AYT KİMYA OLMAZSA OLMAZ SORU BANKASI

Transkript

1 Yuksekogretim Kurumları Sınavı AYT KİMYA OLMAZSA OLMAZ SORU BANKASI Akıllı Tahta Uygulaması Video Kararında Çözümlü Anlatım Serkan Şen

2 ürün adı Kafadengi AYT Kimya Olmazsa Olmaz Soru Bankası ürün no KB00-SS.01MHK28 isbn yazarlar Serkan Şen redakte Özenç Doster video çözüm Serkan Şen dizgi-mizanpaj Seçkin Duyan kapak tasarım Mustafa Keleş dijital uygulama Erdinç Şahin editör Buğra Küçük yayın yönetmeni Mehmet Eskin baskı Aykut Basım Yayın Matbaacılık San. ve Tic. Ltd. Şti. Firuzköy Mah. Mezarlık Üstü Cad. No.24/26 A Blok Avcılar / İSTANBUL tlf: iletişim info@eksenyayinlari.com Gülbahar Mah. Cemal Sururi Sk. No: 15 / E Halim Meriç İş Merkezi Kat 9 Mecidiyeköy - İST. copyright Fikir ve Sanat Eserleri Kanunu na göre, her hakkı Eksen Yayıncılık ve Eğitim Malz. San. Tic. AŞ ye aittir. Eksen Yayıncılık ın yazılı izni olmaksızın, kitabın herhangi bir şekilde kısmen veya tamamen çoğaltılması, basım ve yayımı hâlinde gerekli yasal mevzuat uygulanır. 2

3 Sınava Hazırlık Yolundaki Genç Arkadaşım; Kimya dersiyle ile ilgili tüm konulara hâkim olmak ve sınavda karşına çıkacak tüm soruları kolaylıkla yanıtlamak istiyorsan, işte bu kitap tam da sana göre! Neden mi? Kimya dersinin tüm konularını, kazanım kazanım irdeleyerek kavramayı olabildiğince kolay hâle getirdik. Sana ise yalnızca ilgili kavrama sorularında hünerini konuşturmak kaldı! Ayrıca bu kitap MEB Talim Terbiye Kurulunun öngördüğü kazanımlardan ne bir eksik ne bir fazla bilgi içeriyor. Ne de olsa seni bu zorlu yolculukta gereksiz bilgiyle yormak, zamanını boşa harcamana neden olmak istemeyiz, değil mi? İşte, bu nedenle bu kitabı ufak ama hayati ipuçları ve doğru bilinen yanlışları bize açıklayan Kavram Yanılgıları yla zenginleştirdik. Öğrendiklerimizi Test Edelim bölümünde ise, konuyla ilgili üniversite sınavları düzeyindeki tüm soru tipleri bir solukta çözmen için seni bekliyor olacaklar, elini çabuk tut! Üstelik zorlandığın soruların sesli ve görüntülü çözümlerini testlerdeki "Karekod"ların içine yükledik. Bu zorlu yolculukta sana destek olabilmek için elimizden geleni yaptık. Şimdi, özveriyle hazırladığımız bu kitabı büyük bir heyecanla sana sunuyoruz. Artık sıra sende, meseleyi halletmene sadece bir adım kaldı! Bu ürünün şimdi akıllı tahta ve bilgisayar ortamlarında kullanılmak üzere dijital versiyonları da hazır. akillitahta.eksenyayinlari.com adresine üye olup ücretsiz indirebilirsiniz. Başaracaksın, sana canıgönülden inanıyoruz. 3

4 bağlıdır. Kitabımızda neler var? 1. Bölüm : Modern Atom Teorisi Arkadaşlar, Bu bölümde, maddenin temel taşı olan atom hakkındaki modern anlayışın tarihsel gelişimini gözden geçirmek; modern atom modeliyle ilgili temel kavramları ilişkilendirmek; elementlerin periyodik dizgesini atomun yapısı üzerinden tartışmak; gündelik hayat açısından önemli elementlerin ve bileşiklerinin sembol, formül ve adlandırılma esaslarını öğreneceğiz. Konuda neler öğreneceğin ve kavramlarını bu sayfada bulacaksın. Anahtar Kavramlar Model Atom Işın Spektrum Dalga Boyu Frekans Işık Hızı Genlik Dalga Sayısı Yörünge Enerji Düzeyi (Katman) Absorpsiyon Emisyon Fotoelektrik Olay Siyah Cisim Işıması Orbital (Dalga Fonksiyonu) Kuantum Sayıları Elektron Dizilimi Periyodik Sistem İyonlaşma Enerjisi Elektronegatiflik Elektron İlgisi Yükseltgenme Basamağı 9 Atom Altı Taneciklerin Keşfi Bu Konuda Bunlar Var Atom altı taneciklerin (proton, elektron ve nötron) varlıklarının tahmini ve keşfi işlenir. Bilmeden Olmaz Elektronun Keşfi Protonun Keşfi Konunun eksiği kalmasın diye temel düzeyde bir anlatım burada seni bekliyor. 1879'da William Crooks geliştirdiği Crooks tüpünde elektrotlar arasına yüksek gerilim uyguladığında tüpün çeperinde sarı - yeşil renkli floresan ışın yansıması oluştuğunu gözlemledi. Bu ışınlar daima katottan ( yüklü elektrot) anoda (+ yüklü elektrot) doğru hareket ettiği için katot ışını William Crooks olarak adlandırılmıştır. ( ) Yapılan ölçümlerde katot ışınlarının doğrusal hareket eden, negatif yüklü ışınlar olup tüpteki gazın türüne ve elektrotların türüne bağlı olmadığı anlaşılmıştır. Faraday'ın elektroliz deneyleri ile başlayan ve özellikleri belirlenen bu ışınlara 1874 yılında George Stoney elektron adının verilmesini önermiştir. Katot ışınlarının manyetik alandaki davranışlarını ilk inceleyen bilim insanı Julius Plücker'dir yılında ise J.J. Thomson, Plücker'in çalışmalarını geliştirerek katot ışınlarının elektriksel ve manyetik alandaki davranışlarını incelemiştir. J.J. Thomson, katot ışınlarının elektriksel alan şiddetinin değişmesiyle (+) ( ) Joseph John Thomson kutba farklı açılarda saptığını gözlemlemiştir. Bu durumdan yararlanarak katot ışınlarının gerçekte negatif yüklü parçacıklar olduğunu anlamıştır. Katot ışınlarının elektriksel ve manyetik alandaki sapma açıları taneciğin yükü ile doğru, kütlesi ile ters orantılıdır. J.J. Thomson sapma açılarından yararlanarak elektronların yük/kütle oranını e/m = 1, C/kg olarak hesaplamıştır yılında R.A. Millikan yapmış olduğu yağ damlası deneyi ile elektronun yükünü e = 1, C olarak ölçmüştür. Daha sonra J.J. Thomson tarafından hesaplanan e/m oranından yararlanarak elektronun kütlesini m = 9, kg olarak hesapladı. J.J. Thomson, elektronun yük/kütle oranını hesapladıktan sonra "üzümlü kek modeli" olarak bilinen atom modelini geliştirdi. Bu modele göre atomlar, negatif yüklü elektronların içinde bulunduğu pozitif yüklü kürelerdir. J.J. Thomson, atomun kütlesinin büyük bir kısmını bu pozitif yüklü kürenin oluşturduğunu ifade etmiştir yılında Ernest Rutherford α saçılması deneyi ile "çekirdekli atom modeli" olarak bilinen atom modelini geliştirdi. Rutherford, pozitif yüklü α tanecikleri ile ince altın bir levhayı bombardıman etmiş, α parçacıklarının büyük bir kısmının hiçbir sapmaya uğramadığını belirlemiştir. Buradan atomun çoğunlukla boşluktan ibaret olduğu sonucuna varmıştır. α parçacıklarının çok küçük bir kısmının sapmasından ve yansımasından atomdaki pozitif yükün tamamının çok küçük bir hacimde toplandığı sonucuna ulaşmış ve bu bölgeye atomun çekirdeği adını vermiştir. Rutherford, havadaki azot tarafından saçılan α parçacıklarını incelerken pozitif yüklü atom altı tanecikleri keşfetmiş ve bunlara proton adını vermiştir. Rutherford, atomun kütlesine etki eden ve kütlesi hemen hemen protonun kütlesine eşit nötr taneciklerin atomda bulunması gerektiğini tahmin etmiştir. Bu nötr taneciklerin varlığı 1932 yılında James Chadwick tarafından kanıtlanmış ve nötron olarak adlandırılmıştır. Rutherford'un çekirdekli atom modelini geliştirmesinden önce 1886 yılında Eugen Goldstein pozitif ışınlar üzerine ilk çalışmaları yapmıştır. Goldstein, Crooks tüpündeki katot elektrotta kanallar açıp yüksek gerilim uyguladığında tüpteki gaz atomlarından ayrılan elektronlardan dolayı pozitif yüklü tanecikler oluştuğunu tespit etti. Katot ışınlarına zıt yönde anottan katoda doğru hareket eden bu pozitif yüklü taneciklere kanal ışınları denir. Crooks tüpünde hidrojen gazı bulunduğunda, yüksek gerilim sonucunda oluşan kanal ışınlarının elektriksel ve manyetik alandaki sapma açılarından yararlanarak en büyük yük/kütle oranı olan 9, C/kg değeri elde edilir. Bulunan bu değerde yük yerine +1, C değeri alındığında pozitif yüklü taneciğin kütlesinin m = 1, kg olduğu bulunmuştur Katot ışınlarının manyetik alandaki davranışlarını ilk inceleyen bilim insanı Atomun çekirdekli yapıda olduğunu bulan bilim insanı Elektronun yük/kütle oranını belirleyen bilim insanı Kanal ışınlarını ilk araştıran bilim insanı Aşağıdaki bilim insanlarından hangisi atomun yapısı ile ilgili yukarıdaki çalışmalardan birini yapmamıştır? A) E. Goldstein B) A. Millikan C) J. Plücker D) E. Rutherford E) J.J. Thomson Bilim insanı Yaptığı çalışma I. Millikan Yağ damlası deneyi II. Rutherford Elektroliz deneyi III. Faraday Alfa saçılması deneyi Yukarıda verilen bilim insanlarından hangilerinin yapmış olduğu çalışmalar doğru verilmiştir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II 3. R.A. Millikan 1908 yılında yağ damlası deneyi ile elektronun yükünü ve kütlesini belirlemiştir. 6. Modern Atom Teorisi 5. J.J. Thomson'un katot ışınlarıyla yaptığı çalışmalarla ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Katot ışınlarının elektriksel alandaki sapma açısı parçacığın elektrik yükü ile ters, kütlesi ile doğru orantılıdır. B) Katot ışınlarının negatif yüklü parçacıklar olduğunu tespit etmiştir. C) Elektriksel alanda pozitif kutba saptığını gözlemlemiştir. D) Manyetik alanda S kutbundan N kutbuna doğru saptığını gözlemlemiştir. E) Elektriksel ve manyetik alan şiddetlerinden yararlanarak elektronun yük/kütle oranını hesaplamıştır. Katot ışını Kanal ışını I. Pozitif yüklüdür. Negatif yüklüdür. II. Tüpteki gazın türüne Tüpteki gazın türüne bağlı değildir. III. Elektrotların türüne bağlıdır. Çözmeden Olmaz bağlıdır. Elektrotların türüne 12 Millikan düzeneğindeki havayı oluşturan azot ve oksijen moleküllerinden elektron koparabilmek için aşağıdaki ışınlardan hangisini kullanmıştır? A) Gama ışınları B) Kanal ışınları C) Katot ışınları D) X ışınları E) α ışınları 7. Katot ve kanal ışınları ile ilgili yukarıdaki tabloda verilen bilgilerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III X Y 4. Atomun yapısının aydınlatılmasında; I. Crooks tüpünün geliştirilmesi, II. Faraday'ın elektroliz deneyleri, III. Goldstein'ın kanal ışınları ile yaptığı çalışmalar, tüpü ile ilgili, + Öğrendiğin temel mevzularla ilgili sorular da tam konunun yanında. IV. Rutherford'un altın levha ile yaptığı deney çalışmalarından hangilerinin katkısı olmuştur? A) I ve II B) II ve III C) I, II ve III D) I, III ve IV E) I, II, III ve IV 1-B 2-A 3-D 4-E 5-A 6-B 7-D 13 İçerisinde hidrojen gazı bulunan şekildeki Crooks I. Kanal ışınları X elektroda doğru hareket eder. II. X elektrot katot, Y elektrot anottur. III. X ve Y elektrotların türünün değişmesi katot ışınlarına etki etmez. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III 4

5 9. İyonik bağlı XY 3 bileşiğindeki iyonlar birbirinin izoelektroniğidir. Öğrendiklerimizi Test Edelim / periyotta bulunan X, Y ve Z element atomları ile ilgili aşağıdaki bilgiler veriliyor. X bileşiklerinde en düşük 1, en yüksek +7 değerlik alır. Y'nin atom numarası, X ve Z'ninkinden büyüktür. Buna göre, I. Z'nin atom çapı en büyüktür. II. Y'nin 1. iyonlaşma enerjisi en büyüktür. III. X'in elektronegatifliği en küçüktür. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve III 2. Bir elementin n. iyonlaşma enerjisi değeri E n ile gösterilmek üzere, aşağıdaki atomlardan hangisinin E 3 E oranı en küçüktür? 4 A) 11 Na B) 12 Mg C) 13 Al D) 15 P E) 17 Cl 4. Temel hâl elektron dizilişinde p orbitallerinde toplam 12 elektron bulunan X elementiyle ilgili, I. Oda koşullarında tek atomlu gaz hâldedir. II. Kararlı bileşiklerinde negatif değerlik alabilir. III. En yüksek enerjili orbitalin açısal momentum kuvantum sayısı (l) 2'dir. IV. Temel hâl elektron dizilişinde 6 yarı dolu orbital içerir. yargılarından hangileri kesinlikle yanlıştır? A) Yalnız II B) I ve III C) II ve IV D) I, II ve III E) II, III ve IV 5. X(g) kj/mol X + (g) + e X + (g) kj/mol X 2+ (g) + e X 2+ (g) kj/mol X 3+ (g) + e Yukarıda verilen denklemlere göre baş grup elementi olan X için, I. Toprak alkali metalidir. II. Nötr X(g) atomundan 2 elektron koparmak için gereken enerji 2187 kj'dir. N A Buraya kadar konuları küçük küçük öğrendin, şimdi meseleyi tam halletmen için ünite geneli testlere de bakmalısın. III. 2. iyonlaşma enerjisi değeri 2187 kj/mol'dür. 7. Cl 2 molekülünde kovalent bağ uzunluğu 198 pm'dir. Buna göre, büyüktür. 3. Aşağıda bazı elementlerin atom çapı değerleri verilmiştir. Element Atom Çapı (pm) yargılarından hangileri doğrudur? (N A : Avogadro sayısı) A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III I. Cl atomunun Van der Waals yarıçapı 99 pm'den II. Cl iyonunun yarıçapı Cl + iyonunun yarıçapından daha büyüktür. III. Cl atomunun kovalent yarıçapı 99 pm'dir. yargılarından hangileri doğrudur? Modern Atom Teorisi 10. Aşağıda verilen 1. iyonlaşma enerjisi - atom numarası grafiğinde 3. periyot elementlerinin bazıları noktalarla gösterilmiştir. 1 H 30 3Li 155 4Be C 91 1 mol X gazından 1 mol elektron koparmak için 737 kj enerji gerekirken 1 tane X gazından 1 tane elektron 737 koparmak için 23 kj enerji gerekir. 6,02.10 A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III 1. iyonlaşma enerjisi Z X 12Mg 160 Bu değerlere göre, I. Atom numarası arttıkça atom çapı azalır. II. Aynı gruptaki elementler için atom numarası arttıkça atom çapı artar. III. Aynı periyottaki elementler için grup numarası arttıkça atom çapı azalır. sonuçlarından hangileri çıkarılabilir? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 6. Temel hâl elektron diziliminde 9 tam dolu orbitale sahip olan element atomu ile ilgili, I. Atom numarası 19'dur. II. Yarı dolu orbital sayısı 6'dır. III. s orbitallerinde 8 elektron vardır. IV. Geçiş metalidir. yargılarından hangileri kesinlikle yanlıştır? A) Yalnız III B) I ve II C) II ve III D) III ve IV E) II, III ve IV 8. X, Y ve Z elementlerinin temel hâl elektron dizilişinde son orbitaline ait baş kuantum sayısı (n), açısal momentum kuantum sayısı (l) ve elektron sayısı (e ) değerleri aşağıda verilmiştir. Element n X Y l 3 Z 2 0 e Buna göre; atom numarası, II. iyonlaşma enerjisi, III. metalik aktiflik I. Bu elementlerle ilgili, I. X atomunun temel hâl elektron dizilişi küresel simetriktir. II. Z elementi doğada gaz hâlinde bulunur. III. Y elementi periyodik cetvelin p blokundadır. yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III Y Atom numarası 50 özelliklerinden hangileri Y > X > Z şeklinde sıralanır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 11. X Y elementi periyodik sistemde 3. periyot 7A grubunda bulunduğuna göre, X element atomunun periyodik sistemdeki yeri aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) 3. periyot 3A grubu B) 4. periyot 2A grubu C) 3. periyot 6A grubu D) 4. periyot 3A grubu E) 4. periyot 3B grubu T Y Z L Periyodik cetvel kesitinde yerleri belirtilen elementlerle ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır? A) Y'nin birinci iyonlaşma enerjisi, X'in ve Z'nin birinci iyonlaşma enerjisinden büyüktür. 1-B 2-C 3-E 4-A 5-C 6-A 7-E 8-B 9-E 10-D 11-D B) X'in temel hâl elektron dizilişindeki yarı dolu orbital sayısı L'ninkine eşittir. C) T'nin ametalik aktifliği, L'ninkinden büyüktür. D) 1. iyonlaşma enerjisi en büyük olan L'dir. E) Z'nin oksitinin sulu çözeltisi hem asit hem de bazlarla tepkime verebilir I. H 2 C 2 O II. CH 2 O III. H 2 CO 3 Yukarıdaki bileşiklerde karbon (C) atomlarının yükseltgenme basamakları aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? I II III A) B) C) D) E) Formül Adlandırma I. NaO 2 Sodyum süperoksit II. Na 2 O 2 Sodyum peroksit III. Na 2 O Sodyum monoksit Tabloda formülleri verilen bileşiklerden hangileri yanlış adlandırılmıştır? B) Yalnız III E) I, II ve III C) I ve 14. Aşağıda verilen anyonlardan hangisinde S'nin yükseltgenme basamağı en düşüktür? 2 2 A) SO 3 B) SO 4 2 D) S 2 O 3 E) HSO 4 C) HSO H, N, O ve F elementlerinin elektronegatiflikleri arasında F > O > N > H ilişkisi vardır. Buna göre, aşağıdaki bileşiklerden hangisinde azotun (N) yükseltgenme basamağı en büyüktür? A) NO 2 B) NF 3 C) HNO 2 D) NH 3 E) N 2 O 12-B 13-B 14-D 15-A 16-D 17-A 18-E 19-E 20-A Ametaller bileşiklerinde hem negatif hem de pozitif değerlik alabilmektedir. Aşağıdaki ametallerden hangisi için bu durum geçerli değildir? A) 1 H B) 6 C C) 8 O D) 9 F E) 15 P Flor doğadaki en elektronegatif element olduğu için tüm bileşiklerinde 1 değerliğini alır. 17. Aşağıda yaygın adları verilen bileşiklerden hangisinin yapısında azot atomu bulunmaz? B) Hidrazin E) Amonyak C) Nişadır 18. (NH 4 ) 2 S 2 O 3 bileşiğindeki elementlerin yükseltgenme basamakları hesaplanırsa, aşağıdakilerden hangisi bu değerler arasında yer almaz? A) 3 B) 2 C) +1 D) +2 E) Yaygın adı hidrozoik asit olan kovalent bileşikteki azot atomunun yükseltgenme basamağı aşağıdakilerden hangisidir? A) +1 B) 1 C) 3 D) + 1 E) Aşağıda verilen bileşiklerden hangisinin adlandırılması hatalıdır? A) MgO 2 : Magnezyum dioksit B) Cu(NO 3 ) 2 : Bakır (II) nitrat C) N 2 O 5 : Diazot pentaoksit D) Na 2 SO 3 : Sodyum sülfit E) (NH 4 ) 2 S : Amonyum sülfür Ve son olarak, her testin sonunda cevap anahtarını bulacaksın. 5

6 İçindekiler 1. BÖLÜM: Modern Atom Teorisi Atomla İlgili Düşünceler Atom Altı Taneciklerin Keşfi Elektromanyetik Işınların Dalga ve Tanecik Karakterleri Atomun Kuantum Modeli Temel Hâl Elektron Dizilişi Elektronik Yapı ve Periyodik Sistem Periyodik Özellikler Metalik ve Ametalik Özellikler İyonlaşma Enerjisi Elementleri Tanıyalım Yükseltgenme Basamakları Kimyanın Sembolik Dili ve Adlandırma Öğrendiklerimizi Test Edelim BÖLÜM: Kimyasal Hesaplamalar Mol Kavramı En Basit Formül ve Molekül Formülü Kimyasal Tepkimeler ve Denklemler Kimyasal Hesaplamalar Verim Hesaplamaları Öğrendiklerimizi Test Edelim BÖLÜM: Gazlar Gazların Özellikleri Gaz Basıncının Ölçülmesi Avogadro Yasası İdeal Gaz Yasası Gazlarda Kinetik Teori Gerçek Gazlar Faz Diyagramları Dalton Kısmi Basınçlar Yasası Öğrendiklerimizi Test Edelim BÖLÜM: Sıvı Çözeltiler Çözücü Çözünen Etkileşimleri Derişim Birimleri Koligatif Özellikler Çözünürlük Ayırma ve Saflaştırma Teknikleri Öğrendiklerimizi Test Edelim

7 5. BÖLÜM: Kimya ve Enerji Sistem ve Çevre Sistemlerde Entalpi Değişimi Standart Oluşum Entalpileri Entropi ve İstemlilik Öğrendiklerimizi Test Edelim BÖLÜM: Tepkimelerde Hız ve Denge Maddeler Nasıl Tepkimeye Girer? Çarpışma Teorisi ve Tepkime Hızının Ölçülmesi Hız Denklemleri Tablolar İle Hız Denkleminin Bulunması Tepkime Hızına Etki Eden Faktörler Kimyasal Tepkimelerde Denge Denge Sabitinin Yazılması ve Hesaplanması Katsayı Değişimi ve Denge Kesri Derişimin Dengeye Etkisi Dengeyi Etkileyen Faktörler (Sıcaklık, Hacim ve Basınç) Suyun İyonlaşması, ph ve poh Kavramı Asit ve Baz Tanımları Asit ve Bazların Kuvveti Asit Baz Çözeltilerinde ph Hesaplama Tampon Çözeltiler Hidroliz Titrasyon Sulu Ortamlarda Çözünme, Çökelme Çözünürlük Dengesine Etki Eden Faktörler Çökelti Oluşumu Kompleks Oluşma Ayrışma Dengeleri Öğrendiklerimizi Test Edelim BÖLÜM: Kimya ve Elektrik İndirgenme Yükseltgenme Tepkimelerinde Elektrik Akımı Elektrot Potansiyelleri Elektrotlar ve Elektrokimyasal Hücreler Kimyasallardan Elektrik Üretimi Derişim Pilleri ve Nernst Eşitliği Bataryalar Elektroliz Faraday Yasaları Öğrendiklerimizi Test Edelim

8 8. BÖLÜM: Karbon Kimyasına Giriş Anorganik ve Organik Bileşikler / Doğada Karbon Basit Formül ve Molekül Formülü Lewis Formülleri Hibritleşme Olayı Molekül Geometrisi Öğrendiklerimizi Test Edelim BÖLÜM: Organik Bileşikler Hidrokarbonlar Alkanlar Alkil Grupları Alkanların Adlandırılması Alkanların Çizgi-Bağ Formülleri İzomerlik Alkenler Geometrik İzomeri Alkenlerin Kimyasal Reaksiyonları Alkenlerin Yükseltgenmesi ve Polimerleşmesi Alkinler Alkinlerin Kimyasal Reaksiyonları Aromatik Bileşikler Benzen Türevleri Fonksiyonel Gruplar Alkoller Alkollerin Özellikleri Alkollerin Kimyasal Özellikleri Eterler Karbonil Bileşikleri Karbonil Bileşiklerinin Özellikleri Karboksilik Asitler Karboksilik Asitlerin Özellikleri Esterler Öğrendiklerimizi Test Edelim BÖLÜM: Enerji Kaynakları ve Bilimsel Gelişmeler Enerji Kaynakları ve Bilimsel Gelişmeler Öğrendiklerimizi Test Edelim

9 1. Bölüm : Modern Atom Teorisi Arkadaşlar, Bu bölümde, maddenin temel taşı olan atom hakkındaki modern anlayışın tarihsel gelişimini gözden geçirmek; modern atom modeliyle ilgili temel kavramları ilişkilendirmek; elementlerin periyodik dizgesini atomun yapısı üzerinden tartışmak; gündelik hayat açısından önemli elementlerin ve bileşiklerinin sembol, formül ve adlandırılma esaslarını öğreneceğiz. Anahtar Kavramlar Model Atom Işın Spektrum Dalga Boyu Frekans Işık Hızı Genlik Dalga Sayısı Yörünge Enerji Düzeyi (Katman) Absorpsiyon Emisyon Fotoelektrik Olay Siyah Cisim Işıması Orbital (Dalga Fonksiyonu) Kuantum Sayıları Elektron Dizilimi Periyodik Sistem İyonlaşma Enerjisi Elektronegatiflik Elektron İlgisi Yükseltgenme Basamağı 9

10 Atomla İlgili Düşünceler Bu Konuda Bunlar Var Dalton, Thomson, Rutherford ve Bohr atom modellerini bu modellere temel oluşturan bulgular bağlamında karşılaştırır. Dalton atom modelinin sabit oranlar kanunu ile ilişkisi hatırlatılır. Bilmeden Olmaz Dalton Atom Modeli 1774 yılında Lavoisier kütlenin korunumu yasasını, 1799 yılında Proust sabit oranlar yasasını bulmuştur. Dalton, kütlenin korunumu ve sabit oranlar yasasından yararlanarak yılları arasında ilk bilimsel atom modelini geliştirmiştir. Bu modele göre; Her element atom adı verilen bölünemeyen içi dolu, yüksüz kürelerden oluşur. John Dalton ( ) Bir elementin bütün atomları şekil, kütle ve diğer özellikler bakımından özdeş olup farklı elementlerin atomlarından her yönüyle farklıdır. Bileşikler, iki ya da daha çok sayıda elementin tam sayılarla ifade edilen bir oranda birleşmesi ile oluşur. Atom Altı Tanecikler Sürtünme ile elektriklenme olayı maddede hareketli elektrik yüklerinin bulunduğunu gösterir. Sürtünme ile elektriklenme olayında maddenin kimyasal yapısı değişmediğine göre maddeler arasında aktarılan taneciğin atom olmayıp atomdan daha küçük yüklü tanecikler olması gerekir yılında Faraday elektroliz deneyleri ile bazı bileşikleri ve sulu çözeltileri elementlerine ayrıştırmıştır. Faraday elektroliz deneylerinde elektrotlarda daima belirli bir miktar veya bu miktarın tam katları kadar madde toplandığını tespit etmiştir. Buradan yola çıkarak elektrik yüklerinin parçacıklar hâlinde taşındığını ve bir atomun belirli bir miktar ve bu miktarın tam katları kadar elektrik yükü taşıdığı sonucuna ulaştı. Atomlar elektrik yükü taşıdığına göre bu yüklü tanecikler atomlarda da bulunmalıdır. Taşınan yüklü parçacıklar bütün atomlar için özdeş olup atomlardaki sayıları farklıdır. Çözmeden Olmaz 1. Statik elektriklenme ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Saçın taranmasında tarak statik elektrik yükü ile yüklenir. B) İpek kumaşa sürtülen cam çubuk negatif, yün kumaşa sürtülen ebonit çubuk pozitif yükle yüklenir. C) Aynı yükle yüklenmiş cisimler birbirini iter, farklı yük ile yüklenmiş cisimler birbirini çeker. D) Bir maddeden negatif yükler ayrıldığında pozitif yükle yüklenir. E) Statik elektriklenme olayı maddelerin atomdan daha küçük yüklü parçacıklar içerdiğini kanıtlar. Benjamin Franklin cam tipi elektriklenmeyi pozitif, ebonit çubuk tipi elektriklenmeyi negatif yükle yüklenme olarak ifade etmiştir. 2. Faraday'ın elektroliz deneyi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Elektrik ve kimyasal değişim arasındaki nicel ilişkiyi açıklar. B) Negatif elektrotta bileşiği oluşturan katyonlar elementel olarak elde edilir. C) Deney sonucunda atomların belirli bir miktar ya da bu miktarın tam katları kadar elektrik yükü taşıdığı anlaşılmıştır. D) Farklı bileşiklerle yapılan elektroliz deneylerinde aynı miktar elektrik yükü kullanıldığında elektrotlarda daima eşit kütlede element toplanmıştır. E) Atomlar elektrik yükü taşıdığı için bu taneciklerin atomda da bulunması gerektiği sonucuna varılmıştır. 10

11 Modern Atom Teorisi 3. Faraday'ın elektroliz deneyleri ile ilgili, I. Maddelerin kimyasal yapısı değişir. II. İndirgenme ve yükseltgenme olayı gerçekleşir. III. Maddeyi oluşturan en küçük taneciğin atom olduğunu kanıtlar. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II 6. Kimyanın temel yasaları ile ilgili, I. Lavoisier, bileşikleri oluşturan atomlar arasında sabit bir birleşme oranı olduğunu ifade etmiştir. II. Proust, kimyasal değişmelerde reaksiyona giren maddelerin kütleleri toplamının oluşan maddelerin kütleleri toplamına eşit olduğunu bulmuştur. III. Dalton, iki element arasında birden fazla bileşik oluşursa elementlerden birinin sabit miktarına karşılık diğer elementin birleşen miktarları arasında katlı bir oranın olduğunu bulmuştur. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 4. Faraday tarafından yapılan elektroliz deneyleri, I. Atomun bölünebileceğine işaret eder. II. Dalton atom modeli ile çelişir. III. Atomların yüklü parçacıklardan oluştuğunu ortaya koyar. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 7. Faraday yaptığı elektroliz deneylerinde; I. katot ve anotta açığa çıkan madde miktarlarının eşit olduğu, II. elektrotlardan geçen yük miktarlarının eşit olduğu, III. atomun yapısının yüklü taneciklerden oluştuğu sonuçlarından hangilerine ulaşmıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III 5. Şekil 1 Şekil 2 Şekil 3 Yukarıdaki şekillerde verilen cisimlerle ilgili, I. Şekil 1'deki cisimler net elektriksel yüke sahip değildir. II. Şekil 2'deki cisimler negatif elektriksel yüke sahiptir. III. Şekil 3'deki cisimler zıt elektriksel yüke sahiptir. yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III 8. Dalton atom modelinde belirtilen, I. Her element atom adı verilen bölünemeyen içi dolu yüksüz kürelerden oluşur. II. Bir elemente ait atomlar şekil, kütle ve büyüklük bakımından özdeştir. III. Farklı element atomlarının belirli sayılarda birleşmesi ile bileşik molekülleri oluşur. yargılarından hangileri Faraday'ın elektroliz deneyleri ile çürütülmüştür? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III 1-B 2-D 3-C 4-E 5-C 6-B 7-D 8-A 11

12 Atom Altı Taneciklerin Keşfi Bu Konuda Bunlar Var Atom altı taneciklerin (proton, elektron ve nötron) varlıklarının tahmini ve keşfi işlenir. Bilmeden Olmaz Elektronun Keşfi 1879'da William Crooks geliştirdiği Crooks tüpünde elektrotlar arasına yüksek gerilim uyguladığında tüpün çeperinde sarı - yeşil renkli floresan ışın yansıması oluştuğunu gözlemledi. Bu ışınlar daima katottan ( yüklü elektrot) anoda (+ yüklü elektrot) doğru hareket ettiği için katot ışını olarak adlandırılmıştır. William Crooks ( ) Yapılan ölçümlerde katot ışınlarının doğrusal hareket eden, negatif yüklü ışınlar olup tüpteki gazın türüne ve elektrotların türüne bağlı olmadığı anlaşılmıştır. Faraday'ın elektroliz deneyleri ile başlayan ve özellikleri belirlenen bu ışınlara 1874 yılında George Stoney elektron adının verilmesini önermiştir. Katot ışınlarının manyetik alandaki davranışlarını ilk inceleyen bilim insanı Julius Plücker'dir yılında ise J.J. Thomson, Plücker'in çalışmalarını geliştirerek katot ışınlarının elektriksel ve manyetik alandaki davranışlarını incelemiştir. J.J. Thomson, katot ışınlarının elektriksel alan şiddetinin değişmesiyle (+) ( ) Joseph John Thomson kutba farklı açılarda saptığını gözlemlemiştir. Bu durumdan yararlanarak katot ışınlarının gerçekte negatif yüklü parçacıklar olduğunu anlamıştır. Katot ışınlarının elektriksel ve manyetik alandaki sapma açıları taneciğin yükü ile doğru, kütlesi ile ters orantılıdır. J.J. Thomson sapma açılarından yararlanarak elektronların yük/kütle oranını e/m = 1, C/kg olarak hesaplamıştır yılında R.A. Millikan yapmış olduğu yağ damlası deneyi ile elektronun yükünü e = 1, C olarak ölçmüştür. Daha sonra J.J. Thomson tarafından hesaplanan e/m oranından yararlanarak elektronun kütlesini m = 9, kg olarak hesapladı. Protonun Keşfi J.J. Thomson, elektronun yük/kütle oranını hesapladıktan sonra "üzümlü kek modeli" olarak bilinen atom modelini geliştirdi. Bu modele göre atomlar, negatif yüklü elektronların içinde bulunduğu pozitif yüklü kürelerdir. J.J. Thomson, atomun kütlesinin büyük bir kısmını bu pozitif yüklü kürenin oluşturduğunu ifade etmiştir yılında Ernest Rutherford α saçılması deneyi ile "çekirdekli atom modeli" olarak bilinen atom modelini geliştirdi. Rutherford, pozitif yüklü α tanecikleri ile ince altın bir levhayı bombardıman etmiş, α parçacıklarının büyük bir kısmının hiçbir sapmaya uğramadığını belirlemiştir. Buradan atomun çoğunlukla boşluktan ibaret olduğu sonucuna varmıştır. α parçacıklarının çok küçük bir kısmının sapmasından ve yansımasından atomdaki pozitif yükün tamamının çok küçük bir hacimde toplandığı sonucuna ulaşmış ve bu bölgeye atomun çekirdeği adını vermiştir. Rutherford, havadaki azot tarafından saçılan α parçacıklarını incelerken pozitif yüklü atom altı tanecikleri keşfetmiş ve bunlara proton adını vermiştir. Rutherford, atomun kütlesine etki eden ve kütlesi hemen hemen protonun kütlesine eşit nötr taneciklerin atomda bulunması gerektiğini tahmin etmiştir. Bu nötr taneciklerin varlığı 1932 yılında James Chadwick tarafından kanıtlanmış ve nötron olarak adlandırılmıştır. Rutherford'un çekirdekli atom modelini geliştirmesinden önce 1886 yılında Eugen Goldstein pozitif ışınlar üzerine ilk çalışmaları yapmıştır. Goldstein, Crooks tüpündeki katot elektrotta kanallar açıp yüksek gerilim uyguladığında tüpteki gaz atomlarından ayrılan elektronlardan dolayı pozitif yüklü tanecikler oluştuğunu tespit etti. Katot ışınlarına zıt yönde anottan katoda doğru hareket eden bu pozitif yüklü taneciklere kanal ışınları denir. Crooks tüpünde hidrojen gazı bulunduğunda, yüksek gerilim sonucunda oluşan kanal ışınlarının elektriksel ve manyetik alandaki sapma açılarından yararlanarak en büyük yük/kütle oranı olan 9, C/kg değeri elde edilir. Bulunan bu değerde yük yerine +1, C değeri alındığında pozitif yüklü taneciğin kütlesinin m = 1, kg olduğu bulunmuştur. 12

13 Modern Atom Teorisi Çözmeden Olmaz 1. Katot ışınlarının manyetik alandaki davranışlarını ilk inceleyen bilim insanı Atomun çekirdekli yapıda olduğunu bulan bilim insanı Elektronun yük/kütle oranını belirleyen bilim insanı Kanal ışınlarını ilk araştıran bilim insanı Aşağıdaki bilim insanlarından hangisi atomun yapısı ile ilgili yukarıdaki çalışmalardan birini yapmamıştır? A) E. Goldstein B) A. Millikan C) J. Plücker D) E. Rutherford E) J.J. Thomson 5. J.J. Thomson'un katot ışınlarıyla yaptığı çalışmalarla ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Katot ışınlarının elektriksel alandaki sapma açısı parçacığın elektrik yükü ile ters, kütlesi ile doğru orantılıdır. B) Katot ışınlarının negatif yüklü parçacıklar olduğunu tespit etmiştir. C) Elektriksel alanda pozitif kutba saptığını gözlemlemiştir. D) Manyetik alanda S kutbundan N kutbuna doğru saptığını gözlemlemiştir. E) Elektriksel ve manyetik alan şiddetlerinden yararlanarak elektronun yük/kütle oranını hesaplamıştır. 2. Bilim insanı Yaptığı çalışma I. Millikan Yağ damlası deneyi II. Rutherford Elektroliz deneyi III. Faraday Alfa saçılması deneyi Yukarıda verilen bilim insanlarından hangilerinin yapmış olduğu çalışmalar doğru verilmiştir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II 3. R.A. Millikan 1908 yılında yağ damlası deneyi ile elektronun yükünü ve kütlesini belirlemiştir. 6. Katot ışını Kanal ışını I. Pozitif yüklüdür. Negatif yüklüdür. II. III. Tüpteki gazın türüne bağlı değildir. Elektrotların türüne bağlıdır. Tüpteki gazın türüne bağlıdır. Elektrotların türüne bağlıdır. Katot ve kanal ışınları ile ilgili yukarıdaki tabloda verilen bilgilerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III Millikan düzeneğindeki havayı oluşturan azot ve oksijen moleküllerinden elektron koparabilmek için aşağıdaki ışınlardan hangisini kullanmıştır? 7. X Y A) Gama ışınları B) Kanal ışınları C) Katot ışınları D) X ışınları E) α ışınları + 4. Atomun yapısının aydınlatılmasında; I. Crooks tüpünün geliştirilmesi, II. Faraday'ın elektroliz deneyleri, III. Goldstein'ın kanal ışınları ile yaptığı çalışmalar, IV. Rutherford'un altın levha ile yaptığı deney çalışmalarından hangilerinin katkısı olmuştur? A) I ve II B) II ve III C) I, II ve III D) I, III ve IV E) I, II, III ve IV İçerisinde hidrojen gazı bulunan şekildeki Crooks tüpü ile ilgili, I. Kanal ışınları X elektroda doğru hareket eder. II. X elektrot katot, Y elektrot anottur. III. X ve Y elektrotların türünün değişmesi katot ışınlarına etki etmez. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III 1-B 2-A 3-D 4-E 5-A 6-B 7-D 13

14 Elektromanyetik Işınların Dalga ve Tanecik Karakterleri Bu Konuda Bunlar Var Elektromanyetik ışınların dalga ve tanecik karakterine ilişkin kavramlar irdelenir. Elektromanyetik spektrumun farklı bölgeleri tanıtılır. Bilmeden Olmaz Elektromanyetik dalgalar; dalga boyu, frekans, genlik ve hız terimleri ile tanımlanır. Ardışık dalgalarda özdeş iki nokta arasındaki uzaklığa dalga boyu denir ve λ (lamda) ile gösterilir. Belirli bir noktadan geçen dalga sayısına ise frekans denir ve ν (nü) ile gösterilir. Dalganın orta çizgisinden tepesine veya çukuruna olan dik mesafeye genlik denir ve A ile gösterilir. Dalganın şiddeti ile genliğin karesi doğru orantılıdır. Dalga boyu ne olursa olsun bütün elektromanyetik dalgalar boşlukta ışık hızı denilen ve yaklaşık değeri c = m/s olan hızla hareket eder. Her elektromanyetik dalganın dalga boyu ile frekansının çarpımı ışık hızına eşittir. λ(m).ν(s 1 ) = c(m/s) Elektromanyetik dalgaların dalga boyu büyüdükçe frekansı ve enerjisi azalır. Bütün frekansları içeren elektromanyetik ışın dizisine elektromanyetik dalga spektrumu denir. İnsan gözü, dalga boyu 380 nm ile 760 nm arasındaki ışığı görebilir. Bu nedenle elektromanyetik dalga spektrumunda bu bölgedeki ışığa görünür ışık denir. Güneş ışığı, görünür bölge ışığı ile birlikte birçok farklı dalga boyuna sahip ışığı içerdiği için polikromatik ışıktır. Tek dalga boyundan oluşan ışık ise monokromatik ışıktır. Güneş ışığı bir prizmadan geçirilirse kırmızından mora kadar tüm dalga boyu bileşenlerinin karşılığı olan renkleri içeren görünür bölge spektrumu elde edilir. Frekansı kırmızı ışığın frekansından düşük olan ışığa kızılötesi (IR veya infrared), frekansı mor ışığın frekansından yüksek olan ışığa morötesi (UV veya ultraviyole) ışık denir. Işığın İkili Doğası Işığın hem dalga hem de tanecik (parçacık) yapısında olma özelliği vardır. Işığın cisimlerde yansıması, farklı ortamlara geçişte kırılması, beyaz ışığın renklere ayrılması, kırınım, girişim gibi optik olaylar ışığın dalga modeli ile açıklanabilir. Christian Huygens'in ışığın dalgalar hâlinde yayıldığı teorisi Thomas Young'ın çift yarıkta girişim deneyi ile ispatlanmıştır. Işığın dalga modelinin açıklayamadığı, tanecik modeli ile açıklanabilen iki önemli olay siyah cisim ışıması ve fotoelektrik olaydır. gama ışınları morötesi kızılötesi X ışınları ışınlar ışınlar mikrodalga radyo dalgaları Dalga boyu (m) Görünür bölge Dalga boyu (m) Yüksek enerji Düşük enerji Elektromanyetik Dalga Spektrumu Çözmeden Olmaz 1. Dalga boyu 500 nm olan yeşil ışığın frekansı kaç s dir? (c = m/s) A) B) C) D) E) MHz frekansta yayın yapan bir radyo istasyonundan yayılan sinyalin dalga boyu kaç nm'dir? (c = m/s) A) B) C) 3 D) E)

15 Modern Atom Teorisi 3. Elektromanyetik ışınların dalga modeliyle ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Işımanın enerjisi dalga boyu ile doğru orantılıdır. B) Işımanın frekansı dalga boyuna bağlı olarak değişir. C) Elektromanyetik ışımanın hızı frekansa bağlı değildir. D) Işımanın şiddeti genliğin karesi ile doğru orantılıdır. E) Frekansın birimi Hertz olup s 1 e eşittir. 6. X, Y ve Z ile gösterilen elektromanyetik ışımalarla ilgili şu bilgiler veriliyor. X ışımasının dalga boyu 500 nm'dir. Y ışımasının frekansı, kırmızı ışığın frekansından küçüktür. Z ışımasının dalga boyu, mor ışığın dalga boyundan küçüktür. Buna göre, bu ışınların enerjileri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) X > Z > Y B) X > Y > Z C) Y > X > Z D) Z > Y > X E) Z > X > Y 4. 2λ A X λ A Aynı ortamda yayılan yukarıdaki X ve Y elektromanyetik dalgalarıyla ilgili, I. Yayılma hızları X < Y'dir. II. Şiddetleri X = Y'dir. III. Frekansları X = 2Y'dir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III Y 7. Terim Tanım I. Polikromatik ışık Tek dalga boyundan oluşan ışık II. İnfrared ışık Dalga boyu 380 nm'den küçük olan ışık III. Elektromanyetik dalga spektrumu Bilinen tüm frekansları içeren elektromanyetik ışın dizisi Elektromanyetik ışınlarla ilgili yukarıdaki terimlerden hangileri yanlış tanımlanmıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 5. Nicelik Birimi I. Dalga boyu m II. Yayılma hızı m/s III. Frekans J.s Elektromanyetik ışımaları tanımlamakta kullanılan yukarıdaki niceliklerden hangilerinin birimi doğru verilmiştir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II 8. Işıkla ilgili; I. kırınım, II. girişim, III. fotoelektrik olay özelliklerinden hangileri dalga modeli ile açıklanabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 1-D 2-A 3-A 4-B 5-C 6-E 7-D 8-D 15

16 Elektromanyetik Işınların Dalga ve Tanecik Karakterleri Siyah Cisim Işıması Üzerine düşen bütün ışınları soğuran, hiçbir ışını geri yansıtmayan ve bu nedenle siyah görünen cisimlere siyah cisim denir. Bu tanıma uyan bir cisim yoktur. Siyah cisim ışıması, bir cismin sahip olduğu ısı enerjisinden dolayı etrafa yaydığı elektromanyetik dalgadır. Sıcaklığı mutlak sıfırdan (0 Kelvin) büyük olan her cisim ışıma yapar. Düşük sıcaklıklarda ve çok yüksek sıcaklıklarda oluşan ışımalar görünür bölgenin dışında gerçekleştiği için insan gözü tarafından görülmez. Dalga boyu görünür bölgeye ait ışımalar görülür. Dalga modeline göre ışımanın şiddeti genliğin karesi ile doğru orantılıdır. Siyah cismin çeşitli sıcaklıklarda yaptığı ışımanın şiddetinin dalga boyuna bağlı olmasını dalga modeli açıklayamamaktadır. Planck'ın Kuantum Kuramı 1900 yılında Max Planck enerjinin elektromanyetik ışıma şeklinde yayınlanabilen veya soğurulabilen en küçük miktarını kuantum olarak tanımlamıştır. Planck'a göre ışık, her bir parçacığının enerjisi h.ν olan enerji paketlerinden oluşur. Enerji daima h.ν değerinin tam katları olarak yayınlanır. 1,2h. ν, 2,75h. ν gibi değerleri asla alamaz. Kuantum kuramına göre enerji, E = h.ν veya E = h. c λ eşitlikleri ile hesaplanır. E : Enerji (Joule) h : Planck sabiti (6, J.s) v : Frekans (s 1 ) c : Işık hızı ( m/s) λ : Dalga boyu (metre) Fotoelektrik Olay 1905 yılında Albert Einstein kuantum kuramını kullanarak fotoelektrik olayı açıklamıştır. Einstein ışık hızı ile hareket ettiği düşünülen kuantumlara foton adını vermiştir. Tanecik modeline göre h.ν enerjisine sahip bir foton metal yüzeye çarptığında enerjisini bir değerlik elektronuna aktarır. Fotonun enerjisi elektronu yüzeye bağlayan bağlanma enerjisinden büyükse elektron serbest hâle geçer. Bu olaya fotoelektrik olay denir. Fotoelektrik olayı gerçekleştiren minimum ışık frekansına eşik frekansı denir. Fotondaki enerji fazlası kopan elektronun kinetik enerjisi olarak ortaya çıkar. e Eşik frekansına sahip foton metal yüzeyden e söker. e e Işığın şiddeti artarsa kopan e sayısı artar. Hızlı e Işığın frekansı artarsa kopan elektronun kinetik enerjisi artar. Fotoelektrik olaya ait enerji denklemi, E foton = E k + E b şeklindedir. E foton : Fotonun enerjisi E k : Kopan elektronun kinetik enerjisi E b : Bağlanma enerjisi Bilmeden Olmaz Fotoelektrik olayda kopan elektronların kinetik enerjisinin ışığın şiddetine bağlı olmayıp frekansına bağlı olmasını ışığın dalga modeli açıklamakta yetersiz kalır. Siyah cisim ışıması ve fotoelektrik olay ışığın tanecik (parçacık) modeli kullanılarak Planck ve Einstein'ın yaptığı çalışmalar ile açıklanmıştır. Çözmeden Olmaz 1. Dalga boyu 221 nm olan ultraviyole ışığın enerjisi kaç Joule'dür? (h = 6, J.s, c = m/s) A) B) C) D) E) Frekansı s 1 olan sarı ışığın bir fotonunun enerjisi kaç Joule'dür? (h = 6, J.s) A) 3, B) 3, C) 3, D) 6, E) 6,

17 Modern Atom Teorisi 3. Siyah cisim ışımasıyla ilgili, I. Siyah cismin sıcaklığı artırılırsa yaptığı ışımanın dalga boyu kısalır. II. Çok düşük sıcaklıklarda ve çok yüksek sıcaklıklarda oluşan ışımalar insan gözü tarafından görülmez. III. Mutlak sıfır noktasından yüksek sıcaklıklardaki her cisim ışıma yapar. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 6. Kuantum kuramına göre yayınlanabilen veya soğurulabilen bir kuantumun enerjisi; I. h.ν, II. 3h.ν 4, III. 3h.ν 2 niceliklerinden hangilerine eşit olabilir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II 4. Farklı sıcaklıklarda gerçekleşen siyah cisim ışımasının dalga boyu - ışıma şiddeti grafiği verilmiştir. Buna göre, Işımanın şiddeti T 3 T 2 T 1 Dalga boyu I. Genliği en büyük olan ışıma T 1 sıcaklığında gerçekleşmiştir. II. Sıcaklıklar arasında T 1 < T 2 < T 3 ilişkisi vardır. III. T 3 sıcaklığında oluşan ışımanın yayınladığı toplam enerji miktarı en azdır. 7. Fotoelektrik olayla ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Fotoelektrik olayda kopan elektronun kinetik enerjisi ışımanın şiddetiyle doğru orantılıdır. B) Işığın dalga modeli fotoelektrik olayı açıklamakta yetersizdir. C) Eşik frekansına sahip fotonlar metal yüzeyden elektron söker. D) Albert Einstein kuantum kuramını kullanarak fotoelektrik olayı açıklamıştır. E) Fotoelektrik olayda ışığın frekansının artması kopan elektron sayısını değiştirmez. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 5. Kuantum kuramında enerjinin, dalga boyunun ya da frekansın hesaplanmasında kullanılan Planck sabitinin birimi aşağıdakilerden hangisidir? (J : joule, s : saniye, kg : kilogram, m : metre) A) J/s B) J.s 2 C) kg.m s D) kg.m 2 E) kg.m.s s 8. Terim Tanım I. Siyah cisim Üzerine düşen bütün ışınları soğuran cisim II. Fotoelektrik olay Işığın metal yüzeyden elektron sökmesi olayı III. Foton Işımayı oluşturan ve ışık hızı ile hareket eden kuantum Işığın ikili doğasıyla ilgili yukarıda verilen terimlerden hangileri doğru tanımlanmıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III 1-C 2-B 3-E 4-B 5-D 6-A 7-A 8-E 17

18 Elektromanyetik Işınların Dalga ve Tanecik Karakterleri Bu Konuda Bunlar Var Bohr atom modelinin hidrojen atom spektrumu ile ilişkisi kurulur. Bilmeden Olmaz Atom Spektrumları Beyaz ışık bir polikromatik ışık olup prizmadan geçirilirse görünür bölgede mordan kırmızıya kadar farklı renklerde ve farklı dalga boylarındaki ışıklar sürekli (kesiksiz) spektrum oluşturur. Elementler belirli bir sıcaklığa kadar ısıtıldığında ışıma yapar. Oluşan ışıma prizmadan geçirilirse çizgi (kesikli) spektrum elde edilir. Elementlerin çizgi spektrumları birbirinden farklı olup ayırt edici özelliktir. Elementler ısıtıldıklarında hangi dalga boyunda ışıma yaparlarsa aynı dalga boyuna sahip ışığı soğururlar. Bu nedenle elementlerin ışıma (emisyon) spektrum çizgileri ile soğurma (absorbsiyon) spektrum çizgileri aynı dalga boyuna karşılık gelir. 400 nm 500 nm 600 nm 700 nm Elementlerin spektrumlarında oluşan çizgilere Fraunhofer çizgileri denir. Henry Moseley, elementlerin Fraunhofer çizgilerini incelediğinde elementin atom numarası ile çizgi frekansının karekökünün doğru orantılı olduğunu gördü. Bu çalışma ile elementlerin atom numaralarını doğru bir şekilde tespit eden Moseley atom numarasının çekirdekte bulunan proton sayısına eşit olduğunu ifade etti. Moseley ayrıca elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin atom numaralarına bağlı olduğunu belirterek periyodik sistemin elementlerin artan atom ağırlıklarına göre değil, artan numaralarına göre düzenlenmesi gerektiğini belirtmiştir. Bohr Atom Modeli 1913 yılında Niels Bohr hidrojen atomu ile yaptığı çalışmalar sonucunda aşağıdaki sonuçlara ulaşmıştır. Elektron, çekirdeğin çevresinde K, L, M, N, O,... gibi harflerle ya da n = 1, 2, 3, 4, 5,... gibi rakamlarla ifade edilen dairesel yörüngelerde (temel enerji düzeylerinde) hareket eder. Her yörüngenin belirli bir enerjisi olup çekirdekten uzaklaştıkça yörüngelerin enerji değerleri de artar. Hidrojen atomundaki bir elektron en düşük enerjili K yörüngesinde (1. enerji seviyesinde) bulunmak ister. Bu durum atomun temel hâli olarak tanımlanır. Atom dışardan enerji aldığında elektron daha yüksek enerjili yörüngelere geçebilir. Bu durumdaki atom uyarılmış atomdur. Elektronun sonsuzuncu yörüngeye uyarılması tamamen koparılması olup iyonlaşmış hâl olarak tanımlanır. Uyarılmış hâldeki atom yüksek enerjili ve kararsızdır. Bu nedenle elektron alt enerji seviyelerine inerken aldığı enerjiyi ışıma enerjisi olarak yayınlar. İyonlaşarak çekirdekten tamamen uzaklaşmış elektronun enerjisi sıfır kabul edilir. Bu elektron çekirdek tarafından yakalanarak bir n yörüngesine yerleştiğinde enerjisi azalır ve negatif işaretli olarak şu denklemle hesaplanır. E n = R n 2. Z 2 E n : n. enerji düzeyindeki bir elektronun enerjisi, R : Rydberg sabiti = 2, J, n : Enerji seviyesi, Z : Atom numarası Hidrojen atomunda yüksek enerji seviyesindeki bir elektron; 1. enerji seviyesine inerse, Lyman serisi ışıma gerçekleşir ve morötesi ışık (UV), 2. enerji seviyesine inerse, Balmer serisi ışıma gerçekleşir ve görünür ışık, 3. enerji seviyesine inerse, Paschen serisi ışıma gerçekleşir ve kızılötesi ışık (IR) oluşur. Brackett ve Pfund serisi geçişlerde de yine kızılötesi ışık oluşur. Bohr atom teorisinde herhangi bir enerji düzeyindeki elektronun enerjisi hesaplanabileceği gibi enerji düzeyleri arası geçişlerdeki soğurulan ya da yayınlanan elektromanyetik dalganın enerjisi, frekansı ve dalga boyu da hesaplanabilir. 1 E = R.f 1 p.z 2 = h.ν = h. c 2 2 n iç n λ dış E : Enerji değişimi R (Rydberg sabiti) : 2, Joule n iç : İç enerji seviyesi Z : Atom numarası ν : Frekans n dış : Dış enerji seviyesi h : Planck sabiti λ : Dalga boyu 18

19 Modern Atom Teorisi Çözmeden Olmaz 1. Bir metal yüzeye dalga boyu 330 nm olan bir foton düşürülüyor. Metal yüzeydeki bir değerlik elektronunun bağlanma enerjisi Joule olduğuna göre, yüzeyden kopan elektronun kinetik enerjisi kaç Joule'dür? (h = 6, J.s, c = m/s) A) B) C) D) E) Hidrojen atomunun Lyman serisi elektron geçişlerinde en az kaç Joule enerji açığa çıkar? (R = Joule) A) B) C) 1, D) E) Temel hâldeki hidrojen atomunun bir elektronunu 3. temel enerji düzeyine uyarmak için kullanılan fotonun frekansı kaç s dir? 2. 2 He+ iyonunun 3. temel enerji düzeyinde bulunan elektronunun enerjisi kaç Joule'dür? (R = Joule) A) B) C) D) (R = Joule, h = J.s) A) B) C) D) 36 E) E) Li2+ iyonunda 3. enerji düzeyine uyarılmış bir elektron temel enerji düzeyine indiğinde oluşan ışımanın dalga boyu kaç nm'dir? 3. 1 H atomunda enerjisi E = Joule olan temel enerji düzeyi aşağıdakilerden hangisidir? (R = Joule) A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 (R = Joule, h = J.s, c = 3 x 10 8 m/s) A) 9 8 D) B) 8 C) E) Temel hâldeki 2 He + iyonundaki bir elektronu 4. temel enerji düzeyine uyarmak için gereken enerji kaç Joule'dür? (R = Joule) A) 1, B) 1, C) 2, D) 7, E) 7, Temel hâlde bulunan 2 He + iyonundaki bir elektronu iyonlaştırmak için gereken enerji, temel hâldeki 1 H atomundaki bir elektronu iyonlaştırmak için gereken enerjiden kaç Joule fazladır? (R = 2 x Joule) A) B) C) D) E) E 2-A 3-B 4-D 5-C 6-E 7-C 8-D 19

20 Atomun Kuantum Modeli Bu Konuda Bunlar Var Atomun kuantum modeline yönlendiren bulguları tarihsel gelişimi içinde açıklar. Bohr atom modelinin yetersizlikleri örneklerle açıklanır; atom altı tanecikler üzerinde yapılan ölçümlerdeki belirsizliğin önemi vurgulanır. Hareketli taneciklere eşlik eden dalgalara ilişkin deneyler özetlenir; de Broglie hipotezi tanıtılır. Bilmeden Olmaz Bohr Atom Modelinin Yetersizlikleri Bohr atom modeli H, He + ve Li 2+ gibi tek elektronlu atom ve iyonların spektrumlarını başarılı bir şekilde açıklamıştır. Ancak deneysel verilerin sonuçları çok elektronlu atom ve iyonların yayınma spektrumlarının Bohr atom modeli ile açıklanamayacağını ortaya koymuştur. Ayrıca kuantum mekaniğinin geliştirilmesi ile elektronların çekirdek çevresinde dairesel yörüngelerde sabit bir hızla hareket edemeyeceği ortaya çıkmıştır. Dalga Tanecik İkiliği 1924 yılında Louis de Broglie hareketli maddesel parçacıkların da dalga özelliği gösterdiğini ileri sürmüştür. Bu tezini Planck ve Einstein'ın eşitliklerini birleştirerek açıklamıştır. Planck eşitliği E = h. c λ Einstein eşitliği E = m.c 2 Louis de Broglie ( ) h. c λ = m.c 2 h λ = m.c Bu eşitlikte ışık hızı c yerine maddesel parçacığın hızı ν yazılırsa maddesel parçacıkların hareketlerine eşlik eden de Broglie dalga boyu denklemi elde edilir. yapılmıştır. Davisson ve Germer yavaş hareket eden bir elektron demetinin aynı ışık gibi nikel kristal tarafından kırınıma uğradığını kanıtlamışlardır. G.P. Thomson ise bir elektron demetini ince bir alüminyum metaline göndererek aynı dalga boyundaki X ışınları ile aynı özellikte kırınım desenleri elde etmiştir. X ışınlarının kırınımı Metal levhanın elektron kırınımı Belirsizlik İlkesi 1920'li yıllarda Werner Heisenberg yaptığı çalışmalar sonucunda elektron gibi çok küçük kütleli ve yüksek hızda hareket eden taneciklerin konumları ile hızlarının kesin bir duyarlılıkla ölçülemeyeceğini ispatlamıştır. Kuantum Mekaniği ve Orbital Kavramı Werner Heisenberg ( ) λ = h m.ν λ : de Broglie dalga boyu (m) h : Planck sabiti (6, J.s) m : Maddesel parçacığın kütlesi (kg) ν : Maddesel parçacığın hızı (m/s) de Broglie hipotezini doğrulayan deneyler 1927 yılında Davisson ve Germer ile G.P. Thomson tarafından Erwin Schrödinger ( ) Bohr atom modelindeki yörünge (orbit) kavramının yerine kuantum mekaniğinde orbital tanımlaması kullanılır. Orbital, kuantum sayıları ile belirlenen bir dalga fonksiyonu olup elektronların belirli bir uzay bölgesinde bulunma olasılığının maksimum olduğu bölgelerdir. 20

21 Modern Atom Teorisi Çözmeden Olmaz 1. Bohr atom modeli; I. manyetik alanın maddeye olan etkilerini, II. tek elektronlu atom ve iyonların yayınma (emisyon) spektrumlarını, III. hareketli maddesel parçacıkların dalga özelliğini ifadelerinden hangilerini açıklayabilmiştir? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III yılında hareketli maddesel parçacıkların dalga özelliği gösterdiğini öne süren ve bu tezini Planck ve Einstein'ın çalışmalarına dayanarak açıklayan bilim insanı aşağıdakilerden hangisidir? A) Erwin Schrödinger B) Louis de Broglie C) Werner Heisenberg D) George P. Thomson E) Niels Bohr 3. Atomun kuantum modeli ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Kuantum mekaniğinde elektronun bulunduğu yer için orbital tanımı yapılır. B) Bohr atom modelinde elektronun bulunduğu yer için yörünge tanımı yapılır. C) Kuantum sayıları ile elektronun yeri kesin olarak belirlenir. D) Orbital, kuantum sayıları ile belirlenen bir dalga fonksiyonudur. E) Schrödinger denklemi ile hidrojen atomunda bulunan elektronun dalga fonksiyonları açıklanabilir. 4. Louis de Broglie hipotezini ispatlayan deneyler; I. Davisson ve Germer, II. G. P. Thomson, III. W. Heisenberg, IV. E. Schrödinger bilim insanlarından hangileri tarafından yapılmıştır? A) Yalnız I B) Yalnız IV C) I ve II D) II, III ve IV E) I, II, III ve IV 5. Atomun kuantum modeli ile ilgili; I. enerjinin h.ν ve h.ν'nün tam katları şeklinde alınıp verildiği, II. elektron gibi parçacıkların konumları ile hızlarının kesin bir duyarlılıkla ölçülemeyeceği, III. hareketli maddesel parçacıkların dalga özelliği gösterdiği çalışmalarını gerçekleştiren bilim insanları aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? I II III A) Schrödinger Heisenberg de Broglie B) Planck Bohr Schrödinger C) Bohr de Broglie Schrödinger D) Bohr de Broglie Heisenberg E) Planck Heisenberg de Broglie 6. I. 1 H II. 2 He III. 2 He + IV. 3 Li 2+ Yukarıdaki atom ve iyonlardan hangilerinin emisyon spektrumları Bohr atom modeli ile açıklanabilir? A) Yalnız I B) I ve II C) III ve IV D) I, III ve IV E) I, II, III ve IV 7. Atomun yapısını aydınlatmak için çalışmalar yapan; I. Davisson, II. G. P. Thomson, III. Bohr, IV. Germer bilim insanlarından hangileri de Broglie hipotezini ispatlayan çalışmalar yapmamıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve III D) I, II ve IV E) II, III ve IV 1 8. Işık hızının u hızla hareket eden bir elektronun 10 hareketine eşlik eden dalganın dalga boyu kaç nm'dir? (h = kg.m 2, c = m/s, m s e = kg) A) 1 45 B) 1 30 C) 1 15 D) 2 9 E) A 2-B 3-C 4-C 5-E 6-D 7-B 8-A 21

22 Atomun Kuantum Modeli Bu Konuda Bunlar Var Atomun kuantum modeliyle taneciklerin dalga karakteri arasında ilişki kurulur. Bilmeden Olmaz Kuantum Sayıları Atomların elektron dağılımlarını açıklamak için baş kuantum sayısı, açısal momentum kuantum sayısı, manyetik kuantum sayısı ve spin kuantum sayısı olmak üzere dört kuantum sayısı tanımlanmıştır. Baş (Birincil) Kuantum Sayısı (n) Elektronların çekirdeğe olan ortalama uzaklığını ifade eden kuantum sayısı olup n = 1, 2, 3, 4, 5 gibi tam sayı değerlerini alır. Açısal Momentum (İkincil) Kuantum Sayısı (l) Orbitallerin türlerini ifade eden kuantum sayıları olup l = 0, 1, 2, 3,..., (n 1) değerlerini alır. n = 1 iken l = 0 n = 2 iken l = 0 ve 1 n = 3 iken l = 0, 1 ve 2 n = 4 iken l = 0, 1, 2 ve 3 değerlerini alabilir. l değerinin ifade ettiği orbital türleri ise şunlardır: l Orbitalin türü s p d f Manyetik Kuantum Sayısı (m l ) Orbitalin uzaydaki yönlenmesini gösteren kuantum sayısı olup açısal momentum kuantum sayısı l'ye bağlı olarak (2l + 1) tane farklı m l değerini alır. l = 0 ise, m l = 2l + 1 = = 1 tane değer alır. Bu değer 0'dır. l = 1 ise, m l = 2l + 1 = = 3 tane değer alır. Bu değerler 1, 0, +1'dir. l = 2 ise, m l = 2l + 1 = 5 tane değer alır. Bu değerler 2, 1, 0, +1, +2'dir. Spin Kuantum Sayısı (m s ) Elektronun orbitaldeki dönme yönünü ifade eden kuantum sayısı olup veya 1 değerini alır. 2 s orbitalleri Her enerji düzeyinde bulunan küresel orbitallerdir. s orbitallerinde l = 0 ve m l = 0 değerlerini alır, tek orbitalden oluşur, zıt spinli (dönme yönü) en fazla 2 elektron alır. p orbitalleri İkinci enerji düzeyinden itibaren bulunan orbitaller olup l = 1 ve m l = 1, 0, +1 değerlerini alır, eş enerjili üç orbitalden oluşur, zıt spinli en fazla 6 elektron alır. d orbitalleri 3. enerji düzeyinden itibaren bulunan orbitaller olup l = 2 ve m l = 2, 1, 0, +1, +2 değerlerini alır, eş enerjili beş orbitalden oluşur, zıt spinli en fazla 10 elektron alır. f orbitalleri 4. enerji düzeyinden itibaren bulunan orbitaller olup l = 3 ve m l = 3, 2, 1, 0, +1, +2, +3 değerlerini alır, eş enerjili 7 orbitalden oluşur, en fazla zıt spinli 14 elektron alır. Kletchkowski Madelung İlkesi Orbitallerin enerjisi baş kuantum sayısı ve açısal momentum kuantum sayılarının toplamı (n + l) ile doğru orantılıdır. (n + l) değerleri eşit olan orbitallerden baş kuantum sayısı (n değeri) büyük olan orbital daha yüksek enerjilidir. Orbital n l (n + l) 3d s p f Tablodaki orbitallerin enerjileri 4s < 3d < 4p < 4f şeklindedir. Temel enerji düzeylerindeki (n) orbitallerin türü, sayısı (n 2 ) ve bu temel enerji düzeylerinde bulunabilecek maksimum elektron sayıları (2n 2 ) birbirinden farklıdır. Temel enerji düzeyi (n) Orbital türü Orbital sayısı (n 2 ) Maksimum e sayısı (2n 2 ) 1 s s, p s, p, d s, p, d, f

23 Modern Atom Teorisi 1. Atomun kuantum sayıları ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Baş kuantum sayısı sıfırdan başlayıp yediye kadar olan tam sayı değerlerini alır. B) Açısal momentum kuantum sayısına ikincil kuantum sayısı da denir. C) Manyetik kuantum sayısı, açısal momentum kuantum sayısına bağlı olarak değerler alır. D) Elektronun dönme yönünü spin kuantum sayısı ifade eder. E) Spin kuantum sayısı veya 1 değerlerini alır temel enerji düzeyi için, 5. Kuantum sayısı I. Baş kuantum sayısı II. III. Açısal momentum kuantum sayısı Manyetik kuantum sayısı Çözmeden Olmaz İfade ettiği olgu Elektron bulutlarının şekillerini ve bu şekil farkı ile oluşan enerji seviyelerindeki değişimi belirtir. Orbitalin çekirdeğe olan uzaklığını belirtir. Orbitalin uzaydaki yönlenmesini belirtir. Yukarıdaki kuantum sayılarından hangilerinin ifade ettiği olgular yanlış belirtilmiştir? A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III I. Üç tür orbital içerir. II. En yüksek enerjili orbitalin açısal momentum kuantum sayısı 3'tür. III. En fazla 18 elektron içerir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III 3. Açısal momentum kuantum sayısı l = 2 olan bir elektron için, I. 4. enerji düzeyinde yer alır. II. Manyetik kuantum sayısı 2'dir. III. d orbitalinde bulunur. yargılarından hangilerinin doğruluğu kesin değildir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 4. 2s ve 2p orbitallerinin; I. baş kuantum sayıları, II. enerji değerleri, III. açısal momentum kuantum sayıları niceliklerinden hangileri eşittir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II 6. Atomun kuantum sayıları ile ilgili, I. Baş kuantum sayıları eşit olan orbitallerden açısal momentum kuantum sayısı büyük olanın enerjisi yüksektir. II. n değeri 2 olan bir orbitalin l değeri ya 0 ya da 1'dir. III. Spin kuantum sayısı diğer kuantum sayılarından bağımsızdır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III temel enerji düzeyinde bulunan; I. orbital sayısı, II. orbital türleri, III. bulunabilecek maksimum elektron sayısı nicelikleri aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? I II III A) 3 s, p, d 6 B) 9 s, p, d 18 C) 3 s, p 6 D) 9 s, p, d 8 E) 3 s, p 4 1-A 2-C 3-D 4-A 5-B 6-E 7-B 23

24 Temel Hâl Elektron Dizilişi Atomun en düşük enerjili olduğu hâl temel hâlidir. Temel hâlde elektronlar çekirdeğe en yakın olan en düşük enerjili orbitalden en yüksek enerjili orbitale doğru yerleşir. Buna Aufbau kuralı denir. Pauli dışlama ilkesine göre bir orbital en fazla zıt spinli (dönme yönü) iki elektron alır. Bu nedenle bir atomda dört kuantum sayısı da aynı olan iki elektron bulunamaz. Elektronların n, l, m l kuantum sayıları aynı olsa bile spin kuantum sayıları (m s ) farklı olacaktır. Hund kuralına göre elektronlar eş enerjili orbitallere öncelikle paralel spinle birer birer yerleşir, daha sonra gelen ikinci elektronlar zıt spinle yerleşir. Bu kurallar dikkate alındığında temel hâlde çok elektronlu atomlarda elektronların orbitallere yerleşme sırası aşağıdaki gibi gerçekleşir: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 Temel hâl elektron dizilişi s 1, s 2, p 3, p 6, d 5 ve d 10 ile biten atomlar küresel simetrik elektron dizilişine sahiptir. Değerlik Elektron Sayısı Atomlardaki bağ oluşumuna katılan orbitallere değerlik orbitalleri, bu orbitallerdeki elektronlara değerlik elektronları, bu elektronların sayısına da değerlik elektron sayısı denir. Atom Temel hâl e dizilişi Bilmeden Olmaz Değerlik orbitalleri Değerlik e sayısı 11 Na 1s2 2s 2 2p 6 3s 1 3s 1 16 S 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 3s, 3p 6 26 Fe 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 4s, 3d 8 35 Br 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 4s, 4p 7 Uyarılmış Hâl Temel hâldeki bir atoma dışarıdan enerji verilerek elektron dizilişinin daha yüksek enerjili bir hâle dönüştürülmesine uyarılmış hâl denir. 11 Na : 1s2 2s 2 2p 6 3s 1 (Temel hâl) 11 Na : 1s2 2s 2 2p 6 3p 1 (Uyarılmış hâl) 11 Na : 1s2 2s 2 2p 6 4s 1 (Uyarılmış hâl) Atomların bir tane temel hâl elektron dizilişi varken verilen enerjiye bağlı olarak uyarılmış hâl elektron dizilişi birden fazla olabilir. Uyarılma sonucunda elektron çekirdekten uzaklaşır, atom çapı büyür, elektron koparmak kolaylaşır. Ancak atomun çekirdek yapısında ve periyodik sistemdeki yerinde bir değişiklik olmaz. Uyarılmış atom temel hâle geçerken enerji açığa çıkar. Küresel Simetri Bir atomun temel hâl elektron dizilişinde elektron bulunduran en yüksek enerjili orbitallerin yarı dolu ya da tam dolu olması durumuna küresel simetri özelliği denir. Küresel simetrik atomlardaki elektronlar daha düşük potansiyel enerjiye sahip olduğu için küresel simetri atomlara kararlılık kazandırır. Bu nedenle küresel simetrik atomlardan elektron koparmak daha zordur. İyonların Elektron Dizilişi ve İzoelektrik Yapılar Negatif yüklü iyonlarda alınan elektronlar boş ya da yarı dolu olan en düşük enerjili orbitallere yerleşir. Pozitif yüklü iyonlarda verilen elektronlar en dış enerji seviyesinde bulunan en yüksek enerjili orbitallerden ayrılır. 22 Ti : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2 22 Ti+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 2 16 S : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 16 S2 : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Proton sayıları farklı iken elektron sayıları ve dizilişleri aynı olan taneciklere izoelektronik tanecikler denir. 17 Cl : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 20 Ca2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Elektron sayıları ve dizilimleri aynı olan Cl iyonu ile Ca 2+ iyonu birbirinin izoelektroniğidir. 20 Ca : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 22 Ti2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 Elektron sayıları aynı olmasına rağmen, elektron dizilimleri farklı olan Ca atomu ile Ti 2+ iyonu birbirinin izoelektroniği değildir. 24

25 Modern Atom Teorisi Çözmeden Olmaz 1. Temel hâl elektron dizilişi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Pauli ilkesine göre elektronlar eş enerjili orbitallere önce paralel spinle tek tek yerleşir daha sonra gelen ikinci elektronlar zıt spinle yerleşir. B) Aufbau kuralına göre temel hâlde elektronlar en düşük enerjili orbitalden en yüksek enerjili orbitale doğru yerleşir. C) Elektron içeren en yüksek enerjili orbitallerin yarı dolu ya da tam dolu olması durumuna küresel simetri özelliği denir. D) Bir atomun bir tane temel hâl elektron dizilişi vardır. E) Aynı elemente ait uyarılmış atom ile temel hâldeki atomunun periyodik sistemdeki yeri aynıdır. 4. Çok elektronlu bir atomun temel hâlde en düşük enerji seviyesindeki elektronlarından birinin dört kuantum sayısı, n l m l m s I /2 II /2 III /2 değerlerinden hangileri olabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III 2. Bir orbitalin en fazla zıt spinli iki elektron içerebileceğini bu nedenle bir atomda dört kuantum sayısı aynı olan iki elektronun bulunamayacağını aşağıdakilerden hangisi ifade etmektedir? A) Aufbau kuralı B) Pauli ilkesi C) Hund kuralı D) Madelung - Kletchkowski kuralı E) Heisenberg belirsizlik ilkesi 5. 13Al atomunun temel hâl elektron dizilişinde l ve m l değerleri 1 olan en az ve en çok kaç elektronu bulunabilir? En az En çok A) 3 9 B) 8 9 C) D) 2 3 E) I. 22 Ti : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 3 II. 24 Cr : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 III. 29 Cu : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 Yukarıda elektron dizilişleri verilen atomlardan hangileri uyarılmış hâldedir? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II Kural Dışı Elektron Dizilişleri 24 Cr ve 29Cu elementlerinin temel hâl elektron dizilişleri belirlenen kurallara uygun değildir. 24 Cr : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 29 Cu : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 Bu istisnai durumun atomların küresel simetrik yapıya ulaşma isteklerinden kaynaklandığı söylense de kesin nedenleri tam olarak bilinmemektedir. 6. Atom numarası 6 olan C elementinin temel hâl elektron dizilişi, I. II. III. IV. 1s 2s 2p 1s 2s 2p 1s 2s 2p 1s 2s 2p gösterimlerinden hangileri olabilir? A) Yalnız I B) II ve III C) I ve IV D) II, III ve IV E) I, II, III ve IV 1-A 2-B 3-A 4-C 5-D 6-E 25