9. Sınıf: Atom orbitallerinin bağıl enerjileri Kazanım Değerlendirme Testleri
KİM.9.1.4: Atom orbitallerinin bağıl enerjilerine ilişkin veriye dayalı tahminde bulunabilme
a) Verilere dayalı olarak atom orbitallerinin bağıl enerjilerine ilişkin önermeler oluşturur.
b) Atom orbitallerinin bağıl enerjilerine ilişkin veriye dayalı olan ve olmayan önermeleri karşılaştırır.
c) Orbitallere ait bağıl enerji diyagramlarından elde ettiği verileri inceleyerek geçersiz çıkarımları ayıklar.
ç) Atom orbitallerinin bağıl enerjilerine ilişkin geçerli tahminleri temelinde yargıya varır.
Kazanım Testleri
9. Sınıf Kimya: Atom Orbitallerinin Bağıl Enerjileri
Konu Özeti
Atomlarda elektronlar, belirli enerji düzeylerinde ve bu düzeylere bağlı orbitallerde bulunur. Orbitaller, elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu uzay bölgeleridir. Orbitallerin enerjileri, temel olarak baş kuantum sayısı (n) ve orbital türü (s, p, d, f) ile belirlenir. Genel olarak n arttıkça enerji artar, yani çekirdekten uzaklaşan orbitaller daha yüksek enerjiye sahiptir.
Çok elektronlu atomlarda aynı n değerine sahip orbitallerin enerjileri eşit değildir. Bu durumda enerji sıralaması genellikle s < p < d < f şeklindedir. Bunun nedeni s orbitallerinin çekirdeğe daha fazla nüfuz etmesi ve elektronun çekirdeğe daha yakın bulunma olasılığının yüksek olmasıdır. Bu nedenle aynı katmanda s orbitali en düşük, f orbitali en yüksek enerjiye sahiptir.
Orbital enerjilerinin sıralanmasında yaygın kullanılan kural (n + l) kuralıdır. Burada l, orbital türüne göre alınır: s=0, p=1, d=2, f=3. (n+l) değeri küçük olan orbital daha düşük enerjilidir. Eğer (n+l) değerleri eşitse n değeri küçük olan daha düşük enerjilidir.
- Aynı n için enerji sırası: ns < np < nd < nf
- (n+l) kuralı: (n+l) küçük olan daha düşük enerji
- (n+l) eşitse: n küçük olan daha düşük enerji
Örnek Çözümlü Sorular
Soru 1
3s, 3p ve 3d orbitallerini artan enerji sırasına diziniz.
Çözüm: Aynı ana enerji düzeyinde (n=3) orbital türüne göre enerji sırası s < p < d olur.
Cevap: 3s < 3p < 3d
Soru 2
4s ile 3d orbitallerinden hangisi daha düşük enerjilidir? (n+l) kuralı ile bulunuz.
Çözüm: 4s için n=4, l=0 → (n+l)=4. 3d için n=3, l=2 → (n+l)=5. (n+l) küçük olan daha düşük enerjilidir.
Cevap: 4s daha düşük enerjilidir.
Soru 3
2p, 3s, 3p orbitallerini artan enerji sırasına diziniz.
Çözüm: (n+l) hesaplanır. 2p: n=2, l=1 → 3. 3s: n=3, l=0 → 3. 3p: n=3, l=1 → 4. 2p ile 3s için (n+l) eşit olduğundan n küçük olan (2p) daha düşük enerjilidir.
Cevap: 2p < 3s < 3p
Soru 4
5p ve 4f orbitallerinden hangisi daha yüksek enerjilidir?
Çözüm: 5p: n=5, l=1 → (n+l)=6. 4f: n=4, l=3 → (n+l)=7. (n+l) büyük olan daha yüksek enerjilidir.
Cevap: 4f daha yüksek enerjilidir.
```