1.ÜNİTE MODERN ATOM TEORİSİ -2.BÖLÜM- ATOMUN KUANTUM MODELİ

Transkript

1 1.ÜNİTE MODERN ATOM TEORİSİ -2.BÖLÜM- ATOMUN KUANTUM MODELİ Bohr Modelinin Yetersizlikleri Dalga-Tanecik İkiliği Dalga Mekaniği Kuantum Mekaniği -Orbital Kavramı Kuantum Sayıları Yörünge - Orbital Kavramları Orbital Enerjileri

2 BOHR ATOM MODELİNİN YETERSİZLİKLERİ Bohr atom kuramı H,H + ve L +2 gibi tek elektronlu taneciklerin spektrumlarını iyi açıklamıştır.ancak birden fazla e - içeren taneciklerin spektrumlarını açıklamada yetersiz kalmıştır. Elektronların dairesel yörüngelerde hareket etmesi kuantum mekaniğinde yer almaz. DALGA-TANECİK İKİLİĞİ Louis de Broglie; küçük taneciklerin de dalga gibi davranabileceğini ileri sürmüştür. De Broglie tanecik ve dalga özelliklerinin aşağıdaki bağıntı ile bir araya gelebileceğini ileri sürdü.(deney yapmıyor) 1 Bütün maddeler dalga davranışı gösterir.büyük cisimlerin sahip olduğu dalga boyu çok kısa olduğundan farkedilemez. DAVİSSON - GERMER DENEYİ Yavaş hareket eden e - demetinin Ni kristal tarafından kırınıma uğradığını göstermiştir.

3 2

4 GEORGE PAGET THOMSON (JJ. Thomson oğludur) İnce düzgün kristalli Alüminyum levha üzerine e - gönderdiğinde merkezde dairesel leke etrafında halka gözlemledi.(young deneyi - Karanlık-Aydınlık bölge) (Baba Thomson e - nun tanecik özelliğini, oğlu Thomson ise e - nun dalga özelliğini açıklamıştır) Bu deneyler sonucunda De Broglie kavramı sağlam temellere oturtulmuştur SORU: Işık hızıyla hareket eden gr ağırlığındaki bir parçacığın de Broglie dalga boyu kaç metredir? (h= ) ÇÖZÜM:

5 2. SORU: Işık hızının 1/1000 i hızla hareket eden bir elektrona ait dalgaların De Broglie dalga boyu kaç nanometredir? (h= 6, m e = ) ÇÖZÜM: (cevap: 2,44) 4 3. SORU: Kütlesi olan bir elektronunhızı yaklaşık olarak 1/ m/s dir. Buna göre bu elektronun De Broglie dalga boyu kaç nm dir? (1nm = m h= j.s.) (cevap: 200) ÇÖZÜM:

6 HEİSENBERG BELİRSİZLİK İLKESİ Bir elektron herhangi bir andaki yeri ve hızı aynı anda kesin olarak bilinemez. Bir e - nu görebilmek için e - un üzerine foton tanecikleri göndermek zorundayız. Gönderilen foton taneciği e - na çarptığında onu atomun dışına atacaktır. Biz elektrona bakmaya çalışırken elektron atomdan ayrılmış olacaktır. 5 Elektronların çekirdek etrafında belirli dairesel yörüngeler, izler varsayımı söylenemez.(bohr) Belirsizlik ilkesi elektronların belirli dairesel yörüngede değil, üç boyutlu olarak elektronun yörünge dışındaki bölgelerde de hareket edebileceğini ortaya koydu.

7 Yörüngeler yerine elektronların çekirdek etrafında bulunma olasılığından bahsedilebilir. Bir taneciğin nerede olduğu kesin olarak biliniyorsa; aynı anda nereden geldiğini ve nereye gittiğini de kesin olarak bilemeyiz. Taneciğin nasıl hareket ettiğini biliyorsak; Onun yerini kesin olarak bilemeyiz. SCHRÖDİNGER DALGA MEKANİĞİ Dalgaya benzer özellikler gösteren bir elektronun dalga fonksiyonu adlandırılan Ψ (pisi) harfi ile simgelenen bir matematiksel denklem türetmiştir. Tanecik yoğunluğudalga fonksiyonunun Ψ karesi ile doğru orantılıdır. 6 Schrödinger atomdaki elektronların bulunabileceği enerji düzeyleri ve dalga fonksiyonları kuantum sayıları ile ifade edilir. Bohr atom modelindeki yörünge tanımı yerine kuantum mekaniğinde orbital tanımlaması kullanılır. ORBİTAL : e - ların kuantum sayıları belirlenen dalga fonksiyonudur. Orbital bir matematiksel fonksiyon olduğu için ancak e - un belli bir uzay bölgesinde bulunma olasılığı hesaplanılabilir. Bu olasılıkta fonksiyonun karesi ile doğru orantılıdır. Her orbitalin kendisine özel e - yoğunluğu ve enerjisi vardır.

8 a) Baş (birincil) Kuantum Sayısı (n) KUANTUM SAYILARI b) Acısal Momentum (ikincil) Kuantum Sayısı (l) c) Manyetik Kuantum Sayısı (m l ) d) Spin Kuantum Sayısı (m s ) Schrödinger denkleminin hidrojen atomu için gerçekleştirilen matematiksel çözümünden kuantum sayıları elde edilmiştir. A-BAŞ KUANTUM SAYISI (n) Baş kuantum sayısı belirli bir orbitaldeki elektronun çekirdeğe olan ortalama uzaklığıdır. 7 Baş kuantum sayılarının belirttiği elektron enerji seviyelerine KATMAN denir. B-AÇISAL MOMENTUM KUANTUM SAYISI (l) Orbitallerin şekillerini açıklar.

9 C-MANYETİK KUANTUM SAYISI Orbitallerin uzaydaki yönelişlerini belirler. D-SPİN KUANTUM SAYISI Elektronların kendi ekseni etrafında dönme yönünü belirtir 8 S ORBİTALİ 1.katmanda 2.katmanda 3.katmanda 1s 2s 3s ORBİTALLERİN ŞEKİLLERİ S orbitali için e - bulutu küreseldir. Bütün katmanlarda s orbitali vardır. S orbitalinin büyüklüğü baş kuantum sayısı arttıkça artar. l=0 değerine sahip tüm orbitaller s orbitalidir.

10 P ORBİTALİ l=1 değerine sahip tüm orbitaller p orbitalidir. l=1... m l = -1,0,1 P orbitalinin e - bulutu lob adlı iki bölümden oluşur. Üç boyutlu uzayda x,y,z eksenlerinde 2Px,2Py,2Pz olmak üzere üç tane p orbitali orataya çıkar. n=2 Başkuantum sayısı ile başlar. 9 Katman numarası büyüdükçe p orbitalinin büyüklüğü artar.

11 d ORBİTALİ 3dz 2 orbitali farklı görünmesine rağmen büyün özellikleri bakımından diğer dört orbitalle özdeştir. d orbitallerinin görülmeye başlandığı en küçük baş kuantum sayısı 3 tür. 10 l=2... m l = -2,-1,0,1,2 d orbitalleri 5 tanedir ve özdeştir. f ORBİTALLERİ n=4 değerinde görülen bir orbital çeşididir. n=4 l=3... m l = -3,-2,-1,0,1,2,3 7 tane f orbitali özdeştir. Sınır yüzey diyagramlarının çizilmesi çok karmaşıktır. DERS NOTLARINI sitemizden indirebilirsiniz.