Orbital

Orbitallerin sıralaması, elektronların atomda düşük enerjiden yüksek enerjiye doğru sırayla yerleştiği Aufbau ilkesine göre yapılır. Orbitallerin doldurma sırası şu şekildedir: 1. 1s 2. 2s 3. 2p 4. 3s 5. 3p 6. 4s 7. 3d 8. 4p 9. 5s 10. 4d 11. 5p 12. 6s 13. 4f 14. 5d 15. 6p 16. 7s 17. 5f 18. 6d 19. 7p Not: 8s, 5g, 6f, 7d, 8p ve 9s orbitalleri, ağır atomlarda (örneğin Ununoktiyum, Z=118) temel halde bulunmazlar. Ayrıca, Pauli'nin dışlama ilkesi gereği bir orbitalde zıt spinli olmak koşuluyla en fazla 2 elektron bulunabilir.

Orbital AYT soru çözümlerini izlemek için aşağıdaki kaynaklar kullanılabilir: YouTube: Orbital Yayınları AYT Kimya Soru Bankası çözüm videoları, "Orbital Akademi" kanalında mevcuttur. Orbitalvideo.frns.in: Orbital Yayınları'nın video çözümleri bu sitede bulunabilir. Ayrıca, "Orbital Video Çözüm" uygulaması Google Play'den indirilerek soru çözümlerine erişilebilir.

Hayır, orbital ve yörünge aynı şey değildir. Yörünge, bir elektronun bir atomun çekirdeği etrafında hareket ederken izlediği belirli yolu ifade eder. Orbital ise, bir atomun etrafındaki elektronların bulunma olasılığının yüksek olduğu uzay bölgeleridir. Yörüngeler genellikle sabit ve iyi tanımlanmıştır, oysa orbitaller sabit değildir ve bir olasılık bulutunu temsil eder.

Elektronların eşit enerjili olup olmadığını anlamak için orbitallerin enerji sıralamasına bakmak gerekir. Çok elektronlu atomlarda genel olarak kabul edilen enerji sıralaması şu şekildedir: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f.... Ancak, bazı durumlarda artan çekirdek yükü ve elektronlar arasındaki itme gibi faktörler nedeniyle bu sıralama değişebilir.

Elektronlar, düşük enerjili orbitalleri tercih eder. Aufbau ilkesi, temel durumda atomik orbitallerin artan enerji sırasına göre dolduğunu belirtir. Ayrıca, elektronlar yarı dolu veya tam dolu alt kabukları tercih eder. Elektronların orbitallere dağılımı, Pauli dışlama ilkesi, Hund'un maksimum çokluk kuralı ve diğer kuantum sayıları gibi faktörlere de bağlıdır.

Enerji sıralaması s, p, d, f, atom orbitallerinin açısal momentum kuantum sayısına göre yapılan bir sınıflandırmadır. s orbitali: Maksimum 2 elektron alabilir. p orbitali: Maksimum 6 elektron alabilir. d orbitali: Maksimum 10 elektron alabilir. f orbitali: Maksimum 14 elektron alabilir. Bu sıralama, elektronların düşük enerjili orbitallerden yüksek enerjili orbitallere sırayla yerleştirildiğini gösterir.

Bir orbitalde en fazla 2 elektron bulunabilir. Farklı orbitallerin maksimum elektron taşıma kapasiteleri şu şekildedir: s alt kabuğu: En fazla 2 elektron. p alt kabuğu: En fazla 6 elektron. d alt kabuğu: En fazla 10 elektron. f alt kabuğu: En fazla 14 elektron. g alt kabuğu: En fazla 18 elektron. Bu bilgiler, Pauli'nin dışlama ilkesiyle açıklanır; bir orbitalde bulunan iki elektronun spin kuantum sayıları farklı olmak zorundadır (+1/2 ve -1/2).

2 1 0 1/2 kuantum sayıları, s orbitalini ifade eder. n (Baş kuantum sayısı): 2. ℓ (Yan kuantum sayısı): 0 (s orbitali). mℓ (Magnetik kuantum sayısı): 0. ms (Spin kuantum sayısı): 1/2. s orbitalleri, küresel bir şekle sahiptir ve bir yörüngede en fazla iki elektron bulunabilir; bu elektronların spinleri zıt olmak zorundadır.

Sodyum (Na) atomu, dört farklı orbitalde elektron bulundurur: 1. 1s: 2 elektron. 2. 2s: 2 elektron. 3. 2p: 6 elektron. 4. 3s: 2 elektron. Toplamda, sodyum atomu 10 elektron içerir.

Orbitallerin farklı şekillerde doldurulmasının nedeni, elektronların atomda en düşük enerji seviyesinden başlayarak yer alması (Aufbau İlkesi) ve eş enerjili orbitallerin maksimum toplam spin verecek şekilde doldurulması (Hund Kuralı) gibi kurallara uymasıdır. Ayrıca, elektronlar kararlı bir dizilim elde edebilmek için alt kabukları yarı dolu veya tam dolu tercih edebilirler. Orbitallerin doldurulma sırası, artan n+l değeri sırasına göre belirlenir; n+l değeri aynı olduğunda ise artan n değerine göre sırayla dolum yapılır.

Temel haldeki X atomunun 10 tane tam dolu ve 5 tane yarı dolu orbitali olduğuna göre, bu atom d bloğunda yer alır. Çünkü d orbitali, üçüncü temel enerji düzeyinden itibaren bulunur ve 3d orbitalinin baş kuantum sayısı 3'tür.

S orbitali küresel simetriktir, p orbitali ise küresel simetrik değildir. S orbitali: Tüm s orbitalleri için açısal momentum kuantum sayısı (ℓ) 0'dır ve manyetik kuantum sayısı (mℓ) 0'dır. P orbitali: P orbitali için ℓ = 1 olduğundan, dalga fonksiyonu teta ve fi açısına bağlıdır ve bu da açısal bir bağımlılık yaratır.

Elektron diziliminde tam dolu ve yarı dolu ifadeler, atomun orbitallerinin elektronlarla doluluğunu ifade eder. Tam dolu orbitaller, s, p, d, f gibi alt kabukların maksimum elektron kapasitesine ulaşmış olmasını ifade eder. Yarı dolu orbitaller, bir alt kabuğun elektronlarının tamamının değil, yarısının dolu olmasını ifade eder. Tam ve yarı dolu orbitaller, atomun daha kararlı bir yapıya ulaşmasını sağlar.

Sp3 hibritleşmesi, bir tane s orbitali ile üç tane p orbitalinin etkileşmesi sonucu meydana gelir. Bu hibritleşme türünde: 2s orbitalinin enerjisi biraz artar. 2p orbitallerinin üçünün de enerjisi biraz azalır. 4 tane orbital ortada buluşur ve enerjileri eşitlenir. 2s2 orbitalinin 1 elektronu boş olan 2p2 orbitallerine geçer. Sp3 hibritleşmesi yapmış bir karbon atomu çift veya üçlü bağ yapamaz. Sp3 hibritleşmesi, metan (CH4) molekülünde görülür.

D orbitali en fazla 10 elektron alabilir. Bunun nedeni, her bir orbitalin en fazla 2 elektron alabilmesi ve d orbitalinin 5 adet orbital içermesidir.

Orbital, elektronların atom çekirdeği etrafındaki konumunu ve dalga-benzeri özelliklerini tanımlayan matematiksel bir fonksiyondur. Elektron bulutu ise, modern atom kuramında çekirdeğin etrafında dönen elektronlardan ziyade, çekirdeğin etrafındaki elektronların bulunma olasılığını ifade eder. Orbitaller, elektron bulutlarının olasılık dağılımını temsil eder ve farklı şekillere sahip olabilirler.

Elektronların bulunma olasılığının yüksek olduğu bölgelere "orbital" denir. Orbital, bir atomun çekirdeği çevresinde, elektronların bulunma ihtimalinin en yüksek olduğu bölgedir. Orbitaller, şekillerine ve enerji seviyelerine göre sınıflandırılır: s-orbitali. p-orbitalleri. d-orbitalleri. f-orbitalleri.

Baş kuantum sayısı 3 olan bir atomda 3 tane d orbitali vardır. Çünkü d orbitalleri, üçüncü ve daha üst enerji seviyelerinde bulunur. d orbitallerinin sayısı, yan kuantum sayısı olan l’nin 2 değerine karşılık gelir.

Hund kuralı, çok elektronlu bir atomun taban durumuna karşılık gelen terim sembolünü belirlemek için formüle edilmiş bir kurallar dizisidir. Hund kuralının temel ilkeleri: Elektronlar, eş enerji seviyesine sahip orbitallere tek tek yerleşir ve bu yerleşimde elektronların spinleri aynı yönde olur. Bir orbitalde bir elektron bulunduktan sonra, ikinci elektron geldiğinde, onun spini öbürüne zıt olacak şekilde yerleştirme yapılır. Elektronlar, eş enerjiye sahip orbitallere doldurulurken önce boş orbitallere aynı spinli olacak şekilde tek tek yerleştirilir, daha sonra elektron sayısı zıt spinli olacak şekilde ikiye tamamlanır. Hund kuralını bulmak için aşağıdaki kaynaklar kullanılabilir: YouTube. Vikipedi. Milliyet. Mühendishane. Jove.

Elektronların 3d'den önce 4s'ye yerleşmesinin nedeni, Aufbau İlkesi olarak bilinen elektron doldurma kuralına dayanır. 4s orbitalinin enerjisi, belirli durumlarda (örneğin, Sc elementinden itibaren) 3d orbitalinin enerjisinden daha düşük olabilir.