Atom Kavramının Tarihsel Gelişimi. Test 1 in Çözümleri. 1. n: yörünge numarası. Z: atom numarası. Yörünge yarıçapı; r n. = (0,53Å) n 2.

Transkript

1 39 Atom Kavramıı Tarihsel Gelişimi 1 Test 1 i Çözümleri : yörüge umarası : atom umarası Yörüge yarıçapı; r = (,53Å) Toplam eerji; E = 13,6 ev Açısal mometum; L = h r dir. Bohr atom modelie göre H atomuu 1. eerji seviyesideki elektrou ile He + atomuu. eerji seviyesideki elektrouu toplam eerji değerleri eşittir. Yaıt B dir. 1,1 1, Şekilde; E = 1 = 3 = E = 1,1 1, = 1,9 ev buluur. taba eerji durumu Yaıt C dir.. Deşarj tüpüü iki ucu arasıda kurula elektrik alaa gire elektrolar hızlaarak hareket eder. Elektroları çarpışma sırasıda atomları uyarabilmesi içi kietik eerjisii belli bir değerde olması gerekir. Bir başka ifadeyle, elektroları kietik eerjisii belli bir değere yükselmesi içi sık sık gaz atomları ile çarpışmaması gerekir. Buu içi de tüpteki gaz atomlarıı sayısıı az olması isteir. Yaıt E dir. 3. C seçeeğide verile Elektrolar, çekirdeği çevreside dolaır. söylemi Dalto a değil, Rutherford a aittir. Yaıt C dir. Nihat Bilgi Yayıcılık 5. I. Elektro çekirdekte uzaklaştıkça, v1 v = 1 bağıtısı gereğice çizgisel hızı azalır. II. Elektro çekirdekte uzaklaştıkça doladığı yörüge büyür. Bu edele çizgisel hızıyla birlikte frekası da azalır. III. de Broglie dalga boyu, h m = mv bağıtısı ile buluur. Bağıtıdaki v azaldığıda m artar. Yaıt D dir.

2 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 6. Cıva atomları 7 ev eerjili elektrolarla uyarılıyor. = 3 = = 1 E 1 E E 3 6,67 ev II. uyar lma 4,85 ev I. uyar lma 7 ev, atomu II. eerji düzeyide uyarabilir. Atom e döerke dışarıya; E 1 = 4,85 ev 8. Rutherford atom modelie göre, Atomda çekirdek deile bir yapı vardır. Atomu kütlesii büyük bir kısmı çok küçük hacimdeki çekirdekte toplamıştır. Çekirdek pozitif yüklüdür. Atomlar, pozitif yüklü çekirdek ile çekirdeği çevreside çembersel yörügelerde dolaa egatif yüklü elektrolarda oluşur. Atomu büyük bir bölümü boşluklu yapıdadır. E seçeeğide verile Atomu içi tamame doludur. ifadesi Rutherford atom modelide yoktur. Yaıt E dir. E = 6,67 ev E 3 = 6,67 4,85 = 1,8 ev luk eerjili fotolar yayar. Dalga boyu e küçük ola fotolar eerjisi e büyük olalardır. Bu edele cıva atomlarıı yaydığı ışılarda dalga boyu e küçük ola fotou eerjisi 6,67 ev olur. Yaıt E dir. Nihat Bilgi Yayıcılık Eerjileri 3 ev ola elektrolar sezyum atomları ile hiç çarpışmada dışarı çıkabilir. Bu durumda dışarı çıka elektroları eerjisi 3 ev olabilir. Buu dışıda elektro; 1,75 1,1 1, taba düzeyi 3,3 =,7 ev 3 1,38 = 1,6 ev 1,6 1,38 =,4 ev luk eerjilerle dışarı çıkabilir. Acak 1,7 ev luk eerji ile dışarı çıkamaz. Yaıt B dir. Şekilde görüldüğü gibi H α ışımasıda açığa çıka eerji; 1,1 1, = 1,9 ev olup diğerleride daha küçüktür. Eerjisi e küçük ola ışımaı dalga boyu e büyük olur. Yaıt D dir.

3 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 3 1. Pache serisi = 3 1. λ B Balmer serisi λ L = 1, = Lyma serisi = 1 E = 1, ev m = RH ( ) \ s i sabit sabit ( ) sabit m = L 1 = sabit ( ) sabit m = B 3 = 5 36 = 1 Yaıt A dır. m L 5 = buluur. mb 7 Yaıt A dır. Uyarıla cıva atomları e döerke şekilde görüldüğü gibi 6 farklı dalga boylu foto yayabilir. 13., yörüge umarası olmak üzere Bohr atom modelie göre açısal mometum L = h r bağıtısı ile buluur. Nihat Bilgi Yayıcılık L 1 = 4 L = 1 h r h r L1 = 4 buluur. L Yaıt D dir. 11. Bombardımada kullaıla elektroları eerjisi 8,9 ev olduğuda cıva atomları = 4 seviyesie kadar uyarılabilir. = 4 = 3 = = 1 8,84 ev 6,67 ev 4,86 ev Yaıt C dir. 14. : yörüge umarası : atom umarası olmak üzere Bohr yürüge yarıçapı; r = (,53Å) bağıtısı ile buluur. Temel hâlde = 1, açısal mometum 5 katıa çıktığıda = 5 olur. Bohr yörüge yarıçapı yörüge umarasıı karesiyle oratılı olduğuda r 1 = r ise r 5 = 5r olur. Yaıt D dir.

4 4 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 15. r yarıçaplı Bohr yörügeside v çizgisel hızıyla dolaa elektrou açısal mometumu L = mvr bağıtısı ile buluur. Bohr atom modelie göre. yörügede dolaa elektrou açısal mometumu L = h r dir. Açısal mometumları eşitliğide; mvr = h r h v = buluur. rmr Bağıtıda = değeri yerie yazılırsa; v = h rmr buluur. Yaıt E dir. 16. Bohr atom modelie göre hidroje atomu içi yörüge yarıçpaları; r = (,53Å) r 3 r 1 =, 53Å ( ) 3, 53 Å r 3 r 1 = (3 ) r 3 r 1 =,65Å buluur. Yaıt D dir. Nihat Bilgi Yayıcılık

5 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 5 Test i Çözümleri 3. 1,75 = 4 1. Bir elektrou bir atomu uyarabilmesi içi elektrou eerjisi, e az atomu birici uyarılma eerjisi kadar olmalı ya da bu değerde büyük olmalıdır. 1,1 1, = 3 = Bir fotou bir atomu uyarabilmesi içi fotou eerjisi, atomu herhagi bir eerji düzeyii eerjisie tam olarak eşit olmalı ya da iyolaşma eerjiside büyük olmalıdır. 3,84,3 1,38 iyolaşma =4 =3 = =1 taba düzeyi I. 4 ev eerjili fotou eerjisi, sezyum atomuu iyolaşma eerjiside büyük olduğu içi sezyum atomuu iyolaştırabilir. II. 3,88 ev eerjili elektrou eerjisi, sezyum atomuu iyolaşma eerjiside büyük olduğuda sezyum atomuu iyolaştırabilir. III.,3 ev eerjili foto sezyum atomuu uyarabilir acak iyolaştıramaz. Yaıt B dir. Nihat Bilgi Yayıcılık = 1 Yukarıdaki şekilde 6 eşit spektrum çizgisi gözlemektedir. Bir başka ifadeyle hidroje atomu = 4 seviyeye kadar uyarılmalıdır. I. 1,75 ev eerjili fotou eerjisi 4. yörüge eerjisie tam eşittir. Bu fotou kullaılması ile 6 çeşit spektrum çizgisi elde edilir. II. 1,1 ev eerjili foto bombardımada kullaılırsa 3 çeşit spektrum çizgisi gözleir. III. 1,9 ev eerjili elektro kullaılırsa yie 6 çeşit spektrum çizgisi gözleir. Yaıt C dir. 4. Elektroları çekirdeği çevreside doladığı yörügeler = 1,, 3,... şeklide umaralaır. Eerji seviyesi açısıda; = 1 içi temel durum = içi 1. uyarılma düzeyi = 3 içi. uyarılma düzeyi = 4 içi 3. uyarılma düzeyi şeklide yazılır.. : yörüge umarası, : atom umarası olmak üzere Bohr atom modelide yörüge yarıçaplarıı vere bağıtı; r = (,53Å) dir. X, Y, atomlarıı 1. yörügesi söz kousu olduğuda sabit, r ile ters oratılıdır. Atom umaraları arasıdaki ilişki X > Y > olduğuda r > r Y > r X buluur. Yaıt D dir. 1,75 3. uyar lma düzeyi 1,1 1,. uyar lma düzeyi 1. uyar lma düzeyi temel durum Temel hâlde hidroje buharıda 13 ev eerjili elektrolar geçirildiğide hidroje atomları 3. eerji düzeyide uyarılır. Uyarıla hidroje atomuu elektroları e döerke 6 çeşit spektrum çizgisi yayımlaır. Yaıt E dir.

6 6 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 5. Cıva atomları; 8,84 ev eerjili fotolarla bombardıma edildiğide = 4 sayeside uyarılabilir. Bu seviyede e döme sırasıda şekilde gösterildiği gibi 6 değişik eerjili fotolar yayılaır. Bu fotoları eerjileri, iki eerji düzeyi arasıdaki farkta buluur. Bu işlemler yapıldığıda 1,56 ev i olmadığı görülür. 8,84 ev = 4 7. Uyarılmış bir atomu elektroları e döerke dışarıya foto biçimide eerji yayar. Yayıla bu ışımaı frekası, eerjisi ile doğru oratılıdır. Bohr atomuda yörüge eerjileri; F v m e 6,67 ev = 3 F 1 çekirdek r 4,86 ev = = 1 Yaıt D dir. Şe kilde ki gi bi v hı zı ile çe kir dek çev re si de r yarı çap lı yö rü ge de do la a bir elek tro u elek triksel po ta si yel eer ji si ke r, ki e tik eer ji si ise, 1 m v e dir. Elek tro u bu lu du ğu yö rü ge de ki toplam eer ji si; Nihat Bilgi Yayıcılık 1 ke E = Ek + Ep = m v e r olur. Çe kir dek çev re si de do la a elek tro içi, Cou lomb ve mer kez cil kuv vet le ri eşit li ği; F1 = F m v e ke r = r de ğer le ri ve ge rek li sa bit ler de ya rar la ı la rak top lam eer ji; E = 13, 6 ev : Atom umarası : Yörüge umarası bu lu ur. Bohr atom modelie göre uyarılmış bir atomu dışarıya yayacağı fotoları frekası v,, ye bağlıdır ev luk eerji, K metalii 1 ev ola iyolaşma eerjiside büyüktür. Bu edele K metali üzerie 14 ev luk fotolar düşürülürse, fotoelektrik olayı gerçekleşir. Yaıt E dir. K katodua 14 ev luk fotolar düşürüldüğüde, foto soğrulur. Katotta kopa elektroları eerjisi; 14 1 = 4 ev olur. Yaıt A dır.

7 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ yörügedeki bir elektrou eerjisi taba düzeyi E = 13, 6 ev bağıtısı ile buluur. Bua göre; E3 5 5 = = buluur. E Yaıt A dır. 8 ev eerjili elektrolar, buharda geçerke hiçbir çarpışma gerçekleşmemişse dışarıya 8 ev luk eerji ile çıkarlar. Buu dışıda elektrolar buharda; 8 7 = 1 ev 8 6 = ev 8 4 = 4 ev luk eerjilerle de çıkabilir. Emax 8 = = 8 buluur. Emi 1 Yaıt D dir. Nihat Bilgi Yayıcılık 11., atom umarası ve, yörüge umarası olmak üzere. yörügedeki bir elektro içi eerji bağıtısı; E = 13, 6 ev ile verilir. Yörüge eerjisi egatif olduğuda arttıkça eerji mutlak değerce azalır, acak kedisi artar. Bu da çekirdekte uzaklaştıkça eerjii arttığıı gösterir. Bu edele yalış ola seçeek D dir. Yaıt D dir. 9. 1,75 ev = 4 1,1 ev 1, ev α β γ Lyma H α H β Balmer Pache = 3 = = 1 Lymac ile birlikte şekildeki spektrum çizgileri de yayılaır. Yaıt A dır. 1. Açısal mometum bağıtısıda 1 = 1 ve = değerleri yerie yazıldığıda L 1 = L buluur. Bohr atom modelide tek elektrolu bir atomu elektrou 1 = 1 de =. yörügeye geçtiğide çizgisel mometumları arasıda P 1 = P eşitliği oluşur. Yaıt A dır.

8 8 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 13. r = (,53Å) r = (,53Å) r = 1,6 Å 15. Y 6,67 4,86 Yaıt B dir. X Lyma serisii öteki adı mor ötesi ışılardır. Üst eerji seviyeleride e ime sırasıda salıa ışımalara Lyma veya mor ötesi ışımalar deir. Verile şekilde X ve ışıları mor ötesi bölgede yer alır. Yaıt D dir ,8 ev Nihat Bilgi Yayıcılık 16. Uyarılmış hidroje atomuda Lymaα, Lymaβ ve H α ı salıması içi uyarılma düzeyi şekildeki gibi olmalıdır. 1,1 ev 1, ev α β H α Balmer Lyma 6,67 ev 4,86 ev E 1 E E 3 E 4 E 5 E 6 Şekilde görüldüğü gibi Lymaα ı eerjisi 1, ev; Lymaβ ı eerjisi 1,1 ev; H α ı eerjisi ise 1,1 1, = 1,9 ev tur. Işımaları dalga boyları oları taşıdığı eerjii büyüklüğü ile ters oratılıdır. Bua göre; λ 3 > λ 1 > λ buluur. E 1 = 4,86 ev Yaıt A dır. E = 6,67 ev E 3 = 7,8 ev E 4 = 6,67 4,86 = 1,81 ev E 5 = 7,8 4,86 =,94 ev E 6 = 7,8 6,67 = 1,13 ev yayımlaa foto eerjileri arasıda 1,4 ev yoktur. Yaıt E dir. 17. Elektrolar dışarıya 5 ev luk eerji ile çıktığıa göre eerjii 9 5 = 4 ev luk kısmı atomu uyarmada kullaılmıştır. λ = hc E 14 evå = = 31 Å buluur. 4 ev Yaıt D dir.

9 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 9 Test 3 ü Çözümleri 1. I. Uyarıla bir atom dışarıda eerji aldığı içi toplam eerjisi artar. II. Bohr atom modelie göre tek elektrolu atomlar içi, baş kuatum sayısı ile hızı çarpımı sabittir. Burada; 1 v 1 = v yazabiliriz. Bağıtıya göre arttıkça v azalır. III. Bohr atom modelie göre açısal mometum; L = h r bağıtısı ile buluur. Bağıtıya göre arttıkça L de artar. 4. Bir elektrou bir atomu uyarabilmesi içi elektrou eerjisi, e az atomu 1. uyarılma eerjisi kadar olmalı ya da bu değerde büyük olmalıdır. Bir fotou bir atomu uyarabilmesi içi fotou eerjisi, atomu herhagi bir eerji düzeyii eerjisie tam olarak eşit olmalı ya da iyolaşma eerjiside büyük olmalıdır. Atomu uyara fotolar soğrulur. O hâlde P atomuu eerji düzeyleri 1,8 ev ve 3, ev tur. P atomu, 3 ev eerjili elektrolarla bombardıma edilice atom 1,8 ev eerji alarak uyarılır. Bu atomu elektrou e döerke yapacağı ışımaı eerjisi 1,8 ev olur. Yaıt D dir. Yaıt D dir.. Bohr atom modelie göre elektrou buluduğu yörügei yarıçapı; r = a bağıtısı ile buluur. a =,53 Å, = 3 ve = 1 değerlerii yerie yazarsak; 3 r3 =,53 Å 1 r3 = 4, 77 Å buluur. Yaıt E dir. Nihat Bilgi Yayıcılık 5. Temel hâldeki cıva atomları üzerie eerjileri 6,8 ev ola elektrolar göderilip atomlar uyarıldığıa göre atomu elektrou = 3 seviyesi ola 6,67 ev a uyarılmıştır. 1,4 iyolaşma = 4 8,84 = 3 6,67 4,86 E 3 = E 1 E = 1 3. Atomları fotolarla uyarılabilmesi içi fotou, atomu uyaracak kadar eerjiye sahip olması gerekir. m dalga boyu ise eerji ile ters oratılıdır. Atomu yarıçapı ışımaı dalga boyuu e büyük olması içi E = hc bağıtısıa göre eerjisii e m küçük olması gerekir. E 1 = 4,86 ev Işık şiddeti ve kapta bulua atom sayısıı uyarılma üzeride bir etkisi yoktur. Yaıt C dir E = 6,67 ev E 3 = 6,67 4,86 = 1,81 ev buluur. Yaıt A dır.

10 1 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ iyolaşma = 5 = 4 = 3 = 7. Bohr atom modelie göre atomu açısal mometumu L = h r bağıtısı ile buluur. Atomu elektrou 1. yörügede 4. yörügeye çıkarıldığıda açısal mometumu; DL = Lso - Lilk = 1 h h 3h DL = 4-1 = r r r Atomlarda biri =, öteki = 3 seviyesie uyarılabilir. Atomları elektroda alacağı eerjiler toplam = 1 ev olur. Elektro dışarıya; 15 1 = 5 ev luk eerji ile çıkabilir. Atomları ikisi de = seviyesie uyarılabilir. Bu durumda atomları elektroda alacağı eerjiler toplamı = 8 ev olur. Elektro dışarıya; 15 8 = 7 ev kadar artar. Yaıt A dır. luk eerji ile çıkabilir. Atomları ikisi de = 3 seviyesie uyarılabilir. Bu durumda atomları elektroda alacağı eerjiler toplamı = 1 ev olur. Elektro dışarıya; 15 1 = 3 ev Nihat Bilgi Yayıcılık luk eerji ile çıkabilir. A atomlarda biri = 3, diğeri = 4 seviyesie uyarılabilir. Bu durumda atomları elektroda alacağı eerjiler toplamı; = 14 ev olur. Elektro dışarıya = 1 ev luk eerjiyle çıkabilir. Yaıt E dir. 8. Elektrou toplam eerjisi; E = R bağıtısı ile buluur. Lityumu atomuu 3. yörügeside bulua elektrou toplam eerjisi; 3 E =-13,6 3 E =-13, 6 ev buluur. Yaıt B dir.

11 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ Elektroları atomu uyarabilmesi içi eerjilerii X atomuu 1. uyarılma eerjisie eşit ya da büyük olması gerekir. Bua göre, ve m elektrolarıı eerjileri,4 ev ta büyük olduğu içi bu iki elektro X atomuu uyarabilir. Yaıt E dir ,6 1,75 1,1 1, iyolaşma K L = 5 = 4 = 3 = X Y = 1 Uyarıla hidroje atomuu elektroları = yörügesie ierke oluşa ışımalar görüür ışık bölgesidedir. Bua göre ve K ışımaları görüür ışık bölgeside yer alır. Yaıt B dir. Nihat Bilgi Yayıcılık

12 1 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ Test 4 ü Çözümleri 1. iyolaşma 13 = 5 = iyolaşma = 4 = 3 = iyolaşma = 4 = 3 = 1 = 3 = 1 = 1 5 A = X atomu Y atomu = 1 Uyarılmış atomu elektrou alt eerji düzeyleride birie ierke iki eerji düzeyi arasıdai fark kadar eerjili foto yayılaır. Yayıla fotou eerjisi; Bir tae Y atomuu iyolaştırabilecek elektrou eerjisi 13 ev tur. Bir X atomuu iyolaşması içi gerekli eerji miktarı 4 ev tur. 13 ev luk eerji harcadığıda e fazla 3 tae X atomu iyolaştırılabilir. Yaıt C dir. E foto = E ilk E so E foto = 13 5 = 8 ev tur. Fotou dalga boyu hc Efoto = m bağıtısı ile buluur. Burada hc m = = Efoto 14 8 m = 155 Å buluur. Yaıt D dir. Nihat Bilgi Yayıcılık 4. Temel hâl = 1 olduğu içi sırasıyla 1, ev ( = ), 1,1 ev ( = 3), 1,75 ev ( = 4) olarak adladırma yapılır. Bua göre 1,75 ev eerji soğura hidroje atomuu elektrou 4. Bohr yörügeside buluur. Yaıt D dir.. Atom umarası ola bir maddei elektrouu. yörügede toplam eerjisi; E =-R bağıtısı ile buluur. Bua göre; R - E 1 1 = E R = 9 buluur. - 3 Yaıt E dir. 5. Lityum atomu iki kez iyolaştığıda 1 elektrou kalır. Bohr atom modelie göre tek elektrolu atomlar içi yörüge umarası ile hızı çarpımı sabittir. Bua göre; v = 5 v5 v = 5 v5 v v = 5 5 buluur. Yaıt C dir.

13 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ V H = 7,8 volt Şekil I X atomu buhar 8 7,5 4,5 iyolaşma Şekil II = 5 = 4 = 3 = = 1 Hızladırıcı gerilim 7,8 volt olduğu içi X atomu buharıı olduğu odaya gire elektroları eerjileri 7,8 ev olur. 7,8 ev eerjili elektrolarla yapıla bombardımada elektrolar dışarıya; 7,8 4,5 = 3,3 ev 7,8 6,3 = 1,5 ev 7,8 7,5 =,3 ev 6,3 8. 1,4 8,84 6,67 4,86 iyolaşma E = 4,86 ev = 4 = 3 = = 1 5 ev elektrolar cıva buharıda geçirilice temel hâldeki bir atomu uyararak = düzeyie çıkarabilir. Bu atomu elektrou tekrar e döerke 4,86 ev eerjili foto salar. Yaıt B dir eerjilerle çıkabilir. Ayrıca hiç çarpışmada çıka elektroları eerjisi de 7,8 ev olur. Yaıt D dir. Nihat Bilgi Yayıcılık 9. 7,9 4,6,4 iyolaşma = 4 = 3 = 7. Bir fotou bir atomu uyarabilmesi içi fotou eerjisi, atomu herhagi bir eerji düzeyii eerjisie tam olarak eşit olmalı ya da iyolaşma eerjiside büyük olmalıdır. 7 ev eerjili fotolar K atomuu elektrouu = 4 düzeyie uyarır. Bu düzeyde e döe elektrolar şekilde gösterildiği gibi 6 farklı ışıma yapar iyolaşma = 5 = 4 = 3 = = 1 Yaıt C dir. = 1 Bombardımada kullaıla elektrolar deki bir atomu = 1 düzeyie uyarabilir. Bu çarpışmada sora elektrolar dışarıya; 6,6,4 = 4, ev eerjiyle çıkarılabilir. Ayrıca 4, ev eerjisi kala elektro deki bir atomu daha uyarabilir. Buu yapa elektro dışarıya; 4,,4 = 1,8 ev eerjisi ile çıkar. eerjisi 6,6 ev ola elektro = düzeyideki bir atomu uyararak = 3 düzeyie çıkarabilir. Buu yapa elektro dışarıya; 6,6 4,6 = ev eerjiyle çıkabilir. Elektro hiç çarpışma yapmazsa dışarıya 6,6 ev luk eerjiyle de çıkabilir. Yaıt E dir.

14 14 ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ 1. 13,6 13,6 1,75 1,1 1, iyolaşma H a Balmer serisi α β Lyma serisi = 5 = 4 = 3 = = 1 Hidroje atomları eerjileri 1, ev ola elektrolarla bombardıma edilice = 3 düzeyie uyarılabilir. Bu düzeyde e döe atomları Lymaa, Lymab, H a ışımalarıı yapabilir. Yaıt A dır. Nihat Bilgi Yayıcılık