MODERN ATOM TEORİSİ-2
ATOM YARIÇAPI PERİYODİK ÖZELLİK DEĞİŞİMİ Kovalent Yarıçap: Tek bir kovalent bağla bağlanmış eşdeğer iki atomun çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına kovalent yarıçap denir.(şekil1) Van der Waals yarıçap Soy gazların katı hâllerinde komşu atomların çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısıdır.(şekil2) Birbirleriyle etkileşim halinde olan aynı cins moleküllerdeki atomların birbirlerine en yakın olduğu andaki çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısıdır. (Şekil1) İyon Yarıçapı İyonlar aynı büyüklükte olmadığından iyon yarıçapı iyonların çekirdekleri arasındaki uzaklığın yarısına eşit değildir. Nötr bir atom elektron verdiğinde iyon yarıçapı azalırken, elektron aldığında iyon yarıçapı artarak atom büyüklüğü değişir Şekil2 Şekil-3 Periyodik Tabloda Atom Yarıçaplarının Değişimi Periyodik sistemin bir periyodunda soldan sağa doğru gidildikçe; Çekirdek yükü artarken katman sayısı değişmez. Çekirdeğin çekim gücünün artmasıyla katmanlar çekirdeğe yaklaşır Atom yarıçapı küçülür. Gruplarda yukarıdan aşağıya doğru inildikçe Çekirdek yükü artar Katman sayısı artar Atom yarıçapları artar
İYON YARIÇAPI: Bir atomun elektron verdiğinde katyon hâlindeki, elektron aldığında ise anyon hâlindeki yarıçapına iyon yarıçapı denir. 1- Nötr bir atom elektron verdiğinde; Elektron başına düşen çekim kuvveti arttığı için atomun yarıçapı azalır. Elektron başına düşen çekimkuvveti, p + sayısı/e - sayısı oranından bulunur. Elektron başına düşen çekim kuvveti arttıkça tanecik yarıçapı küçülür. 2-Nötr Atom, elektron aldığında; Elektron başına düşen çekim kuvveti azaldığından atomun yarıçapı artar. 3- İzoelektronik iyonlarda atom numarası büyüdükçe iyon yarıçapı küçülür. Klor ve kalsiyum iyonlarının iyon yarıçapları 17Cl > 20Ca 2+ şeklindedir. ÖRNEK ÇALIŞMA: 13Al 3+, 9F, 10Ne, 12Mg 2+ taneciklerinin yarıçaplarını büyükten küçüğe sıralayınız. 2. İYONLAŞMA ENERJİSİ Gaz halindeki nötr bir atomdan bir elektron koparmak için verilmesi gereken enerjiye iyonlaşma enerjisi (İE) denir. X(k) + Enerji X 1+ (k) + e X(s) + Enerji X 1+ (s) + e ( İyonlaşma enerjisi değildir.) Bir atomun elektron sayısı kadar iyonlaşma enerjisi değeri ölçülebilir. Atomdan her elektron uzaklaştırıldığında; atom yarıçapı ve elektron sayısı azalacağından birim elektron başına uygulanan çekim kuvveti artar. Bu nedenle her elektronu koparmak için gereken enerji bir öncekinden daha büyük olur. Aynı periyot boyunca soldan sağa doğru birinci iyonlaşma enerjisi genellikle artar. Aynı periyotta A grubu elementlerinin birinci iyonlaşma enerjisi 1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A şeklindedir. 2A ve 5A gruplarındaki elementlerin elektron dağılımı sırasıyla s 2 ve p 3 ile biter(küresel simetri)
Element İE 1 İE 2 İE 3 İE 4 Değerlik Elektron Sayısı 11Na 496 4560 6900 9540 12Mg 738 1450 7730 10500 13Al 578 1820 2750 11600 Grup Numarası 4Be, 5B, 9F atomlarının birinci ve ikinci iyonlaşma enerji değerlerini karşılaştırınız. 9F, 10Ne, 11Na+ taneciklerinden bir elektron koparmak için gerekli enerjileri karşılaştırınız. Elektron İlgisi: Gaz hâlindeki nötr bir atomun bir elektron alması sırasındaki enerji değişimine elektron ilgisi denir. 1-Periyodik sistemdeki gruplarda yukarıdan aşağıya İnildikçe Çekirdek yükü ve atom yarıçapı artar,elementlerin elektron alma isteği azalır. (İstisna: klorun elektron ilgisi florunkinden büyüktür.) 2-Periyodik sistemde periyotlarda soldan sağa doğru gidildikçe; Elementlerin, atom yarıçapı azalırken elektron alma isteği artar. 3- Elektron ilgisi endotermik ya da ekzotermik olabilir. 4-Metallerin ve soy gazların elektron ilgisi önemsizdir. Yani bir periyotta elektron ilgisi en büyük olan element 7A grubundaki halojendir. ELEKTRONEGATİFLİK (EN) Bir atomun bağ yapan elektronlarını kendine çekme yeteneğine (atomun bağ elektronlarına sahip çıkma isteğine) elektronegatiflik denir Metallerin elektronegatiflikleri 1,7 değerinden aşağıda, ametallerin ise 2,0 değerinden yukarıdadır. Bu iki değer arasında yer alan elementler yarı metaldir. Elektronegatifliği en büyük olan flordur. Bu nedenle flor en aktif ametaldir. Aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe genellikle elektronegatiflik azalır Aynı periyotta soldan sağa doğru gidildikçe genellikle elektronegatiflik artar. Atom yarıçapı küçüldükçe elektronegatiflik artar.
Oksit ve Hidroksit Bileşiklerinin Asitlik/Bazlık Eğilimleri Genel olarak metallerin elektronegatiflikleri küçük olduğu için metal oksitleri sulu çözeltisinde bazik özellik gösterir. Genel olarak ametallerin elektronegatiflikleri büyük olduğu için oksijence zengin olan ametal oksitleri suda çözündüğünde asit özellik gösterir (CO2, SO2, SO3...). Hem asit hem de baz özelliği gösteren maddelere amfoter madde, oksitlere ise amfoter oksit denir (Al 2 O 3, ZnO...)
KONU KAVRAMA TESTİ 1.soru: K L M Periyodik sistemde bir kesit verilmiştir.buna göre; I-L toprak alkali metal ise K alkali metal,m ise toprak metaldir. II- L elementi 5A grubunda ise birinci iyonlaşma enerjileri arasındaki ilişki L > M>K şeklindedir. III- M soygaz ise K nın değerlik elektron sayısı 6 dır. Yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? 2.soru: Birisinin soygaz olduğu bilinen X,Y,ve Z elementleri aynı periyotta bulunmaktdır. I-X in elektron ilgisi en fazladır. II-Yalnız Z elektriği iletmektedir. Buna göre elementlerin atom numaralarının artışına göre sıralanışı aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? Çözüm: a) Yalnız I b) Yalnız II c) Yalnız III d) II ve III e) I,II,III 3.soru: Temel Hal elektron dağılımları; X:1s 2 Y:1s 2 2s 2 2p 6 Z: 1s 2 2s 2 2p 5 Şeklinde verilen X,Y, ve Z element atomlarının aşağıdaki niceliklerinden hangisi için Y>Z>X sıralaması yapılabilir? a) Elektron ilgisi b) Değerlik Elektron sayısı c) Elektronegatiflik d) Grup No e) İyonlaşma Enerjisi 5.soru Elektron sayıları eşit olan(izoelektronik) X a,y,z b taneciklerinin çaplarına göre sıralanışı X a > Y > Z b dir Buna göre; I- X a anyondur II- Z b nin elektron başına düşen çekim kuvveti en küçüktür. III- Atom numarası en büyük olan Y dir Yargılardan hangileri kesinlikle doğrudur? a)y,z,x b) X,Y,Z c) Y,X,Z d) Z,Y,X e) Z,X,Y 4.soru: Aynı periyotta atom çapının azaldığı yönde; I-Atom Kütlesi II-İyonlaşma Enerjisi III-Elektronegatiflik Niceliklerinden hangileri genellikle artar* a) Yalnız I b) Yalnız II c) I ve III d) II ve III e) I,II,III 6.soru: 16X, 20 Y, 18 Z, 19 T elementleri için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? a) İyonlaşma enerjisi en büyük olan T dir. b) Elektron ilgisi en fazla olan X dir. c) Atom çapları sıralaması T>Y>X>Z dir d) Değerlik elektron sayısı en büyük olan Z dir. e) Y oksidinin sulu çözeltisi baziktir. a) Yalnız I b) Yalnız II c) I ve II d) II ve III e) I,II,III
ELEMENTLERİ TANIYALIM Periyodik sistemdeki elementler (He dışındakiler) değerlik orbitallerinin doluşuna göre s, p, d ve f olmak üzere DÖRT BLOĞA AYRILIR. S BLOK ELEMENTLERİ 2A GRUBU 1A GRUBU: 1-Alkali metaldir. 2-Değerlik elektron sayıları 1 dir 3-Değerlik orbitalleri s dir 4-Kolayca tepkime verdikleri için doğada saf olarak bulunmaz 5-Erime noktaları düşüktür.(civa ve Galyum hariç) 6-Grupta erime ve kaynama noktası azalır 7-Oksitli bileşikleri baz karakterlidir. 8-ısı ve elektriği iletirler 9-Atomik yapılıdırlar(h 2 hariç) 10-Su ile verdikleri tepkimelerinde H 2 gazı açığa çıkar 11-Halojenlerle tuz oluştururlar 1-Toprak Alkali Metaldir 2-Değerlik elektron sayıları 2 dir. 3-Değerlik orbitalleri s dir. 4-Erime noktaları alkali metallerden yüksek 5-Isı ve elektriği iletir 6-Be hariç su ile tepkimesinden H 2 gazı açığa çıkarırlar. 7-Aktiflikleri 1A grubundan düşüktür. 8-Doğada bileşikleri halinde bulunur. 8-Oksitlerinin sulu çözeltisi (BeO:Amfoter) bazik özelliktedir. 9-Asitlerle tepkimelerinden Tuz ve H 2 gazı açığa çıkarırlar P BLOK ELEMENTLERİ 3A GRUBU(TOPRAK METAL) 1-Bor yarı metal, alüminyum amfoter metal, diğer elementler metaldir. 2-Değerlik elektron sayıları 3 tür. 3-Değerlik orbital türleri s ve p dir. 4-Borun oksidi asidik, alüminyum ve galyumun oksidi amfoter, indiyum ve talyumun oksidi bazik özellik gösterir. 5-Gruptaki bor elementi iyonik bileşikler oluşturmaz. Bor elementi BH 3,BCl 3, BI 3 gibi moleküler yapıda kovalent bileşikler oluşturur. 6-Alüminyum AlH 3 bileşiği kovalent karakterlidir. Alüminyum metali amfoter olduğu için asitlerle ve kuvvetli bazlarla tepkimeye girer. 4A Grubu Elementleri (Karbon Grubu) 1- C ametal, Si ve Ge yarı metal, Sn ve Pb metaldir. 2- Değerlik elektron sayıları 4 tür. 3- Bileşiklerinde 4 ile 4+ arasında yükseltgenme basamağına sahip olurlar. 4- Elektron dizilimleri p2 ile sonlanır. 5- Değerlik orbital türleri s ve p dir 5A Grubu Elementleri (Azot Grubu) 1- N ve P ametal, As ve Sb yarı metal, Bi ise metaldir. 2- Değerlik elektron sayıları 5 tir 3-5+ dan 3 ye kadar değişken yükseltgenme basamaklarına sahip olabilirler. 4- Elektron dizilimleri p 3 ile sonlanır 5- Değerlik orbital türleri s ve p dir.
7A GRUBU(HALOJENLER) 1- F, Cl, Br, I ametal, At ise yarı metaldir. 2- Oda koşullarında F2 ve Cl2 gaz, Br2 sıvı, I2 katı halde bulunur 3- Doğada iki atomlu moleküller halinde bulunurlar. (F 2,Cl 2, Br 2 gibi) 4- (F, sadece 1 değerliklidir.) 5- En kararlı bileşiklerinde 1 olmak üzere 7+ ya kadar çeşitli yükseltgenme basamaklarında olabilirler 6- Elektron dizilimleri p 5 ile sonlanır. 7- Halojenler zehirlidirler. 8- Grupta aşağıya doğru erime ve kaynama noktaları artar. 9- Hidrojenli bileşikleri asidik özellik gösterir. (HCl, HI gibi...) 10- En aktif ametallerdir. Aktiflikleri grupta aşağıya doğru inildikçe azalır. 8A Grubu Elementleri (Asal gazlar-soy gazlar) ( He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) 1-Periyodik cetvelin 18. grup elementleridir. 2-Elektron dizilimleri He s 2 diğerleri p6 ile sonlanır. 3-Değerlik elektron sayıları 8 dir.(helyum hariç). 4-He hariç değerlik orbital türleri s ve p dir 5- Oda koşullarında tek atomlu gaz halde bulunurlar. 6- Tüm enerji düzeyleri doludur. Bu nedenle kimyasal aktiflikleri yoktur.(asaldır) 7-Tabiatta en kararlı elementlerdir.diğer elementler elektron alarak ya da vererek, elektron dizilimlerini soy gazlara benzetmek ister. 8-Aynı periyotta iyonlaşma enerjileri en yüksektir. 9- Erime ve kaynama noktaları çok düşüktür. 10-Yapılan çalışmalar sonucunda Xe nin florlu bileşiği sentezlenmiştir. Helyum elementinin elektron dizilimi s orbitali ile sonlanmasına rağmen (1s 2 ) helyum 1. periyot 8A grubundadır.. f Bloğu Elementleri(iç geçiş elementleri) d Bloğu Elementleri 1-Hepsi metaldir (geçiş elementleri) 2-Peritodik cetvelde s ve p blok arasında yer alır. 3-4.Periyottan itibaren başlar.(2a ve 3A grubu arasında yer alır) 4-Birden fazla pozitif yükseltgenem basamağına sahip olabilirler 5-Elektron dizilimleri d orbitali ile sonlanır. 6-10 sütundan oluşup 8 tane B grubu yer alır. 7-3B ile başlar 2B gurubu ile biter 8-Hepsi katıdır(civa hariç) 9-Aynı periyottaki geçiş metalleri arasında atom hacmi,iyonlaşma enerjilerinde değişiklik görülmez. 10- Metalleri sert, yoğunlukları, ısı ve elektrik iletkenlikleri fazla, erime ve kaynama noktaları yüksek maddelerdir. 11-Bileşik oluştururken dizilimde yer alan en sondaki önce s orbitalinden daha sonra d orbitalindeki elektronları verir. 1-6. periyottaki iç geçiş metallerine lantanitler 2-7. periyottaki iç geçiş metallerine aktinitler adı verilir 3- d blok elementlerini uzunluktan kurtarmak için alt tarafa alınan ve f orbitallerinin dolmaya başlamasıyla oluşturulan bloktur. 4- Lantanitlerde 4f orbitalleri, aktinitlerde ise 5f orbitalleri dolmaktadır. 5- Atom yarıçapları birbirine çok yakındır. 6-Aktinitlerin tümü radyoaktif olmasına rağmen, lantanitlerden sadece Pm(prometyum) radyoaktiftir. 7- Kimyasal özellikleri birbirine çok benzerdir.
YÜKSELTGENME BASAMAKLARI İYONİK BAĞLI BİLEŞİK: Metal + Ametal(elektron alışverişi) KCl bileşiğinin sulu çözeltisinde K + iyonu ile Cl iyonu bulunmaktadır.burada yer alan iyonlardan K + nın yükü olan 1+ sodyum iyonunun iyon yükü,-1 ise klor iyonunun iyon yükü olarak belirtilmektedir. -------------------------------******----------------------------------- KOPVALENT BAĞLI BİLEŞİKLER: Ametal + Ametal(elektron ortaklaşması) Bu tür bileşiklerde iyon yükü kavramı yerine yükseltgenme basamağı kavramı kullanılmaktadır. UYARI:! SO 2 bileşiği için kükürtün iyon yükü +4 ve oksijenin iyon yükü -2 dir demek yanlıştır. Doğrusu kükürtün yükseltgenme basamağı +4 ve oksijenin yükseltgenme basamağı -2 dir şeklinde kullanılmasıdır. ------------------------------**********-------------------------------- Aşağıda koyu yazılmış elementlerin Yükseltgenme basamaklarını bulunuz: Fe 2 O 3 CaCO3 ClO 3 PO 4-3 HgC 2 O 4 YÜKSELTGENME BASAMAĞININ BULUNMASI 1- Bir elementin atomik veya moleküler halinde yükseltgenme basamağı sıfırdır.n 2, Cl 2, F 2. O3, Ca, K, P4, S8 deki her bir atomun yükseltgenme basamağı sıfırdır 2-1A grubu metalleri (Li, Na, K...) bileşiklerinde +1 yükseltgenme basamağını alır. 3-2A grubu elementleri (Be, Mg, Ca...) bileşiklerinde +2 yükseltgenme basamağını alır. 4-3A grubu elementleri bileşiklerinde +3 yükseltgenme basamağını alır. 5-- Hidrojen çoğu bileşiğinde 1+ değerliklidir. Ancak çok aktif metallerle oluşturduğu bazı bileşiklerde (hidrürlerde) 1 değerlikli olur 5- Oksijen elementi peroksitlerinde (H 2 O 2, K 2 O 2, CaO 2 gibi) -1, OF2 bileşiğinde +2, diğer bileşiklerinde 2 değerlik alır. 6-7A grubu elementleri (F, Cl, Br, I) bileşiklerinde genellikle -1yükseltgenme basamağına sahiptir. 7- Bir bileşikte atomların yükseltgenme basamakları toplamı daima sıfır (0) olur. Magnezyum nitrat ve amonyum dikromat bileşiklerindeki azot atomlarının yükseltgenme basamakları toplamı kaçtır? A) -3 B) -1 C) 0 D) +2 E) +5 Aşağıda verilen bileşiklerin hangisinde oksijenin yükseltgenme basamağı diğerlerinden farklıdır? ( 1 H, 6 C, 7 N, 8 O, 11 Na, 13 AI, 16 S, 19 K, 20 Ca) A) Na 2 CO 3 B) H 2 SO 4 C) CaO 2 D) AI(NO 3 ) 3 E) K 2 O