Atomların Elektronik Yapısı

Bir atom, elektronlar, protonlar ve nötronlar olmak üzere üç atom altı parçacıktan oluşur. Pozitif yüklü protonlar ve elektriksel olarak nötr nötronlar, bir atomun tüm pozitif yükünün ve kütlesinin çoğunun bulunduğu atom çekirdeğini oluşturur.

Elektronlar, çekirdeğin etrafındaki boş alanda bulunan negatif yüklü, düşük kütleli bileşenlerdir. Bir atom, proton kadar elektrona sahip olduğunda elektriksel olarak nötrdür.

Elektronlar ikili bir doğa sergiler - parçacık ve dalga. Uzaydaki konumları ve enerjileri birbirini tamamlayan özelliklerdir. Bu nedenle, iyi tanımlanmış bir enerjiye sahip bir elektron için konumu belirsizdir.

Bir atomun kuantum mekaniksel modeli, uzayda üç boyutlu bir bölgede belirli bir enerjinin bir elektronunu bulma olasılığının, elektron olasılık yoğunluğu olarak da adlandırılan elektronun dalga benzeri doğasını ifade eden dalga fonksiyonunun karesinden belirlenebileceğini öngörür.

Bir atomdaki belirli enerjiye sahip bir elektronun olası uzaysal konumunu tanımlayan bir fonksiyona atomik orbital denir.

Her orbital, üç kuantum sayısının benzersiz bir kombinasyonuna karşılık gelir. Temel kuantum sayısı, n, orbitalleri enerji seviyeleri veya kabuklar halinde gruplandırır.

Açısal momentum veya azimut, kuantum sayısı, l, kabuklar içindeki orbitalleri alt kabuklara gruplandırır. Her l değeri, değişen şekle sahip bir s, p, d veya f orbitaline karşılık gelir.

Bazı yörünge şekilleri, her biri manyetik bir kuantum sayısı olan ml ile ilişkili birden fazla olası yönelime sahip olabilir. Belirli bir alt kabuk için yönlendirme sayısı iki-l artı bire eşittir.

Dördüncü kuantum sayısı — spin kuantum sayısı, m_s — bir orbitali işgal eden elektronlarla ilişkilidir ve yalnızca iki olası değere sahiptir: 'artı yarım' ve 'eksi yarım'. Bu, bir atomdaki iki elektronun dört kuantum sayısının tümü için aynı değerlere sahip olmamasını sağlar.

Orbitalleri üst üste bindirmek, çekirdeği çevreleyen bir elektron 'bulutu' gibi kabaca küresel bir şekil oluşturur. Bu nedenle atomlar genellikle küreler olarak temsil edilir.