Bengu
New member
KİMYA • ATOM YAPISI • PERİYODİK TABLO
[HEADING=1]Elektron İlgisi 8A Grubunda Var mı? Soy Gazların Elektron Alma Eğilimi[/HEADING]
Kimya çalışırken periyodik tablodaki 8A grubuna, yani soy gazlara geldiğimizde insanın aklına doğal olarak şu soru geliyor: Elektron ilgisi bu grupta var mı, yoksa atomlar son katmanları dolu olduğu için yeni bir elektronu tamamen reddeder mi? Özellikle helyum, neon ve argon gibi elementlerin kararlı yapıları düşünüldüğünde, bu sorunun cevabı ilk bakışta çok basit görünebilir. Ancak atomların davranışını biraz daha yakından incelediğimizde, kararlılık ile elektron alma arasındaki ilişkinin düşündüğümüzden daha ilginç olduğunu görüyoruz.
Kısa cevap şu: 8A grubundaki soy gazların elektron ilgisi, lise kimyasında genellikle sıfır ya da çok düşük olarak kabul edilir. Daha doğru bir bilimsel açıklama ise soy gazların elektron almasının çoğunlukla enerji bakımından elverişsiz olduğudur. Bu nedenle bir soy gaz atomuna elektron eklemek, klor gibi bir atoma elektron eklemekle aynı sonucu vermez.
Konuyu doğru anlamak için elektron ilgisinin ne olduğunu, 8A grubunun neden farklı davrandığını, deneysel verilerin bize ne anlattığını ve bu özelliğin gerçek hayattaki kimyasal olaylarla nasıl ilişkilendirilebileceğini birlikte inceleyelim.
[HEADING=1]1. Elektron İlgisi Nedir?[/HEADING]
Elektron ilgisi, nötr bir atomun gaz hâlindeyken bir elektron kazanması sırasında gerçekleşen enerji değişimiyle ilgili bir özelliktir. Atomun elektron kazanması sonucunda negatif yüklü bir iyon oluşabilir.
Bu olay genel olarak şöyle gösterilir:
X(g)+e−→X−(g)X(g)+e^-\rightarrow X^-(g)X(g)+e−→X−(g)
Burada X(g)X(g)X(g) gaz hâlindeki nötr atomu, e−e^-e− elektronu, X−(g)X^-(g)X−(g) ise elektron kazanan negatif iyonu ifade eder.
Örneğin klor atomu bir elektron kazandığında klorür iyonuna dönüşür:
Cl(g)+e−→Cl−(g)Cl(g)+e^-\rightarrow Cl^-(g)Cl(g)+e−→Cl−(g)
Bu süreçte yaklaşık 3,61 elektronvolt (eV) enerji açığa çıkar. Elektronvolt, atomik ve moleküler ölçekte enerji ifade etmek için kullanılan bir birimdir. Bir elektronvolt, yaklaşık 1,602×10−191{,}602\times10^{-19}1,602×10−19 joule değerindedir. Bir mol klor atomu için aynı enerji yaklaşık 348,6 kilojoule/mol eder. Bu değerler, ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünün (NIST) atomik verileriyle ve Kraliyet Kimya Derneğinin klor elementine ilişkin verileriyle uyumludur. cccbdb.nist.gov+2
IUPAC'ın, yani Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliğinin Gold Book adlı kimya terimleri kaynağı, elektron ilgisini negatif iyonun bir elektron kaybederek nötr hâle dönmesi için gereken enerji üzerinden de tanımlar. Bu tanım, elektron eklenmesi sırasında açığa çıkan enerjiyle aynı sürecin ters yönünü ifade eder. electron affinity (E01977)+1
Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir ayrıntı var: Elektron ilgisi ile elektronegatiflik aynı şey değildir.
- Elektron ilgisi, tek bir gaz atomunun elektron kazanmasıyla ilişkili enerji değişimidir.
- Elektronegatiflik, bir atomun kimyasal bağ içerisindeki elektronları kendine çekme eğilimini ifade eder.
Örneğin flor, bağ elektronlarını çekme bakımından son derece güçlüdür. Ancak bir atomun bağ içerisindeki elektronları çekmesi ile bağımsız bir elektron kazanması farklı fiziksel ve kimyasal süreçlerdir.
Bu ayrımı yapmak, 8A grubundaki elementlerin neden elektron almaya isteksiz olduğunu anlamanın ilk adımıdır.
[HEADING=1]2. 8A Grubu Neden Soy Gazlar Olarak Bilinir?[/HEADING]
Periyodik tablonun 18. grubu, geleneksel okul sınıflandırmasında 8A grubu olarak adlandırılır. Bu grupta helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) ve radon (Rn) bulunur. Modern periyodik tablo numaralandırmasında grup numarası 18'dir.
Bu elementlerin ortak özelliği, elektron dizilimlerinin dış katmanlarında kararlı bir düzen oluşturmasıdır.
Element Atom numarası Elektron dizilimi
Helyum (He) 2 1s21s^21s2
Neon (Ne) 10 1s2 2s2 2p61s^2\,2s^2\,2p^61s22s22p6
Argon (Ar) 18 3s2 3p6\,3s^2\,3p^63s23p6
Kripton (Kr) 36 3d10 4s2 4p6\,3d^{10}\,4s^2\,4p^63d104s24p6
Ksenon (Xe) 54 4d10 5s2 5p6\,4d^{10}\,5s^2\,5p^64d105s25p6
Radon (Rn) 86 4f14 5d10 6s2 6p6\,4f^{14}\,5d^{10}\,6s^2\,6p^64f145d106s26p6
Tablodaki dizilimler, elementlerin temel hâllerindeki elektron dağılımlarını gösterir.
Helyumun birinci enerji düzeyinde iki elektronu bulunur. Bu düzey en fazla iki elektron alabildiği için helyumun dış katmanı doludur. Diğer soy gazların en dış s ve p orbitalleri de doludur; bunların en dış katmanlarında genel olarak sekiz elektron vardır.
Buradan önemli bir sonuç çıkar: Soy gazlar, elektron dizilimlerini daha kararlı bir hâle getirmek için genellikle yeni bir elektrona ihtiyaç duymazlar.
Ancak bu açıklama, atomun dışına hiçbir koşulda elektron eklenemeyeceği anlamına gelmez. Bir atomun elektron kazanabilmesi ile kazandığı elektronun oluşturduğu sistemin kararlı olması aynı şey değildir. Elektron, geçici olarak atom çevresinde bulunabilir; fakat oluşan negatif iyonun enerji bakımından kararlı olması ayrı bir meseledir.
[HEADING=1]3. 8A Grubunda Elektron İlgisi Neden Çok Düşüktür?[/HEADING]
Bu sorunun cevabı üç temel etkende saklıdır: dolu elektron katmanları, elektronlar arasındaki itme ve yeni elektronun atomdaki enerji düzenine yerleşmesi.
Birinci etken: Dolu değerlik katmanı.
Soy gazların en dış elektron katmanları kararlı bir düzene sahiptir. Neonun elektron dizilimi 2s2 2p62s^2\,2p^62s22p6 şeklindedir. İkinci enerji düzeyindeki s ve p orbitalleri toplam sekiz elektronla doludur. Bu atoma bir elektron daha eklemek, mevcut dolu düzenin dışına yerleşen bir elektron oluşturur.
İkinci etken: Elektron-elektron itmesi.
Elektronların hepsi negatif elektrik yüküne sahiptir. Bu nedenle birbirlerini elektrostatik olarak iterler. Zaten dolu olan bir elektron düzenine yeni elektron eklenmesi, yalnızca atom çekirdeğinin çekim kuvvetiyle açıklanamaz; yeni elektronun diğer elektronlarla etkileşimi de hesaba katılmalıdır.
Üçüncü etken: Enerji bakımından elverişlilik.
Bir elektronun atom tarafından çekilmesi, tek başına kararlı bir negatif iyon oluşacağı anlamına gelmez. Eklenen elektronun bulunduğu kuantum durumunun enerjisi, sistemin toplam enerjisi ve elektronun serbest kaldığı durum karşılaştırılmalıdır.
ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünün (NIST) Hesaplamalı Kimya Karşılaştırma ve Kıyaslama Veritabanı, elektron ilgisi hesaplamalarında bazı atomların negatif iyonlarının serbest elektron ve nötr atom karşısında bağlı olmayabileceğini özellikle belirtir. Böyle durumlarda hesaplanan değerler, kullanılan hesaplama yöntemine bağlı olarak fiziksel açıdan yanıltıcı olabilir. Veritabanının kullandığı işaret kuralında pozitif elektron ilgisi, elektronun bağlı olduğu bir sistemi ifade eder. cccbdb.nist.gov+1
[HEADING=1]Elektron İlgisi 8A Grubunda Var mı? Soy Gazların Elektron Alma Eğilimi[/HEADING]
Kimya çalışırken periyodik tablodaki 8A grubuna, yani soy gazlara geldiğimizde insanın aklına doğal olarak şu soru geliyor: Elektron ilgisi bu grupta var mı, yoksa atomlar son katmanları dolu olduğu için yeni bir elektronu tamamen reddeder mi? Özellikle helyum, neon ve argon gibi elementlerin kararlı yapıları düşünüldüğünde, bu sorunun cevabı ilk bakışta çok basit görünebilir. Ancak atomların davranışını biraz daha yakından incelediğimizde, kararlılık ile elektron alma arasındaki ilişkinin düşündüğümüzden daha ilginç olduğunu görüyoruz.
Kısa cevap şu: 8A grubundaki soy gazların elektron ilgisi, lise kimyasında genellikle sıfır ya da çok düşük olarak kabul edilir. Daha doğru bir bilimsel açıklama ise soy gazların elektron almasının çoğunlukla enerji bakımından elverişsiz olduğudur. Bu nedenle bir soy gaz atomuna elektron eklemek, klor gibi bir atoma elektron eklemekle aynı sonucu vermez.
Konuyu doğru anlamak için elektron ilgisinin ne olduğunu, 8A grubunun neden farklı davrandığını, deneysel verilerin bize ne anlattığını ve bu özelliğin gerçek hayattaki kimyasal olaylarla nasıl ilişkilendirilebileceğini birlikte inceleyelim.
[HEADING=1]1. Elektron İlgisi Nedir?[/HEADING]
Elektron ilgisi, nötr bir atomun gaz hâlindeyken bir elektron kazanması sırasında gerçekleşen enerji değişimiyle ilgili bir özelliktir. Atomun elektron kazanması sonucunda negatif yüklü bir iyon oluşabilir.
Bu olay genel olarak şöyle gösterilir:
X(g)+e−→X−(g)X(g)+e^-\rightarrow X^-(g)X(g)+e−→X−(g)
Burada X(g)X(g)X(g) gaz hâlindeki nötr atomu, e−e^-e− elektronu, X−(g)X^-(g)X−(g) ise elektron kazanan negatif iyonu ifade eder.
Örneğin klor atomu bir elektron kazandığında klorür iyonuna dönüşür:
Cl(g)+e−→Cl−(g)Cl(g)+e^-\rightarrow Cl^-(g)Cl(g)+e−→Cl−(g)
Bu süreçte yaklaşık 3,61 elektronvolt (eV) enerji açığa çıkar. Elektronvolt, atomik ve moleküler ölçekte enerji ifade etmek için kullanılan bir birimdir. Bir elektronvolt, yaklaşık 1,602×10−191{,}602\times10^{-19}1,602×10−19 joule değerindedir. Bir mol klor atomu için aynı enerji yaklaşık 348,6 kilojoule/mol eder. Bu değerler, ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünün (NIST) atomik verileriyle ve Kraliyet Kimya Derneğinin klor elementine ilişkin verileriyle uyumludur. cccbdb.nist.gov+2
IUPAC'ın, yani Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliğinin Gold Book adlı kimya terimleri kaynağı, elektron ilgisini negatif iyonun bir elektron kaybederek nötr hâle dönmesi için gereken enerji üzerinden de tanımlar. Bu tanım, elektron eklenmesi sırasında açığa çıkan enerjiyle aynı sürecin ters yönünü ifade eder. electron affinity (E01977)+1
Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir ayrıntı var: Elektron ilgisi ile elektronegatiflik aynı şey değildir.
- Elektron ilgisi, tek bir gaz atomunun elektron kazanmasıyla ilişkili enerji değişimidir.
- Elektronegatiflik, bir atomun kimyasal bağ içerisindeki elektronları kendine çekme eğilimini ifade eder.
Örneğin flor, bağ elektronlarını çekme bakımından son derece güçlüdür. Ancak bir atomun bağ içerisindeki elektronları çekmesi ile bağımsız bir elektron kazanması farklı fiziksel ve kimyasal süreçlerdir.
Bu ayrımı yapmak, 8A grubundaki elementlerin neden elektron almaya isteksiz olduğunu anlamanın ilk adımıdır.
[HEADING=1]2. 8A Grubu Neden Soy Gazlar Olarak Bilinir?[/HEADING]
Periyodik tablonun 18. grubu, geleneksel okul sınıflandırmasında 8A grubu olarak adlandırılır. Bu grupta helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) ve radon (Rn) bulunur. Modern periyodik tablo numaralandırmasında grup numarası 18'dir.
Bu elementlerin ortak özelliği, elektron dizilimlerinin dış katmanlarında kararlı bir düzen oluşturmasıdır.
Element Atom numarası Elektron dizilimi
Helyum (He) 2 1s21s^21s2
Neon (Ne) 10 1s2 2s2 2p61s^2\,2s^2\,2p^61s22s22p6
Argon (Ar) 18 3s2 3p6\,3s^2\,3p^63s23p6
Kripton (Kr) 36 3d10 4s2 4p6\,3d^{10}\,4s^2\,4p^63d104s24p6
Ksenon (Xe) 54 4d10 5s2 5p6\,4d^{10}\,5s^2\,5p^64d105s25p6
Radon (Rn) 86 4f14 5d10 6s2 6p6\,4f^{14}\,5d^{10}\,6s^2\,6p^64f145d106s26p6
Tablodaki dizilimler, elementlerin temel hâllerindeki elektron dağılımlarını gösterir.
Helyumun birinci enerji düzeyinde iki elektronu bulunur. Bu düzey en fazla iki elektron alabildiği için helyumun dış katmanı doludur. Diğer soy gazların en dış s ve p orbitalleri de doludur; bunların en dış katmanlarında genel olarak sekiz elektron vardır.
Buradan önemli bir sonuç çıkar: Soy gazlar, elektron dizilimlerini daha kararlı bir hâle getirmek için genellikle yeni bir elektrona ihtiyaç duymazlar.
Ancak bu açıklama, atomun dışına hiçbir koşulda elektron eklenemeyeceği anlamına gelmez. Bir atomun elektron kazanabilmesi ile kazandığı elektronun oluşturduğu sistemin kararlı olması aynı şey değildir. Elektron, geçici olarak atom çevresinde bulunabilir; fakat oluşan negatif iyonun enerji bakımından kararlı olması ayrı bir meseledir.
[HEADING=1]3. 8A Grubunda Elektron İlgisi Neden Çok Düşüktür?[/HEADING]
Bu sorunun cevabı üç temel etkende saklıdır: dolu elektron katmanları, elektronlar arasındaki itme ve yeni elektronun atomdaki enerji düzenine yerleşmesi.
Birinci etken: Dolu değerlik katmanı.
Soy gazların en dış elektron katmanları kararlı bir düzene sahiptir. Neonun elektron dizilimi 2s2 2p62s^2\,2p^62s22p6 şeklindedir. İkinci enerji düzeyindeki s ve p orbitalleri toplam sekiz elektronla doludur. Bu atoma bir elektron daha eklemek, mevcut dolu düzenin dışına yerleşen bir elektron oluşturur.
İkinci etken: Elektron-elektron itmesi.
Elektronların hepsi negatif elektrik yüküne sahiptir. Bu nedenle birbirlerini elektrostatik olarak iterler. Zaten dolu olan bir elektron düzenine yeni elektron eklenmesi, yalnızca atom çekirdeğinin çekim kuvvetiyle açıklanamaz; yeni elektronun diğer elektronlarla etkileşimi de hesaba katılmalıdır.
Üçüncü etken: Enerji bakımından elverişlilik.
Bir elektronun atom tarafından çekilmesi, tek başına kararlı bir negatif iyon oluşacağı anlamına gelmez. Eklenen elektronun bulunduğu kuantum durumunun enerjisi, sistemin toplam enerjisi ve elektronun serbest kaldığı durum karşılaştırılmalıdır.
ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünün (NIST) Hesaplamalı Kimya Karşılaştırma ve Kıyaslama Veritabanı, elektron ilgisi hesaplamalarında bazı atomların negatif iyonlarının serbest elektron ve nötr atom karşısında bağlı olmayabileceğini özellikle belirtir. Böyle durumlarda hesaplanan değerler, kullanılan hesaplama yöntemine bağlı olarak fiziksel açıdan yanıltıcı olabilir. Veritabanının kullandığı işaret kuralında pozitif elektron ilgisi, elektronun bağlı olduğu bir sistemi ifade eder. cccbdb.nist.gov+1