Atom üç temel tanecikten oluşur. Bunlar proton, nötron ve elektrondur. Proton atomun çekirdeğinde bulunan pozitif yüklü taneciktir. Nötron atomun çekirdeğin bulunan yüksüz taneciktir. ise çekirdek etrafında enerji katmanında büyük bir hızla dönen negatif yüklü taneciktir. Proton, nötron ve elektrona atom altı tanecikler denir. Proton ve nötronlara nükleon da denir. Bu taneciklerin bazı özellikleri aşağıda verilmiştir. Proton Nötron Sembolü p n e Birim yükü +1 0-1 ATOMLA İLGİLİ TERİMLER Atom numarası aynı zamanda çekirdek yükünü gösterir. Proton =Atom numarası = Çekirdek yükü Atom Kütlesi (A) ların kütlesi ve proton ve nötronların yanında ihmal edilecek kadar küçüktür. Bu nedenle atomun kütlesinin tamamına yakınını çekirdekteki proton ve nötronlar oluşturur. Dolayısıyla proton ve nötron sayıları atom kütlesini ifade etmektedir. Bir atomun çekirdeğinde bulunan proton nın ve nötron nın toplamına kütle numarası denir ve A ile gösterilir. Kütle Numarası=Proton +Nötron Elektriksel yükü +1,6.10-19 C 0-1,6.10-19 C Kütlesi 1,673.10-24 g 1,673.10-24 g 9,109.10-28 g Kütle (akb biriminde yaklaşık) 1 akb 1 akb 1/1840 akb Element atomlarının atom ve kütle numaraları element sembolleri üzerinde gösterilebilir. Element atom numarası sembolün sol alt köşesine yazılır. Bulunduğu yer Çekirdek Çekirdek Katman Element kütle numarası sembolün sol üst köşesine yazılır. Keşfeden Rutherford Chadwick Thomson Atomla İlgili Bazı Terimler Bir atomun değişik durumlarını ve özelliklerini belirtmek için bazı terimler geliştirilmiştir. Atom Numarası (Z) Her elementin atomu kendine özgüdür. Yani farklı elementlerin atomları Atomların birbirinden farklı olmasının nedeni çekirdeklerinde bulunan proton sayılarının farklı olmasıdır.bu nedenle proton sayıları atomların türünü ve kimliğini belirler. Bir atomun çekirdeğinde bulunan proton na atom numarası denir ve Z ile gösterilir. Nötr Atom Nötr kelimesi yüksüz anlamına gelir. Bir atomda pozitif yüklü protonlar ve negatif yüklü elektronlar vardır. Eğer atomdaki pozitif yük negatif yük na eşit olursa atom bir bütün olarak yüksüz olur. Yani nötr olur. Proton elektron na eşit olan yüksüz atomlara nötr atom denir. Nötr atom: Proton = 1
İyon Bir tanecik üzerinde pozitif veya negatif yük bulunuyorsa bu tanecik yüklüdür. Yüklü taneciklere iyon denir. Bir atomda proton ve elektron birbirinden farklı ise atom yüklü haldedir. Yani iyon halindedir. İyon: proton elektron İyon, bir atom olabileceği gibi bir atom grubu da olabilir. İyonlar sahip oldukları yükün türüne göre katyon ve anyon olarak iki gruba ayrılır. Taneciklerin iyon yükleri ''q'' ile gösterilir ve element sembollerinin veya formüllerinin sağ üst köşesine yazılır. X q Bir atomun sahip olduğu yük proton ndan elektron nı çıkartılması ile hesaplanır. İyon yükü(q)=proton (p)+ (e) Nötr bir atom ne kadar elektron verirse o kadar pozitif yük kazanır. Nötr bir atom ne kadar elektron alırsa o kadar negatif yük kazanır. Bir atomun veya iyonun yük değerliği aldığı elektron kadar azalır veya verdiği elektron kadar artar. Çok Atomlu İyon (Kök) Atom grupları da yüklü olabilir. Pozitif veya negatif atom gruplarına çok atomlu iyon veya kök denir. Örneğin NH + 4, CN -, SO 2-4, PO 3- - 4, HCO 3 iyonları kök iyondur. Katyon (+ yüklü İyon) Nötr bir atomda proton ve elektron sayıları eşit olduğu için yükleri toplamı sıfırdır. Eğer atom elektron verirse proton yani pozitif yük, negatif yük ndan daha fazla olur. Bu durumda atom pozitif yüklü iyon haline gelir. Pozitif yüklü atom veya atom gruplarına katyon adı verilir. Örneğin Na +, Ca 2+,ve NH 4 + iyonları katyondur. Katyon = Proton > Anyon (- yüklü İyon) Eğer atom elektron alırsa yani negatif yük, pozitif yük ndan fazla olur. Bu durumda atom negatif yüklü iyon haline gelir. Negatif yüklü atom veya atom gruplarına anyon denir. Örneğin Cl -, O 2-, ve CO 3 2- gibi iyonlar anyondur. Anyon = > Proton İzotop Atomlar Bir elementin atomlarında her zaman aynı sayıda proton bulunur. Ancak nötron sayıları değişebilir. Proton aynı, nötron sayıları farklı olan atomlara izotop atom denir. O halde izotop atomların atom numaralar aynıdır. Fakat kütle numaraları İzotop atomların kimyasal özellikleri aynı, fiziksel özellikleri ise 2
1 2 3 İzobar Atomlar Adı Hidrojen Döteryum Trityum Özel sembolü Proton Nötron H D T 1 1 1 0 1 2 1 1 1 Bir elementin izotop atomları varsa atom kütlesi bu izotopların kütleleri ve doğada bulunma yüzdeleri kullanılarak hesaplanır. Bu değere elementin ortalama atom kütlesi denir. Bazı atomların proton sayıları ve nötron sayıları farklı olsa da kütle numaraları eşittir. Kütle numarası eşit olan atomlara izobar denir. İzobar atomların hem proton hem de nötron sayıları İzobar atomların hem fiziksel hem de kimyasal özellikler Örneğin, 24 11Na - 24 12Mg atomlarından Na atomunda 11 proton ve 13 nötron vardır. Mg atomunda ise 12 proton 12 nötron vardır. Ancak kütle numaraları her ikisinin de 24tür. O halde bu atomlar izobardır. İzoelektronik Atom ve İyonlar Bazı iyonların veya iyonlar ile nötr atomların elektron sayıları eşit olabilir. İzotopa sahip elementlerin atom kütleleri ortalama değer olduğundan tam sayı değildir. İzoton Atomlar Farklı element atomlarının proton sayıları Ancak nötron sayıları eşit olabilir. Nötron aynı, proton farklı atomlara izoton atomlar denir. Örneğin, 37 17Cl - 39 19K atomlarının proton sayıları Fakat nötron sayıları 20şer tanedir. Bu nedenle atomlar izotoptur. İzoton atomların hem fiziksel hem de kimyasal özellikleri sayıları eşit olan ve bu elektronların katmanlara dizilimi aynı olan atom veya iyonlara izoelektronik denir. Örneğin 11Na 1+, 10Ne ve 9F 1- taneciklerinin her birinde 10ar tane elektron vardır ve bunların enerji katmanlarına yerleşimi aynıdır. Bu nedenle tanecikler birbirinin izoelektroniğidir. İzoelektronik taneciklerin hem fiziksel hem de kimyasal özellikleri Taneciklerin izoelektronik olması için elektron sayılarının eşit olması yeterli değildir. Aynı tür atomların uzayda farklı şekilde dizilmesi sonucu maddelere allotrop Örneğin, C atomlarından oluşan elmas ve grafit allotroptur. Aynı şekilde O 2 ve O 3 gazları da allotroptur. 3
KATMAN ELEKTRON DİZİLİMİ Atomda elektronlar çekirdek çevresinde rastgele yerlerde bulunmazlar. lar belirli enerji katmanlarında bulunur. Ayrıca her katmanın bulundurabileceği elektron sınırlıdır. Atomun ilk dört enerji katmanında bulunabilecek elektron sayıları aşağıdaki gibidir. Enerji Katmanı Numarası Sembol Harfi En Fazla Sayısı 1 K 2 2 L 8 3 M 18 4 N 32 Bir atomdaki elektronların enerji katmanlarına uygun şekilde yerleştirilmesine elektron katman dizilimi veya dağılımı adı verilir. Atomların elektron katmanları aşağıdaki gibi modelle veya '')'' şeklinde gösterilebilir. 10Ne: 2) 8) Atomların elektron katman dizilimi yapılırken aşağıdaki kurallara uyulur. lar çekirdeğe en yakın katmandan başlanarak yerleştirilir. 8O : 2) 6) Bir katmana alabileceği maksimum sayıdaki elektron yerleştirildikten sonra, elektronlar bir üst katmana yerleştirilmeye başlanır. En son katmanda 8 den fazla elektron bulunamaz. Eğer son katman elektron 8 den fazlaysa yeni bir katman eklenir ve fazlalık elektronların durumuna göre 1 veya 2si eklenen dış katmana yerleştirilir. Geri kalan elektronlar ise sondan bir önceki katmana yazılır. 19K : 2) 8) 8) 1) 20Ca : 2) 8) 8) 2) 21Sc : 2) 8) 9) 2) En dış ikinci katman dolmadıkça en dış katmandaki elektron 2 yi geçemez. 12Mg : 2) 8) 2) 13Al : 2) 8) 3) Aşağıdaki tabloda ilk 30 elementin elektron katman dizilimi verilmiştir. 1H : 1) 16S : 2) 8) 6) 2He : 2) 17Cl : 2) 8) 7) 3Li : 2) 1) 18Ar : 2) 8) 8) 4Be: 2) 2) 19K : 2) 8) 8) 1) 5B : 2) 3) 20Ca : 2) 8) 8) 2) 6C : 2) 4) 21Sc : 2) 8) 9) 2) 7N : 2) 5) 22Ti : 2) 8) 10) 2) 8O : 2) 6) 23V : 2) 8) 11) 2) 9F : 2) 7) 24Cr : 2) 8) 13) 1) 10Ne : 2) 8) 25Mn : 2) 8) 13) 2) 11Na : 2) 8) 1) 26Fe : 2) 8) 14) 2) 12Mg : 2) 8) 2) 27Co : 2) 8) 15) 2) 13Al : 2) 8) 3) 28Ni : 2) 8) 16) 2) 14Si : 2) 8) 4) 29Cu : 2) 8) 18) 1) 15P : 2) 8) 5) 30Zn : 2) 8) 18) 2) 4
DEĞERLİK ELEKTRON SAYISI Bir atomun elektron katman diziliminde elektron içeren son katmanına değerlik katmanı denir. Bu katmanında bulunan elektronlara da o atomun değerlik elektronları denir. Örneğin, 9 F elementinin son katmanı 2. katmandır. Bu katmandaki elektron 7 olduğu için değerlik elektron 7 dir. 9F : 2) 7) Bazı elementlerin değerlik elektron sayıları aşağıda verilmiştir. Atom Dağılımı Değerlik Sayısı 21Sc 2) 8) 4) 4 15P 2) 8) 5) 5 20Ca 2) 8) 8) 2) 2 35Br 2) 8) 18) 7) 7 Oktet Kararlılığı İki veya üç katmanlı atomların son katmanlarında 8 elektron bulunduğunda kararlı olurlar. Bu nedenle neon( 10 Ne) ve argon( 18 Ar) atomları kararlı atomlardır. Atomların veya iyonların elektron alışverişi yaparak son katmanlarındaki elektron nı 10 Ne veya 18 Ar gibi 8 yapmalarına oktet kararlılığı denir. 16S : 2) 8) 6) 16S 2- : 2) 8) 8) Değerlik elektron 1, 2 veya 3 olan atomlar dublete veya oktede ulaşmak için değerlik elektronlarını vererek katyon oluşturur. Değerlik elektron 5, 6 ve 7 olan atomlar oktede ulaşmak için genellikle elektron alarak anyon oluşturur. KARARLI ATOMLAR Atomlar az enerjili yani kararlı hale gelmek isterler. Bazı element atomları elektron katman diziliminden dolayı kararlı haldedir. Diğer atomlar bu kararlı atomlar gibi elektron katman dizilimine sahip olmak isterler. Dublet Kararlılığı 2He atomu tek katmanlıdır ve bu katmanında iki elektronu vardır. Bu nedenle He atomu kararlıdır. alışverişi yapara atomların elektron katman dizilimlerini helyum atomu gibi tek katmanlı ve 2 elektronlu hale getirmelerine dublet kararlılığı denir. 3Li : 2) 1) 3Li 1+ : 2) 5