Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

2.4: Elektron Yörünge Modeli

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Elektron Yörünge Modeli
 

2.4: Elektron Yörünge Modeli

Genel bakış

Orbitaller, elektronların en fazla bulunduğu atom çekirdeğinin dışındaki alanlardır. Onlar farklı enerji düzeyleri, şekiller ve üç boyutlu oryantasyonları ile karakterizedir.

Bir Atom Içindeki Bir Elektronun Konumu Enerji Seviyesi ve YörüngeSel Şekle Karşılık Gelir

Elektronların konumu genellikle bir kabuk veya ana enerji seviyesi, daha sonra her kabuk içinde bir alt kabuk ve son olarak, subshells içinde bulunan bireysel orbitaller tarafından tanımlanır. İlk kabuk çekirdeğe en yakın olan kabuk, ve tek bir küresel yörüngeye sahip tek bir alt kabuğu vardır,1'in yörüngesi olarak adlandırılmıştır, bu iki elektronu tutabilir. Bir sonraki kabuk sekiz toplam elektron tutar: küresel 2s orbital iki ve üç dumbbell şekilli 2p orbitallerin her iki iki. Daha yüksek enerji seviyelerinde, en dıştaki orbitaller-d ve f alt kabuklarında bulunanlar- daha karmaşık şekiller alırlar. Toplam 10 elektron beş d orbitaline sığabilir ve 14 toplam elektron yedi f orbitaline sığar.

Yörünge diyagramları bir atomdaki her elektronun konumunu ve göreli enerji düzeylerini görselleştirmek için kullanılabilir. Her kabuk içinde, elektronlar enerji yükselen bir seviyeye sahip. S s alt kabuğu en düşük enerji miktarına sahiptir. P alt kabuğundaki elektronlar biraz daha yüksek enerjiye sahiptir, ardından d ve f alt kabukları bulunursa.

Bohr Modeli Orbitals Kavramı Tanıttı

Farklı yörüngelerdeki elektronların farklı enerji seviyelerine sahip olduğunu gördük. Elektronlarda enerji olduğunu nasıl bileceğiz? 1913'te Niels Bohr, elektronların hidrojen ve diğer iyonatomlarında tek bir elektronla yörüngeleri değiştiğinde ne kadar enerji elde edildiğini ve kaybolduğunu deneysel olarak belirleyebildi. Yaptığı deneylerin sonuçlarını Ernest Rutherford'un çalışmalarından pozitif yüklü bir çekirdeğin önceden bilgisi ile birleştiren Bohr, elektron orbitallerinin ilk modelini geliştirdi.

Elektronlar enerji kazandıklarında heyecanlı bir duruma girerler ve daha yüksek orbitallere atlarlar. Enerji elektronlara ısı veya ışık şeklinde eklenebilir ve bu enerjiyi hızla kaybettiklerinde, yüksek yörüngeden geri düşerler ve foton adı verilen bir ışık parçacığı yayırlar. Yayılan fotonun rengi belirli bir enerji miktarına karşılık gelir, böylece bir spektroskopla ölçülebilir.

Bohr, ana enerji seviyelerinde bulunan enerjiyi hidrojeni ısıtarak (kabuk olarak da adlandırılır) belirleyebildi. Ek ısı enerjisi elektronilk enerji seviyesinden daha yüksek seviyelere atlamak zorunda kaldı. Bohr daha sonra atomlar tekrar soğuduğunda yayılan ışığın dalga boyunu ölçtü.

Atomun Kuantum Mekanik Modeli

Bohr'un elektron orbitalleri modeli elektronların çekirdeğin etrafında sabit dairesel yollarda yörüngede olduğunu varsaydı. Deneyleri tek bir elektronla hidrojen ve hidrojen benzeri iyonlar için doğru olsa da, diğer elementlerin elektron konfigürasyonlarını tahmin edebiliyordu. Atomaltı parçacıkların fiziğine etki eden ek faktörler de olmalı.

1926'da Erwin Schrödinger Bohr'un enerji seviyeleri modelini genişletti ve bugün hala kabul edilen atomik yörüngeler modelini geliştirdi. Schrödinger, 1920'lerin başında bilim adamları tarafından yapılan elektronların fiziksel davranışları ile ilgili olarak bir dizi başka keşfi de dikkate aldı. Kuantum mekanik modeli, birden fazla elektroniçeren elementlerin elektron konfigürasyonlarını doğru bir şekilde tahmin eder. Schrödinger'in modelindeki temel değişikliklerden biri, elektronların çekirdeğin pozitif yükünden etkilenen bir dalga hareketi içinde seyahat ettiği varsayımıdır. Bu nedenle, bugün bahsettiğimiz yörüngeler, Bohr'un önerdiği gibi sabit dairesel yollar yerine elektronların bulunma olasılığının en yüksek olduğu bulut benzeri alanlardır. Bir diğer kritik ayrım da Bohr'un enerji seviyelerinin kabukları gibi daha küçük kategorilere bölünmesidir.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter