Diziliş
Adresi
Söyler
Çok elektronlu türlerin (atom, iyon) elektron dizilişini yazmak hidrojen atomununki kadar kolay değildir; uyulması gereken kurallar vardır. Aufbau, Pauli ve Hund’u öğrendikten sonra bir elementin periyodik cetveldeki yerini tabloya bakmadan bulabileceksin.
Bir elektron dizilişi şöyle okunur: ₁H: 1s¹ — baştaki 1 baş kuantum sayısı (n), s orbital türü (ℓ), üstteki 1 ise o orbitaldeki elektron sayısıdır. Orbitaller ve orbitallerdeki elektronlar “orbital şeması” ile de gösterilebilir: boş orbital, yarı dolu orbital ve dolu orbital.
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶
Bu sıra ezberden değil, önceki üniteden çıkar: enerji n + ℓ arttıkça yükselir, n + ℓ eşitse n büyük olanın enerjisi yüksektir. 4s (n + ℓ = 4) bu yüzden 3d’den (n + ℓ = 5) önce dolar.
Atomlarda elektron dizilimi atom numarasına göre yazılır: ₁₁Na: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. İyonlarda ise iki ayrı yol vardır ve bu ayrım her yıl sorulur.
İlk 20 elementte toplam elektron sayısına göre yazılır.
₁₁Na⁺: 10 e⁻ = 1s² 2s² 2p⁶
Atom numarası 20’den büyük olan atomların katyonlarında elektron dizilişi
önce protona göre yazılır. Sonra en üst kabuktan itibaren azaltılır.
₂₁Sc²⁺: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ — yani 4s²3d¹ yazılıp
en üst kabuk olan 4s’teki iki elektron çıkarılmıştır.
Küresel simetri, son orbitalin tam dolu (s², p⁶, d¹⁰, f¹⁴) ya da yarı dolu (s¹, p³, d⁵, f⁷) olması hâlidir. Bu yapılar daha kararlıdır; ₂₄Cr ve ₂₉Cu dizilişleri de bu yüzden istisnadır.
Uyarılmış hâl: İyon değildir. Elektronun olması gereken yerde olmayışıdır.
Yüksek enerjili kararsız hâldir.
₅B: 1s² 2s² 2p¹ → temel hâl
₅B: 1s² 2s² 3p¹ → uyarılmış hâl
Değerlik elektronu ve orbitali, en üst enerji seviyesindeki elektron ve orbitaldir.
| e⁻ dizilişi | Değerlik elektronu | Değerlik orbitali |
|---|---|---|
| …… 3s¹ | 1 | s |
| …… 3s² 3p¹ | 3 | s, p |
| …… 4s² 3d³ | 5 | s, d |
| …… 4s² 3d¹⁰ | 12 | s, d |
| …… 4s² 3d¹⁰ 4p¹ | 3 | s, p |
Son satıra dikkat: 4s² 3d¹⁰ 4p¹ dizilişinde 3d dolduğu ve en üst enerji seviyesi 4 olduğu için değerlik elektronu 2 + 1 = 3 sayılır; 3d’deki 10 elektron sayıya girmez.
₂₄Cr: …… 4s² 3d⁴ yerine 4s¹ 3d⁵ ve ₂₉Cu: …… 4s² 3d⁹ yerine 4s¹ 3d¹⁰ şeklinde küresel simetriye uygun yazılır. Sınavda en sık yapılan hata, Aufbau sırasını körü körüne uygulayıp 4s²3d⁴ yazmaktır. Bir elektron 4s’ten 3d’ye geçince d yarı dolu (d⁵) veya tam dolu (d¹⁰) hâle gelir ve yapı kararlı olur. Bu iki elementin periyodik cetveldeki yeri de düzeltilmiş dizilişe (4s¹3d⁵ ve 4s¹3d¹⁰) göre bulunur.
Periyodik sistem rastgele bir çizelge değil; elektron dizilişinin resmidir. Aşağıdaki tabloda bir elemente basınca bloğu, periyodu ve grubu aynı anda vurgulanır.
| Son orbital | Blok | Grup türü | Örnek | Grup numarası nasıl bulunur? |
|---|---|---|---|---|
| s | s blok | A grubu | ₁₁Na: 3s¹ | Değerlik elektronu = grup numarası (1A) |
| p | p blok | A grubu | ₁₅P: 3s² 3p³ | Değerlik elektronu = grup numarası (5A) |
| d | d blok | B grubu | ₂₁Sc: 4s² 3d¹ | s ve d elektronlarının birleşimine bakılır (3B) |
| f | f blok | B grubu | Lantanit / aktinit | İç geçiş metalleri; ayrı iki satırda gösterilir |
Periyodik sistemde yer bulmak için: nötr ve temel hâldeki elektron dizilişi yazılır; en üst enerji seviyesi periyot numarasını verir; en son orbital blok türünü verir; s ve p bloksa A grubu, d ve f bloksa B grubundadır; A grubu ise değerlik elektronu grup numarasını verir. Aşağıdaki kaydırakla atom numarasını değiştir, dört adım tek tek işlensin.
₁₁Na: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ → 3. periyot · s blok · 1A
₁₅P: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ → 3. periyot · p blok · 5A
₂₁Sc: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹ → 4. periyot · d blok · 3B
s²d¹ = 3B · s²d² = 4B ·
s²d³ = 5B · s¹d⁵ = 6B
s²d⁵ = 7B · s²d⁶, s²d⁷, s²d⁸ = 8B
s¹d¹⁰ = 1B · s²d¹⁰ = 2B
6B ve 1B satırlarının s¹ ile yazıldığına dikkat: bunlar Cr ve Cu istisnalarının doğrudan sonucudur.
₈₇X gibi atom numarası büyük olan elementlerin periyodik tablodaki yeri, elektron dizilişi yerine soy gazların atom numaralarından faydalanılarak daha kolay bulunur. 8A grubu atom numaraları: 2, 10, 18, 36, 54, 86.
₈₇X elementinin atom numarası 6. periyot soy gazından 1 fazladır (86 + 1). Bu durumda X elementinin yeri 7. periyot, 1A grubu olur (alkali metal).
Soy gaza göre yer bulurken 3. ve sonraki periyotlarda yer alan soy gaz atom numaralarına yapılan eklemelerde geçiş elementlerine dikkat edilir. Örneğin (18 + 3) işlemi ile 3A grubuna değil 3B grubuna ulaşılır.
Aynı grupta olmak “benzer kimyasal özellik” demektir. Bu cümlenin karşılığı sınıfta, sahada ve telefonunun içinde duruyor.
Lityum iyon pil adını ₃Li’den alır. Li, 1A grubundadır: dizilişi 1s² 2s¹, yani değerlik elektronu 1. O tek elektronu kolayca verip Li⁺ olması, pilin çalışma mantığının tamamıdır.
Helyum balonu hiçbir şeyle tepkimeye girmez, patlamaz. Çünkü ₂He: 1s² dizilişi tam doludur. Tabloda 2A’nın üstünde değil, 8A sütununun en tepesinde durur — sınavın en sevdiği ayrıntı.
Paslanmaz çeliğe “paslanmaz” dedirten şey içindeki ₂₄Cr (krom). Cr, dizilişi kuralın istisnası olan iki elementten biridir: 4s¹ 3d⁵, yani yarı dolu d orbitali.
Kablonun içindeki bakır tel ₂₉Cu. O da istisnadır: 4s¹ 3d¹⁰. Tam dolu d orbitali ve tek başına kalan 4s elektronu, bakırın elektriği bu kadar iyi iletmesiyle yakından ilgilidir.
NaCl’nin iki tarafı da diziliş tarafından seçilmiştir: ₁₁Na 3s¹ ile bir elektron verir, ₁₇Cl 3s² 3p⁵ ile bir elektron alıp 3p⁶ olur. İkisi de soy gaz dizilişine ulaşır.
Neon, argon, kripton… hepsi 8A grubunda. Tepkimeye girmedikleri için tüpün içinde yıllarca bozulmadan dururlar; yalnız elektrik verilince ışırlar.
Kulaklığın sesi bir mıknatısla üretilir; mıknatısların ana maddesi ₂₆Fe (demir) gibi d bloğu geçiş elementleridir. Yarı dolu d orbitalleri bu özelliğin kaynağıdır.
Antrenmanda düşünce sürülen tentürdiyodun içindeki iyot 7A grubunda, yani flor ve klorla aynı sütunda. “Halojenler” denen bu grup, mikropla mücadelede benzer davranır — havuzun klorlanması da aynı sütunun işidir.
Telefon ve televizyon ekranlarının canlı kırmızısı, f bloğundaki lantanit elementlerinden gelir. Tablonun altına ayrı iki satır hâlinde konan o elementlerin adı iç geçiş metalleridir.
40 soruluk test · Aufbau-Pauli-Hund, atom ve iyonlarda elektron dizilişi, küresel simetri istisnaları ve periyodik sistemde yer bulma
Aufbau: elektronlar düşük enerjiden yükseğe doğru yerleşir; Pauli ve
Hund’u içerir; ₂₄Cr ve ₂₉Cu istisnadır.
Pauli: bir atomdaki iki elektronun 4 kuantum sayısı da eşit olamaz;
bir orbitale en fazla zıt spinli iki elektron girer.
Hund: eş enerjili orbitallere önce aynı spinli birer birer, sonra zıt
spinli ikinciler yerleşir.
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶
İlk 20 elementte iyon dizilişi toplam elektron sayısına göre yazılır
(₁₁Na⁺: 10 e⁻).
Z > 20 katyonlarda önce protona göre yazılır, sonra en üst kabuktan
azaltılır (₂₁Sc²⁺: …3p⁶ 3d¹).
Küresel simetri: son orbital tam dolu (s², p⁶, d¹⁰, f¹⁴) ya da yarı
dolu (s¹, p³, d⁵, f⁷).
Uyarılmış hâl: iyon değildir; elektron olması gereken yerde değildir,
yüksek enerjili ve kararsızdır.
Blok son orbital türüne göre: s (1A, 2A ve ₂He), p (3A…8A),
d (B grupları), f (lantanit ve aktinitler).
Grup: 8 A grubu (8 sütun) + 8 B grubu (10 sütun),
IUPAC’a göre 18 grup. 1A alkali (H hariç), 2A toprak alkali, 3A toprak metalleri, 6A kalkojen,
7A halojen, 8A soy gaz, B geçiş elementleri.
Periyot: 7 satır; element sayıları 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32.
1) Nötr ve temel hâl dizilişi yazılır. 2) En üst enerji seviyesi = periyot. 3) En son orbital = blok. 4) s/p blok → A grubu, d/f blok → B grubu; A grubunda değerlik elektronu = grup numarası. B grubunda: s²d¹ 3B, s²d² 4B, s²d³ 5B, s¹d⁵ 6B, s²d⁵ 7B, s²d⁶⁻⁸ 8B, s¹d¹⁰ 1B, s²d¹⁰ 2B.
Soy gaz atom numaraları 2, 10, 18, 36, 54, 86; büyük Z’lerde yer bunlara ekleme yapılarak bulunur ama 18 + 3 işlemi 3A’ya değil 3B’ye götürür. ₂He 8A’dadır. İyonların yeri yoktur, atomların yeri bulunur. Uyarılmış hâle göre yer bulunmaz. Cr → 4s¹3d⁵ (6B), Cu → 4s¹3d¹⁰ (1B).