Elektron

İki atomun kimyasal özelliklerinin aynı olması için proton ve elektron sayılarının birbirine eşit olması gereklidir. Aynı grupta bulunan elementlerin kimyasal özelliklerinin benzer olmasının sebebi ise genellikle değerlik elektron sayılarının eşit olmasıdır.

İzoelektronik tanecikler, çekirdeklerindeki proton sayıları farklı olan ancak elektron sayıları aynı olan taneciklerdir. Bu tanecikler, atom veya iyon olabilir. Ancak, izoelektronik taneciklerde elektron sayılarının eşit olması yeterli değildir; elektron dizilimlerinin de aynı olması gerekir.

Metallerin elektron verme isteğinin fazla olmasının birkaç nedeni vardır: Atom yarıçapı: Atom yarıçapı büyüdükçe, değerlik elektronları çekirdekten uzaklaşır ve elektron başına düşen çekim kuvveti azalır. Periyodik tablo konumu: Periyodik tabloda, aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe atom çapı arttığı için metalik aktiflik de artar. Metal karakteri: Sol tarafta yer alan metallerin metalik karakteri yüksektir ve kolay elektron verirler. Periyodik tabloda en aktif metaller, 1A grubu elementleridir; örneğin Lityum (Li), Sodyum (Na) ve Potasyum (K) çok aktif metallerdir.

Soygazların istisna olmasının sebebi, kimyasal tepkimeye girme eğilimlerinin düşük olmasıdır. Soygazlar, en dış elektron kabukları tamamen dolu olduğu için kararlıdır ve bu nedenle kimyasal bağ oluşturma eğilimi göstermezler. Ancak, son yıllarda bazı soygaz bileşikleri bulunmuştur; bu, istisna olarak değerlendirilebilir.

3d orbitalinde maksimum 10 elektron bulunabilir. Bu sonuç, 3d alt kabuğunun 5 adet orbital içermesi ve her bir orbitalin en fazla 2 elektron barındırabilmesi (Pauli dışlama ilkesi) nedeniyle elde edilir.

Hayır, orbital ve enerji seviyesi aynı şey değildir. Enerji seviyesi, atom çekirdeğinin etrafında katman katman biçiminde bulunan yörüngelerin her biridir. Orbital ise, bir atomun etrafındaki elektronların bulunma olasılığının yüksek olduğu uzay bölgeleridir.

Elektronun ağırlığı, diğer bir deyişle durgun kütlesi, 9,1093837015(28) × 10⁻³¹ kilogram veya 5,48579909065(16) × 10⁻⁴ atomik kütle birimidir. Bir protonun ağırlığı ise yaklaşık 1836 kat daha fazladır.

Hayır, değerlik elektron sayısı ile iyon yükü aynı değildir. Değerlik elektron sayısı, bir atomun en dış enerji seviyesindeki elektron sayısını ifade eder. İyon yükü ise bir atomun elektron kazanması veya kaybetmesi sonucu oluşan elektriksel yüküdür. Örneğin, oksijen elementinin değerlik elektron sayısı 6'dır, ancak iyonik bileşiklerde oksijen -2 yüklü bir anyon oluşturabilir.

Orbital, elektronların atom çekirdeği etrafında bulunma olasılığının en yüksek olduğu hacimsel bölgedir. Orbital kavramı, hem fizik hem de kimya alanında geçerlidir. Orbitaller, farklı şekillere ve enerji seviyelerine sahiptir. Orbitaller, atomlardaki ve moleküllerdeki elektronların davranışını açıklamak için kullanılır. Orbitallerin özelliklerini tanımlayan üç kuantum sayısı vardır: Baş kuantum sayısı (n). Açısal momentum (ℓ) ve açısal momentum kuantum sayısı (ml). Ayrıca, molekül orbital teorisi de orbital kavramının açıklanmasında kullanılır.

Bir atomun iyon olup olmadığını anlamak için şu adımlar izlenebilir: Proton ve elektron sayısına bakmak. Yükü kontrol etmek. Katyon (+). Anyon (-). Kimyasal formülü incelemek. Örnek: Proton sayısı 11, elektron sayısı 10 olan bir atom. Elektron kaybettiği için pozitif yüklü bir katyondur (Na⁺). Proton sayısı 17, elektron sayısı 18 olan bir atom. Ekstra bir elektron kazandığı için negatif yüklü bir anyondur (Cl⁻). Proton sayısı 6, elektron sayısı 6 olan bir atom. Yükü dengede olduğu için nötr bir atomdur (iyon değildir).

Üç katmanlı atomlar, en dış katmanlarında 8 elektron bulunduğunda kararlı yapıya ulaşır. Bazı üç katmanlı atomlar: Argon (Ar). Atomlar, kararlı yapıya ulaşmak için elektron alır veya verir.

Dublet, atom numarası düşük olan elementlerin, son katmanlarını iki elektron yaparak kararlı hale gelme isteğidir. Bu kural, helyum atomunun elektron dizilimine benzemeyi hedefler; çünkü helyumun atom numarası ve elektron sayısı 2'dir. Dublet kuralına uyan bazı elementler: hidrojen; lityum; berilyum.

Atom modelleri ve elektron danışma ilişkisi, atomun iç yapısını ve elektronların hareketini açıklamaya yönelik teoriler üzerinden kurulabilir. Dalton Atom Modeli. Thomson Atom Modeli. Rutherford Atom Modeli. Bohr Atom Modeli. Modern Atom Modeli (Kuantum Mekanik Modeli). Bu modeller, elektronların atom içindeki yerleşimini ve hareketini farklı şekillerde açıklar, ancak modern model en detaylı ve kapsamlı açıklamayı sunar.

Valans (değerlik) elektron sayısı, bir atomun en dış enerji seviyesindeki elektron sayısına göre belirlenir. Valans elektron sayısının belirlenmesinde şu faktörler etkilidir: Periyodik tablo: Aynı gruptaki elementler, benzer valans elektron dizilimine sahip olup benzer kimyasal özellikler gösterir. Kimyasal reaktivite: Valans elektronlarının sayısı, bir elementin kimyasal reaksiyonlara girme eğilimini belirler. Kimyasal bağlar: Valans elektronları, farklı türde kimyasal bağların oluşumunda rol oynar. Örneğin, hidrojen (H) atomunun bir valans elektronu vardır.

D orbitali en fazla 10 elektron alabilir. Bu bilgiler, orbitallerin maksimum elektron kapasitelerine dayanmaktadır ve Pauli Dışlama İlkesi'ne göre her orbitalde en fazla iki elektron bulunabilir ve bu elektronların spinleri zıt olur.

Atomda elektrik yükü, proton ve elektron adı verilen parçacıklarda bulunur. Proton: Atomun çekirdeğinde yer alır ve pozitif (+) elektrik yükü taşır. Elektron: Atomun etrafında yörüngelerde hareket eder ve negatif (-) elektrik yükü taşır. Nötron adı verilen parçacık ise elektriksel olarak yüksüzdür.

1A grubu metallerinin aktif olmasının sebebi, son enerji seviyelerinde bir elektron bulundurmalarıdır. Ayrıca, aynı grupta yer alan elementlerin aktifliği, yukarıdan aşağıya doğru artar. 1A grubu metalleri, aktif oldukları için doğada serbest halde bulunmazlar.

Atomun enerji seviyeleri, elektronların atom çekirdeği etrafında bulunduğu farklı enerji durumlarını ifade eder. Elektronların hareketi: Temel seviye: Eğer bir atom, molekül ya da iyon mümkün olan en düşük enerji seviyesindeyse, elektronlar temel seviyede kabul edilir. Uyarılmış seviye: Elektron, enerjiyi emdikten sonra temel seviyeden daha yüksek enerjili bir uyarılmış seviyeye geçebilir. Yörünge değişimi: Bir elektron, bir yörüngeden diğerine geçerken enerji alır veya verir. Elektronlar, belirli enerji seviyelerinde bulunur ve bu durum kuantalize enerji seviyeleri olarak adlandırılır.

Ametaller, metallerle bileşik oluşturur çünkü elektron almak veya paylaşmak isterler. Ametallerin kendi aralarında ve metallerle oluşturdukları bileşiklerin bazı özellikleri şunlardır: Kovalent bağ: Ametaller, elektronlarını paylaşarak kendi aralarında kovalent bileşikler oluştururlar. İyonik bağ: Ametaller, metallerle reaksiyona girerek elektron alıp anyon oluştururken, metaller elektron verip katyon oluşturur ve iyonik bileşikler meydana gelir. Oksijenli bileşiklerin asidik özelliği: Ametallerin oksijenli bileşikleri asidik özellik gösterir. Ayrıca, ametaller, soy gazların kararlı elektron düzenine kavuşabilmek için birkaç elektron almaya ihtiyaç duyarlar.

Zn 2+ iyonunun hangi orbitalde olduğuna dair bilgi bulunamadı. Ancak, çinko (Zn) elementinin elektron dizilimi hakkında bilgi mevcuttur. Çinko elementinin elektron dizilimi [Ar] 4s2 3d10 şeklindedir. Elektron dizilimi, atomun temel hâldeki elektron konfigürasyonuna dayanır ve orbitallerin enerji sıralamasına göre düzenlenir.