Değerlik elektron sayısı nasıl bulunur

YKS TYT
1

değerlik elektron sayısı nasıl bulunur

2

Değerlik elektron sayısı nasıl bulunur?

Answer:

Değerlik elektron sayısı, bir atomun en yüksek enerji seviyesinde (kabukta) bulunan elektronlarının sayısını ifade eder. Bu elektronlar, kimyasal tepkimelerde ve bağ oluşumlarında en önemli rolü oynarlar. Değerlik elektronları, elementlerin periyodik tablodaki gruplarına göre de belirlenebilir. Aşağıdaki adımlar, bir atomun değerlik elektron sayısını bulmak için izlenebilecek temel yöntemleri detaylıca açıklamaktadır.

1. Elektron Dizilimi ve Kabukların İncelenmesi

Bir elementin elektron dizilimi, çekirdek çevresindeki katmanlarda yer alan elektronların nasıl dağıldığını anlatır. En genel gösterim, kabuk adlarını (K, L, M, N … veya 1, 2, 3, 4 …) kullanarak veya alt kabuk bazında (s, p, d, f) ayrıntılı bir şekilde yapılabilir. Örneğin, atom numarası 6 olan Karbon’un elektron dizilimi şu şekildedir:

  • Kabuk/Alt Kabuk Gösterimi: 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^2
  • Bu dağılımda, en yüksek enerji seviyesi (n=2) toplam 2s^2 + 2p^2 = 4 elektrona sahip olduğu için Karbon’un değerlik elektron sayısı 4’tür.

Adım Adım Elektron Dizilimi Yöntemi

  1. Atomun atom numarasını bulun. (Örneğin, Karbon için 6)
  2. Kabuklara ya da alt kabuklara elektronları Pauli Dışarlama İlkesi, Aufbau İlkesi ve Hund Kuralları çerçevesinde doldurun.
  3. En yüksek baş kuantum sayısı (n) değerine sahip katmandaki elektronları sayın. Bu sayı, o elementin değerlik elektron sayısını verecektir.

2. Periyodik Tablodaki Grup Numarası Yöntemi

Periyodik tablo, elementleri artan atom numaralarına göre düzenler ve her sütun (grup), elektron dizilimlerinde benzer özellikler gösteren elementleri bir araya getirir. Özellikle “temel grup elementleri” (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA ve VIIIA) için, grup numarası ile değerlik elektron sayısı arasında doğrudan bir ilişki vardır:

  • IA Grubu (1A Grubu): 1 değerlik elektronu (ör. Hidrojen, Lityum, Sodyum)
  • IIA Grubu (2A Grubu): 2 değerlik elektronu (ör. Berilyum, Magnezyum)
  • IIIA Grubu (13. Grup): 3 değerlik elektronu (ör. Bor, Alüminyum)
  • IVA Grubu (14. Grup): 4 değerlik elektronu (ör. Karbon, Silisyum)
  • VA Grubu (15. Grup): 5 değerlik elektronu (ör. Azot, Fosfor)
  • VIA Grubu (16. Grup): 6 değerlik elektronu (ör. Oksijen, Kükürt)
  • VIIA Grubu (17. Grup): 7 değerlik elektronu (ör. Flor, Klor)
  • VIIIA Grubu (18. Grup): 8 değerlik elektronu (soy gazlar; ör. Neon, Argon, Kripton)

Bu yöntem, geçiş metalleri (B grupları) için tam olarak geçerli değildir, çünkü geçiş metallerinde değerlik elektronlarını belirlerken en dıştaki s elektronlarıyla birlikte d alt kabuğundaki elektronlar da hesaba katılabilir. Ancak lise seviyesinde ya da temel kimya derslerinde, çoğunlukla A grubu elementlerin değerlik elektronlarıyla ilgili sorular sorulduğu için bu yöntem yeterli ve pratiktir.

3. Örnekler ve Uygulamalar

  1. Sodyum (Na)

    • Atom numarası: 11
    • Elektron dizilimi: 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^1
    • En yüksek enerji seviyesi (n=3) 3s^1 orbitalinde 1 elektron. Dolayısıyla 1 değerlik elektron bulunur.

  2. Alüminyum (Al)

    • Atom numarası: 13
    • Elektron dizilimi: 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^1
    • En yüksek enerji seviyesi (n=3) 3s^2 ve 3p^1 orbitallerinin toplamı: 2 + 1 = 3 değerlik elektron.

  3. Klor (Cl)

    • Atom numarası: 17
    • Elektron dizilimi: 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^5
    • En yüksek enerji seviyesi (n=3) 3s^2 ve 3p^5: toplam 2 + 5 = 7 değerlik elektron.

  4. Magnezyum (Mg)

    • Atom numarası: 12
    • Elektron dizilimi: 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2
    • En yüksek enerji seviyesi (n=3) 3s^2 olduğu için, toplamı 2 olarak alınır.

Bu örneklerden görüldüğü üzere, temel grup elementlerinde periyodik tabloda daha sağa doğru gidildikçe değerlik elektron sayısı artar. Değerlik elektron sayısı da elementin kimyasal reaksiyonlarda nasıl davranacağını belirlemek açısından kritik bir öneme sahiptir.

4. İpuçları

  • S ve P Blok Elementleri: A grubu elementleri olarak da bilinirler. Değerlik elektron sayısını grup numarasından kolaylıkla anlayabilirsiniz.
  • Geçiş Metalleri (d-blok): Bu gruptaki elementlerde değerlik elektron kavramı biraz daha karmaşıktır. Elektronlar (n-1)d ve ns orbitallerinde bulunabilir. Dolayısıyla tek bir formüle göre yapmak yerine ayrıntılı elektron dizilimi analizi gerekir.
  • Uygulamalı Soru Çözümü: Sorularda, tablo verirlerse, önce elementin konumuna bakıp (bilhassa hangi grup) değerlik elektron sayısı tahmin edilebilir. Ardından elektron dizilimini yazarak final doğrulama yapılabilir.

5. Değerlik Elektron Sayısını Arttıran ve Azaltan Faktörler

  1. İyon Oluşumu:

    • Bir atom elektron kaybettiğinde (oksidasyon), pozitif iyon (katyon) haline gelir ve değerlik elektronlarının sayısı azalır.
    • Elektron kazandığında (indirgenme), negatif iyon (anyon) haline gelir ve değerlik elektronlarının sayısı artar.

  2. Bağ Türleri:

    • Kovalent bağlarda, öğeler ortak değerlik elektronları üzerinden bağ yaparlar (paylaşım).
    • İyonik bağlarda, değerlik elektronları bir atomdan diğerine aktarılır.

Özet Tablo

Aşağıdaki tabloda bazı temel A grubu elementlerinin atom numaraları, elektron dizilimleri ve değerlik elektron sayıları listelenmiştir:

Element Atom Numarası Elektron Dizilimi Değerlik Elektron Sayısı
H (Hidrojen) 1 1s^1 1
He (Helyum) 2 1s^2 2 (Soy gaz, kararlı)
Li (Lityum) 3 1s^2 \, 2s^1 1
C (Karbon) 6 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^2 4
O (Oksijen) 8 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^4 6
Na (Sodyum) 11 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^1 1
Mg (Magnezyum) 12 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 2
Al (Alüminyum) 13 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^1 3
Cl (Klor) 17 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^5 7
Ar (Argon) 18 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6 8 (Soy gaz)

Görüldüğü gibi değerlik elektron sayısı, elementin periyodik tablodaki bulunduğu sütun (grup) ile yakından ilişkilidir. S bloğu, p bloğu, d bloğu veya f bloğu gibi sınıflandırmalar da bu sayıyı hesaplarken önemli rol oynamaktadır. Kimyasal bağlar ve tepkimeler, bu değerlik elektronları sayesinde gerçekleşir; dolayısıyla değerlik elektronları, kimyasal özelliklerin temel belirleyicisidir.

Bu yöntemleri kullanarak, periyodik tabloda kolayca yer alan A grubu elementlerinin değerlik elektron sayısını her zaman hızlıca bulabilirsiniz. d-blok (geçiş metalleri) ve f-blok (iç geçiş metalleri) elementleri içinse daha detaylı analiz ya da tablolar gerekse de, temel kimya düzeyinde bu bilgilerin çoğu sorunun yanıtı için yeterlidir.

@Dersnotu