ATOMLARIN ELEKTRON DİZİLİŞLERİ

Aufbau İlkesi :

Elektronlar orbitallere yerleşirken öncelikle enerjisi en düşük yani çekirdeğe en yakın orbitalleri doldururlar. Bu nedenle elektronlar 1s'den başlayarak enerjisi düzgün bir şekilde artacak şekilde sıralanırlar.

Pauli İlkesi :

Bir atomdaki herhangi iki elektronun tüm kuantum sayıları (n, l, ml , ms) aynı olamaz. Bir orbitalde zıt spinli (elektronun dönme hareketi) en fazla iki elektron bulunabilir. Pauli ilkesine göre s, p, d, f orbitallerinde,

s orbitali: En fazla 2 elektron p orbitali: En fazla 6 elektron

d orbitali: En fazla 10 elektron f orbitali: En fazla 14 elektron

Hund Kural:

Elektronlar eş enerjili orbitallere yerleşirken öncelikle her bir orbitale bir elektron yerleştirilir. Daha sonra ikinci elektronlar orbitallere ters spinli olacak şekilde yerleştirilir. Atomların elektron dizilimleri yazılırken orbital sembollerinin önüne, orbitalin bulunduğu temel enerji düzeyinin numarası (baş kuantum sayısı) yazılır. Orbital sembolünün sağ üstüne üst indis olarak içerdiği elektron sayısı yazılır. Atomların elektron dizilimleri yazılırken orbital sembollerinin önüne, orbitalin bulunduğu temel enerji düzeyinin numarası (baş kuantum sayısı) yazılır. Orbital sembolünün sağ üstüne üst indis olarak içerdiği elektron sayısı yazılır. Orbitallerin enerji sıralamaları, alabildikleri en fazla elektron sayıları ve bu elektronların orbitallere yerleşim sıralaması; 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s² 4d¹⁰5p⁶ ... şeklindedir.

Bazı atomların elektron dağılımları ve orbital şemaları şu şekildedir. Atomların elektron dağılımları soy gazlardan faydalanılarak daha kısa şekilde gösterilebilir. Bunun için elementlerin elektron diziliminde en büyük atom numarasına sahip hangi soy gaz bulunuyorsa, o soy gazın sembolü yazılır ve devamında kalan elektronlar orbitallere yerleştirilir.

İyonların Elektron Dizilimi:

İyonların elektron dizilimi, atomun aldığı ya da verdiği elektron sayıları göz önünde bulundurularak düzenlenir. Atomlar elektron aldıklarında, elektronlar boş veya yarı dolu orbitallere enerjisi en düşük orbitalden başlayarak yerleşirler.

Atomlar elektron verdiklerinde elektron öncelikle en büyük temel enerji seviyesinden kopar.

Uyarılmış Hâl ve Temel Hâl:

Elektronların en düşük enerjili kararlı haline temel hâl denir. Temel haldeki bir atoma dışarıdan enerji verildiğinde elektronlarından en az bir tanesinin daha yüksek enerji seviyesindeki bir orbitale ya da aynı yörüngede daha yüksek enerjili bir orbitale gitmesi durumuna uyarılmış atom adı verilir.

Uyarılmış atomların;

• Kimyasal özellikleri aynıdır → Fiziksel özellikleri farklıdır → Kararsızdırlar → Periyodik cetveldeki yeri, grubu, bloğu değişmez.
• Uyarılmış halde bulunan atomdan daha az enerjiyle elektron koparılabilir → Değerlik elektron sayısı, değerlik orbital türü değişmez.
• Uyarılmış halden temel hal düzenine dönüş ekzotermiktir. Yani uyarılmış atomlar temel hale geçerken enerji yayarlar.
• Uyarılmış bir atomun hacim ve aktifliği değişir.

KÜRESEL SİMETRİ:

Bir atomun elektron dizilimindeki en son orbital türünün tam dolu veya yarı dolu olması, atoma küresel simetri özelliği kazandırır. Küresel simetri gösteren atomlarda elektronlar çekirdek tarafından simetrik çekilirler. Bu durum atoma kararlılık sağlar ve elektronu koparmak daha fazla enerji gerektirir. Elektron dizilimleri s¹, s², p³ , p⁶ , d⁵ , d¹⁰ , f⁷ ve f¹⁴ ile sonlanan atomlar küresel simetri özelliği gösterir. Bazı geçiş metali atomları küresel simetriye sahip olmak yani daha kararlı olmak için, elektron dizilimini ns² (n – 1)d⁴ ile bitenler ns1 (n – 1)d⁵ şekline ns² (n – 1)d⁹ ile bitenler ns1 (n – 1)d¹⁰ şekline dönüştürür. Örneğin Cr ve Cu atomlarında bu olay gerçekleşir. Bazı atomların elektron dizilimleri beklenenden farklı olarak daha kararlı yapıdaki küresel simetrik haldedir. Elektron dizilimi d⁴ ya da d⁹ ile sona ermesi gereken atomlar daha kararlı olabilmek için küresel simetrik hale gelirler. Bu nedenle elektron dizilimleri s²d⁴ şeklinde olanlar s¹d⁵ ve s²d⁹ şeklinde olanlar s¹d¹⁰ şeklinde elektron dizilimine sahip olur. Küresel simetrik dağılım, çekirdek (protonlar) ile değerlik elektronları arasındaki çekim kuvvetinin güçlü olmasına, atomun enerjisinin azalmasına, atomun daha kararlı olmasına yol açar.

PERİYODİK SİSTEM VE PERİYODİK ÖZELLİKLERİN DEĞİŞİMİ

Periyodik sistem, elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin bir fonksiyonu olarak ortaya çıkmıştır. Elementler atom numaralarına göreà sıralandığında elementlerin belli aralıklarla (periyodik olarak) bazı kimyasal özelliklerinin tekrarlandığı görülmüştür. Bu nedenle benzer özellikleri gösteren elementler alt alta yazılmıştır. Böylece yatay sıralar ve düşey sütunlardan oluşan periyodik sistem elde edilmiştir. Periyodik sistemdeki yatay sıralara periyot denir. Toplam 7 tane periyot vardır. Aynı periyottaki elementlerin baş kuantum sayıları aynıdır.
1. periyotta; 2 element vardır.
2. ve 3. periyotta; 8 element vardır.
4. ve 5. periyotta; 18 element vardır. (10'ar tane B grubu elementleri)
6. ve 7. periyotta; 32 element vardır. (14'er element çizelgenin altında iki sıra halinde bulunur. Lantanitler ve Aktinitler adını alır.)
Periyodik sistemdeki düşey sütunlara grup adı verilir. Aynı gruptaki element atomlarının (He hariç) elektron katmanlarındaki elektron dizilimleri benzer olduğundan aynı gruptaki elementler benzer kimyasal özellikler gösterirler.
Gruplar A ve B olarak ya da 1 - 18 arası rakamlar verilerek düzenlenmiştir. 18 adet düşey sütun vardır. Bunlardan 8 tanesi A grubu, 10 tanesi B grubu sütunudur.
A grubu elementlerine ana (baş) grup elementleri adı verilir. B grubu elementleri ise yan grup elementleri olarak adlandırılır.
Bazı gruplara ise elementlerin kimyasal özellikleri dikkate alınarak özel isimler verilmiştir.

Gruplar içerdikleri elementlerin elektron dağılımlarındaki en son orbitalinin türüne göre s, p, d, f bloklarına ayrılır. 1A ve 2A grupları s bloğunu; 3A, 4A, 5A, 6A, 7A ve 8A grupları p bloğunu oluşturur. s ve p blok elementleri ana grup elementleridir.

B grupları d ve f bloğunu oluşturur. d bloğu elementleri geçiş metali olarak adlandırılır. f bloğu elementleri lantanitler ve aktinitler den oluşur.