💡 9. Sınıf Kimya: Atom Çözümlü Örnekler

• 📌 Atom Numarası (Z): Atom numarası, bir atomdaki proton sayısına eşittir ve aynı zamanda nötr bir atomun elektron sayısını da verir. Çekirdek yükü de proton sayısı demektir.
• 👉 Verilen bilgiye göre atom numarası 17'dir. O halde:
  • Proton sayısı = \( 17 \) ✅
  • Nötr X atomu olduğu için elektron sayısı = \( 17 \) ✅
• 📌 Kütle Numarası (A): Kütle numarası, atomdaki proton ve nötron sayılarının toplamıdır.
• 👉 Verilen bilgiye göre kütle numarası 35'tir. Nötron sayısını bulmak için kütle numarasından proton sayısını çıkarırız:
  • Nötron sayısı = Kütle Numarası - Proton Sayısı
  • Nötron sayısı = \( 35 - 17 = 18 \) ✅

Sonuç olarak, X atomunda 17 proton, 18 nötron ve 17 elektron bulunur.

• 📌 Atom Numarası (Z): Y elementinin atom numarası 12 olarak verilmiştir. Atom numarası, her zaman proton sayısına eşittir ve bir atom iyon haline gelse bile proton sayısı asla değişmez.
• 👉 O halde, Y atomu ve \( Y^{2+} \) iyonu için proton sayısı her zaman 12'dir. ✅
• 📌 Nötron Sayısı: Soruda nötron sayısının değişmediği belirtilmiştir. Zaten bir atom iyon haline geçerken nötron sayısı da değişmez.
• 👉 Nötron sayısı hakkında sayısal bir değer verilmese de, iyonlaşma sırasında değişmediğini biliriz.
• 📌 Elektron Sayısı: Nötr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşittir. Ancak iyon oluştuğunda elektron sayısı değişir.
• 👉 Nötr Y atomunun elektron sayısı \( = 12 \) (proton sayısına eşit).
• 👉 \( Y^{2+} \) iyonu, atomun 2 elektron kaybettiği anlamına gelir (pozitif yük, elektron kaybı demektir).
  • \( Y^{2+} \) iyonunun elektron sayısı = Nötr atomun elektron sayısı - Kaybedilen elektron sayısı
  • \( Y^{2+} \) iyonunun elektron sayısı = \( 12 - 2 = 10 \) ✅

Sonuç olarak, \( Y^{2+} \) iyonunda 12 proton, (değişmeyen) nötron sayısı ve 10 elektron bulunur.

• 📌 I. \( {}_{11}\text{Na} \) ve \( {}_{10}\text{Ne} \)
  • Nötr \( {}_{11}\text{Na} \) atomunun elektron sayısı = Proton sayısı = \( 11 \).
  • Nötr \( {}_{10}\text{Ne} \) atomunun elektron sayısı = Proton sayısı = \( 10 \).
  • Elektron sayıları farklı olduğu için izoelektronik değildirler. ❌
• 📌 II. \( {}_{19}\text{K}^{+} \) ve \( {}_{18}\text{Ar} \)
  • \( {}_{19}\text{K}^{+} \) iyonu: Proton sayısı 19'dur. \( +1 \) yüke sahip olduğu için 1 elektron kaybetmiştir. Elektron sayısı = \( 19 - 1 = 18 \).
  • Nötr \( {}_{18}\text{Ar} \) atomunun elektron sayısı = Proton sayısı = \( 18 \).
  • Elektron sayıları aynı olduğu için izoelektronik dirler. ✅
• 📌 III. \( {}_{17}\text{Cl}^{-} \) ve \( {}_{18}\text{Ar} \)
  • \( {}_{17}\text{Cl}^{-} \) iyonu: Proton sayısı 17'dir. \( -1 \) yüke sahip olduğu için 1 elektron almıştır. Elektron sayısı = \( 17 + 1 = 18 \).
  • Nötr \( {}_{18}\text{Ar} \) atomunun elektron sayısı = Proton sayısı = \( 18 \).
  • Elektron sayıları aynı olduğu için izoelektronik dirler. ✅

Doğru cevap II ve III'tür.

• 📌 Tanecik A: \( {}_{6}^{12}\text{C} \)
  • Proton sayısı (Atom Numarası) = \( 6 \)
  • Kütle Numarası = \( 12 \)
  • Nötron sayısı = Kütle Numarası - Proton sayısı = \( 12 - 6 = 6 \)
• 📌 Tanecik B: \( {}_{6}^{14}\text{C} \)
  • Proton sayısı (Atom Numarası) = \( 6 \)
  • Kütle Numarası = \( 14 \)
  • Nötron sayısı = Kütle Numarası - Proton sayısı = \( 14 - 6 = 8 \)
• 📌 Tanecik C: \( {}_{7}^{14}\text{N} \)
  • Proton sayısı (Atom Numarası) = \( 7 \)
  • Kütle Numarası = \( 14 \)
  • Nötron sayısı = Kütle Numarası - Proton sayısı = \( 14 - 7 = 7 \)

• 👉 İzotop: Proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atomlardır.
  • Tanecik A (\( {}_{6}^{12}\text{C} \)) ve Tanecik B (\( {}_{6}^{14}\text{C} \))'nin proton sayıları (6) aynı, nötron sayıları (6 ve 8) farklıdır. Bu nedenle A ve B izotoptur. ✅
• 👉 İzobar: Kütle numaraları aynı, proton sayıları farklı olan atomlardır.
  • Tanecik B (\( {}_{6}^{14}\text{C} \)) ve Tanecik C (\( {}_{7}^{14}\text{N} \))'nin kütle numaraları (14) aynı, proton sayıları (6 ve 7) farklıdır. Bu nedenle B ve C izobardır. ✅
• 👉 İzoton: Nötron sayıları aynı, proton sayıları farklı olan atomlardır.
  • Bu üç tanecik arasında nötron sayıları aynı olan bir çift bulunmamaktadır (A: 6, B: 8, C: 7). Bu nedenle bu örnekte izoton çifti yoktur. ❌

Özetle:
A ve B: İzotop
B ve C: İzobar

• 📌 Klor-35 için:
  • İzotop kütlesi = \( 35 \)
  • Bolluk oranı = \( 75% \)
• 📌 Klor-37 için:
  • İzotop kütlesi = \( 37 \)
  • Bolluk oranı = \( 25% \)
• 👉 Hesaplama adımları:
  • Adım 1: Her izotopun kütlesini bolluk oranıyla çarpın.
    • Klor-35 katkısı = \( 35 \times 75 = 2625 \)
    • Klor-37 katkısı = \( 37 \times 25 = 925 \)
  • Adım 2: Bu değerleri toplayın.
    • Toplam katkı = \( 2625 + 925 = 3550 \)
  • Adım 3: Toplam katkıyı 100'e bölün (yüzdeler kullanıldığı için).
    • Ortalama Atom Kütlesi = \( \frac{3550}{100} = 35.5 \)

Sonuç olarak, klor elementinin ortalama atom kütlesi \( 35.5 \)'tir. ✅

• 📌 Karbon Atomlarının Türleri: Arkeolog tarafından bulunan ahşap parçasındaki karbon atomları, büyük olasılıkla hem \( {}_{6}^{12}\text{C} \) hem de \( {}_{6}^{14}\text{C} \) izotoplarını içerecektir. Canlılar yaşarken her iki izotopu da belirli oranlarda bünyelerine alır.
• 📌 Temel Yapıdaki Fark:
  • Her iki izotop da karbon elementine ait olduğu için proton sayıları aynıdır ve bu sayı \( 6 \)'dır. Atom numaraları aynıdır.
  • Ancak, kütle numaraları farklıdır (\( 12 \) ve \( 14 \)). Bu kütle numarası farkı, nötron sayılarının farklı olmasından kaynaklanır.
  • \( {}_{6}^{12}\text{C} \) izotopunun nötron sayısı = \( 12 - 6 = 6 \) nötron.
  • \( {}_{6}^{14}\text{C} \) izotopunun nötron sayısı = \( 14 - 6 = 8 \) nötron.
  • Yani, temel fark nötron sayılarının farklı olmasıdır.
• 📌 Yaş Tayini ile İlişkisi: Canlı öldüğünde \( {}_{6}^{14}\text{C} \) izotopu bozunmaya başlar ve miktarı azalır. \( {}_{6}^{12}\text{C} \) izotopu ise kararlı olduğu için miktarı değişmez. Arkeologlar, ahşap parçasındaki \( {}_{6}^{14}\text{C} \) / \( {}_{6}^{12}\text{C} \) oranını ölçerek, bu oranın canlı yaşarkenki orandan ne kadar saptığını belirler ve böylece ahşabın ne kadar süre önce öldüğünü, yani yaşını hesaplayabilirler. Bu yönteme Karbon-14 yöntemi denir.

Sonuç olarak, ahşap parçasındaki karbon atomları izotoptur ve aralarındaki temel fark nötron sayılarıdır. Bu fark, yaş tayini gibi önemli bir bilimsel uygulamada kullanılır. ✅

• 📌 Elementlerin Farklılığı: Bakır, alüminyum ve demir farklı elementlerdir. Bir elementi diğerinden ayıran en temel özellik, atom numarasıdır, yani çekirdeğindeki proton sayısıdır.
  • Bakırın proton sayısı \( 29 \).
  • Alüminyumun proton sayısı \( 13 \).
  • Demirin proton sayısı \( 26 \).
• 📌 Elektron Sayısı ve Dizilimi: Proton sayısı farklı olduğu için, nötr haldeki elektron sayıları da farklıdır. Elektronlar, atom çekirdeğinin etrafında belirli enerji seviyelerinde (katmanlarda) bulunurlar. Bu elektronların sayısı ve katmanlardaki dizilişleri, bir atomun kimyasal davranışını ve diğer atomlarla nasıl bağ kuracağını belirler.
• 📌 Özelliklerin Kaynağı:
  • 👉 Bakır (Cu): Elektrik ve ısıyı çok iyi iletir, paslanmaya karşı nispeten dayanıklıdır. Bu özellikleri, dış katmanındaki elektronların hareketliliği ve atomik yapısındaki düzenlemelerden kaynaklanır. Bu yüzden elektrik kablolarında tercih edilir.
  • 👉 Alüminyum (Al): Hafif ve korozyona dayanıklıdır, iyi bir ısı iletkenidir. Bu özellikleri, atomlarının daha hafif olması ve yüzeyinde oluşan ince oksit tabakasının koruyucu etkisiyle ilgilidir. Bu yüzden tencere ve folyo gibi ürünlerde kullanılır.
  • 👉 Demir (Fe): Sert ve dayanıklıdır, mıknatıslanabilir ancak kolay paslanır. Bu özellikleri, atomlarının çekirdek yapısı ve dış elektron diziliminden kaynaklanır. Çelik gibi alaşımlar yaparak demirin paslanmazlık gibi özellikleri geliştirilebilir.

Sonuç olarak, her elementin farklı sayıda protona sahip olması, dolayısıyla farklı sayıda ve dizilimde elektronlara sahip olması, onların tamamen farklı kimyasal reaksiyonlar vermesine ve günlük hayatta gördüğümüz gibi farklı fiziksel özelliklere (iletkenlik, sertlik, yoğunluk, renk vb.) sahip olmasına neden olur. ✅

• 📌 Öncelikle her bir atomun kütle numarasını bulalım:
  • Atom K: Kütle Numarası = p + n = \( 6 + 6 = 12 \)
  • Atom L: Kütle Numarası = p + n = \( 6 + 8 = 14 \)
  • Atom M: Kütle Numarası = p + n = \( 7 + 7 = 14 \)
• 📌 Şimdi ifadelere bakalım:
  • I. K ve L atomları birbirinin izotopudur.
    • İzotop atomlar, proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atomlardır.
    • K atomu: p=6, n=6
    • L atomu: p=6, n=8
    • Proton sayıları aynı (6), nötron sayıları farklı (6 ve 8).
    • Bu ifade doğrudur. ✅
  • II. K ve M atomlarının kütle numaraları aynıdır.
    • K atomunun kütle numarası = \( 12 \)
    • M atomunun kütle numarası = \( 14 \)
    • Kütle numaraları farklıdır.
    • Bu ifade yanlıştır. ❌
  • III. L ve M atomları izotondur.
    • İzoton atomlar, nötron sayıları aynı, proton sayıları farklı olan atomlardır.
    • L atomu: p=6, n=8
    • M atomu: p=7, n=7
    • Nötron sayıları farklı (8 ve 7).
    • Bu ifade yanlıştır. ❌

Sonuç olarak, sadece I. ifade doğrudur.

• 📌 Rutherford Atom Modeli ("Çekirdekli Model"):
  • A) Atom kütlesinin büyük bir kısmı çekirdekte toplanmıştır: Rutherford'un altın folyo deneyi, alfa parçacıklarının çoğunun atomdan geçerken sapmamasından, çok azının ise büyük açılarla sapmasından, atomun kütlesinin küçük ve yoğun bir çekirdekte toplandığını göstermiştir. Bu ifade doğrudur. ✅
  • B) Çekirdek pozitif yüklüdür: Alfa parçacıklarının pozitif yüklü çekirdekten itilerek sapması, çekirdeğin pozitif yüklü olduğunu kanıtlamıştır. Bu ifade doğrudur. ✅
  • D) Atomun büyük bir kısmı boşluktur: Alfa parçacıklarının çoğunun atomdan geçmesi, atomun büyük bir kısmının boşluk olduğunu göstermiştir. Bu ifade doğrudur. ✅
  • E) Elektronlar çekirdeğin etrafında dairesel yörüngelerde dolanır: Rutherford, elektronların çekirdek etrafında gezegenlerin Güneş etrafında dolanması gibi dairesel yörüngelerde hareket ettiğini öne sürmüştür. Bu ifade doğrudur. ✅
  • C) Elektronlar çekirdek etrafında belirli enerji seviyelerinde (katmanlarda) bulunur: Bu fikir, Rutherford modelinden sonra gelen Bohr Atom Modeli'ne aittir. Rutherford modeli, elektronların enerji seviyeleri hakkında bir açıklama getirmemiştir, sadece çekirdek etrafında dolandıklarını belirtmiştir. Bu ifade yanlıştır. ❌

Doğru cevap C seçeneğidir, çünkü bu ifade Bohr atom modeline aittir, Rutherford modeline değil.