PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ

**Bu bölümde element ve iyonlara ait elektron dizilimi verilir. Aufbau Kuralı, Hund Kuralı ve Pauli ilkesi öğrenilir. Küresel simetri kavramına değinilir. Değerlik elektronları ile elementlerin periyodik sistemde grup ve periyot numaraları belirlenir.

ELEKTRON DİZİLİMLERİ

5. enerji düzeyine kadar her enerji düzeyindeki maksimum elektron sayısı 2n formülü ile bulunur.

  • Birinci enerji düzeyi: en fazla 2,
  • İkinci enerji düzeyi: en fazla 8,
  • Üçüncü enerji düzeyi: en fazla 18,
  • Dördüncü enerji düzeyi: en fazla 32 elektron alabilir.

Hund Kuralı

  • Elektronlar eş enerjili orbitallere doldurulurken önce boş orbitallere aynı spinli olacak şekilde birer birer yerleştirilir.
  • Daha sonra elektron sayısı zıt spinli olacak şekilde ikiye tamamlanır.

N atomunun elektron dizilimi;

7N: 1s22s22p3 şeklindedir.

Elektronların orbitallere yerleşimi:

Oksijen atomunun elektron dizilimi:

8O: 1s22s22p4  şeklindedir.

Elektronların orbitallere yerleşimi:

Pauli İlkesi

  • Bir elektronun tüm kuantum sayıları aynı olamaz.
  • Başka bir ifadeyle n, ℓ, mℓ değerleri aynı olsa bile ms değeri farklı olmalıdır.
  • Elektronlar aynı orbitallere zıt spinli olacak şekilde yerleşir.

He elementinin elektron dizilimi:

2He: 1s2 şeklindedir.

2 elektron s orbitaline zıt spinli olarak yerleşir.

Aufbau Kuralı

Elektronlar, temel hâlde en düşük enerjiye sahip orbitalden başlayarak sıra ile en yüksek enerjili orbitale doğru doldurulur.

Orbitallerin enerji sıralaması 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p şeklindedir.

Örneğin Cl atomunun elektron dizilimi:

Cu ve Cr Elementlerinin Elektron Dizilimi

Cu ve Cr elementleri istisna oluşturur ve aufbau kuralına uymaz.

24Cr: 1s22s22p63s23p64s23d4  şeklinde değil,

24Cr: 1s22s22p63s23p64s13d5  şeklindedir.

Bu dizilimde küresel simetri söz konusudur. Küresel simetri elementin elektron diziliminde son orbitallerin tam dolu ya da yarı dolu olması durumudur. Cr elementinde 4s ve 3d orbitalleri yarı doludur. Yarı dolu orbitaller aşağıda gösterilmiştir.

29Cu: 1s22s22p63s23p64s23d9  şeklinde değil,

29Cu: 1s22s22p63s23p64s13d10  şeklindedir.

Cu elementinin elektron diziliminde son orbitallerden 4s yarı dolu, 3d ise tam doludur. Bu şekilde Cu küresel simetri özelliği gösterir. Elektronların 4s ve 3d orbitallerine yerleşimi aşağıdaki gibidir.

Küresel Simetri

Değerlik orbitallerinin tam ya da yarı dolu olmasıdır. Küresel simetri atoma artı bir kararlılık sağlar.

Elektron dizilimi s1s2.p3,p6,d5,d10,f7,f14  ile biten elementler küresel simetri özelliği gösterir.

İyonların Elektron Dizilimleri

  • Elektron alış verişi sırasında atomlar en yüksek enerjili orbitalini kullanır.
  • Bir atom, elektron verirken önce enerjisi en yüksek orbitaldeki elektronunu verir.
  • Elektron alırken de yine önce enerjisi en yüksek orbitale elektron alır.
  • 4. periyot geçiş metalleri ise elektron alış verişi sırasında önce 4s orbitalini kullanır.

19K atomu 1 elektron verdiğinde;

19K: 1s22s22p63s23p64s1    nötr atomun elektron dizilimi.

19K: 1s22s22p63s23p6          +1 yüklü iyonun elektron dizilimi. K atomu 4s orbitalindeki 1 elektronu vererek elektron dizilimi 3p6 ile biten iyon oluşturur.

16S atomu 2 elektron aldığında;

16S: 1s22s22p63s23p4    nötr atomun elektron dizilimi.

16S: 1s22s22p63s23p6    -2 yüklü iyonun elektron dizilimi. S atomu 3p orbitaline iki elektron alarak elektron dizilimi 3p6 ile biten iyon oluşturur.

22Ti atomu 1 elektron verdiğinde;

22Ti: 1s22s22p63s23p64s23d2    nötr atomun elektron dizilimi.

22Ti: 1s22s22p63s23p64s13d2    +1 yüklü iyonun elektron dizilimi. Ti atomu en dış katmandaki 4s orbitalinden 1 elektron vererek elektron dizilimi 4s13d2 ile biten iyon oluşturur.

Değerlik Elektronları ve Grup-Periyot Bulma

Atomun en yüksek enerji düzeyindeki orbitallerine değerlik orbitalleri,değerlik orbitallerindeki elektronlara değerlik elektronları denir. Değerlik elektronları, tepkimeye katılan, bağ oluşumu sırasında kullanılan elektronlardır..

Elektron diziliminde değerlik elektronları sayısı grup numarasını, en büyük baş kuantum sayısı ise periyot numarasını verir.

4Li ve 8O elementlerinin grup ve periyot numaraları:

B Grubu Elementlerinde Grup ve Periyot Bulma

Geçiş metallerinde elementin grup numarası belirlenirken s ve d orbitallerindeki elektronlar dikkate alınır.

PERİYODİK SİSTEMDE GRUPLAR VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ

A Grubu Elementlerinin Değerlik Orbitalleri

1A: ns1

2A: ns2

3A: ns2np1

4A: ns2np2

5A: ns2np3

6A: ns2np4

7A: ns2np5

8A: ns2np6     He: 1s2

4. Periyot B Grubu Elementlerinin Değerlik Orbitalleri

3B: 4s23d1

4B: 4s23d2

5B: 4s23d3

6B: 4s13d5

7B: 4s23d5

8B: 4s23d6

8B: 4s23d7

8B: 4s23d8

1B: 4s13d10

2B: 4s23d10