ATOM BİLGİSİ I Elementlerin özelliklerini ta ıyan en küçük yapıta ı atomdur. Son çözümlemede, bütün maddelerin atomlar toplulu u oldu unu söyleyebiliriz. Elementler, aynı tür atomlardan, bile ik ve karı ımlar ise farklı tür atomlardan olu ur. Bile ik olu urken farklı tür atomlar kimyasal özelliklerini kaybederek bir araya gelir. Karı ımlarda ise, element ya da bile ikler özelliklerini de i tirmeden bir araya gelmi tir. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ Atomun yapısında farklı türden birçok tanecik bulunur. Bu taneciklerden proton, nötron ve elektronlara atomun temel tanecikleri denir. Bu taneciklerin kütleleri ve elektriksel yükleri a a ıdaki tabloda verilmi tir. Tanecik türü Kütlesi Elektriksel yükü Proton akb + Nötron akb 0 Elektron akb 840 Elektronlar dı ındaki tanecikler (proton, nötron, ) atomun çekirdek adı verilen bölgesinde bulunur. Çekirdek, atomun en yo un bölgesidir ve atom kütlesi, önemli oranda çekirdekte yo unla mı tır. Elektronlar, çekirdek çevresinde enerji düzeyleri adı verilen uzaysal bölgelerde bulunur. Atom çekirde i, protonlar nedeniyle pozitif (+) yüklüdür. Çekirde in bu pozitif yüküne, çekirdek yükü adı verilir. Çekirdek yükü, sayısal olarak atomun toplam proton sayısına e ittir. Aynı tür elemente ait bütün atomların proton sayıları ve çekirdek yükleri birbirine e ittir. Farklı tür elementlere ait iki atomun proton sayısı (çekirdek yükü) aynı olamaz. Fakat kütle numarası ve nötron sayısı aynı olabilir. ÖRNEK 35 CI atomunun proton sayısı ve nötron sayısı kaçtır? 7 Atom numarası, sembolün sol alt kö esinde yazılı olan sayıdır. Atom numarası = proton sayısı = 7 dir. Kütle numarası, sembolün sol üst kö esinde yazılı olan sayıdır. Kütle numarası = proton sayısı (p) + nötron sayısı (n) = 35 7 + n = 35 n = 8 dir. Yanıt : p = 7, n = 8 dir. ÖRNEK 2 Atomun yapısı ile ilgili, I. Atomun kütlesi, proton ve nötronların kütlelerinin toplamına e ittir. II. Çekirde in elektriksel yükü, proton sayısına e ittir. III. Atom numarası, nötron sayısı ile elektron sayısının toplamına e ittir. Atomun kütlesi, yalnızca proton ve nötronların de il, yapısında bulunan bütün taneciklerin kütleleri toplamına e ittir. Çekirdek yükünü, protonların toplam pozitif yükü olu turur. Atom numarası, proton sayısına ve yüksüz durumdayken elektron sayısına e ittir. Öyleyse, I. ve III. açıklamalar yanlı, II. açıklama do rudur. Her elementin kendine özgü bir sembolünün oldu unu biliyoruz. Örne in, sodyumun sembolü Na, potasyumun sembolü K dir. Elementlerin atom numarası ve kütle numarası, sembolü ile birlikte gösterilebilir. Örne in, element sembolü X ise, A yazılımında; Z : Atom numarası, A : Kütle numarasıdır. Z X Bir elementin atom numarası, proton sayısına (çekirdek yüküne) ve yüksüz (nötr) iken elektron sayısına e ittir. Kütle numarası ise, proton sayısı ile nötron sayısının toplamına e ittir. Çekirdekteki proton ve nötron sayılarının toplamına nükleon sayısı da denir. Yanıt : Yalnız II İZOTOP ATOMLAR Aynı elementin atomlarının proton sayılarının farklı olamayaca ını belirtmi tik. Ancak aynı elementin atomlarının nötron sayıları, dolayısı ile kütle numaraları farklı olabilir. Proton sayıları (atom numaraları) aynı, nötron sayıları farklı olan, dolayısıyla nükleon sayıları (kütle numaraları) da farklı olan atomlara izotop atom adı verilir. Bugün do ada birçok elementin iki ya da daha çok izotopunun oldu u bilinmektedir.
Örne in, ( ) ( ) 2 2 3 3 H, H D, H T hidrojen atomunun, 6 7 O, O oksijen atomunun, izotoplarıdır. 8 8 zotop atomların, Kimyasal özellikleri aynı, fiziksel özellikleri farklıdır. Çekirdek yükleri (proton sayısı) aynı, nükleon sayıları (kütle numarası) farklıdır. Ba ka bir elementle olu turdukları aynı tür bile iklerin mol kütlesi ve kütlece yüzde bile imleri farklıdır. Elementler, do ada izotoplarının karı ımı halinde bulunur. zotopların, do ada bulunma yüzdeleri genellikle birbirinden farklıdır. İZOTON ATOMLAR Nötron sayıları aynı, proton sayıları farklı atomlara izoton atom adı verilir. zoton atomlar farklı elementlerin atomlarıdır. Bu nedenle, izoton atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. Örne in, 23 24 39 37 Na ile Mg ve K ile CI atomlarının nötron sayıları e ittir. Öyle ise, bu atom çiftleri birbirinin izotonu olan 2 9 7 atomlardır. İZOBAR ATOMLAR Bazı atomların proton ve nötron sayıları farklı olmasına kar ın, nükleon sayıları (kütle numaraları) aynı olabilir. Bu tür atomlar birbirinin izobarı olan atomlardır. zobar atomlar farklı elementlerin atomlarıdır. Fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. ÖRNEK 3 2n+ 4 2n 4 2n 3 n X, + n 2 Y ve + X, Y ve Z elementlerinin + + n+ Z atomları ile ilgili, aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır? A) X ile Y izobardır. B) Y ile Z izotondur. C) X ile Z izotoptur. D) X ile Y nin kimyasal özellikleri aynıdır. E) Y nin nötron sayısı ile proton sayısı e ittir. Atom Proton sayısı Nötron sayısı Kütle numarası X n+ n+3 2n+4 Y n+2 n+2 2n+4 Z n+ n+2 2n+3 ALLOTROPLUK Aynı elementin atomları farklı sayıda ve farklı kimyasal ba larla bir araya gelerek, fiziksel özellikleri farklı olan maddeler olu turabilir. Örne in, oksijen gazı (O 2 ) ile ozon gazı (O 3 ) oksijen atomlarının farklı kimyasal ba larla ba lanmasıyla olu mu birbirlerinin allotropu olan maddelerdir. Grafit ve elmas, karbon (C) elementinin; kırmızı ve beyaz fosfor, fosfor (P) elementinin; rombik ve monoklin kükürt, kükürt (S) elementinin allotroplarıdır. Allotrop maddelerin; Kimyasal ba yapısı ve molekül ekilleri Özkütle, erime ve kaynama noktası, çözünürlük, elektriksel iletkenlik gibi fiziksel özellikleri Kimyasal tepkimelere girme istekleri (kimyasal etkinlikleri) farklıdır. Allotroplar, ba ka bir elementle birle tiklerinde aynı bile i- i olu turur. FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİK Bir elementin kimyasal özelli ini, proton ve elektron sayıları belirler. Kimyasal özellikler, nötron sayısına ve kütle numarasına ba lı de ildir. ki atomik taneci in kimyasal özelliklerinin aynı olması için, hem proton hem de elektron sayılarının birbirine e it olması gerekir. Farklı element atomlarının proton sayıları farklı oldu u için, kimyasal ve fiziksel özellikleri farklıdır. Bir elementin nötr atomu ile iyonunun elektron sayıları farklı oldu u için, kimyasal özellikleri farklıdır. ÖRNEK 4 I. Elmas ve grafitin fiziksel özellikleri aynıdır. II. 39 40 K ile K + taneciklerinin kimyasal özellikleri aynıdır. 9 9 III. 60 Co ve 60 Ni atomlarının fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. Yukarıdaki açıklamalardan hangileri doğrudur? Elmas ve grafit, karbon (C) elementinin allotroplarıdır. Fiziksel özellikleri farklıdır. 39 40 K ile K + izotop atomlara ait taneciklerdir. Proton 9 9 sayıları aynı, fakat elektron sayıları farklı oldu undan, kimyasal özellikleri farklıdır. 60 Co ve 60 Ni farklı elementlerin atomlarıdır. Bu nedenle, fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. X ile Y atomlarının, proton sayıları farklı, kütle numaraları aynı oldu u için, X ile Y izobardır. Farklı elementlerin atomlarıdır. Kimyasal özellikleri farklıdır. Y ile Z atomlarının, proton sayıları farklı, nötron sayıları aynı oldu u için, Y ile Z izotondur. X ile Z atomlarının, proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı oldu u için, X ile Z izotoptur. Y nin nötron sayısı ile proton sayısı e it olup n+2 dir. Yanıt : D Buna göre, I. ve II. açıklamalar yanlı, III. açıklama do rudur. Yanıt : Yalnız III İYON KAVRAMI Yüksüz durumdaki taneciklerde proton sayısı ile elektron sayısı birbirine e ittir. Protonlar pozitif (+), elektronlar negatif ( ) yüklü taneciklerdir.
Proton sayısı ile elektron sayısı e it olmayan tanecikler, elektriksel bakımda pozitif (+) ya da negatif ( ) yüklüdür. Pozitif ya da negatif yüklü atom ya da atom gruplarına iyon denir. Proton sayısı, elektron sayısından fazla olan iyonlar elektriksel olarak pozitif (+) yüklüdür. Pozitif (+) yüklü olan bu iyonlara katyon denir. Elektron sayısı, proton sayısından fazla olan iyonlar elektriksel olarak negatif ( ) yüklüdür. Negatif ( ) yüklü olan bu iyonlara anyon denir. Örne in, Na +, Mg +2, AI +3, NH + gibi iyonlar katyondur. 4 2 2 3 3 CI,OH,NO,O,CO,N,PO gibi iyonlar ise 3 3 4 anyondur. Nötr bir atomdan (+) ya da ( ) yüklü iyonlar olu urken, atom çekirde inde de i me olmaz. Enerji tabakalarındaki elektron sayıları de i ir. Buna göre, iyon haline dönü en bir atomun, proton ve nötron sayıları de i mez. Elektron sayısı, atom hacmi, fiziksel ve kimyasal özellikleri de i ir. Bir atom ya da iyon elektron verdi inde yükü (de erli i) verdi i elektron sayısı kadar artar. Bu olaya yükseltgenme adı verilir. Yükseltgenme olayının sonunda taneci in hacmi ve çapı küçülür. Bir atom ya da iyon elektron aldı ında yükü (de erli i) aldı ı elektron sayısı kadar azalır. Bu olaya indirgenme adı verilir. ndirgenme olayının sonunda taneci in hacmi ve çapı büyür. Mg Mg +2 + 2e (Yükseltgenme) F + e F ( ndirgenme) ÖRNEK 5 Kimyasal bir olay sırasında AI atomundan, AI +3 iyonu olu- uyor. Buna göre, bu olay sırasında AI atomundaki değişmelerle ilgili, aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır? A) Nötron sayısı de i mez. B) Çapı küçülür. C) Çekirdek yükü de i ir. D) Elektron sayısı azalır. E) Kimyasal özellikleri de i ir. AI atomu, AI +3 iyonuna dönü ürken 3 elektron verir. Bu olay sırasında, AI atomunun çekirde indeki proton sayısı (çekirdek yükü), nötron sayısı de i mez. Elektron verdi i için elektron sayısı azalır ve çapı küçülür. Fiziksel ve kimyasal özellikleri de i ir. Yanıt : C ÖRNEK 6 37 X a iyonunun, 20 nötronu ve 8 elektronu vardır. Buna göre, 37 X a iyonu ile ilgili, I. Anyondur. II. Çekirdek yükü +8 dir. III. yonun yükü a= dir. Kütle numarası = proton sayısı + nötron sayısı e itli inden 37 = p + 20, Proton sayısı = 7 bulunur. Elektron sayısı 8 oldu una göre, elektron sayısı, proton sayısından bir fazladır ve yüklü bir iyon (anyon) dur. Çekirdek yükü, proton sayısına e it olup +7 dir. Yanıt : I ve III İZOELEKTRONİK TANECİKLER Elektron sayısı ve elektron da ılımı aynı olan taneciklere izoelektronik tanecikler denir. Örne in, Na +, 2 Mg +2, 0 Ne, 7 N 3, 9 F taneciklerinin elektron sayıları e it olup izoelektronik taneciklerdir. zoelektronik taneciklerden proton sayısı fazla olanın çapı en küçüktür. ÖRNEK 7 37 40 2 X ile Y + iyonlarının elektron (e ), proton (p) ve 7 20 nötron (n) sayılarından hangileri birbirine eşittir? A) Yalnız elektronlar B) Yalnız protonlar C) Yalnız nötronlar D) Elektron ve nötronlar E) Proton ve nötronlar 37 7 X iyonunda, p = 7 n = 20 e = 8 dir. 40 + 2 X iyonunda, p = 20 20 n = 20 e = 8 dir. O halde, her iki iyonda elektron sayısı ve nötron sayısı e ittir. Yanıt : D
LÜ TEST. Atomun yapısı ile ilgili, I. Pozitif (+) yükler çekirdekte toplanmı tır. II. Negatif ( ) yükler çekirde in çevresindeki enerji seviyelerinde bulunur. III. Atomun hacmi, çekirde in hacmine e ittir. IV. Atomun kütlesi, çekirde in kütlesine e ittir. 3. 37 CI + iyonunun aşağıdaki niceliklerinden hangisi, 35 CI iyonununkinden daha büyüktür? A) Elektron sayısı B) yon çapı C) Nötron sayısı D) Çekirde inin elektriksel yükü E) Proton sayısı A) I ve II B) I ve IV C) I, II ve IV D) I ve III E) I, II ve III Atomun çekirde inde pozitif (+) yüklü protonlar ve yüksüz nötronlar bulunur. Negatif ( ) yüklü elektronlar, çekirdek çevresindeki enerji seviyelerinde bulunur. Atomun hacmi, çekirdekten en uzakta bulunan elektronun bulunabildi i noktalarla belirlenir. Çekirdek hacmi, atom hacminden çok küçüktür. Atomun kütlesi, çekirdekte yer alan tanecikler ve enerji seviyelerindeki elektronların kütleleri toplamına e ittir. Öyleyse, I. ve II. açıklamalar do ru, III. ve IV. açıklamalar yanlı tır. Yanıt : A 2. X elementinin atomları farklı sayıda ve farklı kimyasal ba larla ba lanarak X 2 ve X 4 moleküllerini olu turuyor. Buna göre, X 2 ve X 4 molekülleri ile ilgili, I. Fiziksel özellikleri aynıdır. II. Birbirinin allotropudur. III. Kimyasal etkinlikleri aynıdır. açıklamalarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III CI elementine ait bütün atom ve iyonların atom numarası (proton sayısı) aynıdır. CI nin atom numarasını a kabul edelim. 37 a CI+ iyonunun, proton sayısı a, elektron sayısı (a ), nötron sayısı (37 a), çekirde inin elektriksel yükü +a dır. 35 CI iyonunun, proton sayısı a, elektron sayısı (a + ), nötron sayısı (35 a), çekirde inin elektriksel yükü +a dır. Atomlar elektron verirse çapları küçülür, elektron alırsa çapları büyür. Öyleyse, CI iyonunun çapı, CI + iyonunun çapından büyüktür. Yanıt : C 4. Nötron sayısı, proton sayısının 2 katı olan X + H taneciği için, I. Elektronu yoktur. 7 II. Li ile izobardır. 3 III. Trityumdur. A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III H nin proton sayısı dir. Öyleyse, nötron sayısı, n =.2 = 2 dir. Kütle numarası, X = + 2 = 3 tür. Aynı elemente ait atomların farklı kimyasal ba larla ba lanarak olu turdu u maddelere allotrop denir (O 2 ile O 3, P 2 ile P 4, S 2 ile S 8 birbirinin allotropudur). Allotropların fiziksel özellikleri ve kimyasal etkinlikleri farklıdır. Ba ka bir elementle olu turdukları bile iklerin kimyasal yapısı ise aynıdır. Örne in, H 2 ile O 2 ve H 2 ile O 3 ten olu turulan H 2 O moleküllerinin kimyasal özellikleri aynıdır. Öyleyse, II. açıklama do ru, I. ve III. açıklama yanlı tır. Yanıt : D H + in elektron sayısı, proton sayısından eksik oldu undan e = = 0 dır. Kütle numarası birbirine e it olan farklı element atomları 3 7 izobardır. Bu nedenle, H ile Li izobar de ildir. 3 H atomunun bilinen izotopları, 2 3 H, H (döteryum) ve ir. H (trityum) d Öyleyse, I. ve III. açıklamalar do ru, II. açıklama yanlı tır. Yanıt : C
KONU TESTİ 2a+. taneciğinin proton sayısı (p), nötron sayısı (n) ve elektron sayısı (e ) ile a X ilgili, I. n = e dir. II. n = p + dir. III. e = p dir. 63 65 2 5. Cu ve Cu + tanecikleri ile ilgili, aşağıdaki 29 29 yargılardan hangisi yanlıştır? A) Nükleon sayıları farklıdır. B) Çekirdek yükleri aynıdır. C) Nötron sayıları farklıdır. D) Kimyasal özellikleri aynıdır. E) Elektron sayıları farklıdır. A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 2. 45 n 3 X ve Y 2 b iyonlarında 8 er tane elektron bulunmaktadır. 6. 70 X 2 iyonunun nötron sayısı, elektron sayısına e ittir. Buna göre, X atomunun proton sayısı aşağıdakilerden hangisidir? A) 32 B) 33 C) 34 D) 35 E) 36 3. Buna göre, I. Y nin atom numarası (b) 2 dir. II. X in de erli i (n) 3 tür. III. X in nötron sayısı 24 tür. A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III Tanecik Kütle numarası Nötron sayısı X 35 8 Y +2 40 20 Z 37 20 Yukarıdaki tabloda kütle numaraları ve nötron sayıları verilen tek atomlu taneciklerden hangileri 39 taneciği ile hem 9 T+ izoton hem izoelektroniktir? A) Yalnız X B) Yalnız Y +2 C) Yalnız Z D) X ve Z E) Y +2 ve Z 7. Proton Kütle Atom Nötron sayısı sayısı numarası X 26 56 Y 25 3 Z 29 55 Nötr X, Y ve Z atomlarının bazı nicelikleri yukarıdaki tabloda verilmi tir. Buna göre, I. X ile Y izobardır. II. Y ile Z izotoptur. III. X ile Y nin çekirdek yapıları aynıdır. A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III 4. Nötr haldeki Br atomu elektron aldı ında (indirgendi- inde) X taneci i, elektron verdi inde (yükseltgendi- inde) Y taneci i olu uyor. 8. I. H II. 2 D + III. 3 T Buna göre, X ve Y tanecikleri ile ilgili, aşağıdaki açıklamalardan hangisi doğrudur? A) X katyondur. B) Y anyondur. C) X ve Y nin kimyasal özellikleri aynıdır. D) X ve Y nin çapları aynıdır. E) X ve Y nin çekirdek yükleri aynıdır. tanecikleri ile ilgili, aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır? A) Üç tanecik birbirinin izotopudur. B) III. de elektron sayısı, nötron sayısına e ittir. C) I. nin çekirde inde nötron yoktur. D) I. ve II. nin kimyasal özellikleri aynıdır. E) II. nin elektron sayısı sıfırdır.
9. Atomlarla ilgili, aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır? A) Elementin özelli ini ta ıyan en küçük taneciktir. B) Çekirdek yükü, elektron sayısına e it ise nötrdür. C) Proton sayısı, elektron sayısından fazla ise katyondur. D) Nükleon sayısı, proton sayısı ile nötron sayısının toplamına e ittir. E) yon haline geçerken proton sayısı de i ir. 3. X elementinin Y ve Z iyonlarında proton (p), nötron (n) ve elektron (e ) sayıları arasındaki ili ki a a ıdaki gibidir. Y : p = n > e ve Z : n = e > p Buna göre, Y ve Z iyonları ile ilgili, aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır? A) Y katyondur. B) Z anyondur. C) Nükleon sayıları farklıdır. D) yon çapları aynıdır. E) Çekirdek yükleri aynıdır. 0. 9 23 24 2 X, Y +, Z + iyonlarının aşağıdaki niceliklerinden hangisi eşit 9 2 değildir? A) Y + iyonunun elektron ve nötron sayısı B) Z +2 iyonunun proton ve nötron sayısı C) Y + ve Z +2 iyonlarının nötron sayısı D) X ve Y + iyonlarının elektron sayısı E) X iyonunun elektron ve nötron sayısı. Bir atomlu negatif ( ) yüklü iyonlar ile ilgili, I. Ametal iyonlarıdır. II. Proton sayıları, elektron sayılarından azdır. III. Anyon olarak adlandırılırlar. A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III b b+ 2 4. X ile Y iyonlarının, a a+ I. Elektron sayısı II. Nötron sayısı III. Tanecik çapı niceliklerinden hangileri aynıdır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 5. Aşağıdakilerin hangisinde verilen iki tanecik aynı elemente aittir? A) zoton iki atom B) Elektron sayısı e it olan anyon ve katyon C) zotop iki atom D) Elektron sayısı e it olan nötr atom ve iyon E) zobar iki atom 2. Aşağıdaki iyonlardan hangisinin temel tanecikleri arasında, n = e > p ilişkisi vardır? (n=nötron sayısı, p=proton sayısı, e =elektron sayısı) 35 A) CI B) 32 S 2 C) 3 P 3 7 6 5 39 D) K + E) 40 2 9 20 Ca+ 6. n X a iyonunun elektron sayısı, n 2 Y atomunun elektron sayısına e ittir. Buna göre, X iyonunun değerliği (a) aşağıdakilerden hangisidir? A) +4 B) +2 C) + D) 2 E) 4.C 2.E 3.B 4.E 5.D 6.C 7.A 8.D 9.E 0.A.E 2.A 3.D 4.B 5.C 6.B