Çok Elektronlu Atomlar

Çok Elektronlu Atomlar
Anahatlar:
Spin
 Pauli Dışarlama İlkesi
 Aufbau (Katyapı) İlkesi
 Hund Kuralı
 Elektron dizilişleri

Spin
Stern-Gerlach deneyi
Stern-Gerlach deneyi, bir kuantum sayısına daha ihtiyaç olduğunu göstermiştir.
Elektronların doğasında açısal momentum mevcuttur.
Spin Kuantum Sayısı ms : ±1/2
Tek elektron manyetik alana konulduğunda iki farklı şekilde yönelirler.
Dış manyetik alana paralel ise
zıt
ise
ms = + ½
ms =
-½
Pauli Dışarlama İlkesi
(Pauli Exclusion Principle)
Bir atomda, aynı dört kuantum sayısına sahip
birden fazla elektron bulunamaz.
Bir orbitalde en çok iki elektron bulunabilir.
Bu elektronların spinleri birbirine zıttır.
1s
n
l
ml
1
0
0
+1/2
1
0
0
- 1/2
ms
Aufbau (katyapı) İlkesi



Çok elektronlu atomlarda, Schrodinger Eşitliğinin tam bir
çözümü mümkün değildir.
Elektronlar, hidrojen-benzeri orbitallere en düşük enerjili
orbitallerden başlayarak yerleşir ve çok elektronlu atomları
oluştururlar.
Orbitallerin enerji sırası amprik Madelung Kuralları ile
belirlenir.
1. n + l değeri arttıkça, orbitallerin enerjileri artar.
2. n + l değeri aynı ise, n sayısı küçük olan orbitalin enerjisi düşüktür.
n+l
1s < 2s < 2p < 3s <3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p
1
2
3 3 4
4 5 5
5 6
6
6 7 7 7
V : Valence (değerlik elektronları)
Aufbau İlkesi (devam)

Örnek: Hidrojen (Z = 1)
V:1
1s1
1s
Paramanyetik : manyetik alanda çekilir

Örnek: Helyum (Z = 2)
1s2
V:2
1s
Diyamanyetik : manyetik alanda itilir
Aufbau İlkesi (devam)

Lityum (Z = 3)
V:1
1s22s1
1s

Berilyum (Z = 4)
2s
2p
V:2
1s22s2
1s

2s
2p
Bor (Z = 5)
1s22s22p1
V:3
1s
2s
2p
Aufbau İlkesi (devam)

Karbon (Z = 6)
1s22s22p2
V:4
1s
2s
2p
Hund Kuralı: Altkabukdaki eşenerjili orbitallere, elektronlar
maksimum paralel spin verecek şekilde yerleşir

Azot (Z = 7)
1s22s22p3
V:5
1s
2s
2p
Yarıdolu
Aufbau İlkesi (devam)

Oksijen (Z = 8)
1s22s22p4
V:6
1s

Flor (Z = 9)
2s
2p
V:7
1s22s22p5
1s

2s
2p
Neon (Z = 10)
1s22s22p6
V:8
1s
2s
2p
Tam dolu
Aufbau İlkesi (devam)

Sodyum (Z = 11)
1s22s22p63s1
Ne
[Ne]3s1
3s

Argon (Z = 18)
[Ne] 3s23p6
Ne
3s
3p
Aufbau İlkesi (devam)
• Dördüncü periyotta, önce
4s sonra 3d orbitali dolar.
• 3d çekirdeğe daha yakındır
• Fakat, 4s daha girgindir
bu nedenle,
enerjisi daha düşüktür
Aufbau İlkesi (devam)
• Z=19 ve Z= 20:
Z= 19, Potasyum: 1s22s22p63s23p64s1 = [Ar]4s1
Z= 20, Kalsiyum: 1s22s22p63s23p64s2 = [Ar]4s2
• Z=21 - Z=30 arası d orbitalleri dolar:
V:3
Z= 21, Skandiyum: 1s22s22p63s23p64s23d1 = [Ar] 4s23d1
V:6
Z = 24, Krom: [Ar] 4s13d5
V:2
Z= 30, Çinko: 1s22s22p63s23p64s23d10 = [Ar] 4s23d10
İstisna Yarı dolu kararlılığı
ÖRNEK: Mo ( Z : 42) ve Cu ( Z : 29) metallerinin
elektron dizilişini yazınız. Nedenini açıklayınız.
Manyetizmaları nedir?
V:6
Z = 42, Molibden: [Kr] 5s14d5
V:1
Z = 29, Bakır : [Ar] 4s13d10
Yarı dolu kararlılığı
Tam dolu kararlılığı
Her ikisi de paramanyetik, eşleşmemiş elektrona sahipler
The relation between orbital filling and the periodic table
• modern periyodik çizelge.
• Lantanyum ([Xe]6s25d1) dan sonra, 4f ler dolmaya başlar.
• Aktinyum ([Rn]7s26d1) dan sonra, 5f ler dolmaya başlar.
• Grup numaralar, toplam değerlik elektron sayısını verir.
Anyon Elektron Dizilişi
N
7 electrons
1s2 2s2 2p3
N2–
9 electrons
1s2 2s2 2p5
Se ( Z: 34 ) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
Se2–
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
Anyonlarda, elektronların yerleşmesi
nötral atomlarla benzer.
Katyon Elektron Dizilişi
Co 27 e–
Co2+ 25 e–
Co3+ 24 e–
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
3d7
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
3d6
• Elektronlar en büyük n değerine
sahip orbitalden ayrılır.
• Elektronlar en büyük n ve en büyük l
değerine sahip orbitallerden ayrılır.
ÖRNEK: Aşağıdakilerin elektron dizilişi nasıldır?
Fe3+
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
O2-
1s2 2s2 2p6
Cu+
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Sn
[Kr] 5s2 4d10 5p2
Sn2+
[Kr] 5s2 4d10
Sn4+
[Kr]
4p10
3d5
3d10