Enerji seviyesi arttıkça bağlı olarak atom orbitallerinin bağıl enerjileri nasıl değişmektedir?
Cevap: Atomik orbitallerin enerjileri, enerji seviyesi ve orbital türüne bağlı olarak değişir. Atomun çekirdeğine yakın olan orbitaller, daha düşük enerji seviyelerine sahipken, çekirdekten uzaklaştıkça enerji seviyeleri artar.
-
Enerji Seviyeleri ve Orbital Türleri:
- Atomlarda, elektronlar enerji seviyeleri adı verilen değişik enerji katmanlarında bulunur. Bu seviyeler, temel enerji seviyesi olan n ile temsil edilir ve n = 1, 2, 3, … şeklinde artar.
- Her enerji seviyesi, farklı tipte orbitalleri içerir. Örneğin, n = 1 seviyesinde sadece s orbitali bulunurken, n = 2 seviyesinde s ve p orbitalleri yer alır.
-
Orbital Enerjilerinin Karşılaştırılması:
- S orbitalleri, enerji seviyeleri için en düşük enerjili olanlardır. Ardından p, d, ve sonunda f orbitalleri gelir.
- Örneğin, 2s orbitallerine kıyasla, 2p orbitalleri daha yüksektir. Benzer şekilde, 3d orbitalleri 4s’den daha yüksektir.
- Bu düzen, elektronları doldururken kullanılan Aufbau ilkesine göre belirlenir: Elektronlar, en düşük enerjili orbitalden başlayarak doldurulur.
-
Enerji Seviyesinin Etkisi:
- Enerji seviyesi arttıkça, aynı orbital türünün enerjisi de artar. Yani 3s, 2s’e kıyasla daha yüksek enerjiye sahiptir, benzer şekilde 4p, 3p’den daha yüksektir.
-
Orbital Enerji Düzeni:
- Enerji seviyelerinin ve orbital türlerinin farklı kombinasyonları, spesifik bir enerji sıralaması sunar. Literatürdeki genel orbital enerji sıralaması şu şekilde gösterilebilir:
- 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p, vb.
- Enerji seviyelerinin ve orbital türlerinin farklı kombinasyonları, spesifik bir enerji sıralaması sunar. Literatürdeki genel orbital enerji sıralaması şu şekilde gösterilebilir:
-
Uygulamada Örnek:
- Örneğin karbon atomunun elektron dizilimini ele alalım: 1s^2 2s^2 2p^2. Burada görüldüğü gibi, elektronlar çekirdeğe en yakın olan en düşük enerjili orbitallerden başlayarak yerleşir.
Kısaca: Atomik orbitallerde enerji seviyeleri arttıkça, orbitallerin enerjileri de artar ve elektronlar, en az enerjiye sahip orbitallerden en fazla enerjiye sahip olanlara doğru dolarak belirli bir düzen oluşturur.