ATOM VE ELEKTRİK

ATOM VE ELEKTRİK
William Crooks kendi adı verilen katot ışın tüpünü
geliştirerek elektronların varlığını ispatlamıştır. Vakumlu tüp
içerisinde gazların elektrik akımı ile etkileştiğini belirlemiştir.
MADDE VE ELEKTRİKSEL YÜK
Crooks tüpü içerisine yüksek gerilim uygulandığında
katottan anoda doğru bir ışın geçişi gözlemlenmiştir.
Elektriğin varlığı ile ilgili ilk gözlemler;



Katot ışını denilen bu ışınlara Stoney tarafından
elektron ismi verilmiştir.
Kehribar taşının küçük saç tüy vb. bazı nesneleri
çekmesi
Yüne sürtülen ebonit çubuğun (-), ipek kumaşa
sürtülen cam çubuğun (+) yükle yüklenmesi.
(Benjamin Franklin)
Luici Galvaninin kurbağa bacağına metal tel
değdirdiğinde kurbağabacağının seğirmesi.
Bu çalışmalar atomdan atoma geçen daha küçük
taneciklerin olduğu sonucunu ortaya çıkarmıştır.
ELEKTROLİZ (M. FARADAY)
M. Faraday Elektriğin madde üzerindeki etkilerini
elektroliz deneyleri yaparak incelemiştir.
J.J Thomson, katot ışınlarının elektriksel ve
manyetik alandaki davranışını inceleyerek bu alandan geçen
elektronun sapma açısı yardımıyla yük/küte (e/m) oranını
hesaplamıştır.
Gerçekleştirdiği elektroliz deneyinde bir elementin çeşitli
bileşiklerinin çözeltilerine elektrik akımı uygulamış, eksi yüklü
elektrotta (katotta) bileşiği oluşturan artı yüklü iyonları
element olarak elde etmiştir.

Faraday yasasına göre katotta belirli bir miktar
madde biriktirmek için gereken elektrik yük
miktarının daima sabit bir değere veya bu sabit
değerin basit katlarına eşit olduğunu
gözlemlemiştir.
Farklı formüle sahip bileşikler elektroliz edildiğinde
katot veya anotta toplanan madde miktarının aynı
olması için kullanılan yük miktarları arasında sabit
tamsayılı bir oran vardır.
Örnek: CuCl2 den 2g Cu elde etmek çin gerekli olan elektrik
yük miktarı CuCl den 2 gram Cu elde etmek için kullanılan
elektrik yükünün 2 katıdır.

Elektrolizde devreden 1 mol elektron geçtiğinde
elektotlarda 1 eşdeğer gram madde toplanır.

www.kimyadersim.com

e/m= 1,7588.1011 C/kg
Katot ışınlarının sapma açısı, yük ile doğru kütle ile
ters orantılıdır.
Katot ışınlarının özellikleri:




Katot ışınları katottan anoda doğru hareket eder.
(-) yüklü ışınlardır. (elektron)
Elektriksel ve manyetik alandan etkilenir.
Özellikleri tüpün içerisindeki gazın türüne ve
katodun yapıldığı metalin cinsine bağlı değildir.
Elektronun Yükünün Bulunması (Millikan Deneyi)
Robert Millikan, 1906–1914 yılları arasında bir dizi
“yağ damlası” deneyi yaparak elektron yükünü (e) tayin
etmiştir.
1 mol e- = 96500 coulomb= 1 Faradaylık yük=
1 eşdeğer gram madde miktarı
Q= I.t
m=
A.Q
Td.96500
A: Mol kütlesi
Q: Elektrik yükü
Td: Tesir değerliği
m: Kütle
AgNO3 çözeltisinin elektrolizinde 5,4 gram Ag
toplanabilmesi için elektroliz devresinden kaç
coulomb elektrik yükü geçirilmelidir? (Ag = 108 Da)
Millikan, çok sayıda damlacığın davranışını inceleyerek elde
ettiği sonuçlardan hareket etmiş ve bu damlacık üzerindeki
yük büyüklüğünün, elektron yükünün katları olduğunu
bulmuştur.
Elektronun yükü –1,6022.10–19 coulombdur. Bu
değer Thomsonun bulmuş olduğu e/m değerinde yerine
yazıldığında elekronun kütleside hesaplanıştır.
kütle (m) = 9,109.10-31kg
CuS04 çözeltisi 9,65 arnperlik akımla 50 dakika
elektroliz ediliyor. Buna göre, katotta kaç gram Cu
toplanır? (Cu= 64 Da)
Katot Işınları ve Elektronun Keşfi
Kanal Işınları ve Protonun Keşfi
Katot ışınlarının özelliklerini inceleyen Eugen
Goldstein katot ışınlarına zıt yönde ilerleyen + yüklü
Not: Protonun kütlesi elektronun kütlesinin 1836 katıdır.
Atomlarda Proton Sayılarının Belirlenmesi
Elektromanyetik Işımalar
Titreşim hareketi ile bir ortama aktarılan enerjiyi, bir
yerden başka bir yere ileten şekil değişikliğine dalga denir.
Enerjinin, elektromanyetik dalgalar halinde yayılması
ve ilerlemesi, elektromanyetik ışıma olarak adlandırılır.
Örnek : X- şınları, radyo dalgaları, mikrodalga
ışınları.
www.kimyadersim.com
Moseley gerçekleştirdiği X-ışınları deneyi ile
atomların yayınladıkları ışınların frekanslarının
karekökünün proton sayıları (atom numarası) ile
orantılı olduğunu gözlemlemiştir.
Modern peryodik sistem bu nedenle
elementlerin atom numaralarına göre hazırlanmıştır.
Bu yöne doğru dalga boyu artarken frekans azalır ışınların enerjisi azalır.
Protonun yükü +1,6022.10–19 coulombdur.
kütle (m) için 1,6726.10 –24 g
Bu yöne doğru dalga boyu kısalırken frekans artar bu nedenle enerji artar
ışınları gözlemlemiştir. Pozitif yüklü bu ışınlara kanal
ışını denilmiştir.
En küçük kütleli kanal ışını Protondur.
Kanal ışınları;
 Elektriksel ve manyetik alandan etkilenir.
 Özellikleri tüpün içerisindeki gazın cinsine
bağlıdır.
 Anottan katoda doğru hareket eder.
Katot ışınlarının e ve m değerleri Thomson
tarafından hesaplanmıştır.
Boşlukta elektromanyetik dalgalar dalga boyuna bağlı
olmaksızın aynı hızla hareket ederler. 3.1010 cm/s değerinde
olan bu hıza ışık hızı (c) denir.
Dalga boyu (λ) : Ardışık dalgalarda, eş noktalar arasındaki
mesafeye denir.
Frekans (ʋ) : Belirli bir noktadan bir saniyede geçen dalga
sayısıdır. Birimi Hz (hertz)'dir.
Genlik (A) : Dalganın orta çizgisinden tepesine veya
çukuruna olan dik mesafeye denir.
Belli bir ışıma için dalga boyu ile frekansın çarpımı
elektromanyetik dalgalar için ışık hızına eşittir
ÇİFT YARIKTA GİRİŞİM ( YOUNG DENEYİ )
Thomas Young ışık kaynaklarının da tıpkı su
ortamında girişim yapan dalga kaynakları gibi davrandığını
kanıtlamak için ışık kaynakları ile girişim deneyini
gerçekleştirmiştir.
(c=.)
Not: Bir dalganın enerjisi dalga boyu ile ters frekansı ile
doğru orantılıdır. Yani frekans arttıkça dalganın enerjisi
artarken dalga boyu arttıkça enerjisi azalır.
Monokromatik ışık: Tek dalga boyuna sahip ışınlara denir.
Örnek: kırmızı ışık
Polikromatik (çok renkli) ışık: Dalga boyları farklı
ışınlardan oluşan ışığa denir. Örnek: Beyaz ışık
Yarıklardan geçen ışık bir diğer yüzeye düştüğünde aydınlık
ve karanlık çizgiler belirir. Bu görüntü ışığın dalga özelliği
gösterdiğini ve girişim yaptığını kanıtlar.
SİYAH CİSİM IŞIMASI
Üzerine gelen bütün ışınları soğuran cisimlere
siyah cisim denir. Siyah cisim ısıtıldığında her çeşit dalga
boyunda ışığın olduğu görülür. Bu nedenle siyah cisim
ışıması ışığın tanecik modelini destekler.
Planck Kuantum Kuramı
Planck, atomların ve moleküllerin enerjiyi, küçük
paketler ve demetler gibi belirli miktarlarda yayınlayıp
soğurabileceklerini savunmuştur.
Planck, enerjinin elektromanyetik ışıma şeklinde
yayınlanabilen (veya soğurulabilen) en küçük miktarına
kuantum adını vermiştir. Einstein bu kuantlara foton ismini
vermiştir. Tek bir kuantumun enerjisi E ise,
Not: Her elementin kendine özgü bir yayılma spektrumu
vardır.

formülü ile hesaplanır.
Bir elektronun bulunduğu yörüngenin enerjisi
aşağıdaki formül yardımı ile hesaplanır.
RH: 2,18.10-18 joule
Planck sabitinin değeri (h)= 6,626.10–34 J.s dir.

Metallerin yüzeylerine ışık düşürüldüğü zaman, metal
yüzeyinde elektron çıkışı olayına verilen isimdir.
Metale gönderilen ışının frekansı artarsa kopan elektronun
hızı artıyor.
www.kimyadersim.com
Fotoelektrik Olay (Albert Einstein)
Elektronun yörüngeler arasındaki enerji farkı
aşağıdaki formül yardımı ile hesaplanır.
RH: 2,18.10-18 joule
Metale gönderilen ışının şiddeti artarsa kopan
elektron ayısı artıyor.
Işığın dalga
davranışını
destekleyen olaylar
Yansıma
Kırılma
Kırınım
Girişim
Işığın tanecik
davranışını
destekleyen olaylar
Yansıma
Kırılma
Siyah cisim ışıması
Fotoelektrik olay
De Broglie Dalga Denklemi
ATOM SPEKTRUMLARI
Güneş ışığı yani beyaz ışık, prizmadan geçirildiğinde
görünür bölgede mordan kırmızıya kadar değişen ve bütün
renkleri içeren sürekli(kesiksiz) spektrum elde edilir.
Gaz halindeki atomların ısıtılması sonucu ise çizgi
(kesikli) spektrum elde edilir.
Kütlesi olan taneciklerinde dalga boylarının
hesaplanabileceği bağıntıyı bulmuştur.
h : 6,63.10-34j.s
c: taneciğin hızı
m: kütle (kg)
4.Spin kuantum sayısı (ms)
NOT: Davisson ve Germer tarafından yapılan deney
sonucu elektronunda dalga özelliği gösterebildiği
ispatlanmıştır.
Orbitalde bulunan elektronun kendi ekseni
etrafında dönme yönünü ifade eder. Bir orbitalde en
fazla iki elektron bulunabilir ve bunlar birbirine zıt
spinlidir.
HEİSENBERG BELİRSİZLİK İLKESİ
Işık, elektronların yerlerini veya hızını belirlemek için
kullanılmaktadır. Kullanılan ışığın dalga boyu atom
büyüklüğünde olmalıdır. Çünkü dalga boyu atomdan büyük
olduğunda elektronun yeri belirlenememekte, küçük olması
halinde ise elektronun hızını artırmaktadır.
Bu nedenle bir elektronun yeri ve hızı aynı anda
belirlenememektedir.
Heisenberg’ in belirsizlik ilkesine ilişkin bağıntı;
Elektronların Orbitallere
Yerleşim Kuralları
ATOMUN KUANTUM MODELİ
1.Baş kuantum sayısı (n) Elektronun çekirdeğe
1. Aufbau Kuralı: Orbitallere elektronlar yerleştirilirken
olan uzaklığını, bir başka ifadeyle kaçıncı yörüngede
bulunduğunu belirten sayıya denir. 1,2,3…gibi
tamsayılarla belirtilir.
2
6
2
6
1s 2s 2p 3s 3p 4s
2
Rakamlar baş kuantum sayılarıdır.
2. Açısal Kuantum Momentum sayısı(ℓ)
Orbitallerin şekillerini açıklar. ℓ nin alabileceği
değerler, n nin değerine bağlıdır. Herhangi bir n değeri
için, ℓ nin alabileceği değerler 0 ile n – 1 arasında
değerlerdir.
www.kimyadersim.com
Örnek:
2
öncelikle enerjisi en düşük olan orbitalden(1s) başlanmalıdır.
2. Kletchkowski–Madelung İlkesi: Orbitallerin
enerjileri (n + ℓ) değerinin artmasıyla yükselir.
3. Hund Kuralı: Aynı enerji düzeyinde bulunan aynı tür
orbitallere elektronlar teker teker yerleştirilmelidir.
örnek
n= 0 ise ℓ= 0 (s)
n= 1 ise ℓ= 0,1 (s,p)
n= 2 ise ℓ= 0,1,2 (s,p,d)
n= 3 ise ℓ= 0,1,2,3 (s,p,d,f)
3d
n=3 ℓ=2
3. Manyetik Kuantum sayısı (mℓ)
Orbitalin uzaydaki yönlenmesini gösterir. Bir alt
kabuk için mℓ nin alabileceği değerler açısal momentum
kuantum sayısı ℓ nindeğerlerine bağlıdır. Verilen bir ℓ
değeri için (2ℓ + 1) adet farklı mℓ değerleri bulunabilir.
ℓ= 0 ise mℓ=0
ℓ= 1 ise mℓ=-1,0,+1
ℓ= 2 ise mℓ=-2,-1,0,1,2
ℓ= 3 ise mℓ=-3,-2,-1,0,1,2,3
4. Pauli Prensibi: Bir orbitale en fazla zıt spinli(yönlü)
olmak kaydıyla iki elektron yerleştirilebilir.

Download Report