Kuantum sayıları kimya konu anlatımı çözümlü sorular

Kimya dersinde anlatılan kuantum sayılarını tam olarak anlamadıysanız, bu sayfada sizler için hem kısa bir özet açıklama geçiyoruz, hem de ardından detaylı bir çalışmanın eseri olan ayrıntılı konu anlatımını sizlere sunuyoruz. Daha da anlamayanlar için çok güzel bir videolu konu anlatımı ekledik. Üstelik konuyu daha iyi kavramanız için birkaç çözümlü soru da paylaştık. Umarız yararlı bir kaynak olur…

Kimya-Elektronların Kuantum Sayıları ve Anlamları

Elektronları tanıtmak için 4 farklı kuantum sayısı kullanılır.

1) n=Başkuantum sayısı
*Enerji seviyesini (katmanını) gösterir
*Elektronun çekirdeğe uzaklığını belirtir.

2) l=İkincil momentum sayısı
*Orbitalin türünü gösterir

l=0 ise s orbitali
l=1 ise p orbitali
l=2 ise d orbitali
l=3 ise f orbitali

3) ml=Manyetik kuantum sayısı

*Orbitalin yönünü belirtir.
* -l…0…+l değerliklerini alır

Örneğin l=3 için ml=[-3,-2,-1,0,1,2,3] olabilir.

4) ms=Manyetik Spin Kuantum sayısı

*Her orbitalde 2 elektron bulunur, bunlardan biri sağdan sola dönüyorsa (kendi etrafında) diğeri soldan sağa dönmelidir çünkü birbirlerini iterler,

Bu elektronlardan birinin ms’i +1/2 ise diğerinin ms’i -1/2 olacaktır.

DETAYLI ANLATIM: KUANTUM SAYILARI HAKKINDA AYRINTILI BİLGİ

Kuantum mekaniğinde, atomlardaki elektron dağılımlarını anlayabilmek için üç kuantum sayısı gereklidir. Bu sayılar şöyle sıralanabilir;

Baş kuantum sayısı (n); bu sayı büyüklüğü belirtir.

Yan kuantum (orbital) sayısı (ℓ); şekil belirtir.

Manyetik kuantum (orbital) sayısı (m_ℓ); uzaydaki yönelmeyi belirtir.

Spin kuantum sayısı (m_s) olarak bilinen bir kuantum sayısı daha vardır. Bu sayı ise belirli bir elektronun davranışını açıklar.

Tüm bu sayılar kullanılarak atomlardaki elektronların tanımlanması gerçekleşmiş olur.

Baş Kuantum Sayısı (n):

Baş kuantum sayısı, elektron bulutunun atomun çekirdeğine olan uzaklığıyla alakalı bir büyüklüktür. Bunlar enerji seviyelerini ifade eder. Bu enerji seviyelerine elektron kabukları da denir. Baş kuantum sayısı “n” ile sembolize edilir.

n=1, 2, 3, 4, … şeklinde sıfırdan büyük pozitif tam sayılarla gösterilir. Elektron kabukları ise K, L, M, N, O, … harfleri ile ifade edilir.

n’in değeri ne kadar büyükse elektron bulutu çekirdekten o kadar uzaktır. Elektron potansiyel enerjisi de o kadar büyüktür.

Yan Kuantum (Orbital) Sayısı (ℓ):

Yan kuantum sayısı, elektron bulutlarının şeklini ve şekillerin farklılığından kaynaklanan enerji seviyelerindeki ayrılmaların olabileceğini belirtmek için kullanılır. Bu sayılar “ℓ” ile gösterilir ve orbital kuantum sayısı olarak da anılabilirler. Baş kuantum sayısına bağlı olarak sıfırdan başlayarak (n-1)e kadar pozitif sayılarla ya da s, p, d, f, … gibi harflerle ifade edilebilir.

ℓ’nin aldığı değerlere göre elektronun bulunduğu orbital aşağıdaki gibidir;

ℓ=0 değerini aldığında elektron s orbitalinde

ℓ=1 değerini aldığında elektron p orbitalinde

ℓ=2 değerini aldığında elektron d orbitalinde

ℓ=3 değerini aldığında elektron f orbitalinde

Aynı enerji seviyesinde bulunan alt kabukların enerji sıralaması küçükten büyüğe doğru;

s, p, d, f şeklindedir.

Manyetik Kuantum Sayısı (m_ℓ):

Manyetik alan etkisinde kalan orbitallerin uzaydaki yönelim biçimini ve alt enerji düzeyinde kaç orbital olduğunu gösterir. Alt enerji düzeyindeki orbital sayısı;

m_ℓ=2ℓ+1

formülü ile hesaplanır. Örnek vermek gerekirse;

ℓ=0 için m_ℓ=2.0+1=1     s orbitalleri 1 tiptir.

ℓ=1 için m_ℓ=2.1+1=3     p orbitalleri 3 tiptir. (p_x, p_y, p_z)

ℓ=2 için m_ℓ=2.2+1=5     d orbitalleri 5 tiptir. (d_xy, d_xz, d_yz, d_x²_{- y}² ve d_z²)

ℓ=3 için m_ℓ=2.3+1=7     f orbitalleri 7 tiptir.

Spin Kuantum Sayıları (m_s):

Elektron çekirdek çevresinde dönerken aynı zamanda kendi ekseni etrafında da döner. Elektronun kendi eksen etrafında dönmesine ‘spin’ denir. Spin kuant sayısı, bir orbitalde bulunan iki elektron için birbirinin tersi olan +1/2 ve -1/2 olmak üzere iki değer alır. Bu yüzden her orbitalde birbirine zıt spin yönlü iki elektron bulunabilir.

Atomun Yapısı Çözümlü Örnekler