Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

7.13: Atomik Orbitallerin Enerjileri
İÇİNDEKİLER

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
The Energies of Atomic Orbitals
 
TRANSKRİPT

7.13: Atomik Orbitallerin Enerjileri

Bir atomda, negatif yüklü elektronlar, pozitif yüklü çekirdeğe çekilir. Bir multielektron atomunda, elektron-elektron itmeleri de gözlenir. Çekici ve itici kuvvetler, parçacıklar arasındaki mesafenin yanı sıra ayrı parçacıklar üzerindeki yüklerin işareti ve büyüklüğüne bağlıdır. Parçacıkların üzerindeki yükler zıt olduğunda birbirlerini çekerler. Her iki parçacık da aynı yüke sahipse, birbirlerini iterler.

Yüklerin büyüklüğü arttıkça kuvvetin büyüklüğü de artar. Ancak yüklerin ayrışması fazla olduğunda kuvvetler azalır. Bu nedenle, bir elektron ile çekirdeği arasındaki çekim kuvveti, aralarındaki mesafeyle doğru orantılıdır. Elektron çekirdeğe daha yakınsa çekirdeğe daha sıkı bağlanır; bu nedenle, farklı kabuklardaki (farklı mesafelerde) elektronların farklı enerjileri vardır.

Birden fazla enerji seviyesine sahip atomlar için, iç elektronlar, elektron-elektron itmeleri nedeniyle dış elektronları çekirdeğin çekmesinden kısmen korur. Çekirdek elektronlar elektronları dış kabuklarda korurken, aynı değerlik kabuğundaki elektronlar birbirlerinin deneyimlediği nükleer çekimi etkili bir şekilde engellemez. Bu, etkin nükleer yük kavramı Zeff ile açıklanabilir. Bu, herhangi bir elektron-elektron itmesi hesaba katılarak çekirdeğin belirli bir elektrona uyguladığı çekmedir. Hidrojen için yalnızca bir elektron vardır ve bu nedenle nükleer yük (Z) ve etkin nükleer yük (Zeff) eşittir. Diğer tüm atomlar için, iç elektronlar, dış elektronları çekirdeğin çekmesinden kısmen korur ve böylece:

Eq1

Orbital penetrasyonu, bir elektronun çekirdeğe daha yakın olma yeteneğini tanımlar. s-orbitalindeki elektronlar çekirdeğe yaklaşabilir ve daha fazla penetrasyon etme kabiliyetine sahip olabilirler. Küresel bir s-orbital için olasılık yoğunluğu çekirdekte sıfır değildir.  Farklı alt kabukların farklı uzamsal yönelimleri vardır. Dambıl şeklindeki yörünge nedeniyle, p-elektron çok daha az penetre eder. Dalga işlevi, elektron bulma olasılığının sıfır olduğu çekirdekten geçen bir düğüme sahiptir. Böylece, s orbital elektronu çekirdeğe daha sıkı bağlanır ve p-elektrondan daha düşük enerjiye sahiptir. Bir d-elektron, p orbital elektrondan daha düşük penetrasyona ve daha yüksek enerjiye sahiptir.

Çeşitli kabuklar ve alt kabuklar için, bir elektronun penetrasyon gücü eğilimi aşağıdaki gibi gösterilebilir

Eq2

Koruma ve penetrasyonun etkisi büyüktür ve 4s elektronu 3d elektrondan daha düşük enerjiye sahip olabilir.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 6.4: Electronic Structure of Atoms (Electron Configurations).

Tags

Energies Atomic Orbitals Coulomb Interactions Shielding Effect Orbital Penetration Coulomb's Law Attractive Force Repulsive Force Inverse-square Relationship Shell Number Electron Repulsion Nucleus Attraction Higher Orbital Energies Shielding Effect Electron Shielding Differences In Orbital Energies Effective Nuclear Charge Shielding Constant Atomic Number Lithium 2s Electron Semi-empirical Rules

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

Waiting X
Simple Hit Counter