Iyon Elektron Dizilimi

kaynağı değiştir]

Periyodik tablonun şekli atomların elektron dizilimiyle son derece ilişkilidir. Örneğin, 2. grup elementlerinin hepsi [E] ns²&#;elektron dizilimine sahiptir. (E burada bir asal gazın elektron dizilimidir) Ayrıca bunlar aynı grupta oldukları için kimyasal özellikleri bakımından önemli ölçüde birbirine benzemektedirler. Daha genel olarak, periyodik tablodaki blok kavramının nedeni s,p,d,f alt kabuklarını doldurmak için gerekli elektron sayısıdır. (2,6,10,14…)

En dış elektron kabuğuna genellikle “değerlik kabuğu” denilmektedir. Bu kabuk atomun kimyasal özelliğini belirlemektedir. Hatırlanmalı ki daha önceden, kimyasal özelliklerdeki benzerlikler elektron dizilimi düşüncesinden daha önemliydi. &#;&#;

Aufbau ilkesinin eksiklikleri[değiştir kaynağı değiştir]

Aufbau ilkesinin uygulaması popüler bir paradoksa yol açar. Bu paradoksgeçiş metallerinin basit kimyasıyla ilgilidir. Potasyum ve kalsiyum elementleri periyodik tabloda geçiş metallerinden önce gelir. Bu elementler sırasıyla&#;&#;[Ar] 4s¹ ve [Ar] 4s²&#;elektron dizilimlerine sahiptir. Yani 4s orbitali 3d orbitalinden önce doldurulmaktadır. Bu durum Madelung kuralıyla açıklanabilmektedir çünkü 4s orbitali n+l = 4 (n=4 l=0) değerine sahipken, 3d orbitali n+l=5 (n=3 l=2) değerine sahiptir. Kalsiyum elementinden sonra, geçiş metallerinin ilk serisindeki çoğu nötr atomun (Sc-Zn) 4s orbitalinde 2 elektron vardır fakat buna istisna bir durum söz konusudur. Krom ve bakır elementleri sırasıyla &#;[Ar] 3d⁵ 4s¹ ve [Ar] 3d¹⁰ 4s¹&#;elektron dizilimlerine sahiptir. Yani bir elektron yarı dolu ya da tam dolu alt kabuk olabilmesi için 4s orbitalinden 3d orbitaline geçmektedir. Bu durumda, elektronun kararlı bir dizilime sahip olabilmek için alt kabukları yarı dolu ya da tam dolu tercih ettiği görülür.

Bu geçiş metallerini iyonlaştırmak için bir elektron uzaklaştırdığımızda paradoks ortaya çıkar. İyonlaşmak için uzaklaştırılan ilk elektron 3d orbitalinden gelmez. 3d orbitali daha yüksek enerjide olduğu için böyle bir tahmin yapılabilir fakat iyonlaşmak için uzaklaştırılan ilk elektron 4s orbitalinden gelir. 4s ve 3d orbitallerindeki bu elektron değiş-tokuşu geçiş metallerinin ilk serisindeki tüm atomlar için söylenebilir. Nötr atomların (K, Ca, Sc, Ti, V, Cr…) elektron dizilimi her zaman 1s ,2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d sıralamasını takip eder. Fakat bir atomun peş peşe iyonlaşma aşamalarında (örneğin &#;Fe²⁺, Fe³⁺, Fe²⁺, Fe⁺, Fe)&#;1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s … sıralaması takip edilir.&#;

Eğer atom orbitallerinin enerji sıralamasının sabit olduğu ve bunların çekirdek yükü tarafından ya da diğer orbitallerdeki elektronlar tarafından etkilenmediği varsayılırsa bu olay sadece paradoksal olarak değerlendirilir. Eğer böyle olsaydı, 3d orbitali 3p orbitaliyle aynı enerjide olurdu hidrojen atomunda olduğu gibi, fakat durum böyle değildir. Fe2+ iyonunun krom atomuyla aynı elektron dizilimine sahip olması için herhangi özel bir neden yoktur. Demir elementi çekirdeğinde krom atomundakinden 2 adet daha fazla proton vardır ve bu iki türün kimyası oldukça farklıdır.&#;

3d^x4s⁰&#;elektron dizilimine sahip iyonlar kompleks geçiş metallerinde görülür. Metal 0 yükseltgenme seviyesine sahip olsa bile bu olay kristal alan teorisi ile basit bir şekilde tanımlanabilir. Örneğin krom hexa karbonil, çevresi altı adet karbon monoksit ligand ile çevrili krom atomu olarak belirtilebilir. Merkezi krom atomunun elektron dizilimi 3d6 nın altı elektronunun ligandlar arasındaki üç düşük enerjili d orbitallerini doldurduğu şekilde tanımlanabilir. Diğer iki d orbitali ise ligandların kristal alanlarından dolayı yüksek enerjidedir. Bileşik diyamanyetiktir, yani eşlenmemiş elektronu yoktur ve bu tablo deneysel gerçeklerle tutarlıdır. Fakat daha doğru bir yaklaşıma sahip olan moleküler orbital teoriye göre altı elektron tarafından doldurulan d orbitalleri, tek bir atomun d orbitalleriyle aynı özellikte değildir.

Madelung Kuralının diğer eksiklikleri[değiştir kaynağı değiştir]

Elektron diziliminin geniş ölçüde kullanıldığı alanlar organik ve inorganik kimyadır. Elektron dizilimi bazı basitleştirilmiş moleküler orbital teorilerin etkisinde kalarak değerlik elektron kavramını ortaya çıkardı. Değerlik elektronlar bir atomun kaç tane ve ne tipte bir kimyasal bileşik oluşturabileceğini belirleyen elektronlardır.

Bu yaklaşım kimyanın hesaplamayla ilgili alanı için dikkate alındı. Bu alan kimyasal özelliklere dair nicel tahminler yapmaya başladı. Bu hesaplamalar uzun yıllardan beri “atomik orbitallerin doğrusal kombinasyonları” yaklaşımına dayandırılarak yapıldı. Hesaplamaların son adımı moleküler orbitallerin Aufbau kuralı ile uyumlu olup olmadığını kontrol etmektir.&#;

Birden fazla elektrona sahip olan atomlar ve moleküller için elektron dizilimi hesaplanmak istendiğinde, elektronların hareketi de hesaba katılmalıdır. Bundan dolayı yapılmış bir hesaplama uzun süre kesin olamaz. Elektron diziliminin çok fazla olması, çoklu elektron sisteminin tanımlanmasını gerektirir. Ayrıca enerji tek bir dizilimle açıklanamaz. Fakat elektronik dalga fonksiyonu çok az sayıdaki elektron dizilimini açıklayabilmektedir. Bundan dolayı çoklu elektron dizilimleri için elektron dizilimi kavramı gerekli olmaya devam etmektedir.

Elektron diziliminin uygulandığı temel alanlardan biri emisyon spektrumlarıdır. Bu gibi durumlarda elektron dizilimini bir ya da birden fazla terim sembolü ile göstermek gereklidir.&#;

Kaynakça[değiştir

nest...

157224 157225 157226 157227 157228