. Bir elementin atomları diğer elementin atomlarından farklıdır. Kimyasal tepkimelerde atomlar yeniden düzenlenir. Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşmaz ve bölünmez. John DALTON

15 George Johnstone STONEYBile­şikleri ayrıştırmak için elektrik kullanarak beş element (potasyum, sodyum, kalsiyum, stronsiyum ve baryum) buldu. Bileşiklerde elementlerin elektriksel nitelikli çekim kuv­vetleriyle bir arada tutulduklarını fikrini önerdi Humpry DAVY Elektroliz deneylerinde, kullanılan elektrik mik­tarı ile ayrışan madde miktarı arasındaki ilişkiyi inceledi ve kimyasal elektroliz ile ilgili yasaları formüle etti Michael FARADAY Atomlarda elektrik yüklü birimlerin bulunduğunu öne sürdü , 1891 de de bunla­ra elektron adı verilmesini önerdi. George Johnstone STONEY

16 Joseph John Thomson 1856 - 1940 pozitif yüklü maddenegatif yüklü madde Joseph John Thomson Üzümlü Kek Modeli Atom; küre şeklinde, pozitif yüklü madde ile dolu ve içinde elektronlar gömülüdür.

17 Vakumdan elektrik akımının geçirildiği deneyler 1859'da katot ışınlarını bulmasına yol açtıJulius PLUCKER

18 (Çinko sülfür kaplanmış)KATOT IŞINLARI Boşaltma tüpü Katot Işınları Katot Boşluk Anot Katot ışınlarının konumunu belirleyen Fosfor ekran (Çinko sülfür kaplanmış) Yüksek Voltaj Kaynağı

19

20 e = m 1,7588.10 8 coulomb/g J.J. Thomson 1856 - 1940 ˗ ˗ Bu oran,katot olarak kullanılan metalin cinsine göre değişmez J.J. Thomson

21 Robert A. MİLLİKAN

22

23 Millikan Oil Drop Experiment

24 Yağ damlacıklarının yükleri1,602·10‾19 coulomb değerindeki yükün tam katları şeklinde değişmektedir 1 elektronun yükü = – 1,602·10‾19 coulomb Tabiatta kendiliğinden bulunan en küçük elektrik yükü miktarı 1,602·10‾19 coulomb ’dur 1,602·10 ‾19 = 1 elemanter yük birimi = 4,8·10‾10 esyb (g1/2 cm 3/2 s‾1)

25 KANAL IŞINLARI KATOT ANOT Eguen GOLSTEİN 1850 - 1930 Wilhelm WİEN J. J. THOMSON

26

27

28 e = m Hidrojen gazı için 9,5791.104 coulomb/g J.J. Thomson 1856 - 1940+ = m Tüp içindeki gazın cinsi değiştikçe bulunan oran değişir. J.J. Thomson Neden ? Bulunabilecek en büyük oran hangi atoma ait olabilir?

29 Henry BECQUEREL 1852 – 1908

30 ERNEST RUTHERFORD

31

32 Rutherford Experiment:Nuclear Atom

33

34 Atom içinde çok büyük boşluklar vardır.RUTHERFORD ’A GÖRE ATOM Atom içinde çok büyük boşluklar vardır. Atom merkezinde hacmi çok küçük çekirdek vardır. Çekirdek, pozitif yüklü protonlardan oluşur. Boşluklar da elektronlar vardır.

35 1920 de Ernest RUTHERFORD atomun toplam kütlesini açıklayabilmek için atomda yüksüz bir taneciğin olması gerektiğini savundu.

36 James CHADWICK James Chadwick 1932'de doğru açıklamayı yaptı. Bu bilinmeyen ışının; kütlesi hemen hemen protonun kütlesine yakın, nötr (delici ve iyonlaştırmayan) bir parçacık olduğunu ileri sürdü.

37 TANECİK KÜTLE YÜK (g) akb ELEKTRON 9,1096·10‾28 0, – 1 PROTON 1,6726·10‾24 1,007277 + 1 NÖTRON 1,6749·10‾24 1,008665

38

39 1927 SOLVAY KONFERANSI Heisenberg de Broglie Schrödinger Pauli LorentzCompton Debye Bragg Born Dirac Bohr Langmiur Curie Planck Einstein

40

41 Elementler, uluslararası anlaşma ile karara bağlanmış bir veya iki harfli simge ile gösterilir.Ag Simgelerin çoğu, elementlerin ingilizcedeki adlarına karşılık gel­diği halde bazıları farklıdır. Sb K Hg Na Cl Fe Au At F Db

42

43 Nükleon Sayısı = Nötron Sayısı Proton Sayısı + = Proton Sayısı Elektron Sayısı Yük A Kütle numarası = - = X Bağıl Atom Sayısı Z Atom numarası = Molekül içinde o atomun sayısı = Proton Sayısı =

44 Proton Sayısı Z = Yük = Proton Sayısı e⁻ sayısı = nötr atom Z e⁻ sayısı = Yük Z Yük e⁻ sayısı = - iyon Nötron Sayısı A Proton Sayısı = - A Yaklaşık olarak akb cinsinden atom kütlesi =

45 12 C 6 atomik kütle birimi 1 akb = 12 unified atomic mass unit 1 atomik kütle birimi =

46 1,0073 u 1,0073 1,0087 4,0015 u 1,0087 ̶ 0,0305 u 4,0320 u

47 BAĞLANMA ENERJİSİ Çekirdekte nükleonları birbirlerinden ayırmak için gereken enerji E c2 = m kg 3·108 m·s¯1 ise m ve c = = Joule E kg·m2·s¯2 = =

48 35 37 Cl Cl 17 17 Nötron 18 20 Aynı atom numarasına, farklı kütle numarasına sahip atomlara izotop atomlar adı verilir. Bir atomun kimyasal özellikleri ilke olarak atom numa­rası ile belirtilen proton sayısına bağlıdır. Bundan dolayı bir elementin izotopları birbiri ile hemen hemen aynı olan kimyasal özelliklere sahiptir.

49 Kütle spektrometresi bir elementte kaç izotop bulunduğunu, her izotopun tam olarak kütlesini ve bağıl miktarını belirlemek için kullanılır. Fotoğraf filmi Cıva buharının Kütle spektrumu Hız seçici plakalar

50 ? Magnezyumun atom ağırlığı 78,70 10,13 11,17 23,99 akb 24,99. akb100 100 100 24,31 akb

51 Maddenin en küçük birimi olan atomun elektronik yapısını öğrenilirse, onun elektron yoğunluğu dağılımı ile belirlenmiş tüm fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenebilir.

52 Maddeyi oluşturan tanecikler hakkındaki önemli bilgiler,ışığın madde ile etkileşiminin incelenmesinden elde edilmektedir.

53 Işığın yapısı hakkında,elektromagnetik dalga modeli ve foton modeli olmak üzere geçerli iki model vardır.

54 IŞIĞIN ELEKTROMAGNETİK DALGA MODELİ

55 Bu modele göre ışık bir elektromagnetik dalgadır.Belirli bir yöne (x) doğru yayılan elektromagnetik dalga, yayılma ekseni çevresinde her yöne doğru titreşim halinde olan bir dalga olarak düşünülür. Ancak, elektrik alanı dalgasının (E) bileşeni ile mağnetik alan dalgasının (H) bileşeni birbirine dik iki düzlem içindedir .

56 Yayılma yönü Mağnetik Alan ( B ) Elektrik Alan ( E ) Titreşim yapan bir noktanın titreşim eksenine dik doğrultuda (z) hareket etmesiyle dalganın oluştuğu düşünülebilir.

57 Dalga Boyu Genlik DALGABOYU (λ) Bir titreşimin yapılabilmesi için denge noktasının x ekseni boyunca gidebildiği uzaklık GENLİK (a) Denge noktasının yayılma ekseninden sapabileceği en büyük uzaklık

58 FREKANS (ν) Bir saniyede belli bir noktadan geçen titreşim sayısı DALGA SAYISI ( ν ) Birim uzunluktaki (örneğin 1 cm) dalgaların sayısıdır. PERİYOT (T) Bir titreşim veya dalganın oluşabilmesi için geçen süredir.

59 DALGANIN YAYILMA HIZI (v)Işık elektromagnetik dalgadan oluştuğuna göre, v ’nin değeri ışık hızına (c = 3·l010 cm/s) eşittir. c = λ·ν ν = 1 λ = ν c

60 Dalga kuramı elektromagnetik radyasyonun birçok özelliğini başa­rılı bir şekilde açıklar. Diğer özellikleri ise radyasyonun ancak tanecikli yapısı göz önüne alınarak açıklanabilmektedir.

61 IŞIĞIN FOTON MODELİ

62 1900 yılında Max Planck ışın enerjisi için kuantum kuramını ortaya attı. Planck, ışın enerjisinin sadece belirli miktarlarda absorblanabileceğini veya ya­yınlanabileceğini önererek belli miktarlardaki bu enerjilere kuantum adını verdi. E = h·ν Planck Sabiti h = 6,6262 · 10⁻34 J·s Max PLANCK

63 E artar ν artar E1 < E2 < E3 n1 < n2 < n3 λ artarλ3 ν3 = 16 cycles = 16 hertz E artar ν artar E1 < E2 < E3 n1 < n2 < n3 λ2 ν2 = 8 cycles = 8 hertz λ1 ν1 = 4 cycles = 4 hertz λ artar 1 saniye l1 > l2 > l3

64

65 l Dalgaboyu (m) 103 100 10−3 10−6 10−9 Radyo Mikrodalga X-ışınları1 kilometre 1 metre 1 milimetre 1000 nanometre 1 nanometre Radyo Mikrodalga X-ışınları Kozmik ışınlar Gamma ışınları Radar Kızılötesi Morötesi ( IR ) ( UV ) UZUN DALGA KISA DALGA Kızıl ötesi Görünür Bölge Mor ötesi ( IR ) ( UV ) 700 nanometre 600 nanometre 500 nanometre 400 nanometre

66

67 Prizmadan geçen ışık ışını kırılmaya uğrar.Kısa dalga boyuna sahip ışık ışını daha çok kırılır. Beyaz ışık, tüm dalga boylarını içeren dalgalardan oluştuğu için, prizmadan geçirildiğinde, geniş bir alana yayılan sürekli bir spektrum verir.

68 Uyarılmış örnek Dedektör Prizma Dalga boyu Beyaz ışık kaynağı Dedektör Örnek Prizma Dalga boyu

69 Hydrogen Absorption SpectrumHidrojen Soğurma spektrumu Hydrogen Emission Spectrum Hidrojen Işıma spektrumu H Alpha Line 656 nm Transition N=3 to N=2 H Alfa Çizgisi Geçiş N=3 den N=2 ye 400 nm 700 nm

70

71 H He Li Be

72 = c l 1 nd2 ni2 n HİDROJEN ATOMUNUN SPEKTRUMUNDAKİ ÇİZGİLERDEN ÜÇ SERİ

73 Niels Henrik David BOHR

74 Elektronlar, çekirdek etrafında dairesel yörüngelerde hareket ederler.BOHR ’A GÖRE ATOM Elektronlar, çekirdek etrafında dairesel yörüngelerde hareket ederler. Bir elektronun enerjisi, bulunduğu yörüngenin enerjisi kadardır. Bir elektron yüksek enerjili halden (uyarılmış hal), düşük enerjili kararlı hale (temel hal) geçerken; fazla enerjisini ışın olarak yayınlar. Dairesel hareket yapan elektronun açısal momentumu, h/2p nin tam katları kadardır.

75 ELEKTRONLAR ÇEKİRDEK ETRAFINDA DAİRESEL YÖRÜNGELERDE HAREKET EDERLER.Z

76 BİR ELEKTRONUN ENERJİSİ,BULUNDUĞU YÖRÜNGENİN ENERJİSİ KADARDIR. Z e

77 n=5 n=4 n=3 n=2 n=1 K L Çekirdekten uzaklaştıkça yörüngenin (kabuğun) enerjisi artar. M N O

78 Z HER ELEKTRON ENERJİSİNİN EN DÜŞÜK OLDUĞU HALİ TERCİH EDER.YÜKSEK ENERJİLİ BU ELEKTRON YENİDEN KARARLI OLABİLMEK İÇİN TEMEL HAL DEKİ BİR ELEKTRONA ENERJİ VERİLİRSE, ELEKTRON YENİ ENERJİSİNE UYGUN BİR YÖRÜNGEYE GEÇER. Z FAZLA ENERJİSİNİ IŞIK OLARAK YAYIMLAYARAK ESKİ DÜZEYİNE DÖNER. BU HALE UYARILMIŞ HAL DENİLİR. UYARILMIŞ HAL KARARSIZ BİR DURUMDUR. BU HALE TEMEL HAL DENİLİR. TEMEL HAL KARARLI BİR DURUMDUR..

79 Pfund serisi Brackett serisi Paschen serisi Enerji Balmer serisi Lyman= 0 J n = 6 E6 = – RH 62 6,05∙10⁻20 J E5 = – RH 52 8,72∙10⁻20 J n = 5 Pfund serisi n = 4 E4 = – RH 42 1,36∙10⁻19 J Brackett serisi E3 = – RH 32 2,42∙10⁻19 J n = 3 Paschen serisi Enerji n = 2 E2 = – RH 22 5,45∙10⁻19 J Balmer serisi E1 = – RH 12 2,179∙10⁻18 J n = 1 Lyman serisi

80 Bir yörüngenin enerjisiZ 2 2, ‾18 En Joule n2

81 DE = Edış - Eiç Elektron geçişleri için genel formül 1 1 DE =2, 2, ndış2 niç2 1 1 = 2, ndış2 niç2 1 1 = 2, joule niç2 ndış2

82 = = = = DE h·ν DE n h 1 1 2,179 .10-18 niç2 ndış2 n 6,626 .10-34 1 1joule niç2 ndış2 = n 6, joule·s 1 1 = 3,289·1015 s-1 n niç2 ndış2

83 ν=? λ=? = = = 1 1 3,289·1015 s-1 n niç2 ndış2 1 1 3,289·1015 s-1 22 32SORU Hidrojen atomunda n=3 ten n=2 ye olan elektron geçişini temsil eden çizginin frekans ve dalga boyunu bulunuz ? ν=? 1 1 = 3,289·1015 s-1 n niç2 ndış2 1 1 = 3,289·1015 s-1 22 32 = 4,568·1014 s-1 λ=? 2,998·108 m·s‾1 c 6,563·10 ¯ 7 m 656,3 nm l = = = = 4,568·1014 s‾1 n

84 BOHR’A GÖRE HİDROJEN ATOMUNDA ELEKTRON SADECE BELLİ ENERJİLERE SAHİPTİRLER

85 BOHR ve SOMMERFELD YENİ MODELLERİYLE DEBOHR MODELİYLE TEK ELEKTRONLU SİSTEMLERDEKİ ENERJİ DEĞİŞİMLERİNİ AÇIKLAYABİLMİŞTİR. BOHR MODELİYLE ÇOK ELEKTRONLU SİSTEMLERDEKİ ENERJİ DEĞİŞİMLERİNİ AÇIKLANAMAMIŞTIR. BOHR ve SOMMERFELD ÇOK ELEKTRONLU SİSTEMLERİN SPEKTRUMUNDA GÖRÜLEN İLAVE YARILMALARINI AÇIKLAYABİLMEK AMACIYLA KÜRESEL YÖRÜNGELER YERİNE ELİPTİK YÖRÜNGE KAVRAMI GETİRİLMİŞTİR. Arnold SOMMERFELD BOHR ve SOMMERFELD YENİ MODELLERİYLE DE BAŞARILI OLAMAMIŞLARDIR.

86 Johann Wolfgang DÖBEREİNERBİLGİ İÇİN Johann Wolfgang DÖBEREİNER

87 John Alexander Reina NEWLANDSBİLGİ İÇİN OKTAV KURALI John Alexander Reina NEWLANDS

88 BİLGİ İÇİN Julius Loter MEYER

89 Dmitriy İvanoviç MENDELYEEV

90 orijinal notlarını gösteren bir hatıra pulu17 Şubat 1869 tarihli Mendeleev’in orijinal notlarını gösteren bir hatıra pulu

91

92 Mendeleev çizelgesinde henüz bulunmamış elementler için boş yerler bıraktı. Sonra Mendeleev'in öngördüğü özel­liklerin çoğuna sahip oldukları belirlenen skandiyum, galyum ve ger­manyum elementlerinin bulunması periyodik sistemin doğru olduğunu gösterdi.

93 Birçok araştırıcı periyodik özelliğin, atom ağırlığından çok,‟ başka bir temel özelliğe ˮ bağlı olduğuna inandı.

94 BİLGİ İÇİN Henry MOSELEY Moseley atom numaraları 13 (alüminyum) ile 79 (altın) arasında olan 38 elementin X-ışınları spektrumlarını inceledi. Her element için o elemente karşılık gelen karakteristik spektrum çizgisini kullanan Moseley, elementin atom numarası ile çizgi frekansının kare kökü ara­sında doğrusal bir ilişki olduğunu buldu.

95 Moseley’in atom numaraları ile Rutherford’un α-tanecikleri saçılma deneylerinden hesapla­dığı çekirdek yükleri oldukça iyi bir uyum için­deydi. Buna dayanarak Moseley atom numarası­nın (Z) atom çekirdeğinde bulunan artı yüklü birimlerin sayısı olduğunu önerdi.

96 MOSELEY "Elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri atom numara­sının periyodik fonksiyonudur"

97 BÜYÜK CİSİMLER İÇİN KESİNLİKLE GEÇERLİ OLAN KLASİK MEKANİK KURAMLARI,KÜÇÜK CİSİMLERİN DAVRANIŞLARININ AÇIKLANMASINDA YETERSİZ KALMAKTADIR.

98 1911 Rutherford 1913 Bohr 1926 Schrödinger1903 Dalton 1904 Thomson 1911 Rutherford 1913 Bohr 1926 Schrödinger

99 Werner HEİSENBERG

100 Louis de BROGLİE

101 Erwin Rudolf Josef Alexander SCHRÖDİNGER

102 BİLGİ İÇİN

103 BU DİFERANSİYEL DENKLEMİN ÇÖZÜMÜNDEN HEM DALGA FONKSİYONLARI BİLGİ İÇİN BU DİFERANSİYEL DENKLEMİN ÇÖZÜMÜNDEN HEM DALGA FONKSİYONLARI HEM DE TOPLAM ENERJİ DEĞERLERİ ELDE EDİLİR.

104

105 SCHRÖDİNGER DALGA DENKLEMİNİN ÇÖZÜMÜNDEN ÜÇ KUVANTUM SAYISI ELDE EDİLİRn, ℓ, mℓ Ψ Orbital ’i tanımlar n, ℓ, mℓ

106 BAŞ (ANA) KUANTUM NUMARASIKabuk (Enerji seviyesini) tanımlar Çekirdekten bağıl uzaklığı belirler 1, 2, 3, 4, … gibi tam sayılı değerler alır TALİ (YAN) KUANTUM NUMARASI ℓ Alt Kabukları tanımlar Kabuktaki orbitallerin cinsini gösterir Her kabukta 0, 1, 2, 3, 4, …, (n-1) gibi tam sayılı değerler alır MAĞNETİK ORBİTAL KUANTUM NUMARASI mℓ Orbitallerin uzaydaki yönelmelerini tanımlar Alt kabuktaki orbitallerin sayısını gösterir Her alt kabukta (+ℓ), …, 0, … , (- ℓ) gibi tam sayılı değerler alır

107 BİR ORBİTALİN ENERJİSİNDENÖNCE ℓ SONRA SORUMLUDUR

108 n = ∞ z n Kabuk (Enerji seviyesini) tanımlarÇekirdekten bağıl uzaklığı belirler n = ∞ 6 5 4 3 z 2 1 E = 0

109 ℓ Kabuktaki orbitallerin cinsini gösterir Her kabukta 0, 1, 2, 3, 4, …,(n-1) gibi tam sayılı değerler alır orbitalin ismi s, p, d, f, g, h, …

110 ℓ n BİR KABUKTA SAYISI KADAR BULUNUR CİNSTE ORBİTAL n 1 1 S ÇEŞİT ORBİTAL n 2 2 S P ÇEŞİT ORBİTAL , d n 3 3 S P ÇEŞİT ORBİTAL , , d n 4 4 S P f ÇEŞİT ORBİTAL , , ,

111 mℓ sayısı 1 2ℓ Alt kabuktaki orbitallerin sayısını gösterir Her alt kabukta (+ ℓ), …, 0, … , (- ℓ) gibi tam sayılı değerler alır ℓ mℓ 1 tane s orbitali ℓ 1 mℓ +1, 0, -1 3 tane p orbitali ℓ 2 mℓ +2, +1, 0, -1, -2 5 tane d orbitali ℓ 3 mℓ +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 7 tane f orbitali

112 n2 ORBİTAL BİR KABUKTA SAYISI KADAR BULUNUR n 1 1 1 TANE ORBİTAL S n 2 4 2 2 TANE ORBİTAL S P , n 3 9 3 3 3 TANE ORBİTAL d S P , , n 4 16 4 4 4 4 TANE ORBİTAL d S P , , , f

113 n 1 1. ENERJİ SEVİYESİNDE ℓ 1 ÇEŞİT ORBİTAL 1 S mℓ 1 TANE ORBİTAL VARDIR

114 n 2 2. ENERJİ SEVİYESİNDE ℓ 1 2 ÇEŞİT ORBİTAL , 2 2 S P +1 -1 mℓ mℓ , , 1 TANE 3 TANE TOPLAM 4 TANE ORBİTAL VARDIR

115 ℓ = 0 mℓ = 0

116 PİETER ZEEMAN

117 ℓ = 1 mℓ = +1, 0, -1 Düğüm düzlemi z y x 2px 2pz 2py

118 ℓ = 2 mℓ = +2, +1, 0, -1, -2 dx2y2 dz2 dxy dyz dxz

119 4f5z3-3zr2 4f5xz2-xr2 4f5yz2-yr2 4fxyz 4fzx2-zy2 4fy3-3yx2 4fx3-3xy2ℓ = 3 mℓ = +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 4f5z3-3zr2 4f5xz2-xr2 4f5yz2-yr2 4fxyz 4fzx2-zy2 4fy3-3yx2 4fx3-3xy2

120 ℓ = 4 mℓ = +4, +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, -4

121 s (ℓ=0) p (ℓ=1) d (ℓ=2) f (ℓ=3)n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 . . . n=6 n=7

122 Paul Adrien Maurice DİRACMAX BORN – PAUL DİRAC 1882 – Paul Adrien Maurice DİRAC

123 Yarık N Ag atomları Fırın S Dedektör

124

125 MODERN PERİYODİK CETVEL DÖRT KUANTUM NUMARASINA GÖRE DÜZENLENMİŞTİR

126

127 s Blok d Blok p Blok 1 2 3 4 5 6 7 8 11 12 9 10 13 14 15 16 17 18 IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIII B IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA 1. peryot s1 s2 p1 p p2 p3 p4 p5 s2 p6 2. peryot 3. peryot 4. peryot d1 d2 57 71 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 5. peryot 6. peryot 89 103 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 7. peryot f Blok Lantanitler f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 Aktinitler

128 No Atom # SEMBOL Katı Metaller Ametaller İsim Atom ağırlığı Sıvı Lantanitler Post geçiş metalleri Gaz Toprak alkali metaller Ametaller Asal gazlar Alkali metaller Geçiş Metalleri Bilinmeyen Aktinitler Kararlı olmayan elementler için, parantez içinde en uzun ömürlü izotopunun kütle numarası verilmiştir.

129

130 Bohr – Heisenberg - PauliWolfgang PAULİ Bohr – Heisenberg - Pauli

131 PAULİ’NİN DIŞARILAMA İLKESİELEKTRONLAR EN DÜŞÜK ENERJİLİ ORBİTALE YERLEŞTİRİLİR. BİR ORBİTAL EN FAZLA ZIT SPİNLİ İKİ ELEKTRON ALABİLİR.

132 PAULİ’NİN DIŞARILAMA İLKESİ BİR ATOMDADÖRT KUVANTUM SAYISIDA AYNI OLAN (n, ℓ, mℓ ve ms) BİRDEN FAZLA ELEKTRON BULUNAMAZ

133 BİR ELEKTRONLU SİSTEMLERDEKABUK 3 n = 3 3 3 d s p ENERJİ 2 n = 2 2 s p 1 n = 1 s ℓ ℓ 1 ℓ 2 = = = ALT KABUK

134 4 p 4 3 d n = 4 s 3 3 p n = 3 s ENERJİ 2 n 2 = p 2 s 1 ÇOK ELEKTRONLU SİSTEMLERDE n = 1 s ℓ ℓ 1 ℓ 2 = = =

135 AUFBAU SIRASI Orbitallerin enerjileri n+ℓ değerinin artmasıyla yükselir. 1s - 2s - 2p - 3s - 3p - 3d - 4s - 4p - 4d - 4f - 5s - 5p n+ℓ = n+ℓ, değerlerinin aynı olması halinde n sayısı büyük olan orbitalin enerjisi yüksektir. Bu iki kural kullanılarak orbitallerin enerji sıralaması aşağıdaki şekilde yapılır 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f

136

137 ? 1H 1s1 2He 1s2 3Li 1s2 2s1 4Be 1s2 2s2 5B 1s2 2s2 2p1 6C 1s2 2s2 2p2

138 ELEKTRONLARIN EŞLEŞMİŞ OLUP - OLMAMASI, MADDENİN MAGNETİK ALAN İÇİNDEKİ DAVRANIŞI İLE BELİRLENEBİLMEKTEDİR. Bir atomda, iyonda veya molekülde bulunan eşleşmemiş elektron­ların sayısı magnetik ölçümlerle bulunabilir.

139 Diyamagnetik Atom

140 Paramagnetik Atom

141 EŞLEŞMEMİŞ ELEKTRONLAR İÇEREN MADDELER PARAMAGNETİK MADDELERDİR.Paramagnetik maddeler magnetik bir alan tarafından çekilirler. BİR MADDENİN BÜTÜN ELEKTRONLARI EŞLEŞMİŞSE O DİAMAGNETİK MADDEDİR. Diamagnetik maddeler magnetik bir alan tarafından zayıf bir kuvvetle itilirler.

142 MİLLİKAN - HUND Friedrich HUND

143 MAKSİMUM SPİN KATLILIĞI KURALIHUND’UN MAKSİMUM SPİN KATLILIĞI KURALI ELEKTRONLAR BİR ALTKABUKTAKİ EŞENERJİLİ ORBİTALLERE PARALEL SPİNLİ TEK ELEKTRONLARIN SAYISI EN BÜYÜK OLACAK ŞEKİLDE DAĞILIR.

144 S ms Pauli Görmesin ! + 1 + 1 + 1 6C 1s2 2s2 2p2

145 p ORBİTALLERİNE ELEKTRON YERLEŞİMİ

146 DEĞİŞİK GÖSTERİMLER 2He 1s2 3Li [He] 2s1 3Li 1s2 2s1 6C [He] 2s2 2p26C 1s2 2s2 2p2 6C 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz 6C [He] 2s2 2px1 2py1 2pz

147 2s 2p 1s 3Li 1s2 2s1 4Be 1s2 2s2 5B 1s2 2s2 2p1 6C 1s2 2s2 2p2 7N 1s2 2s2 2p3 8O 1s2 2s2 2p4 9F 1s2 2s2 2p5 10Ne 1s2 2s2 2p6

148 1H 1s1 2He 1s2 3Li [He] 2s1 9F [He] 2s2 2p5 10Ne [He] 2s2 2p6 11Na1. GRUP 17. GRUP 18. GRUP 1H 1s1 2He 1s2 3Li [He] 2s1 9F [He] 2s2 2p5 10Ne [He] 2s2 2p6 11Na [Ne] 3s1 17Cl [Ne] 3s2 3p5 18Ar [Ne] 3s2 3p6 19K [Ar] 4s1 35Br [Ar] 4s2 4p5 36Kr [Ar] 3d10 4s2 4p6 37Rb [Kr] 5s1 53I [Kr] 5s2 5p5 54Xe [Kr] 4d10 5s2 5p6 55Cs [Xe] 6s1 85At [Xe] 6s2 6p5 86Rn [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6 87Fr [Rn] 7s1

149 AUFBAU İLKESİNDEN SAPMALAR24Cr [Ar] 3d4 4s2 29Cu [Ar] 3d9 4s2 42Mo [Kr] 4d4 5s2 46Pd [Kr] 4d8 5s2 47Ag [Kr] 4d9 5s2 79Au [Xe] 4f14 5d9 6s2 24Cr [Ar] 3d5 4s1 29Cu [Ar] 3d10 4s1 42Mo [Kr] 4d5 5s1 46Pd [Kr] 4d10 5s0 47Ag [Kr] 4d10 5s1 79Au [Xe] 4f14 5d10 6s1 ATOM NUMARASI YÜKSEK OLAN ELEMENTLERDE, AUFBAU İLKESİNDEN BAŞKA SAPMALAR DA GÖRÜLMEKTEDİR

150 AUFBAU İLKESİ, İYONLARIN ELEKTRON DİZİLİŞİ İÇİN GEÇERLİ DEĞİLDİRİYONLAŞMADA ELEKTRON KOPARMA SIRASINI, ATOMUN BAŞLANGIÇ HALİNDEKİ KARARLILIĞI VE ELEKTRON KAYBETTİKTEN SONRA OLUŞAN İYONUN KARARLILIĞI BELİRLER

151 ATOMDAN KOPARILAN İLK ELEKTRON,BAŞ KUVANTUM SAYISI (n) EN YÜKSEK OLAN ORBİTALDEKİ ELEKTRONDUR. 29Cu [Ar] 3d10 4s1 29Cu+ [Ar] 3d10 30Zn [Ar] 3d10 4s2 30Zn2+ [Ar] 3d10 BAŞ KUVANTUM SAYISININ (n) AYNI OLMASI HALİNDE AÇISAL MOMENTUM KUVANTUM SAYISININ (ℓ) EN YÜKSEK OLDUĞU ORBİTALDEN ELEKTRON KOPARILIR. 32Ge [Ar] 3d10 4s2 4p Ge+ [Ar] 3d10 4s2 4p1

152 13Al 1s2 2s p s p1 13Al+ 1s2 2s p s p0 + 13Al+2 1s2 2s p s p0 +2 13Al+3 1s2 2s p s p0 +3

153 Metaller Ametaller Metaloidler

154 METALLER Elektriği ve ısıyı iyi iletirler Karakteristik bir parlaklıkları vardır Dövüldüklerinde değişik şekiller alırlar Çekildiklerinde ince tel haline gelirler AMETALLER Isı ve elektriği iyi iletmezler Parlak değildirler Katı halde iken kırılgan özellik gösterirler

155 Alkali Metaller Metaloidler Soygazlar Lantanitler Toprak Alkali Metaller Ametaller İç Geçiş Metalleri Geçiş Metalleri Halojenler Aktinitler

156

157 ASAL GAZLAR

158 Periyodik çizelgede her periyodun so­nunda 8A(O) grubunda bulunurlar.Tek atomlu (mo­noatomik) halde bulunurlar Laboratuvar şartlarında gaz halindedirler Çok kararlı bir elektronik yapıya sahiptirler s2 veya ns2 np6 Kimyasal etkinlik göstermezler Diamagnetik özelliğe sahiptirler

159 BAŞ GRUP ELEMENTLERİ

160 Periyodik çizelgenin A ­gruplarında bulunurlarMetal veya ametal olabilirler Çok değişik kimyasal davranış ve fiziksel özellik gösterirler Bazıları diyamagnetik bazıları ise paramag­netiktir Bu elementlerden oluşan bileşikler genellikle di­yamagnetik ve renksizdir Her atom için değerlik elek­tronu sayısı grup numarasına eşittir Bu elementlerde, en son elektron dış kabuğa ilave edilir Bu elementlerin kimyası bu değerlik elektronlarına bağlıdır

161 GEÇİŞ ELEMENTLERİ

162 Periyodik çizelgede B-gurupla­rında bulunurlarİç-yapı özelliği gösterirler Aufbau yöntemine göre ilave edilen "farklılaştırıcı elektron" içte bulunan bir d-or­bitaline girer Kimyasal tepkimelerde en dışta bulunan iki ka­buktaki elektronlar kullanılır Hepsi metaldir Çoğu paramagnetiktir Paramagnetik bileşikler oluştu­rurlar.

163 İÇ GEÇİŞ ELEMENTLERİ

164 Periyodik çizelgenin alt kıs­mında bulunurlarEsas yerleri 6. ve 7. periyotlarda III-B grubundaki elementlerden sonradır İç ge­çiş elementlerinde "farklılaştırıcı elektron" bir f elektronudur Bu elektron en dış kabuktan iki kabuk içeride bulunan kabuğa eklenir. Kimyasal davranışında, en dış üç kabukta bulunan elektronlar rol oynayabilir Hepsi metaldir. Hepsi paramagnetiktir. Bu ele­mentlerin bileşikleri de renkli ve paramagnetiktir Lantandan sonra gelen 14 elementlik 6. periyot serisine lantanitler, ak­tinyumu izleyen 7. periyot serisi ise aktinitler adı verilir.

165 DEĞİŞKEN DEĞERLİK +1 +2 +3 ±4 ˗3 ˗2 ˗1