Nötr Atomların Elektron Dizilimleri ve Periyodik Sistemdeki Yerleri
Maddelerin kimyasal, elektriksel ve manyetik davranışlarını açıklamaya yardımcı olduğu için atomların elektron dizilimi oldukça önemlidir. Atomun elektron dizilimi bilinirse o elementin periyodik sistemdeki yeri, metal, ametal veya soy gaz mı olduğu tahmin edilebilir.
Ayrıca iki maddenin etkileşip etkileşmeyeceği, etkileşmenin ve aralarındaki tepkimenin türü atomların elektron diziliminden belirlenebilir. Bir atomun elektron dizilimi, elektronların atom çekirdeği etrafında uzaydaki düzenlenişini açıklar. Elektronlar çekirdeğin etrafında farklı enerji düzeylerinde bulunur ve her enerji düzeyi farklı sayıda elektron bulundurur. 5. enerji düzeyine kadar her enerji düzeyindeki maksimum elektron sayısı 2n2 formülü ile bulunur. Bu durumda birinci enerji düzeyinin bulundurabileceği elektron sayısı en fazla 2, ikinci enerji düzeyinin 8, üçüncü enerji düzeyinin 18, dördüncü enerji düzeyinin 32’dir. Tablo 1.2.1ʼde enerji düzeylerinin alt kabuğu, baş kuantum sayısı ve en fazla alabileceği elektron sayıları verilmiştir.
Elektronların enerji düzeyleri alt enerji düzeylerine ayrılmıştır. Bu alt enerji düzeylerinde elektronların bulunma ihtimalinin yüksek olduğu bölgelere orbital denir. Orbitaller s, p, d, fʼye karşılık gelen açısal momentum kuantum sayısı (ikincil, yan kuantum sayısı) ℓ=0, 1, 2, 3, 4, …, n-1 ile gösterilir. Enerji düzeyi aynı zamanda baş kuantum (n) sayısına eşittir. Temel enerji düzeyindeki orbital sayısı n² ile bulunur (Tablo 1.2.2). Örneğin elektronların 2. enerji düzeyi için n=2ʼdir. Baş kuantum sayının 2 olması bu enerji düzeyinde iki tür orbital olduğunu gösterir. 2. enerji düzeyinde s ve p olmak üzere iki orbital türü vardır. 2² ise 2. enerji düzeyinde 4 tane orbital olduğunu gösterir. 1 tane s, 3 tane p olmak üzere toplam 4 orbital bulunur.
Her orbitalin alabileceği en fazla elektron sayısı ise 2(2ℓ+1) formülü ile hesaplanır. Tablo 1.2.3ʼte enerji düzeyi ve orbitallerin alabilecekleri maksimum elektron sayıları verilmiştir.
Nötr bir atomun elektron dizilimi atomun fiziksel ve kimyasal özellikleri hakkında bilgi verir. Bu nedenle elektron dizilimini doğru bir biçimde yazmak oldukça önemlidir. Elektron dizilimlerinin nasıl yazılacağı ve hangi bilgileri vereceği elektron sayısı en az olan hidrojen atomu üzerinde incelenebilir. Hidrojen atomunun atom numarası 1 olduğuna göre nötr hâlde 1 elektronu vardır. 1 elektron temel hâlde çekirdeğe en yakın, en düşük enerjili (birinci enerji düzeyinde) s orbitalinde bulunur. Elektron dizilimi aşağıdaki gibi yazılır.
Çok elektronlu atomların elektron diziliminin yazılması hidrojen atomunun elektron dizilimi kadar basit değildir. Atomların elektron diziliminin yazılması ve elektronların orbitallere doldurulmasında belirli kurallar uygulanır.
