Atom Orbitalleri ve Elektron Dizilimi: Aufbau, Pauli, Hund ve Küresel Simetri
Modern atom teorisinde s, p, d, f alt kabuklarındaki orbital sayılarını, maksimum elektron kapasitelerini ve bağıl enerji sırasını açıklar. · Aufbau kuralı, Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralını uygulayarak atom ve iyonların temel hâl elektron dizilimlerini yazar. · Tam dolu ve yarı dolu orbital sayılarını belirler; küresel simetri ve izoelektronik tanecik kavramlarını çözümler.
- Orbital bağıl enerji artış sırası (Aufbau): 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p (4s orbitalinin enerjisi 3d'den düşüktür!).
- Pauli ilkesine göre bir orbitale en fazla zıt spinli 2 elektron (↑↓) yerleşir; Hund kuralına göre eş enerjili orbitallere elektronlar önce tek tek aynı spinli yerleşir.
- Küresel simetri kararlılığı nedeniyle 24Cr atomu ...4s1 3d5, 29Cu atomu ise ...4s1 3d10 temel hâl dizilimine sahiptir.
Elektron dizilimi kurallarını ve kavramlarını açıklamalarıyla eşleştiriniz.
Orbitaller ve elektron dizilimiyle ilgili ifadelerden doğru olanlara D, yanlış olanlara Y yazınız.
| D | Y | |
| Orbital türü ne olursa olsun (s, p, d, f) tek bir orbital en fazla 2 elektron alabilir. | ✓ | |
| 2. temel enerji düzeyinde (n = 2) 2s, 2p ve 2d orbitalleri bulunur. | ✓ | |
| Çok elektronlu atomlarda 4s orbitalinin bağıl enerjisi 3d orbitalinden daha düşüktür. | ✓ | |
| 24Cr atomunun ...4s1 3d5 dizilimi dışarıdan enerji alınmış uyarılmış hâldir. | ✓ |
Görseldeki temel hâl elektron dizilimine göre Kükürt (16S) atomuyla ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
- ATemel hâl dizilimi 3s2 3p4 ile sonlanır
- BToplam 7 tane tam dolu orbitali vardır
- CToplam 2 tane yarı dolu orbitali vardır
- D3d alt kabuğunda 4 elektronu bulunur
Temel hâldeki Fosfor (15P) atomunun elektron dizilimini yazarak tam dolu ve yarı dolu orbital sayılarını bulunuz.
Temel hâldeki atomların elektron dizilimi son terimini, tam dolu ve yarı dolu orbital sayılarını tabloda tamamlayınız.
| Element Atomu | Temel Hâl Dizilimi | Tam ve Yarı Dolu Orbital Sayısı |
|---|---|---|
| Karbon (6C) | 1s2 2s2 2p2 | 2 tam dolu, 2 yarı dolu |
| Azot (7N) | 1s2 2s2 2p3 | 2 tam dolu, 3 yarı dolu |
| Oksijen (8O) | 1s2 2s2 2p4 | 3 tam dolu, 2 yarı dolu |
| Kalsiyum (20Ca) | ... 3s2 3p6 4s2 | 10 tam dolu, 0 yarı dolu |
Krom (24Cr) atomunun temel hâl diziliminin neden 4s2 3d4 değil de 4s1 3d5 şeklinde bittiğini açıklayınız.
Görseldeki Aufbau kuralına göre elektronların alt kabuklara yerleşim sırasını düşük enerjiden yüksek enerjiye diziniz.
- 22. enerji düzeyindeki 2s ve 2p orbitallerinin sırasıyla dolması (2s2 2p6)
- 4Önce 4s orbitalinin dolması (4s2), ardından 3d alt kabuğuna elektron geçmesi (3d10)
- 33. enerji düzeyindeki 3s ve 3p orbitallerinin sırasıyla dolması (3s2 3p6)
- 11. enerji düzeyindeki 1s orbitalinin 2 elektronla tam dolması (1s2)
Cümlelerdeki boşlukları uygun kimya kavramlarıyla tamamlayınız.
- Elektronların çekirdek etrafında bulunma olasılığının yüksek olduğu bölgelere orbital denir.
- d alt kabuğu eş enerjili 5 orbitalden oluşur ve en fazla 10 elektron alır.
- Atomun son alt kabuğunun yarı dolu veya tam dolu olmasıyla kazandığı kararlılığa küresel simetri denir.
İpuçlarına karşılık gelen kavramları yazarak anahtar kelimeyi bulunuz.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: ATOM
Görseldeki özel küresel simetri kuralına göre Bakır (29Cu) atomunun temel hâl elektron dizilimi hangi orbital ile sonlanır?
- A4s2 3d9
- B4s1 3d10
- C4s2 4p5
- D3p6 3d10
Atom ve iyon taneciklerini temel hâl elektron dizilimleri veya orbital özellikleriyle eşleştiriniz.
İyon dizilimleri ve orbital şemalarıyla ilgili ifadelerden doğru olanlara D, yanlış olanlara Y yazınız.
| D | Y | |
| 11Na+,9F- ve 10Ne tanecikleri 10 elektronlu olup birbirleriyle izoelektroniktir. | ✓ | |
| Atom numarası 20'den büyük katyonlarda elektron önce 3d'den değil 4s'den koparılır. | ✓ | |
| Hund kuralına göre 2p3 alt kabuğunda 1 tam dolu ve 1 yarı dolu orbital bulunur. | ✓ | |
| n = 3 temel enerji düzeyinde (3s, 3p, 3d) toplam 9 orbital ve en çok 18 elektron bulunur. | ✓ |