🎓 11. Sınıf Elektron Dizilimi ve Periyodik Sistem Test 2 - Ders Notu ve İpuçları
⚛️ Elektron Dizilimi ve Kuralları
- Aufbau (Kurulma) İlkesi: Elektronlar atomda en düşük enerjili orbitalden başlayarak sırasıyla yerleşir. Enerji seviyeleri \(1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p \dots\) şeklindedir.
- Pauli Dışlama İlkesi: Bir atomda hiçbir elektronun dört kuantum sayısı (n, l, \(m_l\), \(m_s\)) aynı olamaz. Bir orbitalde en fazla iki elektron bulunabilir ve bu elektronların spinleri zıt olmalıdır (biri yukarı, diğeri aşağı yönlü).
- Hund Kuralı: Eş enerjili orbitallere (örneğin p, d, f orbitalleri) elektronlar önce birer birer ve aynı spin yönünde yerleşir, daha sonra ikinci elektronlar zıt spinle eklenerek orbitaller doldurulur.
- Orbital Kapasiteleri:
- s orbitali: 1 orbital, en fazla 2 elektron.
- p orbitali: 3 orbital, en fazla 6 elektron.
- d orbitali: 5 orbital, en fazla 10 elektron.
- f orbitali: 7 orbital, en fazla 14 elektron.
- Tam Dolu ve Yarı Dolu Orbitaller:
- Tam dolu orbital: 2 elektron içeren orbital.
- Yarı dolu orbital: 1 elektron içeren orbital.
- ⚠️ Dikkat: Elektron dizilimini yazarken atom numarasına (proton sayısına) dikkat edin. Nötr atomlarda proton sayısı = elektron sayısıdır.
✨ Küresel Simetri ve İstisnai Dizilimler
- Bir atomun elektron diziliminde en son orbital türü (s, p, d, f) yarı dolu (\(s^1, p^3, d^5, f^7\)) veya tam dolu (\(s^2, p^6, d^{10}, f^{14}\)) ise, atom küresel simetri özelliği gösterir. Küresel simetri, atoma ekstra kararlılık sağlar.
- 💡 İpucu: Bazı elementler (özellikle geçiş metalleri) küresel simetriye ulaşmak için beklenen elektron diziliminden farklı davranır. En bilinenleri:
- Krom (Cr, Z=24): Beklenen \(...4s^2 3d^4\) yerine \(...4s^1 3d^5\) şeklinde dizilir (yarı dolu s ve d orbitalleri).
- Bakır (Cu, Z=29): Beklenen \(...4s^2 3d^9\) yerine \(...4s^1 3d^{10}\) şeklinde dizilir (yarı dolu s ve tam dolu d orbitalleri).
📍 Periyodik Sistemde Yer Bulma
- Periyot Numarası: Temel hal elektron dizilimindeki en büyük baş kuantum sayısı (n) elementin periyot numarasını verir.
- Grup Numarası (A Grupları - Baş Gruplar):
- Elektron dizilimi \(ns^x\) ile bitiyorsa: x = Grup Numarası (xA). Bu elementler s bloğundadır. (Örn: \(3s^1 \rightarrow\) 1A grubu)
- Elektron dizilimi \(ns^x np^y\) ile bitiyorsa: x+y = Grup Numarası (xA). Bu elementler p bloğundadır. (Örn: \(3s^2 3p^1 \rightarrow\) 3A grubu)
- ⚠️ Dikkat: Helyum (He, Z=2) \(1s^2\) ile biter, s bloğundadır ancak 8A grubunda yer alır (soygaz olduğu için).
- Grup Numarası (B Grupları - Geçiş Metalleri):
- Elektron dizilimi \(ns^x (n-1)d^y\) ile bitiyorsa: x+y = Grup Numarası (B grubu). Bu elementler d bloğundadır.
- Toplam elektron sayısı 3 ise 3B, 4 ise 4B, ..., 7 ise 7B grubudur.
- Toplam elektron sayısı 8, 9 veya 10 ise 8B grubudur.
- Toplam elektron sayısı 11 ise 1B grubudur.
- Toplam elektron sayısı 12 ise 2B grubudur.
- Bloklar: Elektron diziliminde en son elektronun yerleştiği orbital türü, elementin bloğunu belirler.
- s bloğu: 1A ve 2A grupları (He hariç).
- p bloğu: 3A'dan 8A'ya kadar olan gruplar (He dahil).
- d bloğu: B grupları (geçiş metalleri).
- f bloğu: Lantanitler ve Aktinitler (iç geçiş metalleri).
⚡ İyonların Elektron Dizilimi
- Bir atom elektron verdiğinde (katyon oluşumu), elektronlar en dış enerji seviyesindeki (en büyük n değerli) orbitallerden başlanarak uzaklaştırılır. Eğer en büyük n değerine sahip birden fazla orbital türü varsa (örneğin 4s ve 4p), önce p'den sonra s'den elektron koparılır. Ancak d blok elementlerinde önce s orbitalinden elektronlar uzaklaştırılır, sonra d orbitalinden. (Örn: \(Fe^{2+}\) için \(Fe: [Ar] 4s^2 3d^6 \rightarrow Fe^{2+}: [Ar] 3d^6\)).
- Bir atom elektron aldığında (anyon oluşumu), elektronlar en düşük enerjili boş veya yarı dolu orbitale yerleşir.
- 💡 İpucu: Bir iyonun elektron dizilimi verildiğinde, nötr atomun proton sayısını bulmak için iyon yükü dikkate alınır. Örneğin, \(X^{2+}\) iyonunun 10 elektronu varsa, nötr X atomunun 10+2=12 protonu (ve 12 elektronu) vardır.
🧪 Değerlik Elektronları ve Oktet/Dublet Kuralı
- Değerlik Elektronları: Bir atomun en dış enerji seviyesinde bulunan elektronlardır. A grubu elementleri için grup numarası değerlik elektron sayısına eşittir. B grubu elementleri için ise \(ns^x (n-1)d^y\) diziliminde \(x\) ve \(y\)'nin toplamı değerlik elektron sayısı olarak kabul edilir.
- Oktet Kuralı: Elementlerin kararlı hale gelmek için son yörüngelerindeki elektron sayısını 8'e tamamlama eğilimidir.
- Dublet Kuralı: Lityum, Berilyum gibi küçük atomların ve özellikle Hidrojen'in kararlı hale gelmek için son yörüngelerindeki elektron sayısını 2'ye tamamlama eğilimidir.
- 💡 İpucu: Soygazlar (8A grubu) kararlı oktet veya dublet yapısına sahiptirler ve bu nedenle kimyasal tepkimeye girme eğilimleri çok düşüktür.
🌍 Periyodik Sistemdeki Özel Gruplar ve Özellikleri
- 1A Grubu (Alkali Metaller):
- \(ns^1\) ile biterler.
- Çok aktiftirler, bileşiklerinde +1 değerlik alırlar.
- s bloğu elementleridir.
- Katı ve sıvı halde elektriği iyi iletirler.
- 2A Grubu (Toprak Alkali Metaller):
- \(ns^2\) ile biterler.
- Aktiftirler, bileşiklerinde +2 değerlik alırlar.
- s bloğu elementleridir.
- Katı ve sıvı halde elektriği iyi iletirler.
- 3A Grubu (Bor Grubu / Toprak Metalleri):
- \(ns^2 np^1\) ile biterler.
- Genellikle +3 değerlik alırlar.
- p bloğu elementleridir.
- Bor (B) yarı metaldir, diğerleri metaldir.
- 6A Grubu (Kalkojenler):
- \(ns^2 np^4\) ile biterler.
- Genellikle -2 değerlik alırlar.
- p bloğu elementleridir.
- 7A Grubu (Halojenler):
- \(ns^2 np^5\) ile biterler.
- Çok aktiftirler, genellikle -1 değerlik alırlar.
- p bloğu elementleridir.
- Tamamı ametaldir.
- 8A Grubu (Soygazlar):
- \(ns^2 np^6\) ile biterler (He hariç, \(1s^2\)).
- Kararlıdırlar, bileşik yapma eğilimleri yoktur.
- p bloğu elementleridir (He s bloğunda olmasına rağmen).
- B Grupları (Geçiş Metalleri):
- d bloğu elementleridir.
- Genellikle birden fazla pozitif değerlik alabilirler (Sc hariç, sadece +3).
- Tamamı metaldir.
- ⚠️ Dikkat: Metalik özellikler periyodik tabloda soldan sağa azalırken, yukarıdan aşağıya artar. Ametalik özellikler ise tam tersidir.
🔢 Atom Numarası, Kütle Numarası ve Nötron Sayısı
- Atom Numarası (Z): Bir atomdaki proton sayısını ifade eder. Nötr atomlarda aynı zamanda elektron sayısına eşittir.
- Kütle Numarası (A): Bir atomdaki proton ve nötron sayılarının toplamıdır (\(A = Z + N\)).
- Nötron Sayısı (N): Kütle numarasından atom numarası çıkarılarak bulunur (\(N = A - Z\)).
- 💡 İpucu: Bir elementin sadece elektron dizilimi veya periyodik sistemdeki yeri bilindiğinde atom numarası ve dolayısıyla proton ve elektron sayısı (nötr atom için) bulunabilir. Ancak nötron sayısı veya kütle numarası bilgisi olmadan nötron sayısı bulunamaz, çünkü aynı elementin farklı nötron sayılarına sahip izotopları olabilir.